IP등급의 의미

정션박스이든 컨트롤스위치든 라이팅이든 모든 박스(Enclosure)의 형태를 사용하는 장비는 박스내부에 설치된 구성품들이 외부의 환경으로부터 안전하게 보호될 수 있도록 설계되어야 합니다. 가령 박스내부 단자대가 설치되어 있는데 여기에 먼지나 습기가 들어가면 스파크나 발열 등 오작동의 원인이 되기 때문입니다. 이에 IEC 표준에서는 IEC 60529 규정을 통해 외부의 접촉이나 먼지, 물(습기), 충격으로부터 보호하는 정도에 따라 박스의 등급을 분류합니다. Ingress Protection (IP) Classification, 흔히 IP등급이라고 하며 이제는 휴대폰에도 적용되어 친숙한 용어가 되었습니다.

첫번째 그림에서도 볼 수 있듯이 IP등급은 2개의 숫자로 이루어졌는데 첫번째 숫자는 고체나 분진에 대한 보호등급을 나타내고 두 번째 숫자는 액체에 대한 등급을 나타냅니다. 각 숫자가 나타내는 사항은 이글의 가장 부분의 표에 정리되어 있습니다. 숫자는 기본적으로 높을수록 더 높은 보호등급을 나타내는데, 등급의 높고 낮음의 판단은 각 자리수를 기준으로 합니다. 즉, IP 64와 IP 56을 비교할 때 64가 56보다 큰 수라고 해서 IP64가 더 높은 등급은 아니라는 뜻입니다. 64는 56보다 첫 자리 분진등급은 높지만(5보다 높은 6), 두 번째 자리인 물(습기)에 대한 방어력은 낮기 때문(6보다 낮은 4)입니다. 분진은 분진끼리, 액체는 액체끼리만 비교대상입니다.
또한 IP66과 IP67의 경우에도 어떤 경우에서는 IP66이 더 까다로운 검사조건이 될 수도 있습니다. 해서 IP66과 IP67이 모두 있는 제품의 경우는 IP67만 표시하지 않고, IP66과 IP67을 모두 표시합니다. 한편, IP6X로 표시되는 경우도 있는데, 이 경우에는 분진의 경우는 6의 등급이고, 액체에 대한 등급은 어떤 등급이어도 상관이 없다는 뜻입니다.
일부 장비에서는 IP69K 표시가 강조되기도 합니다. 강한 수압을 이용하는 식품가공산업 또는 제약이나 물과 화학물질 등을 혼합하여 사용하는 석유화학 및 전자회로 장비산업 등에서는 고온 및 고압의 물을 이용한 세척작업 등을 하게되는데 이와 연관된 것이 IP69K입니다. 80도 정도의 고온의 물을 10~15cm의 근거리에서 80~120bar의 고압으로 여러 각도에서 총 30초간 제품에 분사했을 때 제품에 내부 구성품의 기능에 문제가 없어야 됩니다. 독일산업규격인 DIN의 확장규격이였다가 ISO20653 규격으로 대체되었고. IEC 60529 규격에서는 유사한 테스트 조건으로 K글자가 빠진 IP69로 표시합니다.
방수관련해서 DTS01이라는 규격도 있습니다. 등기구나 정션박스, 모터 등에서 사용하고 HAWKE사 Cable Gland에서도 표시된 DTS01은 영국Shell사에서 해상(offshore)에서의 전기장비의 안전한 사용을 목적으로 고안한 테스트 규격입니다. 기존의 IP등급의 테스트만으로는 부족한 혹독한 환경조건(severe condition)인 북해(the North Sea)같은 지역에는 사용되는 장비에는 필수규격입니다. 장비의 정상동작온도에서 차가운 염수(cold salt water)을 4.5bar의 압력으로 3시간동안이나 분사한 뒤 절연상태 및 방수상태(5ml이하)를 검사하게 됩니다. (한편, NEC코드에서 사용되는 NEMA 등급과의 비교는 다른 글에서 알아보겠습니다)

물리적 충격에 대한 보호

방폭용 장비에는 외부의 물리적 충격에 대한 보호기준도 규정되어 있습니다. IEC 60079-0 규정에 의하면, 제품이 설치되는 장소가 어디냐에 따라 고위험군(High risk of mechanical danger)과 저위험군(Low risk)으로 나누고, 저위험군에 속한다면 충격에 대한 정보를 제품 설치메뉴얼에 표시하거나 방폭써티의 X로 표시하여 별도의 조건을 나타내야 합니다. 제품의 테스트는 세번째의 그림처럼 지름 25mm의 반구형 금속제품을 사용하는데, 1m의 높이에서 1kg의 무게의 물질을 떨어뜨려 받는 충격을 10 Joules으로 표시합니다.
이와는 다른 테스트 방법을 사용하는 IK 등급(IK Code)도 많이 사용되는데, 이 역시 물리적 기계적 힘을 가하고 그에 따른 측정값을 joules로 표시하는 것입니다. 처음에는 IP등급의 세번째 자리에 “IP66(9)”와 같이 충격보호등급을 표시하기도 했지만, EN 62262에 의해 두자리 숫자를 가진 IK 등급으로 표준화되었습니다. 충격측정값인 Joules에 따른 각 IK 등급은 아래의 표와 같습니다.

IP등급의 정의

IP등급의 정의는 아래에 표에 정리했습니다.

참고자료 : IP69 vs. IP69K (F2 Tech Notes), Deluge Protection Standard (IEx)