SOLAS II-1 전기설비 요건과 선급 검사 포인트 상세 실무 해설

현장에서 전기설비가 규정 미충족으로 인한 재작업과 비용 손실을 겪는 경우가 빈번합니다. 이런 문제를 예방하려면 SOLAS II-1 요구사항을 설계·시공 단계마다 명확히 검증해야 합니다. 아래 체크리스트는 작업 순서를 기준으로 판단·시공·검증을 체계화한 실무 가이드입니다.

요구사항을 해석하고 적용 범위를 정의한다

SOLAS(International Convention for the Safety of Life at Sea) 제II‑1절은 선박 전기·전력 설비에 대한 최소 안전 기준을 규정한다. 적용 대상은 모든 국제선·내항선 및 그 부속 설비이며, 특히 고압·저압 전기 설비, 배터리 구역, 전동기실, 전기실, 그리고 연료·보일러실 등 위험도에 따라 구분된 구역에 적용된다. IEC 60092‑1은 선박 전기설비의 기본 원칙을 제공하고, IEC 60092‑101·102는 전압 등급·배선 종류를 정의한다. 여기서 ‘저압’은 1000 V 이하, ‘고압’은 1000 V 초과 36 kV 이하로 구분한다.

적용 범위 정의는 다음 3단계로 진행한다.

1. 선박 종류와 운용 조건(예: 화물선, 여객선, 작업선)을 파악하고 SOLAS II‑1 적용 여부를 확인한다. SOLAS는 국제항해선에만 강제 적용되며, 내항선은 선급 규정에 따르지만 동일한 기준을 적용하는 경우가 일반적이다.
2. 전기 설비의 전압 등급을 결정한다. IEC 60092‑101에 따르면, 380 V 3상 시스템은 저압에 해당하고, 6.6 kV 배전 시스템은 고압에 해당한다.
3. 배선 등급을 선정한다. IEC 60092‑101 §4.3에 따라 배선은 ‘선박용 저압 배선(선박용 저전압 전선)’과 ‘선박용 고압 배선’으로 구분되며, 각각 최소 절연 등급과 피복 규격이 규정된다.

위 과정을 통해 SOLAS II‑1과 IEC 60092의 적용 범위를 명확히 정의하면, 설계 단계에서 요구되는 최소 안전 기준을 충족시키는 기반이 마련된다.

• 선박 종류와 운용 조건에 따라 SOLAS II‑1 적용 여부를 확인했는가?
• 전압 등급(저압·고압)을 IEC 60092‑101 기준에 따라 정확히 구분했는가?
• 배선 등급(저압·고압)과 해당 절연·피복 규격을 명시했는가?

부하를 계산하고 전압·전류 기준을 설정한다

부하 계산은 설계 전력 요구량을 산출하고, IEC 60364‑4‑31에 따라 전류 용량을 결정하는 핵심 단계이다. 전력 요구량은 추진 시스템, 조명·통신, 냉난방, 화재 방지 설비 등을 모두 포함한다. 예시로 3상 380 V 시스템에 50 kW 추진 부하와 20 kW 조명·통신 부하가 있다고 가정한다.

전류는 I = P ÷ (√3·U·cos φ) 로 계산한다. 여기서 cos φ는 0.8(전형적인 부하 인자)로 가정하였다. 합계 전류에 20 % 여유를 두어 설계 전류 112 A를 확보한다. IEC 60364‑5‑52에 따르면, 300 mm² 구리 전선은 150 A까지 허용하므로 300 mm² 구리 전선을 사용하면 충분하다.

전압 강하도 검토한다. IEC 60364‑5‑52 §5.3에 따라 최대 허용 전압 강하는 5 % 이하이며, 112 A 전류가 흐르는 300 mm² 전선의 전압 강하는 약 1.2 %로 기준을 만족한다.

• 전체 전력 요구량을 모든 설비를 포함해 계산했는가?
• 전류 용량을 IEC 60364 기준에 따라 여유(≥20 %)를 두고 선정했는가?
• 전압 강하가 5 % 이하인지 검증했는가?

위험구역을 구분하고 방폭·내화 요구사항을 매칭한다

위험구역은 가연성 가스·증기 존재 여부와 전기 설비의 온도 특성에 따라 IEC 60079‑10 §4와 IEC 60331‑1에 의해 구분된다. 일반적으로 선박은 ‘구역 0’, ‘구역 1’, ‘구역 2’와 ‘비위험 구역’으로 나뉜다. 구역 0은 가연성 혼합물이 10 % 이하 농도에서 지속적으로 존재하는 곳이며, 구역 1은 가연성 혼합물이 10 % 이하 농도가 일시적으로 존재할 수 있는 곳이다.

1. 각 설비 공간(예: 연료 탱크, 엔진실, 전기실)을 현장 조사하고 가연성 물질 존재 여부를 기록한다.
2. 가연성 물질 농도와 지속 시간에 따라 구역 0·1·2를 지정한다. 예를 들어, 연료 탱크 내부는 구역 0, 연료 펌프실은 구역 1, 전기실은 비위험 구역으로 분류한다.
3. 구역별 방폭 등급을 매칭한다. IEC 60079‑0에 따르면, 구역 0·1·2에 사용되는 장비는 각각 ‘Ex d I’, ‘Ex d II’, ‘Ex d III’ 등급을 가져야 한다.
4. 내화 요구사항을 적용한다. IEC 60331‑1에 따라 구역 0·1에 설치되는 케이블은 최소 1 kW·h/m 내화 성능을 가져야 하며, 구역 2 이상에서는 0.5 kW·h/m이면 충분하다.

이와 같이 위험구역을 정확히 구분하고, 해당 구역에 맞는 방폭·내화 등급을 적용하면 전기 설비가 화재·폭발 위험에 대응할 수 있다.

• 각 설비 공간의 가연성 물질 존재 여부를 현장 조사했는가?
• 가연성 물질 농도와 지속 시간에 따라 위험구역을 정확히 지정했는가?
• 구역별 방폭 등급과 내화 성능을 IEC 60079·60331 기준에 맞게 적용했는가?

케이블 트레이와 고정 설계를 검증한다

케이블 트레이 설계는 IEC 61537‑1에 따라 트레이의 최소 강도·하중을 산정하고, 선급 DNV GL Rule 3.5 및 LR Rule 6에 따라 고정 방법을 검증한다. 트레이는 동적 하중(예: 선체 진동)과 정적 하중(케이블 자체 중량)을 모두 고려해야 한다.

설계 하중은 총 정적 하중에 동적 계수를 곱해 산출한다(180 kg × 1.5 = 270 kg). IEC 61537‑1 §5.2에 따르면 트레이의 허용 하중은 최소 1.5 배 이상이어야 하므로, 270 kg × 1.5 = 405 kg 이상의 강도를 갖는 트레이를 선택한다. 일반적인 알루미늄 트레이는 500 kg 이상의 하중을 견디며, 이는 충분히 기준을 만족한다.

고정 방법은 DNV GL Rule 3.5‑2.1에 따라 트레이와 선체 사이의 연결부에 최소 2 개의 고정구를 설치하고, 고정구 간 거리는 1 m 이하로 유지한다. 또한, 고정구는 부식 방지를 위해 스테인리스·아연도금 재질을 사용한다.

• 케이블 평균 중량과 총 길이를 정확히 산정했는가?
• 동적 계수를 적용해 설계 하중을 계산했는가?
• 트레이의 허용 하중이 IEC 61537‑1 기준을 초과했는가?
• 고정구 수·간격·재질을 DNV GL Rule 에 맞게 적용했는가?

전기 설비 도면을 작성하고 검토한다

전기 설비 도면은 SOLAS II‑1 및 IEC 60092‑101(선박 전기 설비 기본)에서 요구하는 전압 등급, 전류 용량, 구역 구분을 명확히 표시해야 한다. 전압 등급은 0 V‑450 V(저압)와 450 V‑1000 V(중압)로 구분하고, 각 회로의 정격 전류는 설계 전류에 1.25배 여유를 두어 표시한다. 구역은 위험구역(전기 장치가 폭발 위험이 있는 구역)과 비위험구역으로 구분하고, 위험구역에는 IEC 60079‑10(분류) 기준에 따라 구역 0, 1, 2를 지정한다.

도면 작성 단계에서는 다음과 같은 절차를 따른다.

1. 전력 시스템 토폴로지를 정의하고, 주 전원(예: 440 V 3상 50 Hz)과 보조 전원을 구분한다.
2. 각 회로의 차단기 용량을 정격 전류 × 1.25로 계산한다. 가령 200 A 부하라면 차단기 용량은 250 A로 표시한다.
3. 배선 경로를 IEC 60364‑5‑52(배선 설계)와 IEC 61537(케이블 트레이) 규정에 따라 배치하고, 트레이 내 케이블 간 최소 간격 30 mm를 적용한다.
4. 위험구역 내 전기 설비는 IEC 60331(내화) 또는 IEC 60332(난연) 인증 케이블을 사용했음을 명시한다.

작성된 도면은 선급(DNV‑GL) 검토 절차에 따라 최소 2차 검토를 거쳐야 한다. 첫 번째 검토에서는 전압·전류·구역 표시의 일관성을 확인하고, 두 번째 검토에서는 IEC 60092‑101 및 해당 선급의 설계 지침(DNV‑GL‑3065)과의 적합성을 평가한다. 검토 결과는 도면 수정 기록에 일자, 검토자, 수정 내용과 함께 서명해야 한다.

• 전압 등급이 0 V‑450 V 또는 450 V‑1000 V로 정확히 구분되었는가?
• 정격 전류에 1.25배 여유를 두어 차단기 용량을 표시했는가?
• 위험구역 구분과 IEC 60079‑10 구역 지정이 올바른가?
• 케이블 트레이 내 최소 간격 30 mm를 유지했는가?
• IEC 60331·60332 인증 케이블 사용 여부가 명시되었는가?
• 선급 검토 서명·날짜가 기록되었는가?

시공 전 현장 점검과 재료 적합성을 확인한다

시공 전 현장 점검은 재료 인증서와 시험 성적서가 현장에 비치되고, 실제 설치와 일치하는지를 확인하는 것이 핵심이다. IEC 60092‑101은 재료 인증서에 최소 다음 항목을 요구한다: 제조사, 제품명, 규격 번호, 시험 기준, 시험 일자, 시험 결과(예: 열전도도 ≤ 0.25 W/m·K, 인장강도 ≥ 150 MPa). 시험 성적서는 IEC 60079‑0(방폭 장비)와 IEC 60331(내화) 시험 결과를 포함해야 한다.

현장 점검 절차는 다음과 같다.

점검 시에는 재료 라벨을 실제 부품과 대조하고, 인증서와 부품 번호가 일치하는지 확인한다. 또한, 위험구역에 설치되는 전기 장치는 IEC 60079‑14(설치) 기준에 따라 방폭 인증을 받은 제품이어야 한다. 현장에 비치된 문서는 최소 6개월 이상 보관하도록 한다.

재료 적합성 확인 후에는 현장 담당자와 서면으로 적합 확인서를 교환한다. 이 서류는 추후 검사 시 증거 자료가 되며, 선급 검사 시 제출이 요구된다.

• 재료 인증서에 제조사·제품명·규격·시험 기준·시험 일자가 모두 기재되었는가?
• 시험 성적서에 IEC 60079‑0·60331 시험 결과가 포함되었는가?
• 케이블 외피 온도 저항이 ≤ 70 °C인지 확인했는가?
• 절연 저항이 ≥ 1 MΩ·km인지 측정했는가?
• 차단기 차단 용량이 설계 전류× 1.25 이상인지 검증했는가?
• 위험구역 전기 장치가 방폭 인증을 받았는가?
• 적합 확인서가 서면으로 교환되고 보관되었는가?

배선·케이블 설치와 연결 작업을 수행한다

배선 및 케이블 설치는 IEC 60364‑5‑52(배선 설계)와 IEC 61537(케이블 트레이) 규정에 따라 수행한다. 트레이에 배치하는 케이블은 전압 등급에 따라 구분하고, 트레이 내 케이블 간 최소 간격 30 mm를 유지한다. 연결부는 IEC 60364‑4‑44(접지)와 IEC 60364‑4‑41(절연) 요구사항을 충족해야 한다.

구체적인 설치 절차는 다음과 같다.

1. 트레이에 케이블을 배치할 때, 전압 등급별로 구역을 나누고, 각 구역에 색상 코드를 적용한다(예: 440 V 회로는 파란색, 660 V 회로는 빨간색).
2. 케이블 길이와 전류 용량을 계산한다. 가령 3 km·400 A 회로라면 전압 강하 ≤ 3 %를 만족하도록 단면적을 선택한다. 계산식: ΔU = I·(ρ·L)/A, 여기서 ρ = 0.018 Ω·mm²/m (구리), ΔU ≤ 0.03·U₀(= 13.2 V). 결과 A ≥ 254 mm², 따라서 300 mm² 케이블을 사용한다.
3. 연결부에서는 전선 단자를 IEC 60364‑4‑44 규정에 따라 접지한다. 접지 저항은 ≤ 0.1 Ω를 목표로 한다.
4. 연결 전후 절연 저항을 IEC 60364‑4‑41에 따라 1 MΩ·km 이상 측정한다.
5. 위험구역 내 모든 연결부는 IEC 60331(내화) 또는 IEC 60332(난연) 인증 부품을 사용한다.

설치 완료 후에는 트레이와 케이블 배치도를 현장에 비치하고, 설치 기록에 일자·설치자·검사자를 기재한다. 선급(DNV‑GL·LR) 검사는 트레이 내 케이블 간격, 색상 구분, 접지 저항 등을 현장 확인한다.

• 케이블 전압 등급별 색상 구분이 적용되었는가?
• 트레이 내 케이블 간 최소 간격 30 mm를 유지했는가?
• 전압 강하 계산에 따라 적정 단면적(예: 300 mm²)을 선택했는가?
• 연결부 접지 저항이 ≤ 0.1 Ω인지 측정했는가?
• 절연 저항이 1 MΩ·km 이상인지 확인했는가?
• 위험구역 연결부에 IEC 60331·60332 인증 부품을 사용했는가?
• 설치 기록에 일자·설치자·검사자가 모두 기재되었는가?

전기 설비 시험과 기록을 정리한다

전기 설비 시험은 절연저항·접지 연속성·전압 강하·전류 보호 기능을 포함한다. IEC 60364‑4‑41은 절연저항 시험을 500 V 직류 전압으로 수행하고, 최소 1 MΩ·km 이상의 저항을 요구한다. IEC 60364‑4‑44는 접지 연속성을 10 A 직류 전류로 0.1 Ω 이하를 확인한다. 전압 강하 시험은 IEC 60364‑5‑52에 따라 부하 전류 80 %에서 전압 강하를 3 % 이하로 유지한다.

시험 절차는 다음과 같다.

1. 절연저항 시험: 500 V 전압을 가하고, 측정값이 1 MΩ·km 이상이면 합격한다. 예시: 1.2 MΩ·km 측정.
2. 접지 연속성 시험: 10 A 전류를 흐르게 하고, 전압 강하가 0.05 V 이하이면 접지 저항은 0.05 Ω 이하이므로 합격한다.
3. 전압 강하 시험: 설계 전류 200 A의 80 %인 160 A를 부하에 인가하고, 전압 강하가 12 V(=3 %·U₀) 이하인지 확인한다. 측정값이 10 V이면 합격.
4. 차단기 작동 시험: IEC 60269‑1에 따라 과전류 1.5× 정격 전류를 0.1 s 동안 인가하고, 차단기가 정상적으로 작동하는지 확인한다.
5. 시험 결과를 시험 기록서에 일자·시험자·측정값·합격 여부와 함께 서명한다.

시험 기록서는 선급(DNV‑GL·ABS·KR) 검증 시 제출 자료이며, 기록이 누락되면 재시험이 요구된다. 기록은 전자 파일과 종이 사본을 각각 5년 이상 보관한다.

• 절연저항 시험값이 1 MΩ·km 이상인지 확인했는가?
• 접지 연속성 시험에서 전압 강하가 0.1 V 이하인지 측정했는가?
• 전압 강하 시험에서 3 % 이하(예: 12 V)인지 검증했는가?
• 차단기 작동 시험이 IEC 60269‑1 기준을 만족했는가?
• 시험 기록서에 일자·시험자·측정값·합격 여부가 모두 기재되었는가?
• 시험 기록이 전자와 종이 형태로 5년 이상 보관되었는가?

선급 검사 포인트를 체크하고 최종 승인받는다

선급 검사는 설계, 시공, 시험 3단계에 걸쳐 일관된 기준으로 전기설비의 적합성을 확인한다. 각 단계마다 DNV·LR·ABS·KR·BV 등 주요 선급이 제시하는 체크 포인트가 존재하며, 이는 IEC 60092‑1(선박 전기설비)와 IEC 60364‑5‑71(저압 배선) 등 국제 표준을 기반으로 한다. 설계 단계에서는 회로도, 부하 계산, 보호기기 선정이 핵심이며, 시공 단계에서는 배선 배치, 케이블 트레이(IEC 61537) 설치, 방폭구역(IEC 60079‑1) 적합성이 검증된다. 시험 단계에서는 절연저항, 접지 연속성, 차단기 작동시간 등 전기 시험 결과가 선급 허용 기준을 만족하는지 확인한다.

먼저 설계 단계에서 검토해야 할 주요 항목은 다음과 같다. 1) 전체 부하 계산은 IEC 60364‑5‑52에 따라 전압 강하를 3 % 이하(배전선 길이 100 m 이하)로 제한한다. 2) 보호기기의 정격 차단 전류는 최소 1.25배(예: 63 A 회로라면 80 A 차단기)로 선정한다. 3) 방폭구역에 배치되는 모든 전기장비는 IEC 60079‑14에 따라 방폭 등급이 일치해야 한다. 이러한 설계 검증 결과를 설계 검토 보고서에 명시하고, 선급 담당자에게 사전 검토용 서류로 제출한다.

시공 단계에서는 배선 배치가 IEC 60092‑2(전선 및 케이블)와 IEC 61537(케이블 트레이) 요구사항을 충족하는지 확인한다. 구체적으로, 전선의 최소 굴곡 반경은 외경의 6배 이상이어야 하며, 트레이 내부에 설치되는 케이블 간 간격은 30 mm 이상 유지한다. 또한, 방폭구역(Zone 0·1·2) 내에서는 금속제 전선 대신 방폭 전선을 사용하고, 모든 연결부는 IEC 60331(내화) 혹은 IEC 60332(난연) 인증을 받은 부품으로 구성한다. 시공 완료 후에는 현장 검증 체크리스트를 작성하고, 사진과 함께 선급 검사 담당자에게 제출한다.

시험 단계에서는 전기 설비가 설계대로 작동하는지를 검증한다. 주요 시험 항목은 절연 저항, 접지 연속성, 차단기 작동시간, 과전류 차단 시험이다. 절연 저항은 IEC 60364‑5‑71에 따라 500 V DC 전압을 가해 1 MΩ 이상을 기록해야 하며, 접지 연속성은 10 Ω 이하가 요구된다. 차단기 작동시간은 0.1 s 이내(전압 415 V, 전류 1.5×정격)로 측정한다. 과전류 차단 시험은 IEC 60364‑4‑41에 따라 정격 전류의 1.5배 전류를 5 s 이상 인가했을 때 차단기가 정상 작동해야 한다. 모든 시험 결과는 시험 보고서에 정량적으로 기록하고, 선급의 최종 승인 회의에서 검토한다.

• 설계 단계: 부하 계산값이 전압 강하 3 % 이하인지, 차단기 정격이 부하 전류×1.25 이상인지 확인한다.
• 시공 단계: 전선 굴곡 반경이 외경×6 이상, 케이블 트레이 간격이 30 mm 이상, 방폭구역 전선이 방폭 인증을 받았는지 검증한다.
• 시험 단계: 절연 저항≥ 1 MΩ, 접지 연속성≤ 10 Ω, 차단기 작동시간≤ 0.1 s, 과전류 차단 시험 합격 여부를 기록한다.

자주 묻는 질문