IEC 코드와 NEC 코드

현재 전세계에는 여러 가지의 전기장비 표준이 있습니다. 각 나라별로 지역특성이나 산업환경에 맞게 표준을 제정하고 국내외 산업에 적용하고 있습니다. 어떤 경우에는 단순한 행정상 절차에 불과한 경우도 있지만, 많은 경우 제품에 추가적인 조건이 요구하고 해당 국가내에서의 제품 사용을 위해서는 반드시 해당 표준을 만족해야하는 경우가 많습니다. 가령 브라질(Brazil)의 경우에는 Immetro 인증을 필요로 합니다. 러시아의 경우에는 Gost-R이였다가 현재 TRCU로 변경된 상태입니다. 인도의 경우에는 PESO와 DGMS 인증이 있어 모든 수입품에 적용되어야 합니다. 우리나라에는 KCS인증이 있습니다.
이 표준 중에는 양대산맥이라 할 수 있는 IEC(International Electrical Code)와 NEC(National Electrical Code)가 있습니다. IEC, NEC는 인증 그 자체라기 보다는 각 국가별 인증들의 통칭이라 할 수 있습니다. IEC는 주로 유럽지역에서 사용되는 ATEX 써티와 IEC Ex 규격에 기반을 둔 나머지 대부분 지역에서 사용되는 국가인증들이 통칭하여 IEC 코드라 부르고, 북미와 중남미 지역을 포함하여 미국 UL과 캐나다의 CSA 등을 통칭하여 NEC 코드라고 합니다. (큰 틀에서 캐나다의 CEC(Canadian Electric Code)는 미국과 인증시스템을 공유하므로 NEC로 분류합니다) 왼쪽 첫번째 그림에서는 각나라별 인증이 표시되어 있고, 지도의 색상별로 IEC와 NEC가 사용되고 있는 지역을 나타내고 있습니다.
IEC 코드에서 IEC는 IEC(International Electrotechnical Commission)라는 단체의 이름이기도 하고 동시에 그 단체에서 발표하는 표준(구체적으로는 IEC 60079과 IEC 61241 시리즈)을 뜻하기도 합니다. 반면, NEC 코드는 전기배선 및 장치의 안전한 설치를 목적으로 미국의 NFPA(National Fire Protection Association)라는 단체에서 정한 표준을 말하며, NFPA 70이라고도 합니다. National 이라는 명칭이 있지만 연방법에 의해 강제 적용되는 것은 아닙니다. 하지만, 대부분의 주(State)와 중미지역 국가들에서 이 NEC 코드를 표준으로 삼고 있습니다.
IEC 코드는 통합에 방점이 찍혀있어 Guideline 위주이고 NEC 코드는 단일 나라에서 발전되어 구체적인 지침을 위주로 하기 때문에 두 개의 코드가 일대일로 비교되지는 않습니다. IEC가 세계 여러 국가(약 80개국)의 규정을 종합 정리해서 발표하여 같은 제품의 나라간 중복인증으로 인한 비효율 및 비용 등을 줄이는 것을 기본 목적으로 하는데 반해, NEC는 한 국가(미국)에서 정립된 개념이라 구체적이며 안전관련 내용들을 포괄(encompassing)하는 등 내용의 결이 다릅니다.
그럼에도 두 Code사이에는 비교할 수 있는 내용이 있어 이를 중심으로 NEC의 내용을 알아보고자 합니다. 그에 앞서 처음부터 하나로 발전시켰으면 좋았을 것을, 왜 이렇게 두 개의 코드가 있어야 하는지 각 코드의 발전사를 짚어보겠습니다.

북미지역 NEC 코드의 성립

지금으로부터 100년전으로 거슬러 올라갑니다. 1900년대 초반 당시 미국에서는 건물에 전등설비가 한창 도입되기 시작했습니다. 처음부터 전기배선을 생각하고 건물 구조를 설계한 것이 아니라 전기의 보급에 따라 기존 건물에 전선을 추가하다보니 이미 설치되어있는 건물내부의 가스파이프에 전선을 넣는 방식을 사용했습니다. 때문에 북미지역에서는 기본 배선시스템으로 배관(conduit)을 사용하게 됩니다. (배선시스템은 별도의 글에서 설명합니다)
1920년대에는 자동차산업이 본격화되기 시작했는데, 자동차와 항공기 관련산업에서 사용하는 휘발성 증기와 전기 스파크의 결합은 폭발력이 아주 크고 매우 위험한 것이어서 이때 처음으로 위험지역 분류가 등장합니다. 당시 명칭은 특별위험지역(Extra Hazardous Location). 나중에 Division 1지역이 됩니다. Division 1의 정의는 위험이 상존(normally hazardous)하는 곳입니다. 위험지역의 정의로 비로소 위험지역에서 사용하는 전기 장비에 관련된 산업이 발전을 시작하게 됩니다.
1931년에는 Class 개념이 도입되었습니다. Class I은 가스나 증기, Class II는 분진, Class III 섬유질로 세분화시켜 물질에 따라 위험요소를 구분하였습니다. 과학발전에 따라 위험물질별 특징을 파악하여 그에 따른 폭발방지를 위한 제품개발의 틀도 마련한 셈입니다. 4년뒤 Class I을 Group로 세분하도록 했는데, 그 결과물이 Group A, B, C, D입니다. 나중에 살펴보겠지만, Group은 가스의 폭발압력 및 폭발력 그리고 발화온도를 기준으로 세분한 것입니다.
1956년에는 본질안전(intrinsic safety)의 개념이 등장하게 되고, 비슷한 시기에 Division 2을 추가하였습니다. 항상 위험한 지역인 Division 1보다는 덜 위험한, 즉 상시에는 위험지역이 아니고 특정 상태에서만 위험한 지역인 Division 2지역을 만든 것입니다. 그 배경에는 Division 1지역에서 사용하는 장비보다는 덜 비싸고, 배선작업에서도 좀 더 유연하길 원하는 경제적 이유가 있었습니다.

유럽지역 IEC 코드의 성립

북미지역이 NEC코드를 발전시키는 동안 유럽에서도 1906년 표준코드의 발전을 위한 노력이 있었습니다. 스위스를 본부로 IEC(International Electrotechnical Commission)의 설립이 그 첫걸음이였습니다. 설립 목표는 각국의 전기 표준(code and standard)를 통합하는 것. 하지만, 당장 가장 큰 산업국인 미국의 NEC와 캐나다의 CEC와의 통합도 쉽지 않았습니다. 가장 큰 이유는 사용하는 전압과 주파수가 다르기 때문이였습니다.
표준의 통합은 쉽지않았지만 영국과 독일, 폴란드 등에서는 내압방폭박스(flameproof enclosures)이나 오일방폭(oil immersion), 안전증방폭(increased safety) 등의 개념을 발전시켰습니다. 훗날 방폭마크가 된 Ex의 개념도 만들었습니다. 하지만 규격의 통일이 본격화되지는 않은 상태.
지지부진했던 통합은 1960년대에 유럽의 자유무역지대가 성립되면서 새로운 국면에 접어들었습니다. 자유무역을 촉진하기 위해서는 각나라별로 다른 산업표준부터 하나로 정비해야 했기 때문입니다. 이를 위해 CENELEC(European Organization for Electrotechnical Standardization)라는 조직을 만들고, 새로운 EN(Euro Norms)으로 시작하는 일련의 표준(EN 50014부터 EN 50020까지)도 제정되었습니다. 이때가 1972년, 기존 유럽국가들이 발전시켜온 산업 표준들(주로 영국의 BS)을 참고하였고, 이 표준은 후에 IEC 60079-10으로 발전하게 됩니다. 이때에 앞서 알아본 Zone 지역의 개념이 등장하면서 유럽지역에서 널리 사용하기 시작했습니다. Zone 0지역과 Zone 2지역의 개념이 모두 성립된 것도 이시기로 알려져 있습니다.

한편, 북미지역은 기존의 NEC 코드를 기반으로 자국내의 실제 공장 운영을 통해 NEC코드의 안전성을 입증하고 발전시켰습니다. 하지만 북미지역은 기존 규격에 새로운 변화를 시도하게 됩니다. 방폭산업의 규모가 커지면서 전세계적으로 통일된 하나의 규격에 대한 요구가 커졌기 때문입니다. 물론 규격의 통합을 통해 얻을 수 있는 상업적인 계산이 바탕이 되었음은 말할 필요도 없습니다.
이 변화의 결과물이 Article 505. Article 506 입니다. 이 규정(article)을 발표하면서, Zone 시스템으로 대표되는 위험지역 분류방법을 미국산 제품에도 적용하도록 만들었습니다. 즉, 미국 제조업체들의 제품이 IEC 규격에 대응하는 길을 열게 됩니다. 하지만 배선시스템과 유지관리 규정은 기존의 NEC 코드를 그대로 적용해 통합의 첫걸음마를 시작한 것에 불과합니다. 기존 Class/Division 시스템에 대한 뿌리가 깊어 Zone 시스템으로의 변경은 시간이 많이 걸릴 것입니다.
뿐만아니라, Article 500에 기반한 Division 시스템으로 표시된 제품은 Article 505에 기반한 Zone 시스템에 그대로 적용가능하지만, 그 반대인 Zone 시스템이 표시된 제품은 Division 시스템에서는 사용이 불가능하도록 하여, 마치 Division 시스템이 Zone 시스템에 비해 상위등급인 것처럼 규정해놨습니다. 하지만 Zone 시스템과 Division 시스템을 비교할때 두개 시스템중 어느 것이 더 안전하다고 우열을 가리는 것은 힘든 일이며, 각자의 발전방향과 그에 맞는 조직과 인증시스템이 있다 하겠습니다.

자료출처: Harsh & Hazardous Location Seminar Series (Killark), History of Explosion Protection in Poland by Michal Gorny; IEC NEC CLASSIFICATION COMPARATOR (Appleton)