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정보통신단체표준(국문표준)

TTAx.xx-xx.xxxx 제(개)정일: 20xx년 xx월 xx일

저항용접 및 관련 공정 장비로부터 발생하는 전자기장에 대한 인체노출 평가

Basic standard for the evaluation of human exposure to electromagnetic fields from

equipment for arc welding and allied processes

표준초안 검토 위원회 전자파인체보호 실무반(WG9012)

전파자원 프로젝트그룹(PG901)

표준안 심의 위원회 전파/이동통신 기술위원회(TC9)

성명 소 속 직위 위원회 및 직위 표준번호

표준(과제) 제안 전상봉 ETRI 선임전파자원 프로젝트그룹

(PG901) 위원

표준 초안 작성자 전상봉 ETRI 선임전파자원 프로젝트그룹

(PG901) 위원

권종화 ETRI 책임전파자원 프로젝트그룹

(PG901) 위원

사무국 담당 김남경 TTA 선임 -

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발행인 : 한국정보통신기술협회 회장

발행처 : 한국정보통신기술협회

13591, 경기도 성남시 분당구 분당로 47

Tel : 031-724-0114, Fax : 031-724-0109

발행일 : 20xx.xx

i

서문

1 표준의 목적

본 표준의 목적은 저항용접 장비로부터의 전자기장(EMF)에 대한 인체 노출 평가를 위한 측

정 방법 및 평가 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

2 주요 내용 요약

본 표준은 저항용접 장비에서 발생하는 전자기장(EMF)의 평가를 위한 절차를 정하며 표준

작업 조건과 시험 장치를 정의한다. 또한 저항용접 장비의 EMF에 대한 인체노출에 관하여

국가 및 국제 지침 및 요구사항들에 대한 적합을 입증하는 근거로 이용될 수 있다.

3 인용 표준과의 비교

3.1 인용 표준과의 관련성

본 표준은 EN50505를 기반으로 하여 저항용접 장비로부터의 EMF에 대한 인체 노출 평가

방법에 필요한 기술을 정의하였다.

ii

Preface

1 Purpose

The purpose of this standard is to provide measurement and assessment methods

for human exposure to electromagnetic fields(EMF) from resistance welding

equipment.

2 Summary

This standard specifies procedures for assessment of electromagnetic fields

produced by resistive welding equipment and defines standardized operating

conditions and test set-ups. And the standard maybe used as a basis to

demonstrate compliance to national and international guidelines or requirements

with regard to human exposure to EMF from resistance welding equipment.

3 Relationship to Reference Standards

This standard has been developed refer to EN50505 specifying method for

assessment of EMF produced by resistive welding equipments.

목 차

iii

1 적용 범위 ·····································································································································1

2 인용 표준 ·····································································································································2

3 정의 ···············································································································································3

4 물리적 양, 단위 및 상수 ·········································································································7

4.1 양과 단위 ···························································································································7

4.2 상수 ·····································································································································7

5 평가방법 ·······································································································································8

5.1 개요 ·····································································································································8

5.2 저항 용접 장비 EMF 방출 ·····························································································8

5.3 평가조건 ·····························································································································8

5.4 평균화 ·································································································································9

5.5 펄스 또는 비정현파 용접전류 ·····················································································10

5.6 생체조직의 도전율 ·········································································································17

5.7 주파수 범위 한계 ···········································································································18

5.8 평가 절차의 적용 ···········································································································18

5.9 측정 ···································································································································21

5.10 분석적 계산 ··················································································································24

5.11 수치적 계산 ··················································································································30

6 평가 불확정도 ··························································································································33

iv

6.1 불확정도 포함 ·················································································································33

6.2 불확정도 평가 ·················································································································34

6.3 적절한 총 불확정도 ·······································································································35

6.4 대표적인 불확정도의 예 ·······························································································36

7 평가 보고 ··································································································································36

7.1 일반 원칙 ·························································································································36

7.2 평가보고서에 기록할 항목 ···························································································37

부속서 A (규정) 평가 변수 ·····································································································38

부속서 B (참고용) 노출 평가 사례 ·······················································································51

부속서 C (참고용) 해부학적 인체모델을 이용한 수치적 시뮬레이션 ···························67

부속서 D (참고용) 결합 계수 결정 ·······················································································72

부속서 E (참고용) 가중함수 및 전달함수 합의 예 ···························································75

부속서 F (참고용) 불확정도 총괄표의 예 ···········································································80

부록 Ⅰ-1 지식재산권 확약서 정보 ························································································81

Ⅰ-2 시험인증 관련 사항 ································································································82

Ⅰ-3 본 표준의 연계(family) 표준 ················································································83

Ⅰ-4 참고 문헌 ··················································································································84

Ⅰ-5 영문표준 해설서 ······································································································87

Ⅰ-6 표준의 이력 ··············································································································88

부록 Ⅱ-1 일반인 및 직업인에 대한 기본한계 및 기준레벨 ············································89

1

저항용접 및 관련 공정 장비로부터 발생하는 전자기장에 대한

인체노출 평가 기본표준

(Basic standard for the evaluation of human exposure to

electromagnetic fields from equipment for arc welding and

allied processes)

1 적용 범위

본 표준은 산업 환경 또는 국내 환경에서 사용하기 위해 설계한 저항 용접 및 관련 공정

과 관련된 장비에 적용한다.

주) 일반적으로 관련 공정은 저항 용접 장비의 공정에 견줄 수 있는 방법으로서 저항 경납땜과 연납땜 또는

저항 가열 공정을 뜻한다.

장비 주변 공간의 전자기장을 찾아내기 위한 적절한 평가 방법을 수립하며 표준 동작 조

건 및 측정 거리를 정의한다. 전자기장에 노출된 인체와 관련된 지침이나 요구사항의 적

합성을 입증하기 위한 방법을 제시한다.

2006/95/EC[1] 제 2 조는 회원국은 사회에서 시행중인 안전 문제와 관련된 올바른 공

학적 관례에 따라 구성되었으며, 올바르게 장착해 유지관리를 하며 사용중인 경우 인간,

가축 또는 자산의 안전에 위협을 가하지 않는 경우에만 전자 장비를 시장에서 판매할 수

있도록 하기 위해 모든 적절한 조치를 취해야 한다고 규정하고 있다. 그러한 안전 목표

에 관련된 주요 내용을 부속서 I 2.b 항에서 설명한다. 본 표준은 전자기장(EMF)에 노출

된 인체와 관련해 위원회 지침을 적합하고 있음을 보이기 위해, EN 50445와 함께 활용

가능하다. 제 2 조와 부속서 I 2.b 항에서 추가적인 요구사항에 대해 설명하고 있으나 본

문서에서는 다루지 않는다.

위원회 권고안 1999/519/EC[2] 에서는 일반 대중의 전자기장 노출과 관련해 기본적인

제한 사항 및 파생 기준을 제공한다. 이 기준에 따라 저항 용접 장비가 위원회의 권고안

을 적합하고 있음을 입증하기 위해 본 표준을 적용할 수 있지만, 설명하고 있지 않은 국

가적 또는 국제적 특별 요구사항이 부가적으로 존재할 수도 있다.

ICNIRP 지침[3]은 시간에 따라 변하는 전기장, 자기장 및 전자기장에 노출되는 것을 제

한할 뿐만 아니라 정적 자기장에 노출되는 것을 제한하는 것과 관련된 것으로, 직업적

노출 및 일반 노출에 관련된 기본적인 제한 사항과 파생 기준을 제시한다. 이 기준에 따

라 장비가 ICNIRP 지침을 적합하고 있는지 입증하기 위해 본 표준을 적용할 수 있지만,

2

설명하고 있지 않은 국가적 또는 국제적 요구사항이 부가적으로 존재할 수도 있다.

또한 본 문서를 EMF에 인체가 노출되는 것과 관련된 국가적 및 국제적 지침 또는 요구

사항을 저항 용접 장비가 적합하고 있는지 입증하기 위한 기준으로 적용할 수도 있다.

예를 들어, 물리적 요소(전자기장)에서 발생 가능한 위험에 노출된 노동자를 위한 최소한

의 보건 및 안전 요구사항과 관련된 위원회 지침 2004/40/EC[4], 또는 지침

98/37/EC[5] 요구사항이 있다. 이러한 경우, 위에서 설명한 기준 외 다른 제한 사항 및

기준 적용이 가능하다.

본 표준과 함께 장비에 적용 가능한 표준도 있다. 실제로, 본 표준은 다른 장비와의 전자

기 적합성을 입증하는데 적용하지는 못한다. 그렇다고 전자기장에 노출된 인체와 관련해

그 외 어떤 제품 안전 요구사항도 별도로 명시하지 않는다.

해당 주파수 범위는 0Hz~300GHz이다.

주) 주파수 범위 전체에서의 표준 적합 여부를 입증하기 위한 절차는 명시하지 않는다.

2 인용 표준

다음 참조문서들은 본 문서의 적용에 반드시 필요하다. 연도 표시를 한 참조문서들은

인용되는 판본만 적용된다. 연도 표시를 하지 않은 참조문서들은 참조된 문서의 최신판

(개정판 포함)이 적용된다.

EN 50392 2004 전자기장에 대한 인체노출 관련 기본한계에 대한 전기전

자 기기의 적합을 입증하기 위한 일반표준(0 Hz - 300

GHz 범위)

EN 50445 2008 전자기장에 대한 인체노출 관련 기본한계에 대한 저항용

접, 아크용접 및 관련 공정을 위한 장비의 적합을 입증하

기 위한 제품군 표준(0 Hz - 300 GHz 범위)

EN 61566 1997 무선 주파수 전자기장 노출 정도 측정-100kH~1GHz 주

파수 범위의 전기장 강도(lEC 61566:1997)

EN 62226-1 2005 저주파 및 중간 주파수 범위의 전기장 또는 자기장에 노

출-인체에 유도된 내부 전기장 및 전류 밀도 계산 방법-

파트 1: 일반(lEC 62226-1 :2004)

EN 62226-2-1 2005 저주파 및 중간 주파수 범위의 전기장 또는 자기장에 노

3

출-인체에 유도된 내부 전기장 및 전류 밀도 계산 방법-

파트 2-1: 자기장에 노출-2D 모델(lEC 62226-2-1

:2004)

EN ISO/IEC 17025 2005 시험 및 교정 시험소 기능 관련 일반 요구사항(ISO/IEC

17025:2005)

IEC 61786 1998 인체 노출과 관련된 저주파 자기장 및 전기장 측정-측정

을 위한 장비 및 지침 관련 특별 요구사항

ISO 669 2005 저항 용접-저항 용접 장비-기계적 및 전기적 요구사항

3 정의

3.1 일반사항

본 문서에는 다음과 같은 용어와 정의를 적용한다.

3.1.1

평규시간(averaging time) (tavg)

적합 여부 판별을 위해 평균화한 적정 노출 시간

3.1.2

기본한계(basic restrictions)

이미 입증된 건강 영향과 생물학적 고려사항들에 직접적으로 근거하는 전기장, 자기장

및 전자기장에 대한 노출 한계

3.1.3

적합 범위(compliance boundary)

적합하고 있다고 생각하는 임의 조사 지점 외부의 공간적 범위

3.1.4

도전율(conductivity) (σ)

전기장 세기에 대한 매체 내 도전전류밀도(conduction current density)의 비

3.1.5

접촉전류(contact current)

전자기장 내 도전성 물체에 접촉하여 인체로 흐르는 전류

3.1.6

4

결합계수(coupling factor) (K)

비균일 자기장 또는 불안한 전기장 등 복합적인 노출 상황에 대한 노출 평가를 위해 사

용

주) 결합 계수 K 는 전기장 노출, 자기장 노출에 따라 물리적으로 다르게 해석한다. 결합 계수 K 값은 전기

장 발생원용 모델이냐 인체용 모델이냐에 따라 달라진다.

3.1.7

유효기준레벨(effective reference level) (BL,eff)

전자기장의 스펙트럼 내용물(spectral content)을 고려하여 주파수 의존적 기준 레벨들로

부터 얻는 광대역 측정결과를 이용하는 실제적 노출 평가 목적으로 주어지는 레벨

3.1.8

EMF

전기장, 자기장 또는 전자기장

3.1.9

노출(exposure)

사람이 인체의 생리 과정과 기타 자연 현상에서 유래하는 전류 이외의 전기장, 자기장

또는 전자기장, 또는 접촉전류를 받을 때 발생하는 상황

3.1.10

노출레벨(exposure level)

사람이 전자기장 또는 접촉전류에 노출될 때 평가되는 정량적 값

3.1.11

노출, 비균일(exposure, non-uniform)

전기장이 인체 전체와 맞먹는 양 이상으로 비균일한 경우 발생한 결과

3.1.12

유도전류밀도(induced current density) (J)

인체 내부의 단위면적당 전자기장 유도 전류

3.1.13

자기장 세기(magnetic field strength) (H)

속도 로 이동하는 전하 q에 힘 가 걸리게 하는 어떤 점의 자기장 벡터 크기

× (수식 3-1)

또는 매체의 투자율을 나눈 자속밀도

5

3.1.14

자속밀도(magnetic flux density) (B)

매체의 투자율 μ를 곱한 자기장 H와 같은 어떤 자기장 벡터의 크기

(수식 3-2)

3.1.15

투자율(permeability) (μ)

자속밀도 B와 자기장 세기 H의 관계를 정하는 재료의 특성

주1) 투자율은 대개 자유공간의 투자율 와 특정 유전체(dielectric material)의 상대 투자율 의 조합으로

사용된다

(수식 3-3)

주2) 투자율은 미터당 헨리( ) 단위로 표시한다

3.1.16

조사점(point of investigation) (POI)

전기장, 자기장 또는 전력밀도 값을 평가하는 공간의 한 위치

주) 이 위치는 EUT상의 기준점(reference point)에 관한 직교, 원기둥 또는 구면 좌표로 정의된다

3.1.17

실효치(root-mean-square) (r.m.s.)

주기적 전자파의 유효 값 또는 줄열(joule heating)에 관한 값

주) r.m.s. 값은 어떤 함수의 제곱평균제곱근 값으로 얻는다

시간영역의 표현식

(수식 3-4)

여기서,

X(t) 시간 t 때의 신호

T 신호주기(signal period) 또는 그것의 배수

주파수영역의 표현식

(수식 3-5)

여기서,

r.m.s. 값으로 표현되는, n배 주파수의 스펙트럼 성분의 크기

3.1.18

기준레벨(reference levels)

실용적인 노출평가 목적으로 주어지는, 기본한계으로부터 얻는, 직접 측정 가능한 양

6

주) 기준레벨의 적합는 관련 기본한계의 적합을 보장한다. 그러나 기준레벨을 초과하더라도 반드시 기본한계

을 초과하지는 않는다.

3.1.19

응답시간(response time)

장비가 전기장 강도에 대해 정의한 계단 함수에 노출된 경우, 최종 값의 90%에 이르기

위해 측정 장비가 표시한 전기장 강도에 필요한 시간

주) 이 계단 함수는 측정 장비 fsd의 1%에서부터 관심 주파수 파형 주기의 1/4 시기에 발생하는 fsd의

100%에 이르기까지 전기장 강도의 변화로 정의한다

3.2 특정 저항 용접 및 유사 적용 사례

3.2.1

등가 부하(conventional load)

ISO 669:2000에서 정의한대로 전극의 단락이 있는 부하 조건

3.2.2

전류 흐름 시간(current flow time)

전류 전도 시작 시간부터 전류가 측정 용접 전류 값의 10% 수준으로 감소할 때까지의 시간으로

정의한 기간

3.2.3

충격 계수 (duty factor)

총 시간과 부하 지속 시간의 간격 비율

주) 이 비율은 0과 1사이에 있으며 퍼센트로 표시할 수 있다

3.2.4

저항 용접 및 관련 공정 장비(equipment for resistance welding and allied processes)

출력 발생원, 전극, 툴링 및 관련 제어 장비 등으로 구성되어 있는 저항 용접 또는 관련

공정 수행과 관련된 장비, 복합 기계 일부 또는 개별 장치

3.2.5

휴대용 통합 변압기 건(hand-held integrated transformer gun)

변압기가 내장된 저항 용접 장비 및 용접 전류를 전달하는 모든 도체, 사용 중 휴대 목

적

3.2.6

7

휴대용 개별 변압기 건(hand-held separated transformer gun)

개별 변압기가 장착된 저항 용접 장비, 사용 중 휴대 목적

3.2.7

최대 단락 회로 출력 전류(maximum short-circuit current output) (I2cc)

ISO 669:2000, 10항에서 정의한 등가 부하 장비의 정격 출력 전류

3.2.8

위상 제어(phase control)

a.c.전류의 각 용접 사이클 1/2에서 점호각을 변경함으로써 저항 용접 시 전류를 제어하

는 기술

3.2.9

저항 용접 관련 공정(processes allied to resistance welding)

저항 용접 장비와 비슷한 기계에서 수행하는 공정

주) 일반적으로 관련 공정은 저항 용접 장비의 공정에 견줄 수 있는 방법으로서 저항 경납땜과 연납땜 또는

저항 가열 공정을 뜻한다

3.2.10

고정 저항 용접 장비(stationary resistance welding equipment)

고정되어 있는 저항 용접 장비, 운영자가 용접 부분을 취급함

3.2.11

정지된 통합 변압기 건(suspended integrated transformer gun)

변압기가 내장된 저항 용접 장비 및 용접 전류를 전달하는 모든 도체, 정지되어 운영자

가 수동으로 조절해 장비를 정확한 용접 위치에 놓음

3.2.12

정지된 개별 변압기 건(suspended separated transformer gun)

개별 변압기가 들어있는 저항 용접 장비, 정지되어 운영자가 수동으로 조절해 장비를 정

확한 용접 위치에 놓는다.

3.2.13

용접 시간(weld time)

메인 주파수의 주기 횟수 또는 지속 시간과 같이 제공된 전류 흐름 시간

3.2.14

용접 케이블(welding cable) (s)

8

일부 저항 용접 장비 유형의 출력 발생원과 용접 도구를 연결하기 위한 가요성 도체(s)

주) 대표적인 예로 차체 생산 및 수리 용접소가 있다.

3.2.15

용접 회로(welding circuit)

용접 전류가 흐르도록 모든 도전 재료가 들어있는 회로

3.2.16

용접 전류(welding current)

ac 전류와 dc 전류에 적용 가능, r.m.s.값으로 표시하며 용접 시간이 누적된 전류 값

주) 펄스 전류의 경우, 예를 들어 커패시터 방전 전류에서, 용접 전류는 최대 값으로 표시한다 .

4 물리적 양, 단위 및 상수

4.1 양과 단위

이 문서 전체에 걸쳐 국제적으로 공인된 SI 단위를 사용한다

양 기호 단위 차원

전류밀도 제곱미터당 암페어 A m-2

전기전도률 미터당 지멘스 S m-1

주파수 헤르츠 Hz

자기장 세기 미터당 암페어 A m-1

자속밀도 테슬라 T (Vs m-2)

투자율 미터당 헨리 H m-1

4.2 상수

물리적 상수 기호 크기

자유공간의 투자율 4π 10-7 H m-1

5 평가방법

5.1 개요

본 표준에서는 실제로 사용 중 높은 노출 수준을 보이는 각종 장비 유형에 대해 가급적

가장 적합한 조사 지점을 정의한다. 이 조사 지점은 일반적인 작동의 위치를 고려하며,

9

과거 경험과 측정치를 기준으로 머리 및 신체의 중추 신경 조직에 영향이 미치지 않도록

선정했다.

주1) 본 표준에서 정의한 조사 지점에서 기본적인 제한 사항 또는 기준을 적합하는 장비는 제한성에 대해

설명하는 참고 문서의 요구사항에 적합한 것으로 판단한다.

주2) 이러한 시험에 응하지 않는 장비는 관련된 모든 작동이자 위치에서 노출을 수량화하기 위해 신중한 평

가가 필요하다. 평가를 통해 요구사항을 적합하는 모든 작동이자 위치를 설명한 적합 규정을 정의한다. 장비

는 수립한 적합 규정에 따라 사용을 제한해야 한다.

5.2 저항 용접 장비 EMF 방출

저항 용접 장비의 EMF 주 발생원은 용접 회로를 흐르는 용접 전류이며, 이는 저주파 자

기장을 생성하며 노출 수준에 가장 큰 영향을 미친다.

장비 근처에서 발생하는 비균질 필드 방출이다.

용접 전류의 요소(예, 진폭과 파형), 그리고 용접 회로의 특성(예, 치수)은 장비에서만 판

단한다. 제품의 특성과 같은 외적 요인이 자기장에 영향을 미치지만, 본 표준에서는 고려

하지 않는다.

용접 공정 중에만 방출이 되기 때문에, 용접 중 운영자의 위치를 판단하고, 장비 프로그

래밍 또는 설정을 위해 사용한 위치에서는 판단하지 않는다.

따라서 이러한 요소와 본 표준에 명시된 용접 회로의 구성을 기준으로 평가를 해야 한

다.

주1) 저항 용접 장비 주변의 자기장이 비균질하다는 사실을 고려해야 한다.

5.3 평가 조건

모든 평가방법에 적용되는 시험 구성, 조사 지점, 작동 조건 및 기타 요소에 대해 부록

A에서 설명한다.

5.4 평균화

5.4.1 개요

시간과 공간의 평균은 한계값을 포함하는 관련 문서에 따라서 이루어져야 한다.

10

5.4.2와 5.4.3에서 설명하는 저항 용접 장비에 대한 상세 기준은 한계값에 대해 설명한

문서에서 평균화 절차를 자세하게 설명하지 않은 경우 적용해야 한다.

5.4.2 시간 평균화

작업적 노출과 관련해, 자속 밀도 또는 전기장 강도 값의 d.c. 성분은 8시간 간격으로 평

균화해야 하며, 이때 장비의 듀티 사이클과 용접 전류 출력 시퀀스를 가급적 고려해야

한다. 감소 인자를 계산해야 한다.

- 상수 d.c. 전류에 대해

(수식 5-1)

여기서, X는 용접 장비의 듀티 사이클이며 %로 표시하며, (수식 5-2)으로 계산한다.

· (수식 5-2)

- 용접 전류 출력 시퀀스에 대해

(수식 5-3)

여기서,

는 용접 장비의 효율 사이클이며, %로 표시한다.

는 시퀀스 주기 시간

은 시간 간격 n 중 d.c. 레벨

은 간격 n 의 기간

11

(그림 5-1)/(EN 50505) 용접 전류 시퀀스 요소 예

d.c. 성분의 일반 대중 노출 또는 시간에 따라 변하는 자기장에 노출 시, 한계값에 대해

설명하는 관련 문서에 따라 시간을 평균화해야 한다.

5.4.2 자기장의 공간 평균

노출된 인체 전신을 공간적으로 평균화 하는 것이 기준의 일반적인 목적이지만, 국부 노

출에 대한 기본한계를 벗어나지 않는다는 조건이 따른다.

본 표준을 적용해, 자극 효과를 만들어내면서, 용접 회로에서 발생한 노출을 주로 평가한

다. 가장 많이 노출되는 부분은 발생원과 가장 인접해 있는 신체의 일부로 국한된다. 이

런 상황에서, 비균일 전기장 분포의 공간 평균을 기준으로 한 접근은 노출 정도를 지나

치게 낮게 예상하고 국부 노출이 유도 전류 밀도와 관련된 기본적인 제한 사항을 벗어나

지 않는다고 장담할 수 없다. 따라서, 용접 회로에서 발생하는 전기장으로 인한 자극 효

과에 대한 기준을 근거로 한 노출 평가에 공간 평균을 적용해서는 안 된다.

용접 회로 외 다른 발생원에서 발생한 노출을 평가할 때(예를 들어, 마이크로 프로세서,

무선 통신 장치, 보조 장치), 전기장을 공간 평균하는 것이 적절할 것이다.

5.5 펄스 또는 비정현파 용접전류

5.5.1 일반사항

저항 용접 장비의 용접 전류는 대부분 펄스 전류이기 때문에 발생한 자기장도 펄스형이

다. 일부 저항 용접 장비(즉, 심 용접기)는 지속적으로 전기장을 발생시킨다. 용접 전류

파형은 장비에서 사용하는 용접 기술에 따라 달라진다.

펄스 또는 비정현파(d.c 성분 포함) 용접전류의 경우, a.c와 d.c 성분들에 대한 개별적

평가가 이루어져야 한다. 시변적 필드(time varying field)의 제한에 대한 적합 평가에는

12

a.c 성분만 사용해야 한다. 정적 필드(static field)의 제한에 대한 적합 평가에는 d.c 성

분을 사용해야 한다.

다양한 주파수 신호 범위를 개별적으로 평가할 수 있다(예, 용접 펄스 또는 용접 전류 리

플의 상승 또는 하강 시간으로 인해). 이러한 경우, 각 평가 결과를 선형적으로 추가해야

한다. 무시해도 되는 적용 주파수 대역의 유무에 주의를 기울여야 하며, 중첩 주파수 범

위로 인해 노출을 과대 평가하지 않도록 해야 한다.

a.c 성분은 다수의 스펙트럼 성분, 대개 기본 주파수(예를 들어, 메인 주파수 또는 정류

기 리플 주파수)와 고조파들로 구성될 수 있다.

다양한 주파수 전기장에 동시에 노출되는 경우, 이런 노출 효과가 더해지게 된다. 가성성

은 일반적으로 열 효과에 적용하며 전기적 자극은 별도로 관측해야 한다.

스펙트럼 성분들은 노출평가를 위해서 개별 성분들에 기인하는 생물학적 효과(예를 들어,

주파수범위 1 Hz - 10 MHz의 자극효과와 주파수범위 100 kHz 이상의 열효과)를 고려

하여 합산되어야 한다. 자극효과와 열효과를 유발하는 주파수 성분들의 합은 개별적으로

이루어져야 한다. 합산 절차는 5.5.2와 5.5.3에 주어진다.

5.7에 정의되는 상한주파수(upper frequency)까지의 스펙트럼 성분들만 고려되어야 한

다. 진폭이 해당 기본주파수 진폭의 3% 미만인 고조파 성분들은 중요하지 않으므로 무

시된다.

주1) 복소 신호는 다수의 기본주파수(예를 들어, 펄스 및 맥류 주파수)와 관련 고조파로 구성될 수 있다.

비정현파 또는 펄스 파형의 유도전류밀도에 관한 엄격한 간이 평가의 경우, 상당 주파수

(equivalent frequency)의 결정에 근거하는, 5.5.3에 주어진 절차가 적용될 수 있다.

주2) 추가 지침이 필요하면 ICNIRP 지침 "ICNIRP 가이드라인에 대한 100 kHz 미만 펄스 및 복소 비정현파

파형의 노출 적합에 관한 지침"을 참조한다[6].

5.5.2 기본한계 평가를 위한 합산

5.5.2.1 위상 정보 없는 전류밀도 성분 합산

유도 전류밀도의 합산(summation)을 위해서, (수식 5-4)을 적용할 수 있다.

(수식 5-4)

13

여기서,

총 상대 전류 밀도로서, 허용 값의 분수로 표시한다.

주파수 에서 유도 전류밀도 성분

에서 대응하는 전류밀도 한계

가중 스펙트럼 성분들의 합은 1을 초과하지 않아야 한다.

이 합산 공식에는 위상(phase) 정보가 사용되지 않으므로 이 방법은 노출에 관해서 심한

과대평가를 할 가능성이 있다. 스펙트럼 성분의 위상각(phase-angle) 정보를 이용할 수

있을 때는 5.5.2.2에 주어진 절차를 적용할 수 있다.

5.5.2.2 위상 정보를 포함하는 전류밀도 성분의 합산

펄스 또는 비정현파 신호의 스펙트럼 성분은 대개 같은 위상이 아니므로(즉, 시간영역에

서 성분들은 동시에 최대값에 도달하지 않으므로), (수식 5-4)은 노출 평가에 대해서 엄

격한 값이 나오게 한다. 따라서 스펙트럼 성분의 위상을 이용할 수 있을 때는 더 현실적

인 합산을 위해서 항상 (수식 5-5)을 적용할 수 있다.

가중 스펙트럼 성분들의 합은, 펄스 또는 비정현파 신호의 한 주기이어야 하는, 평가간격

내에서 어떤 시간 t 에서 1을 초과하지 않아야 한다. 평가에 사용되는 시간 증분은 가장

높은 관련 성분 주기의 1/10 이하이어야 한다.

≤ (수식 5-5)

여기서,

주파수 에서 유도전류밀도 스펙트럼 성분

주파수 에서 대응하는 전류밀도 한계

스펙트럼 성분 의 주파수 (최대 10 MHz까지의 성분들)

주파수 에서 스펙트럼 성분의 위상각

주파수 에서 가중함수의 위상각

그렇지 않으면, 최대 기본한계 사항의 역과 동일한 크기의 가중 함수로 합을 계산할 수

있다. 가중 함수의 위상은 참고 문서에서 설명하고 있는 차단 주파수를 기준으로 한다.

가중 함수는 최초 차수 필터로 수립한다.

cos ≤ (수식 5-6)

14

여기서,

주파수 에서 스펙트럼 성분의 진폭(최대값)

주파수 에서 가중 함수의 진폭

스펙트럼 성분 의 주파수 (최대 10 MHz까지의 성분들)

주파수 에서 스펙트럼 성분의 위상각

주파수 에서 가중함수의 위상각

주) 가중 함수의 예는 부록 E에서 설명한다. ICNIFP 보고 "ICNIRP 지침과 펄스 및 100 kHz 이하 복합 비정

현파형 노출에 대한 적합성 판단을 위한 지침"[6], EN 50392와 EN 50366[7] 에서 더 자세히 설명한다.

위상 정보가 들어있는 합의 예를 B.2.7 과 B.3.4에서 설명한다.

5.5.2.3 전자파인체흡수율(SAR) 성분의 합산

EMF에 기인하는 열효과는 대부분 종류의 아크용접 장비에 대해서 무시된다. 주파수범위

(5.7 참조) 100 kHz 이상에서 관련 스펙트럼 성분(5.5.1 참조)이 존재하는 경우, (수식

5-7)이 SAR 스펙트럼 성분들의 합산에 적용되어야 한다.

(수식 5-7)

여기서,

는 허용값의 분수로 표시되는 SAR 합계이다.

는 주파수 에서 SAR 스펙트럼 성분이다.

는 주파수 에서 대응하는 SAR 한계값이다.

5.5.2.4 기준레벨 평가를 위한 합산

5.5.2.5 위상 정보 없는 자극효과에 관한 합산

자극효과에 관한 자기장 세기 스펙트럼 성분들의 합산을 위해서, (수식 5-8)를 적용할

수 있다.

(수식 5-8)

여기서,

는 허용값의 백분율로 표시되는 상대 자기장 세기 합계이다.

15

는 제한 값들에 관한 참조문서에 따른 합산 컷오프주파수(summation cut

off frequency)이다.

는 주파수 에서 자기장 세기 성분이다.

는 주파수 에서 대응하는 자기장 세기 기준레벨이다.

는 제한값에 관한 참조문서에서 정의되는 허용 자기장 세기 값이다.

자극효과에 관한 자속밀도 스펙트럼 성분들의 합산을 위해서, (수식 5-9)을 적용할 수

있다.

(수식 5-9)

여기서,

는 허용값의 백분율로 표시되는 상대 자속밀도 합계이다.

는 제한 값들에 관한 참조문서에 따른 합산 컷오프주파수이다.

는 주파수 에서 자속밀도 성분이다.

는 주파수 에서 대응하는 자속밀도 기준레벨이다.

는 제한값에 관한 참조문서에서 정의되는 허용 자속밀도 값이다.

위상이 없는 합산의 예가 부속서 B.2.3에 주어진다.

5.5.2.6 유효 기준레벨 방법

평가는 광대역 프로브를 사용하여 총 r.m.s. 자속밀도 값을 측정하여 이루어진다. 노출평

가의 경우 광대역 측정결과는 유효기준레벨 계산값 BL,eff과 비교된다.

필드의 스펙트럼 내용(spectral content)은, 예를 들어, 측정 필드이나, 대신으로 용접케

이블 주위 필드 측정의 경우에, 측정 용접전류의 고속 푸리에 변환(FFT)에 의해서 유도

되어야 한다. 각 스펙트럼 성분의 기여도는 총 a.c. r.m.s. 자속밀도 또는 용접전류 값의

백분율로 계산된다.

r.m.s. 유효기준레벨은 (수식 5-10)을 이용하여 얻는다.

(수식 5-10)

여기서,

는 주파수 에서 대응하는 r.m.s 자속밀도 기준레벨이다.

16

는 다음 식과 같이 정의되는 스펙트럼 성분 의 기여율이다.

(수식 5-11)

여기서,

는 총 r.m.s. 자속밀도 값이다.

는 스펙트럼 성분 의 r.m.s. 값이다.

또는

(수식 5-12)

여기서,

는 총 r.m.s. 용접전류 값이다.

는 스펙트럼 성분 의 r.m.s. 값이다.

주1) 추가 지침이 필요하면 NRPB 문서 W24 "ICNIRP 가이드라인의 관점으로 본 전기장 및 자기장 에 대한

직업적 노출"을 참조한다[8].

주2) 동일 발생원에서 동일 파형으로 발생한 다수의 전기장을 광대역 프로브로 측정하는 경우 이 방법이 유

용하다. 스펙트럼 요소는 한번만 평가하며, 유도 유효 기준은 어떤 측정치에서도 사용 가능하다.

이 방법을 이용한 예가 부속서 B.2.2에 주어진다.

5.5.2.7 위상 정보를 포함하는 자극효과에 관한 합산

펄스 또는 비정현파 신호의 스펙트럼 성분들은 대개 같은 위상이 아니므로(즉, 시간영역

에서 성분들은 동시에 최대값에 도달하지 않으므로), 5.5.2.5에 따른 절차는 노출평가의

접근방법이 보수적이다. 따라서 스펙트럼 성분의 위상을 이용할 수 있을 때는 더 현실적

인 합산을 위해서 항상 (수식 5-13)를 적용할 수 있다. (수식 5-13)는 B 또는 H 값의

평가를 위해서 이용할 수 있다.

가중 스펙트럼 성분들의 합은, 펄스 또는 비정현파 신호의 한 주기이어야 하는, 평가간격

내에서 어떤 시간 t 에서 1을 초과하지 않아야 한다. 평가에 사용되는 시간 증분은 가장

높은 관련 성분 주기의 1/10 이하이어야 한다.

≤ (수식 5-13)

여기서,

는 주파수 에서 스펙트럼 성분의 진폭이다.

는 주파수 에서의 적용 한계이거나, 이상에서 제한값에 관한 참조문서

에 주어진 값 b 이다

17

는 스펙트럼 성분 (최대 10 MHz까지의 성분)의 주파수이다.

주파수 에서 스펙트럼 성분의 위상 값이다.

주파수 에서 가중함수의 위상각이다.

그렇지 않으면 최대 기본한계 사항의 역과 동일한 크기의 가중 함수로 합을 계산할 수

있다. 가중 함수의 위상은 참고 문서에서 설명하는 차단 주파수를 기준으로 한다. 가중

함수는 최초 차수 필터로 수립한다.

cos ≤ (수식 5-14)

여기서,

주파수 에서 스펙트럼 성분의 진폭(최대값)

주파수 에서 가중 함수의 진폭

스펙트럼 성분 의 주파수 (최대 10 MHz까지의 성분들)

주파수 에서 스펙트럼 성분의 위상각

주파수 에서 가중함수의 위상각

가중 함수의 예는 부록 E에서 설명한다.

주) ICNIFP 보고 "ICNIRP 지침과 펄스 및 100 kHz 이하 복합 비정현파형 노출에 대한 적합성 판단을 위한

지침"[6], EN 50392와 EN 50366[7] 에서 더 자세히 설명한다.

위상 정보를 포함하는 합산의 예들이 부속서 B.2.4에서 설명한다.

5.5.2.8 열효과에 관한 합산

EMF로 인한 열효과는 대부분 종류의 아크용접 장비에 대해서 무시된다. 주파수범위(5.7

참조) 100 kHz 이상에서 관련 스펙트럼 성분(5.5.1 참조)이 존재하는 경우, (수식 5-15)

가 자속밀도 스펙트럼 성분들의 합산에 적용되어야 한다.

(수식 5-15)

여기서,

는 허용값의 백분율로 표시되는 상대 자속밀도 합계이다.

는 제한 값들에 관한 참조문서에 따른 합산 컷오프주파수이다.

는 주파수 에서 자속밀도 성분이다.

는 주파수 에서 대응하는 자속밀도 기준레벨이다.

18

는 제한값에 관한 참조문서에서 정의되는 허용 자속밀도 값이다.

5.5.3 유도 전류밀도 파형의 등가 주파수

참조문서가 주파수 의존적 한계를 포함하는 경우, 유도 전류밀도의 피크 값은, (수식

5-16)에서 정의되는 대로 계산되는, 등가 주파수 에 대응하는 한계와 비교될 수 있다.

(수식 5-16)

여기서,

는 유도 전류밀도 파형의 펄스 지속기간이다.

5.6 생체조직의 도전율

인체모델화에 사용할 전기적 변수 값은 계산결과에 관해서 대단히 중요하다. 인체의 도

전율 σ 의 평균값들이 (그림 5-2)에 주어진다. 이들 평균값은 도전율이 균질적인 간이인

체모델(simplified body model)을 사용하는 평가절차를 위해서만 사용되어야 한다. 해부

학적 인체모델은, 당연히, 더욱 정밀한 도전율 값을 포함한다. 그런 모델에 관한 정보가

5.10.4와 부속서 C에 주어진다.

(그림 5-2)/(EN 50505) 10 Hz - 10 MHz 주파수범위의

균질적 인체모델화를 위한 평균도전율

(그림 5-2)의 평균값들은, 균질적 인체모델의 적용과 함께, 노출평가 접근방법이 보수적

이다. 그러므로 이들 값의 불확정도는, 계산에 소수점 두 자리 숫자를 사용할 때, 1 %로

간주되어야 한다.

19

5.7 주파수 범위 한계

용접전류 파형의 유형에 따라 달라지는, 평가는 0 Hz (해당하는 대로, d.c.)부터 아래 주

파수들 가운데서 가장 높은 적용 값으로 정의되는 상한주파수(upper frequency)까지의

범위에 걸친 관련 주파수에서 이루어져야 한다.

- 사인파 a.c 출력 장비에 대한 10배의 a.c. 출력 전류 주파수;

- 위상 변이 전류를 조절하는 비사인파 a.c. 출력 장비에 대한 40배 a.c. 출력 전류 주

파수;

- 메인 주파수에서 작동하는 단상 변압기-정류기 유형 대비 1 kHz;

- 메인 주파수에서 작동하는 3상 변압기-정류기 유형 대비 3 kHz;

- 10 배 인버터 유형에 대한 10배 스위치 주파수;

- 비사인파 a.c. 또는 펄스 유형에 대한 최소 상승 시간 또는 하강 시간 τpmin 로 정의한

주파수 fmax, 예, 커패시터 방전 장비;

max

(수식 5-17)

- 장비에 사용한 특수 기술 관련 지식을 근거로 제작자가 정의한 주파수

제조자는, 공정에 관한 자신의 지식이나 기구에 사용하는 특별한 기법에 근거하여, 해당

하는 경우에 더 높은 상한주파수를 선택해야 한다.

주) 이런 주파수범위 한계는 아크용접 장비에 관해서 있었던 이전의 측정 경험에 근거한다.

5.8 평가 절차의 적용

어떤 절차는 특정한 방출 유형들의 평가를 위해서는 사용하기에 적절하지 않으므로 아래

표들을 통해서 평가절차의 선택을 위한 지침을 제시한다. 각각의 노출 유형과 성분에 대

해서 (해당하는 경우) a.c. 및 d.c. 성분을 위한 (표 5-1)에 열거된 방법들 가운데, 제조

자가 선택하는 대로, 하나만 사용해야 한다.

어떤 방법들은 엄격한 노출평가 결과가 나오게 하므로 과대평가될 수도 있다. 각종 절차

를 기술하는 항들에 추가 정보가 실릴 수도 있다.

20

장비유형 평가절차 d.c. 성분 평가절차 a.c. 성분

사인파형의 a.c.

용접 전류 장비

(위상 변이 전류

조절하지 않음)

해당 없음

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 시간영역

필드 측정 (5.9.4)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 광대역 필

드 측정 (5.9.5)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 주파수 선

택적 필드 측정 (5.9.6)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 시간영역

가중 필드 측정 (5.9.7)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 자기장 유

도에 대한 분석적 또는 수치적 계산 (5.10.2 또는

5.11.2)

기본한계에 대한 적합을 입증하기 위한 분석적 또

는 수치적 계산 (5.10.2, 5.11.3 또는 5.11.4)

비 사 인 파 형 의

a.c. 용접 전류

장비(위상 변이

전류 조절하지

않음)

해당 없음

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 광대역 필

드 측정 (5.9.5)

(주파수 범위 내 최저 한계 기준 값과 관련해 측정

을 해야한다)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 광대역 필

드 측정 및 주파수 성분 분석(5.9.5)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 주파수 선

택적 필드 측정 (5.9.6)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 시간영역

가중 필드 측정 (5.9.7)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 자기장 유

도에 대한 분석적 또는 수치적 계산 (5.10.2 또는

5.11.2)

기본한계에 대한 적합을 입증하기 위한 분석적 또

는 수치적 계산 (5.10.2, 5.11.3 또는 5.11.4)

<표 5-1> 저항용접 장비의 허용 평가절차

21

장비유형 평가절차 d.c. 성분 평가절차 a.c. 성분

라인 주파수에서

내부적으로 작동

하는, d.c 용접

전류 장비

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위

한 정적 필드(static field) 측정

(5.9.3)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 스펙트럼

분석과 함께 시간영역 필드 측정 (5.9.4)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위

한 시간영역 필드 측정 (5.9.4)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 광대역 필

드 측정 (5.9.5)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 주파수 선

택적 필드 측정 (5.9.6)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 시간영역

가중 필드 측정 (5.9.7)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 자기장 유

도에 대한 분석적 또는 수치적 계산 (5.10.2 또는

5.11.2)

기본한계에 대한 적합을 입증하기 위한 분석적 또

는 수치적 계산 (5.10.2, 5.11.3 또는 5.11.4)

중간 주파수에서

내부적으로 작동

하는 d.c. 용접

주파수 장비(MF

인버터 기술 장

비)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위

한 정적 필드(static field) 측정

(5.9.3)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 스펙트럼

분석과 함께 시간영역 필드 측정 (5.9.4)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위

한 시간영역 필드 측정 (5.9.4)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 광대역 필

드 측정 및 주파수 성분 분석(5.9.5)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 주파수 선

택적 필드 측정 (5.9.6)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 시간영역

가중 필드 측정 (5.9.7)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 자기장 유

도에 대한 분석적 또는 수치적 계산 (5.10.2 또는

5.11.2)

기본한계에 대한 적합을 입증하기 위한 분석적 또

는 수치적 계산 (5.10.2, 5.11.3 또는 5.11.4)

커패시터 방전

저항 용접 장비

(펄스 출력)

해당 없음

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 주파수 선

택적 필드 측정 (5.9.6)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 시간영역

가중 필드 측정 (5.9.7)

기준레벨에 대한 적합을 입증하기 위한 자기장 유

도에 대한 분석적 또는 수치적 계산 (5.10.2 또는

5.11.2)

기본한계에 대한 적합을 입증하기 위한 분석적 또

는 수치적 계산 (5.10.2, 5.11.3 또는 5.11.4)

<표 5-1> 저항용접 장비의 허용 평가절차(이어서)

일부 장비는 최소 한 개의 용접 케이블로 출력 발생원과 연결된 용접 도구(또는 용접 건)

과 출력 발생원으로 제작되었다. 대표적인 예로 차체 생산 및 수리 용접소가 있다.

용접 케이블을 사용한 예가 다음과 같이 2가지가 있다:

1) 케이블 하나로 출력 발생원과 연결된 단측 용접 도구, 별도의 케이블이 용접 부분에

연결되어 있다(리턴 케이블);

22

2) 다심 단일 케이블 하나 또는 이단 병렬 또는 인접한 별도의 용접 케이블로 출력 발생

원과 연결된 양측 용접 도구(또는 용접 건)

본 표준에서는 용접 케이블에서의 방출을 평가하기 위한 추가 요구사항에 대해 명시하고

있다. (표 5-1)의 평가 절차는 용접 테이블 방출에 적용해야 한다. 부속서 A에서는 위의

2가지 적용 사례와 관련해 용접 케이블에서의 방출을 평가하기 위한 특별한 POI를 정의

한다.

용접 케이블에서는 개별적으로 방출이 발생할 수 있다.

5.9 측정

5.9.1 프로브의 위치

해당 지점에 있는 장비에 가장 인접한 센서 표면에 위치한 조사 지점에서 측정을 해야

한다.

5.9.2 측정장비

노출레벨을 측정하기 위해서 사용하는 측정기기는 IEC 61786 (0 Hz - 9 kHz), EN

61566 (100 kHz - 1 GHz) 또는 이와 동등한 표준에 따라서 제작되도록 한다[9] 측정

기기는 시험중인 장치의 주파수 방출범위를 포함해야 한다. 그러나 그렇게 하려면 한 대

의 측정기기로는 부족할 수도 있다.

기준레벨에 관한 직접적인 평가를 위해서 사용하는 측정기기는 주파수 의존적 제한값과

관련되는 주파수 의존적 응답을 할 수도 있다(5.9.7 참조). r.m.s 전기장 측정을 위해 사

용한 측정 장비는 노출 시간 값을 표시한다.

r.m.s. 전기장은 장비 노출 시간에 또는 그보다 빨리 용접 시간 내에 측정을 해야 한다.

그러지 못하면, (수식 5-18)으로 노출 시간 오류에 대한 장비 표식을 수정해야 한다.

(수식 5-18)

여기서,

는 장비 노출 시간 오류에서 보상받은 r.m.s. 측정치이다.

은 r.m.s. 장비 측정값이다.

은 장비 노출 시간이다.

은 용접 시간이다.

23

노출 상태의 특성을 완전히 파악하기 위해서는 광대역 전류 센서, 필드 측정 프로브, 오

실로스코프, 시험 수신기 또는 스펙트럼 분석기와 같은 다수의 측정기기를 사용해야 할

수도 있다.

전체 주파수범위를 포함시키기 위해서 둘 이상의 측정기기를 사용하는 경우 주파수 하위

범위의 겹침이 레벨의 과대평가를 야기하지 않을 것을 보장하도록 주의해야만 한다.

출력 전류나 시간 영역 전기장 측정치를 구하기 위해 사용한 측정 장비는 시험 대상 장

비가 방출하는 주파수 범위 전체를 포함해야 한다. 주파수 범위를 분산시켜도 된다. 한대

이상의 장비로 전체 주파수 범위를 포함시킨다면, 중첩 주파수의 하부 범위가 레벨을 과

대 평가하지 않도록 주의해야 한다.

자기장을 측정하기 위한 기준 센서는, 기준 적합 여부를 평가하기 위한 센서로서, (100

± 5) cm2 측정 구역에 3개의 상호 수직의 원형 코일 3개로 구성되어 등방성 감도를 지

원해야 한다. 기준 센서의 외경은 13 cm 를 넘어서는 안된다. 단일 코일 프로브로 연속

측정시 최종 평가 공정에는 사용해서는 안 된다. 기준 센서로 얻은 값들이 우위에 있다

고 판단이 되면 다른 프로브를 사용해도 된다.

자기장의 합계 값은 직교방향으로 측정되는 3개 필드 성분들의 진폭 제곱을 합한 후 제

곱근을 취하여 계산한다. 이는 측정된 값이 자기장 방향과는 무관할 것을 보장한다.

자기장을 측정하기 위한 기준 센서는, 5.11.3에 따른 수치 계산 또는 5.10.3에 따른 분

석적 계산을 위한 입력 데이터를 수집하기 위해 사용하는 센서로서, 기준 평가에 사용한

기준 센서 보다 더 좁은 측정 구역(예, 3 cm2)에 3개의 상호 수직적 원형 코일로 구성되

어 넓은 측정 구역에 대해 평균 효과 없이 부분적인 최대 전기장 강도를 탐지할 수 있어

야 한다. 기준 센서의 외경은 3 cm 를 넘어서는 안 된다. 단일 코일 프로브로 연속 측정

할 때 사용하지 않는다. 기준 센서로 얻은 값들이 우위에 있다고 판단이 되면 다른 프로

브를 사용해도 된다.

시변적 필드들의 측정에 사용되는 프로브의 가능한 대역외 응답뿐만 아니라 포화효과

(saturation effect)와 기타 가능한 측정오차 발생원들도 고려해야 한다.

5.9.3 정적 필드 측정

이런 측정의 경우 순수한 정적 필드(static field) 또는 시간영역 센서들을 사용할 수도

있다. 해당하는 경우, 5.4.2 에 따라 시간평균은 적절한 제한과 결과를 비교하기에 앞서

시간 평균화를 적용해야 한다..

24

5.9.4 시간영역 필드 측정

추가 분석 작업 없이 정적 또는 정현파(단일 주파수) 자기장을 평가하기 위해 이 측정법

을 적용할 수 있다.

정현파 펄스 필드에서, 다음과 같이 평가할 수 있다.

- 최대 필드 값을 측정하고 와 기준 값을 곱한 값과 해당 값을 비교한다.

- 용접 공정 중 r.m.s. 필드 값을 측정하고 그 값을 기준 값과 비교한다.

그러나, 이 값이 범위를 벗어나면, 측정치를 부록 D에서 설명하는 대로 계산한 관련 결

합 계수 K 와 곱한다.

스펙트럼 분석 또는 계산과 같은 평가 단계를 추가로 수행하기 위해 결과를 사용해 기본

적인 제한 사항과의 비교를 위한 전류 밀도 값을 유도할 수 있다.

5.9.5 광대역 필드 측정

광대역 측정기기는 측정 필드에 관한 스펙트럼 정보를 제공하지 않는다.

이 방법은 용접 공정 중 r.m.s. 필드 값을 측정해 그 값을 기준 값과 비교함으로써 단일

주파수의 연속 파형 자기장을 직접적으로 평가하는데 사용할 수 있다.

정현파 펄스 필드에서는, 최대 필드 값을 측정해 그 값을 와 기준 값을 곱한 값과 비

교해 평가할 수 있다.

이 장비로 복수 주파수의 자기장(즉, a.c. 비사인파 용접 전류, 또는 d.c. 용접 전류의

a.c.요소로 생성)을 평가하려면, 필드 주파수 성분 또한 평가해야 한다(예, 시간 영역 전

기장 측정 결과 분석) 따라서, 측정 대역 내 모든 스펙트럼 성분의 총 필드 강도 결과는,

한계 값이 주파수 종속적이라면, 본 주파수 대역 내 최저 기준 값과 비교해야 한다. 이는

노출을 상당히 과대 평가하는 결과를 낳을 수 있다.

약간 엄격한 결과를 낳는 다른 접근 방법은 5.5.3.2에 따라 유효 기준법을 사용하는 방

법이다.

그러나, 이 값이 범위를 벗어나면, 측정치를 부록 D에서 설명한 대로 계산한 관련 결합

계수 K와 곱한다.

5.9.6 주파수 선택적 필드 측정

25

이 방법은 모든 관련 스펙트럼 요소를 5.5.2.5 또는 5.5.2.7에서 정의한 대로 추가한 경

우, 기준을 적합하는지 입증하기 위해 사용할 수 있다.

펄스 필드에서, 모든 스펙트럼 요소의 최대 필드 값을 측정해 기준 값을 와 곱한 합

으로 평가 할 수 있다.

그러나, 이 값이 범위를 벗어나면, 결과를 부록 D에서 설명하는 대로 계산한 관련 결합

계수 K와 곱한다.

5.9.7 시간영역 가중 필드 측정

이 방법은 합산 전에 개별 주파수 의존적 기준레벨에 근거하여 스펙트럼 성분들을 가중

화하는 광대역 기법을 이용한다. 개별 성분의 위상은 펄스를 포함하는 신호 형상의 넓은

범위에 대해서 정확한 결과를 얻기 위해서 고려되어야 한다. 이 접근방법을 위한 기준방

법이 EN 50392에 주어진다.

필드 유형에 따라 필터 출력을 평가해야 한다:

-연속 파형 복수 주파수 필드에서, 가중 필드 r.m.s 평가법을 사용해야 한다.

- 펄스 필드(단일 또는 복수 주파수)에서, 가중 필드 최대 값을 통해 주파수 fco 에서의

기준 값을 와 곱한 값과 비교해야 한다.

이 방법에 따른 측정결과는 평가에 이용하는 기준레벨의 퍼센트 또는 백분율이다. 이 방

법은 적용되는 기준레벨 데이터가, 디폴트로나 특정한 설정으로, 측정기기에서 실행되는

경우에만 이용 가능하다.

가중 함수는 하드웨어 또는 소프트웨어 측정에 의해서 실현될 수 있다.

주) 추가 지침이 필요하면 ICNIRP 지침 "100 kHz 미만의 펄스 및 복소 비정현파 파형에 대한 노출의

ICNIRP 가이드라인 적합 결정에 관한 지침" 을 참조한다[6]

5.10 분석적 계산

5.10.1 개요

분석적 계산을 통해 용접 회로의 자기장과 전류 흐름간의 관계를 수량화 할 수 있다. 이

관계는 용접 회로의 형상에 따라 달라진다.

26

이 계산법은 유도 전류와 자기장의 발생원 간의 관계를 수량화 하기 위해 EMF 지침에서

사용한바 있다. 그리고 아주 간단한 신체와 발생원을 동질의 전도도와 균일한 자기장을

통해 기하학적으로 추정한다. 따라서 그러한 계산법에는 심각한 한계가 존재한다. 인체

구조는 아주 복잡 다양하며 일반적으로 전기장은 비균일성이다.

5.10.2 용접전류에 근거하는 자기장 유도

5.10.2.1 모델 적용

간단한 분석적 모델을 사용해 용접 회로에서 생성된 전기장을 평가할 수 있다.

두 개의 개별 케이블을 용접 도구와 리턴 케이블로 사용한 단측 용접 도구 장비에서, 단

일의 무한히 긴 직선 도체 모델을 사용할 수 있다(5.10.2.2 참조)

2개의 케이블이 용접 도구에 연결된 양측 용접 도구 장비에서, 이단 병렬로 무한히 긴

직선 도체 모델을 사용할 수 있다(5.10.2.3 참조)

용접 암에 사각형 도체 모델을 적용하라 수 있다. 이 사각형의 치수는 사용 가능한 암의

길이와 높이로 정의할 수 있다.(5.10.2.4 참조)

이러한 모델에 따른 계산 결과를 기준과 비교한다. 그러나 이 값이 범위를 벗어나면, 결

과 값을 부록 D에서 설명하는 대로 계산한 관련 결합 계수 K와 곱한다.

또한 계산 결과를 전류 밀도를 계산하는 등 다른 절차와 관련된 입력 데이터로 사용할

수도 있다.

분석적 모델을 펄스 및 비펄스 필드 평가 모두에 적용할 수 있다.

5.10.2.2 단일 도체 모델

자기장 값을 유도하기 위한 이 계산법은 단일의 무한히 긴 직선 도체 모델을 기준으로

한다.

(수식 5-19)와 (수식 5-20)는 정적 자기장 및 시간에 따라 변하는 자기장 요소 계산에

적용 가능하다.

(수식 5-19)

27

(수식 5-20)

여기서,

는 스펙트럼 성분 또는 총 용접 전류 값

는 부속서 A에서 설명한 대로 용접 케이블과의 거리

(수식 5-21)은 자속 밀도 변화율을 계산하는데 적용할 수 있다.

(수식 5-21)

여기서,

는 용접 전류의 변화율을 측정한 값

는 부속서 A에서 설명한 대로 용접 케이블과의 거리

계산 예는 B.4.3을 참고한다.

5.10.2.3 이단 병렬 도체 모델

자기장 값을 유도하기 위한 이러한 계산법은 반대 방향에도 똑같은 전류가 흐르는 2개의

무한히 긴 직선 도체를 기준으로 한다( 평형 전류)

(그림 5-3)/(EN 50505) 이단 병렬 도체 모델

(수식 5-22)은 정적 자기장 및 시간에 따라 변하는 자기장 요소를 계산하는데 적용할 수

있다.

28

(수식 5-22)

여기서,

는 스펙트럼 성분 또는 총 용접 전류 값

는 용접 케이블과의 거리

, 는 2 도체의 중심을 0으로 명시한 조사 지점 좌표

5.10.2.4 사각형 도체 모델

자기장 값을 유도하기 위한 이러한 계산 방법은 사각형 도체 모델을 기준으로 한다.

(수식 5-23)과 (수식 5-24)는 정적 자기장 및 시간에 따라 변하는 자기장 요소를 계산하

는데 적용 가능하다.

· (수식 5-23)

(수식 5-24)

여기서,

는 스펙트럼 성분 또는 총 용접 전류 값

는 x 방향으로의 사각형 코일 치수

는 y 방향으로의 사각형 코일 치수

29

, , 는 사각형 코일의 중심을 0으로 명시한 조사 지점 좌표

, 는 조사 지점과 임의 도체 부분간 x, y 평면에서의 거리

는 조사 지점과 사각형 도체 코너 사이의 거리

(그림 5-4)/(EN 50505) 사각형 도체 모델

사각형 도체 모델 치수를 정의할 때 상당한 오류가 발생할 수 있기 때문에 이 작업은 아

주 중요하다. 모델의 치수는 실제 전류가 흐르는 경로를 고려해 정의해야 한다. 예를 들

어, 전류 흐름 경로는, 용접 전류 도체 중심으로부터 보수적으로 정의할 수 있다. 이 전

류 경로는 사각형 모델과 비슷한 비사각형 회로에 있지만 상당히 과소 평가할 수 있다.

이를 막기 위해, 치수를 보수적으로 (즉, 전류 흐름 경로의 최대 수치)적용해야 한다.

5.10.3 자기장에 근거하는 유도 전류밀도 유도

가장 간단한 모델은 균일하며 시간에 따라 변하는 외부 자기장과 도체의 동종 2D 디스

크의 결합에 대한 가설을 근거로 하며, 고려중인 인체 일부를 모델링 하는데 사용된다.

ICNIRP 지침에서 그러한 모델의 예를 들어 설명한다[3]

그러한 모델은 유도 전류와 내부 전기장을 평가하는 간단한 방법을 제안하기 위한 모델

이다. 최초 접근은 단순하며 계산한 전기적 양에 대한 값을 약간 적게 제시한다. 시변 자

기장의 경우, 계산을 위해서, 노출 인체 또는 인체부분을 도전율이 σ 이며 반지름이 r 인

원형 단면으로 가정한다.

유도 전류는 디스크 내부에서 분포되며, 디스크 중심 축 주변에서 회전 대칭을 이룬다.

유도 전류 값은 중심(형식상 널)에서 최소이며 디스크 가장자리에서 최대가 된다.

30

이러한 노출 상황 관련 요소가 동일하게 제공되면, 특정 절차를 적용한 특정 노출 상황

에 대비해 수립한 비례 요소를 적용해 추후 평가할 수 있다.

이 디스크에 수직인 비균일 자기장이 있는 최대 결합 조건에서 계산 한다. 이런 경우, 반

경 r에서 유도 전류 밀도는 다음과 같이 구한다.

(수식 5-25)

여기서,

는 자속밀도 변화율의 측정값 또는 계산값

는 부속서 A 에서 설명한 디스크 반경

는 5.6에서 설명한 도전율

는 부록 D에 따라 계산한 결합 계수

복소 파형(complex waveform)의 경우, 전류밀도의 프로파일은 시간간격마다 자속밀도

변화율 각각을 이용하여 한 사이클 동안의 작은 시간간격에 대해서 계산할 수 있다.

주파수 의 정현파 자기장을 고려하면, 그 값은 (수식 5-26)으로 주어진다.

(수식 5-26)

여기서,

는 부속서 A 에서 설명한 디스크 반경

는 5.6에서 설명한 도전율

는 부록 D에 따라 계산한 결합 계수

전기장(또는 전기장을 발생시키는 용접전류)과 유도 전류밀도 사이에 위상변이가 있는데,

이는 위상을 고려하는 합산 절차에 중요하다. 유도 전류밀도의 위상은 (수식 5-27)에 따

라서 계산되어야 한다.

(수식 5-27)

여기서,

스펙트럼 유도 전류밀도 성분의 위상각

스펙트럼 필드 또는 용접전류 성분의 위상각

31

상세한 사항은 EN 62226-1와 EN 62226-2-1에 실릴 수 있으며, 계산 예는 부속서 B.4

를 참조한다.

5.11 수치적 계산

5.11.1 개요

필드 특성이나 이질적 인체 특성을 고려하는 모델이 균일필드이나 균질적 도체 원판만을

고려하는 (5.9에 지정된 해석적 모델과 같은) 모델들보다 더 현실적이다. 그런 모델을 이

용하는 시뮬레이션은 2 차원 또는 3 차원 구조(2D 또는 3D 계산)로 각종 수치적 방법을

이용하여 이루어질 수 있다.

이러한 노출 상황 관련 요소가 동일하게 제공 되거나 엄격한 접근 방식을 나타낸다면,

특정 수치 모델을 적용한 특정 노출 상황에 대비해 수립한 비례 요소를 적용해 추후 평

가가 가능하다.

주) 이러한 비례 요소의 예로는 용접 전류/전기장, 전기장/유도 전류 또는 용접 전류/유도 전류 요소가 있다.

2D 수치적 모델에 관해서 더 상세한 내용은 EN 62226-2-1에서 설명한다.

5.11.2 자기장 유도

정교한 모델을 기반으로 한 자기장 값 유도에 이 방법을 적용할 수 있다. 발생원의 기하

학적 구조로 인한 복수 공간 필드 분포 평가를 예로 들 수 있다.

이 방법으로 산출한 계산 결과를 기준과 비교한다. 그러나, 이 값이 범위를 벗어나면, 결

과를 부록 D에서 설명하는 대로 계산한 관련 결합 계수 K와 곱한다.

계산 결과는 전류 밀도 계산과 같은 추가 절차와 관련된 입력 데이터로 사용할 수 있다.

펄스 및 비펄스 필드 평가를 위해서도 모델을 적용할 수 있다.

여러 경우에서, 작업 구역 내 제품과 금속 부품에서 유도된 자기장은 용접 전류에서 유

도된 자기장과 비교해 무시해도 될 정도이기 때문에 장비를 평가할 때는 신경 쓰지 않는

다.

5.11.3 균질의 도전성 모델을 이용하는 전류밀도 유도

유도 전류 밀도는 도전성 2D 또는 3D 모델(예를 들어, 2D 디스크 또는 3D 회전 타원

체) 전류의 시뮬레이션을 통해 유도하거나 비균일 시간에 따라 변하는 자기장 분포에 따

32

라 유도할 수 있다.

자기장은 용접 전류의 특성(예를 들어, 단일 도체 또는 사각형 도체 모델)에 대해 설명한

적절한 수치적 또는 분석적 모델을 적용해 모델화해야 한다.

적정 모델, 모델 치수 및 기하학적 결합 구조에 대해 부속서 A에서 설명한다. 모델의 도

전율 값은 5.6에서 설명한다.

비균일 전기장(발생원과의 거리에 따라 감소)에서, r.m.s, 국소 최대 자속 밀도 최대값

또는 변화율은 좁은 구역 프로브(5.9.2 참조)를 사용해 측정한 크기로 발생원에 가까이

있는 모델의 가장자리에서 정규화되거나, 위에서 설명한 분석적 또는 수치 계산을 통해

유도 한다. 모델의 유도 전류에서 생성된 리액티브계는 모델의 도전율이 매우 낮기 때문

에 무시한다.

복소 파형에서, 전류 밀도의 기울기는 각 간격에 대한 자속 밀도의 변화율을 사용하며,

한 주기 중 작은 시간 간격에 맞게 계산 가능하다.

2D 수치 모델에 대한 보다 자세한 내용은 EN 62226-1 과 EN 62226-2-1에서 설명한

다.

2D 시뮬레이션에 대한 예는 B.2.7을 참고한다.

5.11.4 해부학적 인체모델 기반 시뮬레이션

5.11.4.1 개요

유도 전류밀도는 각종 인체 조직의 유전 성질(dielectric properties)을 고려할 때 인체모

델을 이용하는 수치적 시뮬레이션에 의해서 얻어질 수 있다. 현실적 결과를 얻기 위해서

이런 해부학적 인체 모델은, 필드 발생원(용접 케이블 토폴로지와 전류 변수들)에 관한

현실적 모델에 근거하여, 필드 분포의 수치적 계산과 결합하여 사용되어야 할 것이다.

그러한 평가는 (복셀 해상도가 2 mm - 6 mm 정도인) 정교한 밀리미터 해상도 인체모

델의 이용을 포함한다. 이들 모델은 대개 MRI 데이터로부터나 해부학적 단면도 사진으로

부터 얻어지며, 두뇌와 척수 같은 중추신경계(CNS) 조직들의 도전율 등, 정확한 조직 도

전율을 포함한다. 이 하위조항은, 다수가 동등하게 적용되어 정확하므로, 개별적 방법,

모델 또는 기법을 규정하지 않는다. 이 분야의 연구가 계속되고 있으므로 새로운 방법과

정보를 이용할 수 있게 될 것이다. 이들 방법과 정보는 이 하위조항에서 정해지는 기준

을 충족하는 조건에서 이용될 수 있다.

33

유도 전류, 전기장, SAR 및 전력밀도 분포들은 사용 모델의 해상도로 계산된다. 이들 모

델은 해부학에 기반을 두기 때문에, 노출평가의 유형과 적용하려는 노출 요구사항들에

적합한, 예를 들어, CNS 조직(두뇌/척수) 또는 기타 유형들과 같은, 특정한 조직 유형들

에 관한 결과를 얻을 수 있다.

그런 시뮬레이션 기법을 이용하는 경우, 적절한 유효성확인이 필요하다. 이는 동료 검토,

관련 간행 참조문서 인용 또는 기타 검토되거나 참조된 모델에 대한 비교를 제공할 수

있다.

5.11.4.2 해부학적 인체 모델

국제방사선방호위원회(International Commission for Radiological Protection)는 키 1.76

미터의 "표준인(Standard Man)"[10]을 정의하였다. 이것에 근거하여, 다음 기준을 충족

하는 모델이 사용에 적합하다.

- 높이(머리끝부터 발끝까지): 1.76 m ± 8 %

- 대표적 인체형상

- 인체의 대표적 이질적 구조

- 대표적인 조직의 유전 성질(dielectric properties)

- 적절한 모델 해상도

다양한 해부학적 인체 모델을 사용하고 있다. 의료 영상 데이터 또는 해부학 단면도/사진

을 기반으로 하며 인간이 대표적이다. 실제 데이터는 위 기준에 적합하게 조절 가능하다.

국부 노출 시에는 영향을 받은 인체 일부만을 사용한 모델이 적합하다. 인체 모델의 예

는 본 항과 부속서 C에서 여러 참고 문헌을 통해 설명한다. 모델링 공정에서 또 하나 중

요한 부분은 여러 조직 유형의 전기적 성질을 특성화 하는 것이다. 각 조직 유형과 관련

된 전기적/유전적 성질을 인체 모델이 지니고 있어야 한다. 전기적 성질은 대부분 주파수

종속적이며, 이 또한 고려해야 한다. 자세한 내용은 부속서 C에서 설명한다.

동일한 복셀에 여러 조직 유형이 존재하는 경우, 모델링을 위해 조직의 성질을 평균화

하는 것이 일반적이다. 평균을 계산하는 대신, 관련 조직 유형 또는 최악의 조직 유형을

사용해도 된다. 복셀이나 평균화 구역에 관련 조직 유형이 있다면, 모델링을 위한 해당

조직 유형만을 포함하고 있다고 가정해도 된다.

5.11.4.3 계산 방법

여러 해에 걸쳐서, 인체의 이질적 해석 기반 모델로 유도 전류밀도, 전기장 및 SAR 분포

의 계산을 위한 여러 가지 계산방법이 제안되었다. 이들 방법은, 예를 들어, 유한요소법

(FEM)[11], 유한적분법(FIT)[12], 임피던스법[13][14], 기준주파수유한차분시간영역

34

(FDTD)법[15][16], 그리고 스칼라전위유한차분(SPFD)법[16]이다.

모든 방법이 균일필드 노출 조건들에 이용될 수 있다. 준정적 방법(입사필드의 위상이 모

델화하려는 인체 전체적으로 일정한 것으로 가정하는 경우)은, 인체 치수들이 파장에 비

해서 작은 경우, (약 30 MHz까지의) 비교적 낮은 주파수에 적합하다. 맥스웰 방정식(예

를 들어, FDTD법)의 해에 근거하는 방법들은 더 높은 주파수에서 선호된다. 아크용접 장

비의 불균일 벡터 자기장 특성을 모델화할 때는 그 방법이 필드들의 불균일성을 적절히

다루도록 특별히 주의해야만 한다.

대표적인 해상도는 전신 모델의 조악한 표현에 대해서 6 mm - 10 mm 정도이며 관련

조직 유형을 포함하는 특정 영역의 정교한 모델화에 대해서 2 mm - 4 mm 정도이다.

필요한 경우, 더 낮은 해상도에서 이들 결과를 사용하여 계산할 수 있다. 예를 들어, 어

떤 노출 요구사항들은 1 cm2 이상의 평균값들을 지정하였다. 적용할 노출 요구사항들에

특별히 지정되지 않는다면, 평균을 계산할 때 평균면적은 평가하려는 인체의 바깥 경계

를 벗어나지 않아야 할 것이다.

5.11.4.4 용접 회로와 관련된 인체 모델의 위치

용접 회로와 관련된 인체의 위치는 부록 A에서 정의한 원칙을 반영해야 한다. 사용하는

인체 모델들은 각각 차이가 있기 때문에 정확하게 위치를 맞추는 것이 가능하지는 않지

만, (그림 A-6) ~ (그림 A-10) 에서 설명한 치수를 ± 10%이내로 맞춰야 한다. 다른 위

치를 적용할 수도 있지만, 실제 사용하는 장비를 나타내며 평가 보고서서에 이에 대해

설명하고 분명하게 작성해 놓아야 한다

6 평가 불확정도

6.1 불확정도 포함

6.1.1 개요

불확정도는 수행한 평가 수준에 대한 통계적 평가를 뜻한다. 평가 중 항목의 실제 값은

불확정도 확대 정도에 따라 평가한 값 이상 또는 이하일 수 있다(신뢰 수준 95%).

그 자체로, 불확정도는 더하거나 빼야 할 오류 값은 아니다. 그러나 일부 지침이나 표준

에서는 장비 또는 노출 상황에 대한 전반적인 평가에 포함 시킬 것을 요구하기도 한다.

6.1.2와 6.1.3 하위 항에서 포함 방법에 대해 설명한다.

6.1.2 불확정도 총괄표 공유

35

"불확정도 총괄표 공유(shared uncertainty budget)"라는 개념은 측정과 계산에 적용될

수 있다. 이는 실제 측정 및 계산 값들이 해당 노출 가이드라인과의 비교에 이용됨을 의

미한다. 불확정도는 기록되지만 불확정도가 6.3에 주어진 적절한 값 이하이면 비교에 사

용되지 않는다. 이와 같이 불확정도는 평가의 질을 결정하는 데는 포함되지만 제한값과

의 비교에는 포함되지 않는다.

평가 불확정도 계산결과가 적절한 값보다 더 높은 경우 제한 불이익을 계산하기 위한 방

법들이 주어지기도 한다.

6.1.3 제한값에 대한 비교를 위한 불확정도 이용

평가값 X, 결정된 확장 평가 불확정도 U 그리고 제한값 L 에 대해서, 불확정도는 다음과

같이 간주될 수 있다.

≤ (수식 6-1)

실제 값이 제한값 이하임을 입증하기 위해서,

(수식 6-2)

위의 어느 조건도 충족하지 못하는 경우 비교의 결과는 불확실하다. 불확정도 수준은 방

법과 평가환경에 따라 달라지므로, 결과 X + U > L은 실제 값이 한계를 한계를 넘는지

입증하지 못한다.

6.2 불확정도 평가

6.2.1 개요

이 절은 상이한 평가절차들의 불확실성을 평가하기 위한 지침을 제공한다.

주) 이것의 확실한 종합적 해석은 EMC 측정에 관한 LAB 12[17] 과 LAB 34[18] 에 의해서 주어지며, 이들

기본원칙은 측정과 모델화 불확실성에 대해서 사용될 수 있다. EMF 측정 불확정도 평가에 관한 추가지침은

EN 50392와 EN 50413를 참조한다[19].

6.2.2 개별 불확정도

개별 불확정도는 결과에 대한 등가표준불확정도(equivalent standard uncertainty)로서 평

가되고 지정되어야 한다. 개별 불확정도 값이 (이들 전부가 정비례하지는 않는) 최종결과

에 어떤 영향을 미치는가에 관한 판단이 내려져야만 하며, 가능하면 언제나 결과에 관한

36

유효 불확정도를 고려해야만 한다.

6.2.3 합성 불확정도

합성표준 불확정도(combined standard uncertainty)는 총불확정도에 대한 모든 개별 비

관련 기여인자(uncorrelated contributor)들의 표준 불확정도의 제곱합제곱근을 취하여 계

산된다. 확장 불확정도는 한계를 95% 신뢰수준으로 적합하기 위해서 포함인자(coverage

factor) 1.64에 의해서 확장되는, 합성 표준 불확정도에 근거하여 계산되어야 한다

확장 불확정도 총괄표의 한 예가 부속서 F에 주어진다.

6.3 적절한 총 불확정도

평가의 확장 불확정도는 측정 환경의 특성 때문에 더 높은 불확정도가 적절하다는 것을

입증할 수 있는 경우를 제외하고는 (표 6-1)에 주어진 값보다 작아야 한다. 이 경우에

그렇게 더 높은 불확정도는 보고서에서 인용되고 정당화되어야만 한다. 이 기본표준에

기술되는 기법이 다른 어떤 불확정도를 지정하고 정당화하는 또 하나의 표준(예를 들어,

조화 제품 또는 일반 표준)과 함께 사용되는 경우에는 다른 어떤 불확정도도 적절하다.

주파수범위 측정값 계산

< 10 kHz +58 %, -37 % (± 4 dB) ± 50 %

10 kHz - 1 MHz +41 %, -30 % (± 3 dB) ± 50 %

1 MHz - 30 MHz +41 %, -30 % (± 3 dB) ± 40 %

30 MHz - 1 GHz +100 %, -50 % (± 6 dB) ± 40 %

1 GHz - 30 GHz +100 %, -50 % (± 6 dB) ± 50 %

<표 6-1> 적절한 확장 평가 불확정도

(표 6-1)에 지정되는 불확정도가 비대칭(예를 들어, + 58 %, - 37 %)일 경우에 비교를

위해서는 가능한 과소평가를 위한 값들이 사용되어야 한다. 결합 평가절차들의 경우, 더

높은 적절한 불확정도 값이 적용되어야 한다.

6.4 대표적인 불확정도의 예

아래의 대표적인 불확정도들은 참고를 위한 예이다.

a) 측정의 경우

- 측정 프로브의 크기와 형상 (상대적 코일 위치들 포함)

37

- 계획된 측정점에 관한 프로브의 실제 위치

- 측정기기의 교정 또는 지정 정확도

- 평가 대상 기기와 측정 시스템간의 상호작용

- 반복성

- 측정 동안의 환경 영향.

b) 해석적 계산의 경우

- 계산에 소수점 이하 두 자리 수를 사용할 경우에 1 %로 간주될 수 있는, 5.10에

주어진 방정식에 따른 해석적 계산에 근거하는 평가의 불확정도

- 용접전류 측정값 또는 필드 세기 측정겂과 같은 입력 변수들의 불확정도

- 조직의 전기적 성질에 관한 값의 불확정도.

c) 수치적 계산의 경우

- "표준인"의 해부학적 모델 크기 및 무게 변화

- 조직의 전기적 성질에 관한 값의 불확정도

- 복셀 크기 및 형상

- 계산 방법 불확정도

- 평가하려는 기기의 모델화 변수(modelled parameter)들의 정확도.

열거되지 않은 다른 불확정도들이 존재할 수 있으며, 열거된 불확정도의 일부는 존재하

지 않거나 종합적인 평가 시에 중요하지 않을 수도 있다.

7 평가 보고

7.1 일반 원칙

수행되는 각 평가, 시험, 계산 또는 측정의 결과는 정확하게, 명확하게, 모호하지 않게,

객관적으로, 그리고 사용방법에 관한 특정 지침에 따라서 보고되어야 한다.

결과는, 통상적으로 평가보고서에, 기록되어야 하며, 평가 또는 시험 결과의 해석을 위해

서 필요한 모든 정보와 사용되는 방법이 요구하는 모든 정보를 포함해야 한다.

반복성 있는 평가, 시험, 계산 또는 측정을 수행하기 위해서 필요한 모든 정보를 기록해

야 한다.

평가보고서에 관한 추가 지침은 EN ISO/IEC 17025을 참조한다.

7.2 평가보고서에 기록할 항목

시험보고서는 적어도 다음 항목들을 포함해야 한다.

- 적용되는 한계

38

- 평가 일시

- 평가를 수행하는 조직과 인원의 식별(신원)

- 측정기기 및 소프트웨어 도구의 식별

- 시험 중인 기기에 관한 설명 그리고 (해당하는 경우) 일련번호

- 해당하는 경우, 시험조건(온도 등)

- 해당하는 경우, 배경수준(background level) 값

- 시험장치 및 사용조건

- 선택된 평가방법과 적용을 위한 정당성

- 평가방법에 관한 유효성확인 결과

- 확장 평가 불확정도

- 수행되는 평가별 결과

39

부 속 서 A

(본 부속서는 표준 내용의 일부임)

평가 변수

A.1 용접 장비

A.1.1 용접 장비 설정

장비는 제작자 지침에 따라 설치한다. 장비에 정격 전압과 주파수를 공급한다. 1V 이상

의 정격 전압 장비를 가장 높은 정격전압으로 시험한다.

암 길이 또는 간격을 조절할 수 있는 장비에서, 최소 및 최대 용접 전류 치수로 평가해

야 한다.

암 교환이 가능한 장비에서는 최소 및 최대 암 수치로 평가를 해야 한다.

최대 용접 전류에 따라 전극 가압력을 설정해야 한다(ISO 669 참조).

A.1.2 출력 전류 설정

사인파 a.c. 장비에서, 출력 전류의 진폭은, 조절할 수 있는 방법이 있다면, 최대 정격

단락 전류/2cc로 설정해야 한다.

위상 변이 전류를 조절하며 선 주파수에서 작동하는 비사인파 a.c. 장비에서는, 용접 전

류 전도각을 144°로 설정한 장비로 시험해야 한다(50Hz에서 8ms).

주의 용접각 감소는 고조파 성분 증가를 뜻하지만 용접 전류 감소를 뜻하기도 한다.

144° 용접각은 과거 경험과 측정치를 기준으로 한 것이다.

d.c. 전류 장비 등 유형이 다른 장비에서는 최대 노출 용접 전류 조절이 가능한지 판단

해 평가 보고서서에 수록해야 한다.

위에서 정의한 시험 전류에 대해, 단일 용접 사이클(시험 대상 장비의 특성 기준)에서 최

대 1s 값을 가지는 허용 시간으로 용접 시간을 조절해야 한다. 조절 방법이 있다면 슬로

프 타임을 최소 값으로 조절해야 한다.

평가 중 펄스 모드를 사용하거나 예열과 후열 하는 것은 금지이다.

40

A.2 부하

ISO 669에서 명시한 등가 부하를 적용해야 한다.

A.3 위치 및 거리

A.3.1 조사 지점

A.3.1.1 조사 지점 선정

조사 지점은 A.3.1.2~A.3.1.4에서 설명하며 다음을 고려해 정의한다.

- 용접 공정 중 일반 운영자가 작업하는 지점

- 머리 및 신체와 가장 인접한 부분에서부터 장비까지의 거리를 표시한 장비와 운영자의 일반적

인 거리. 운영자가 용접 공정 중 부품을 처리하는 장비에서, 운영자와의 거리는 대체로 400

mm 정도 이다. 운영자가 취급하는 장비 또는 장비 부품, 즉 방출 발생원이 있는 곳에서, 운영

자와 거리는 대체로 300 mm정도이다.

- 생산 공정 중에만 EMF가 방출되므로 생산 중 운영자의 작업 위치를 평가해야 하며, 장비 프로

그래밍이나 설정 중에는 평가하지 않는다.

- 과거 경험 및 측정

본 표준에서 정의한 조사 지점이 특정 장비에 적합하지 않은 경우, 제작자는 특정 장비에 대한 조

사 지점을 정의해야 하며, 이는 위에서 설명한 기준과 유사한 기준을 따라야 한다. 조사 지점 선

정에 대한 내용은 사용 설명서에 수록해야 한다.

A.3.1.2 정적 용접 장비 조사 지점

본 항은 정적 장비에 적용하며, 운영자는 용접 부품을 직접 다룬다. 조사 지점은 다음 그

림에서 정의한다.

41

(그림 A-1)/(EN 50505) 정적 용접 장비의 조사 지점

주) (그림 A-1)의 장비는 조사 지점의 거리와 위치를 설명한다. 상세한 장비 설계 내용은 반영하지 않았다.

A.3.1.3 휴대용 수동 용접 장비 조사 지점

본 항은 C형 및 X형, 통합 또는 개별 변압기가 있는 두 유형 등 모든 수동 건에 적용한

다. 휴대용이며, 운영자가 용접 부품 대신 용접 도구를 취급한다. 조사 지점은 (그림

A-2)에서 정의한다.

42

(그림 A-2)/(EN 50505) 휴대용 수동 용접 장비의 조사 지점

주) (그림 A-2)의 장비는 조사 지점의 거리와 위치를 설명한다. 상세한 장비 설계 내용은 반영하지 않았다.

P7~P14 지점은 수직면 및 수평면과 정렬된 장비(변압기 또는 도체)내부의 전기장 발생

원을 고려한 면에서 정의한다. 장비 설계 내용이 다른 경우, 최악의 조사 지점 값을 장비

외부 경계에서 부터 동일한 100mm 거리에서 정의해야 한다.

장비가 암이 설명한 평면과 대칭이라면, 장비 한쪽에서만 측정해도 된다.

그리고 A.3.2에 따라 케이블 필드 방출에 대한 평가를 별도로 진행해야 한다.

A.3.1.4 정지한 용접 장비 조사 지점

본 항은 C형 및 X형, 통합 또는 개별 변압기가 있는 두 유형 등 모든 수동 건에 적용한

다. 휴대용이며, 운영자가 용접 부품 대신 용접 도구를 취급한다. 조사 지점은 (그림

A-3)에서 정의한다.

43

(그림 A-3)/(EN 50505) 정지한 용접 장비의 조사 지점

주) (그림 A-3)의 장비는 조사 지점의 거리와 위치를 설명한다. 상세한 장비 설계 내용은 반영하지 않았다.

P5~P15 지점은 수직면 및 수평면과 정렬된 장비(변압기 또는 도체)내부의 전기장 발생

원을 고려한 면에서 정의한다. 장비 설계 내용이 다르면, 최악의 조사 지점 값을 장비 외

부 경계에서 부터 동일한 300mm 거리에서 정의해야 한다.

장비가 암이 설명한 평면과 대칭이라면, 장비 한쪽에서 측정해도 된다.

그리고 A.3.2에 따라 케이블 필드 방출에 대한 평가를 별도로 진행해야 한다.

A.3.2 용접 케이블 방출 평가

A.3.2.1 단측 용접 도구에 연결된 케이블 방출

케이블 2개를 용접 도구용 및 리턴 케이블용으로 각각 사용하는 단측 용접 도구 장비에

서, 케이블 방출로 인한 신체-노출을 평가하기 위한 조사 지점은 b의 값이 최소 1m인

케이블의 중간 지점의 표면에서부터 d=200mm인 지점이 되어야 한다. 조사 지점은 (그

림 A-4)에서 정의한다.

44

(그림 A-4)/(EN 50505) 단측 용접 도구 조사 지점

용접 케이블은 0.8m 높이의 바닥과 평행한 평면의 비금속 기판에 위치해야 한다. 자기장

을 변형시키는 모든 금속 물체는 조사 지점과 최소 2m 떨어져 있어야 한다.

A.3.2.2 양측 도구에 연결된 케이블 방출

케이블 2개가 2개의 각 터미널을 통해 용접 도구에 연결된 양측 용접 도구 장비에서는,

용접 도구 터미널간 거리와 동일한 일정 거리에 위치한 동일 단면의 평행 직선 케이블 2

개에서 측정해야 한다. 조사 지점은 (그림 A-5)에서 정의한다. b의 값이 최소 1m인 한

쌍의 케이블 중간 지점에서 측정해야 한다.

(그림 A-5)/(EN 50505) 양측 용접 도구 조사 지점

다심 케이블이 용접 도구에 연결된 양측 용접 도구 장비에서는, 최고 방출 방향의 케이

블 표면에서 거리 d가 30mm인 직선 케이블 주변을 측정해야 한다. b의 값이 최소 1m

45

인 케이블 중간 지점에서 측정 해야 한다.

장비가 이 조사 지점을 적합하지 않는다면, 최소 적합 거리 d를 정의하고 사용 설명서에

기록해야 한다.

A.3.3 2D 균질 디스크 시뮬레이션 요소

디스크의 조사 지점은 발생원과 가장 가까운 모서리에 있어야 하며, 공간적으로 조사 지

점의 전기장 벡터와 수직을 이뤄야 한다.

A.3.4 3D 균질 모델 시뮬레이션 요소

측정 및 결합 기하학을 기반으로 한 과거 노출 평가에서, 최대 노출 상황이 들어있는 3D

모델의 위치를 선정해 수치 모델링이 가능하다.

A.3.5에서 정의한 관련 위치는 해부학적 모델에 관한 것으로서 3D 균질 모델용으로 적

용해야 한다.

A.3.5 해부학적 모델 시뮬레이션 요소

A.3.5.1 결합 기하학 선정

측정 및 결합 기하학 평가를 기반으로 한 과거 노출 평가에서, 최대 노출 상황이 들어있

는 해부학적 모델의 위치를 선정해 수치 모델링이 가능하다.

여러 유형의 장비로 수치 시뮬레이션을 하기 위한 모델 위치는 A.3.5.2~A.3.5.4에서 설

명한다.

본 표준에서 정의한 모델의 위치가 특정 장비에 적합하지 않다면, 제작자는 실제 사용이

예상되는 장비의 노출 조건을 대표하는 특정 모델의 위치를 정의한다. 모델 위치 선정과

관련 정보를 사용 설명서에 수록해야 한다.

주) (그림 A-6)~(그림 A-10)의 인체 모델은 케이블과 암의 위치 및 거리를 설명하기 위한 것이다. 시뮬레이

션에 사용할 수 있는 해부학적 인체 모델의 특성은 반영하지 않았다.

A.3.5.2 고정 장비 시뮬레이션 요소

고정 장비에서는 다음과 같이 설정해 시뮬레이션 해야 한다. 45°,0°,45° a 값으로 시뮬레

이션을 3회 시행해야 한다.

46

용접 회로는 그림 A.6의 사각형 도체로 표시하며, 다음과 같이 구성되어 있다.

- 수직면에 위치

- 장비 암 길이와 동일한 길이 a

- 장비 암 간격과 동일한 높이 b

- 장비의 높이 h

- 운영자와 가장 가까이 있는 수직 도체를 작동이자 앞, 인체 모델 중앙, 인체 모델과

40cm 거리에서 d 만큼 떨어진 거리에 놓아야 한다.

- 사각형 도체는 각 a의 수직축 상에서 회전한다.

(그림 A-6)/(EN 50505) 고정 장비 시뮬레이션 구조

A.3.5.3 휴대용 수동 장비 및 정지 장비 시뮬레이션 요소

A.3.5.3.1 시뮬레이션 구조

휴대용 및 정지 건, 통합 및 개별 변압기가 있는 두 건에서, 아래 항에서 정의한 대로 3

가지 상황에 대해 시뮬레이션을 진행해야 한다.

건이 통합 변압기 건이라면, 그 건은 변압기의 주 전류이지 용접 전류가 아니기 때문에

케이블에서 전류의 흐름은 용접 전류에서의 전류의 흐름과 차이가 있다. 소스 모델을 고

려해야 하는 것이다.

A.3.5.3.2 구조 A

47

케이블과 암은 (그림 A-7)과 같아야 하며, 다음과 같이 구성되어 있다.

- 수평 직선 케이블

- 실제 기하학적 구성의 동일한 수의 도체로 모델링

- 인간 모델의 팔꿈치 정도 위치와 동일한 높이 h에서 케이블의 중앙

- 케이블 표면과 가장 가까운 지점에서부터 신체까지 최소 3cm 거리 d에서 인간 모

델 좌측에 위치

- l 최소길이 100cm

- 장비 암을 시뮬레이션 하는 사각형 도체

- 케이블이 표시된 수직 평면에 위치

- 사각형 도체 높이 중앙 수평 직선 케이블 연결

- 척추에서 50cm 떨어진 거리 f에 있는 수평 직선 케이블 연결

- 장비 암 길이와 동일한 길이 a

- 장비 암 갭과 동일한 높이 b

(그림 A-7)/(EN 50505) 시뮬레이션 구조 A

A.3.5.3.3 구조 B

케이블과 암은 (그림 A-8)과 같아야 하며, 다음과 같이 구성되어 있다.

- 수평 직선 케이블

- 실제 기하학적 구성의 동일한 수의 도체로 모델링

- 인간 모델의 어깨 높이 정도와 동일한 높이 h에서 케이블 아래쪽에 위치

- 케이블 표면과 가장 가까운 지점에서부터 신체까지 최소 3cm 거리 d에서 인간 모

48

델 좌측에 위치

- l 최소길이 100cm

- 장비 암을 시뮬레이션 하는 사각형 도체

- 케이블이 표시된 수직 평면에 위치

- 사각형 도체 높이 중앙 수평 직선 케이블 연결

- 척추에서 50cm 떨어진 거리 f에 있는 수평 직선 케이블 연결

- 장비 암 길이와 동일한 길이 a

- 장비 암 갭과 동일한 높이 b

(그림 A-8)/(EN 50505) 시뮬레이션 구조 B

A.3.5.3.4 구조 C

케이블과 암은 (그림 A-9)과 같아야 하며, 다음과 같이 구성되어 있다.

- 수평 직선 케이블

- 실제 기하학적 구성의 동일한 수의 도체로 모델링

- 인간 모델 앞에 위치하며 인간 모델과 수직 평행

- 휴대용 수동 장비 신체에서 30cm 떨어진 거리 d

- 정지 장비 신체에서 50cm 떨어진 거리 d

- l 최소길이 100cm

- 장비 암을 시뮬레이션 하는 사각형 도체

- 케이블이 표시된 수직 평면에 위치

- 인간 모델의 팔꿈치 정도 위치와 동일한 높이 h에서 사각형 도체 중앙

- 사각형 도체 위쪽 중앙에서 수직 직선 케이블 연결

49

- 장비 암 길이와 동일한 길이 a

- 장비 암 갭과 동일한 높이 b

(그림 A-9)/(EN 50505) 시뮬레이션 구조 C

A.3.5.4 단측 용접 도구 장비 시뮬레이션 요소

케이블 2개를 용접 도구와 리턴 케이블에 사용하는 단측 용접 케이블 장비에서, 다음과

같이 설정해 시뮬레이션을 해야 한다.

용접 케이블의 위치는 (그림 A-10)과 같으며, 다음과 같이 구성되어 있다.

- 수평 직선 케이블

- 인간 모델의 팔꿈치 정도 위치와 동일한 높이 h

- 케이블 표면에 가장 가까운 곳에서부터 신체까지 최소 거리 d가 20cm인 인간 모

델 좌측에 위치

- 최소 길이 l1 50cm

- 수직 45° 아크:

- 인간 모델의 좌측 동일한 수직면에 위치

- 척수에서 수평 직선 케이블 연결

- 반경 r 30cm

- 직선 케이블

50

- 인간 모델의 좌측 동일한 수직면에 위치

- 수직 45° 아크 연결

- 최소 길이 l2 70cm

(그림 A-10)/(EN 50505) 단측 용접 도구 장비 시뮬레이션 구조

주) 여러 상황을 고려해 모델의 위치를 정했으며 이것이 실제 작업 상황을 나타내는 것은 아니다. 최대 결합

조건을 설명하기 위해 정의한 것이다.

작업 현장의 부품 및 금속 부품에서 유도된 자기장은 용접 케이블에서 유도된 자기장과

비교해 그 크기가 아주 미미하기 때문에 장비 시험 유형은 고려하지 않는다. 금속 부품

으로 인해 발생한 전기장 왜곡현상은 무시한다. 리턴 케이블은 아주 미미한 크기의 전기

장을 발생시키는 거리에 있기 때문에 다루지 않는다.

A.3.4 모델 치수

A.3.4.1 2D 디스크 모델 치수

유도 전류 밀도를 계산하기 위한 모델의 디스크 반경은 150mm가 되어야 한다.

주) 디스크 반경은 과거 시뮬레이션을 기준으로 선정하며, 2D 모델의 결과를 더 복잡한 모델의 결과와 비교

하며, 본 표준에서 정의한 특정 결합 구조를 고려한다.

A.3.4.2 3D 모델 치수

도전율이 균질한 다음과 같은 3D 모델로 인체 노출을 평가해야 한다.

- 높이 h 60cm 및 반경 d 30cm인 원형 타원체 모델

51

- 높이 h 60cm 및 반경 d 30cm인 원통형 모델

(그림 A-11)/(EN 50505) 회전 타원체 및 원통형 모델의 3D 모델 치수

52

부 속 서 B

(본 부속서는 표준 내용의 일부임)

노출 평가 사례

B.1 개요

B2~B4의 사례는 다양한 용접 장비에서의 일부 노출 상황을 여러 가지 평가 방법으로

평가한 결과를 설명한다. 절차가 복잡할수록, 노출 수준을 과대 평가하는 경향은 감소함

을 보여준다.

B.2 사례의 기준과 비교를 위해 사용한 간단한(가장 보수적) 모델을 평가한 결과는 가장

정교한 모델의 평가 결과와는 상당히 다르다는 것을 알 수 있으며, 여기에는 노출 평가

를 위한 기본적인 제한 사항을 적용한다.

그 다음 사례에는 기준, 기본적인 제한 사항, 직업적 노출에 관한 EN 50445의 요소 합

등을 적용했다.

아래 사례들은 지침에 대해서만 설명할 뿐 장비를 평가하기 위한 기준으로는 직접 적용

하지 못한다.

모든 사례에서는 다음과 같은 특성의 동일 장비를 사용했다.

로고스키 코일 센서를 기반으로 한 특정 저항 용접 장비로 용접 전류를 측정했다. 전류

파형, r.m.s. 및 최대값을 기록한다.

코일 기반 100 cm2 등방성 전기장 프로브가 장착된 장비를 사용한다. 최대값과 r.m.s.

값을 광대역에서 측정할 수 있으며 가중 측정도 가능하다(5.9.7 참조). 주파수 범위 선택

이 가능하며, 가장 넓은 대역(1Hz~400kHz)을 쓰는 장비를 사용한다.

전기장 파형은 등방성 프로브에서는 사용하지 못하기 때문에, 전류 파형을 사용해 측정

최대 값으로 실제 전기장 크기를 조정한다.

주) 비에는 모든 측정 코일에 3개의 별도의 아나로그 출력이 있지만 3축 요소 확보와 실제 전기장 벡터 재

구성은 쉽지 않다.

B.2 고정 a.c. 전류 장비 노출 평가

B.2.1 장비 및 시험 설정

53

고정 용접 장비에서 측정해야 하며, 부속서 A에서 설명한 대로 등가 부하로 전류를 전달

하기 위해 설정한다. 필드 r.m.s.와 최대값을 기록하며, 추가로 가중 측정한다. 필드 파형

을 기록한다. 5.9.2에서 정의한대로 소규모 지역 프로브로 필드를 측정한다.

전류 파형, r.m.s. 및 최대값을 기록한다.

용접 장비 설명:

- 단상 저항 용접기, 위상 변이 조절이 가능한 a.c. 용접 전류

- 출력 : 50 % 동작 계수에서 80 kVA;

-용접 전류 치수 (L x H): 430 x 190 mm.

부속서 A에 따라 장비를 설정하고 측정한다. "P2" 조사 지점에 대해서만 평가를 진행한

다.

주) 다음 사례 일부는 다른 조사 지점에 직접 적용하지 않았다.

용접 전류 요소

- 용접 시간 설정: 20 사이클

- 용접 전류 설정: 전도각 144°.

K 계수를 일부 사례에 적용할 수 있지만, 수록하지는 않는다. K 계수 계산 사례를 예

B.2.8에 기록했다.

B.2.2 유효 기준 설정 방법

광대역 프로브로 총 r.m.s. 자속 밀도 값을 측정해 평가한다. 측정한 r.m.s 값은 569,9 μ

T.이다.

주) 용접 시간이 짧기 때문에, r.m.s. 측정 값은 장비 노출 시간 오류에 대한 보상이다.

필드 스펙트럼 성분은 측정 용접 전류를 고속 푸리에 변환(FFT) 해 유도한다. 2000 Hz

까지의 스펙트럼 요소 및 50 Hz 진폭의 3 % 이상만을 고려한다.

50 19970 19576,85 0,980313 500 0,001960626

150 19970 3476,26 0,174074 166,67 0,001044445

250 19970 1664,93 0,083372 100 0,000833716

350 19970 740,36 0,037074 71,43 0,000519031

<표 B-1> 자속 밀도 스펙트럼 요소

54

관련 유효 기준을 계산한다.

(수식 B-1)

자속 밀도에 대한 총 r.m.s 측정값(569,9, μT.)은 허용 가능한 계산 유효 기준(229,4 μT)

의 2.48배이다.

B.2.3 위상 정보 없는 자속 밀도 스펙트럼 요소 합산 예

관심 지점의 필드는 100 cm2 프로브로 측정하며, 927 μT의 최대값을 얻는다. 측정 최대

값으로 전류 파형 크기를 조절해 자속 밀도 파형을 구한다. 필드 스펙트럼 성분은 이산

푸리에 변환(DFT)으로 유도한다.

(그림 B-1)/(EN 50505) 자속 밀도 파형 및 r.m.s 스펙트럼 요소 합

2000 Hz 까지의 스펙트럼 요소와 50Hz 진폭의 3% 이상 진폭만을 고려한다. 스펙트럼

요소의 r.m.s. 진폭은 (표 B-2)에서 설명한 대로, EN50445에서 정의한 직업적 노출 기

준과 관련되어 있다.

50 586,10 500 1,17

150 104,07 166,67 0,62

250 49,85 100 0,50

350 22,17 71,43 0,31

<표 B-2> 자속 밀도 스펙트럼 요소

관련 스펙트럼 요소는 (수식 5-9)에 따라 합한다. 이때, 65 kHz의 차단주파수 fsco 와

55

30,7 의 b 값을 고려한다(그러나, b와 관련된 스펙트럼 요소를 합하는 두 번째 용어는

65 kHz 이상의 스펙트럼 성분에는 존재하지 않기 때문에 이 예와는 관련이 없다).

(수식 5-9)

계산 결과, 기준 시간의 2,61배가 된다.

B.2.4 위상 정보 있는 자속 밀도 스펙트럼 요소 합산 예

예 B.2.3과 동일한 값을 적용했으며, 스펙트럼 요소 위상각에 대한 정보가 추가되었다.

스펙트럼 요소의 r.m.s. 진폭은 (표 B-3)과 같이 기준 레벨과 관련되어 있다.

50 586,10 -92,25 500 1,17

150 104,07 87,17 166,67 0,62

250 49,85 71,94 100 0,50

350 22,17 54,12 71,43 0,31

<표 B-3> 자속 밀도 스펙트럼 요소

스펙트럼 요소의 진폭과 위상은 시간 영역으로 전달되어 허용 값 1과 비교한다. 이때,

(수식 5-13)과 EN50445에서 정의한 값을 적용한다. 1 주기에 대한 결과이며, (그림

B-2)에서 설명한다.

≤

for ≤ and for

(수식 5-13)

56

(그림 B-2)/(EN 50505) 시간영역에서 위상을 포함한 비율의 합

최대 관측 값은 1,87(기준 레벨의 1.87배)이다.

주) (수식 5-14)를 적용한 합의 결과는(기준 레벨의 가중 함수 역 적용, 최초 차수 필터로 설명) 1.75로 동

일하다.

B.2.5 가중 a.c. 필드 측정

사용 장비에는 기준이 적합한 필수 작동 모드가 들어있다. 가중 측정 결과는 201,9

%(2,019 배 기준) 이다.

B.2.6 출력 전류 데이터 기반 필드 요소를 유도하기 위한 분석적 계산 사례

용접 전류를 측정하고(r.m.s.값) 용접 전류 파형을 저장한다. 용접 회로 치수와 조사 지

점의 상대적 위치를 본 사례에 적용한다.

조사 지점 필드는 측정 전류에서 발생했으며, 5.10.2.4에 따라 사각형 도체의 분석적 모

델을 적용해 계산한다.

19 970 A의 측정 전류에 대한 자속 밀도는 895 μT이다.

주1) 분석적 모델에서 나온 결과는 보수적이다. 측정을 통해 프로브 용적 이상의 평균이 나오는 동안 얻은

필드가 단일 지점에서 필드 벡터의 진폭이기 때문에, 측정 값보다 값이 더 크다. 또한 분석적 모델은 장비의

금속 물질에 의한 필드 변형은 고려하지 않는다.

필드 스펙트럼 요소는 계산한 필드 값과 측정 용접 전류를 고속 푸리에 변환(FFT)해 유

도한 스펙트럼 요소 비율로 구한다(B.2.3과 B.2.4의 예 참조).

57

50 19970 19576,85 0,980313 895 877,3801 500 1,75476

150 19970 3476,26 0,174074 895 155,7963 166,67 0,93478

250 19970 1664,93 0,083372 895 74,61754 100 0,74618

350 19970 740,36 0,037074 895 33,18088 71,43 0,46453

<표 B-4> 자속 밀도 스펙트럼 요소

다음과 같은 결과를 갖는, 과거 사례와 동일한 방법을 적용해 스펙트럼 요소의 합을 적

용한다.

방법 결과

위상 정보 없는 합 3,90

위상 정보 있는 합 2,80

<표 B-5> 자속 밀도 스펙트럼 요소 합 결과

주2) 경계 적합 여부를 설명하기 위해 여러 조사 지점을 평가해야 하는 경우, 이 방법을 적용한다. 필드는

동일한 발생원에서 시작되기 때문에, 스펙트럼 성분을 한 번만 평가해야 하며, 계산은 쉽게 자동화가 가능하

다.

B.2.7 국부 자속 밀도 값 기반 디스크 최대 전류 밀도를 유도하기 위한 수치 계산 사례

관심 지점의 필드는 3cm 반경의 프로브로 측정하며, 최대 값 1262 μT를 구한다. 측정

최대값으로 전류 파형 크기를 조절해 자속 밀도 파형을 구한다. 필드 스펙트럼 성분은

이산 푸리에 변환(DFT)으로 유도한다.

(그림 B-3)/(EN 50505) 자속 밀도 파형 및 r.m.s 스펙트럼 요소 합

58

유한 요소 법(FEM)을 적용해 2D 디스크 수치 모델로 최대 전류 밀도를 평가한다. 이 방

법은 불균형 필드 분포를 고려한다. 용접 전류 치수가 있는 사각형 코일을 소스 모델로

한다. 디스크는 조사 지점에 위치한 소스 모서리와 가장 가까운 지점에 있다.

모든 스펙트럼 요소로 유도한 전류 밀도는 스펙트럼 요소 주파수 기반 시뮬레이션을 통

해 평가한다. 자속 밀도는 소스와 가까운 디스크 모서리에서 스펙트럼 요소 크기로 정규

화 된다.

주) 이 경우 5.9.2에서 정의한 대로 소규모 지역 프로브로 측정한 값이 자속 밀도이다. 다른 상황에서는 입

력 데이터를 B.2.6에서와 같이 분석적 계산 결과라고 생각할 수 있다

다음과 같은 특성의 도전성 디스크에서 시뮬레이션을 실시한다.

- 디스크 반경 r =150 mm;

- 디스크 전도도 0" =0,2 S m-1.

구한 값 J(1 cm2 단면에서 평균화) 는 (표 B-6)에서 설명한다. (그림 B-4)는 50Hz 요소

에 대한 수치 시뮬레이션 결과이다.

(그림 B-4)/(EN 50505) f=50 Hz에서 디스크 반경의 전류 밀도 분포

유도 전류 밀도 스펙트럼 요소의 합은 (수식 5-5) 및 직업적 노출에 대해 설명한

EN50445의 값에 따라 구하며, 용접 전류와 유도 전류 밀도의 위상 변이를 고려한다.

50 797,9628 -92,25 2,4967 -2,25 10 0,2497

150 141,6941 87,17 1,330 177,17 10 0,1330

250 67,86333 71,94 1,0616 161,94 10 0,1602

350 30,1773 54,12 0,6609 144,12 10 0,0661

<표 B-6> 전류 밀도 스펙트럼 요소 합 결과

59

위상을 수정한 합의 결과는 최대 0,40 (40 %)이다. 그림 B.5를 참고한다.

(그림 B-5)/(EN 50505) 시간영역에서 위상을 포함한 비율의 합

B.2.8 K 계수 정의

K 계수는 다음 식으로 계산한다.

(수식 B-2)

도전율이 균일한 간단한 2D 디스크 모델을 유도 전류 밀도 계산에 적용한다.

다음과 같은 디스크 특성에 따라 계산했다.

- 디스크 반경 r : 150 mm;

- 전도도 б : 0,2 S m-1.

Jnonuniform 의 값은 실제 용접기 회로 치수의 사각형 도체를 소스로 하며, 2D 디스크 수치

모델에서 계산한다. 조사 지점이 용접 회로와 동일 평면에 있기 때문에, 디스크는 용접

전류와 동일한 평면에 존재한다.

다음 입력 데이터에 따라 계산했다.

- 11157 A 사인파 용접 전류 (디스크 모서리에서 500 μT 를 구하기 위해 계산);

- 용접 전류 주파수: 50 Hz

주) K 계수의 비율과 주파수는 별개이기 때문에, 전류 값과 주파수 값에서 계수를 계산할 수 있다.

60

Jnonuniform (1 cm2 단면에서 평균화)의 최대 값은 1,56 mA m-2이다.

동일한 2D 디스크 수치 모델을 적용해 Juniform 값을 계산하지만 균질 필드는 500 μT이

다. Jnonuniform 의 최대값은 2,27 mA m-2이다.

(수식 B-3)

결합 계수는 B.2.4 사례 평가에 적용하며, 결과는 기준의 1.87배 였다. K 계수를 적용해

구한 결과 값은 노출이 1.27이다(기준의 127%).

B.3 고정 d.c. 전류 장비 노출 평가

B.3.1 장비 및 시험 설정

고정 용접 장비에서 측정하며, 부속서 A에서 설명한 대로 전류가 등가 부하로 흐르도록

설정한다. 필드 r.m.s.와 최대 값을 기록하고 가중 측정을 실시한다. 필드 파형을 기록한

다. 전류 파형, r.m.s. 및 최대 값을 기록한다.

용접 장비 설명 :

- 3상 저항 용접기, 위상 변이를 조절하는 d.c. 용접 전류

- 출력: 50 % d.c.에서 80 kVA;

- 용접 회로 치수(L x H): 430 mm x 190 mm.

부속서 A의 장비 설정법을 적용해 측정한다. P3 조사 지점에 대해서만 평가를 실시한다.

조사 지점과 용접 회로의 평면이 같지 않음에 주의해야 한다.

용접 전류 요소 :

- 용접 시간 설정: 6 사이클

- 용접 전류 설정 : 최대 노출 조건을 파악하기 위해 평가 중 정의해야 한다(B.3.3 참조)

필드 r.m.s.와 최대 값을 기록한다. 용접 전류 파형과 값도 기록한다.

B.3.2 자속 밀도 측정 예

코일 센서를 사용하는 a.c. 필드 프로브는 d.c. 필드 요소를 나타내지 못한다. 그럼에도

불구하고 측정을 통해 필드 파형을 기록하며, 필드를 평가하기 위해 장비 성능을 분석한

다. 다음 예에서 필드 프로브 출력과 평가한 노출 상황에서 관련 용접 전류에 대해 설명

한다.

61

(그림 B-6)/(EN 50505) 용접 전류 및 측정 필드 파형

용접 전류를 끊을 때 반대 방향에서 측정 신호를 오버슈트하며 측정 신호를 떨어뜨려 장

비의 대역폭을 제한한다. 따라서 코일 기반 필드 센서를 사용한 필드 측정은 적절하지

않다.

주) 코일 기반 필드 센서는 다른 d.c. 전류 장비 평가에 사용하는 것이 적합하며, 용접 전류의 특성에 따라

달라진다(다시 말해, 단시간 임펄스 또는 커패시터 방전 장비).

한가지 해결 방법은 홀 효과 프로브를 사용하는 것이다. 하지만 등방성 홀 효과 필드 프

로브의 상위 주파수 대역이 제한되어 있어 사용하지 못하기 때문에, 다른 접근법을 적용

해 평가해야 한다.

본 사례에 적용한 대체 해결 방안은 용접 전류 파형을 기록해 필드 값으로 조정하는 것

이다. 다른 방법을 적용해 파형을 조절할 수 있으며, 적용 방법에 대해서는 예에 대한 설

명에 명시해 놓았다.

B.3.3 최대 방출 용접 전류 설정 결정

용접 전류 설정 시, 용접 전류 파형은 다른 값들과 관련된 16 비트 획득 시스템을 통해

기록한다. 적절한 주파수 응답의 전류 센서를 적용했다.

모든 파형에서 주파수를 분석하며, 스펙트럼 요소를 위상과 합 한다[(수식 5-13) 적용].

평가 범위가 최대 노출 전류 조절 여부를 판단하기 위한 것이기 때문에 파형은 재조정하

지 않는다. 따라서 상대적인 결과가 산출되며 기준과 실제 값을 비교하지 않으므로 절대

값으로 사용하지 못한다.

62

장비 전류 조절 용접 변압기 1차 전류 전도각 결과 합

5 % 3,7 0,814

10 % 4,2 0,898

20 % 4,7 1,043

30 % 5,5 1,147

40 % 6,1 1,217

50 % 6,9 1,284

60 % 7,4 1,239

70 % 7,9 1,231

80 % 8,4 1,235

90 % 9 1,238

99 % 9,6 1,240

<표 B-7> 스펙트럼 요소 합 결과

조절한 용접 전류 50%에서 최대 노출이 발생한다. 이 값은 평가에 적용하게 된다.

B.3.4 국부 자속 밀도 값 기반 디스크 최대 전류 밀도를 유도하기 위한 분석적 계산 예

예 B.3.3에서 정의한 전류 설정을 적용했다. 용접 전류는 100 kHz 에서 처음으로 표본

화되어 주파수 성분을 평가하며, 1500 Hz 의 최대 관련 주파수를 나타낸다. 신호는 20

kHz 에서 표본화 되어 더 짧은 데이터 세트를 얻기 때문에 계산 더 빨라진다. 측정 용접

파형은 사각형 전도체 모델을 기반으로 한 용접 전류에 대해 분석적 모델링을 수행하는

필드 값으로 조정한다(5.10.1.3 참조). 결과를 통해 선택한 조사 지점의 필드가 용접 회

로에 흐르는 1A 당 0,053 μT 임을 알 수 있다. 재조정한 필드 파형 최대 값은 1 687 μ

T이다.

필드의 스펙트럼 성분은 획득한 필드 파형에 대한 이산 푸리에 변환(DFT)으로 유도한다.

3000 Hz 까지의 스펙트럼 필드 성분과 300 Hz 진폭의 3% 이상을 고려한다(기본 주파

수는 최악 조건법을 기준 선정 한다). 1500 Hz의 스펙트럼 성분이 가장 관련성이 높다.

따라서 50 μS라는 샘플링 시간은 1500 Hz (0.66ms)의 1110보다 적기 때문에 적절하다.

63

(그림 B-7)/(EN 50505) 획득한 자속 밀도 파형과 r.m.s. 스펙트럼 요소

d.c. 요소는 정적 필드 기준에 따라 평가해야 하지만, 평가 단계에 대해서는 설명하지 않

는다.

최대 전류 밀도는 균질 필드 분포라고 가정하고 2D 디스크 모델로 평가한다.

(수식 B-4)

디스크 요소는 5.6과 부속서 A에서 설명한다.

유도 전류 밀도 스펙트럼 요소는 필드와 유도 전류 밀도간의 위상 변이를 고려해 합한

다.

(수식 B-5)

주) 이 경우 자속 밀도는 분석적 계산의 결과이며, 다른 상황에서는 입력 데이터가 측정 값이 될 수 있다.

64

5 669,38 -175,06 0,3154 -85,06 10 0,03154

10 208,22 -166,64 0,1962 -76,64 10 0,01962

15 101,56 15,54 0,1436 105,54 10 0,01436

20 135,28 29,74 0,2550 119,74 10 0,02550

30 59,80 -126,97 0,1691 -36,97 10 0,01691

50 7,85 61,86 0,0370 151,86 10 0,00370

100 16,78 -107,53 0,1581 -17,53 10 0,01581

300 21,04 173,72 0,5950 263,72 10 0,05950

600 4,20 153,23 0,2375 243,23 10 0,02375

900 1,80 124,92 0,1525 214,92 10 0,01525

1200 1,08 106,34 0,1216 196,34 10 0,01013

주) 일부 관련 스펙트럼 요소에 대해 설명한다. 총 84개의 스펙트럼 요소를 평가한다.

<표 B-8> 자속 밀도 및 유도 전류 스펙트럼 요소

(수식 5-5)에 따라 수정한 관련 스펙트럼 요소의 위상을 합한 결과는 직업적 노출에 대

해 EN 50445에서 설명한 기본적인 제한 사항과 관련해 최대 0,347 (34,7 %) 값이며,

(그림 B-8)을 참고한다.

≤ for ≤ and

for

(수식 5-5)

(그림 B-8)/(EN 50505) 시간영역에서 위상을 포함한 비율의 합

(수식 5-6)에 따라 수정한 관련 스펙트럼 요소의 위상을 합한 결과는 직업적 노출에 대

해 EN 50445에서 설명한 기본적인 제한 사항과 관련해 최대 0,336 (33,6 %) 값이며,

그림 B.9를 참고한다.

65

cos ≤ (수식 5-6)

(그림 B-9)/(EN 50505) 시간영역에서 위상을 포함한 스펙트럼 요소의 합

B.4 a.c. 전류 장비로부터 케이블 방출 노출 평가

B.3.1 장비 및 시험 설정

단측 용접 도구가 장착된 장비 케이블로 방출을 평가한다. 부속서 A에서 명시한 대로 등

가 부하로 전류를 보내기 위해 장비를 설정한다.

필드 r.m.s.와 최대 값을 기록한다.

용접 장비 설명

- 단상 저항 용접기, 위상 변이를 조절하지 않은 a.c. 용접 전류

- 출력: 50 % d.c.에서 5 kVA

- 단측 용접 도구, 개별 용접 케이블 2개, 케이블 길이 = 2 m + 2 m

부속서 A에 따라 장비를 설정해 측정한다.

용접 전류 요소:

-용접 시간 설정: 20 사이클

-용접 전류 설정: 전류 조절 없음, 최대 정격 단락 전류 l2cc.

B.4.2 자속 밀도 측정 예

A.3.2.1의 설정에 따라 측정한다. 측정 센서는 케이블에서 20cm 떨어져있다.

66

(그림 B-10)/(EN 50505) 측정 센서의 위치

용접 출력 요소

- 정현파 출력 전류, 주파수 50 Hz;

- 용접 시간: 20 사이클 (0,4 s);

- r.m.s. 전류 값: 1500 A.

측정 r.m.s. 값: 1230 μT. 측정 최대 값: 1 783 μT.

이 값은 EN 50445에서 정의한 기준의 246%이다(직업적 노출시 50 Hz에서 자속 밀도

한계는 500 μT이다).

주) r.m.s. 측정 값은 장비의 노출 시간 오류에 대한 보상이다.

B.4.3 출력 전류 데이터 기반 자속 밀도의 분석적 계산 예

단선식 모델로 필드를 시뮬레이션 했다. 다음 입력 데이터를 기준으로 계산했다.

- 사인파 용접 전류

- r.m.s. 전류 값: 1 500 A;

- 주파수: 50 Hz;

- 용접 테이블에서 인간 신체까지의 거리: 20 cm.

·· ···

(수식 B-6)

계산 결과는 EN50445에서 정의한 기준의 300%이다(직업적 노출시 50Hz에서 자속 밀도

한계는 500μT이다).

67

B.4.4 국부 자속 밀도 기반 디스크의 최대 전류 밀도를 유도하기 위한 분석적 계산 예

다음 입력 데이터를 기준으로 계산했다:

- 사인파 용접 전류;

- 용접 전류 주파수: 50 Hz;

- r.m.s. 모서리에서 플럭스 밀도 디스크 1 500 μT

- 디스크 반경: 150 mm;

- 도전율 б: 0,2 S m-1.

·· · · (수식 B-7)

주) 이 경우 자속 밀도는 B.4.3의 분석적 계산 결과이다. 다른 상황에서는 입력 데이터가 측정 값이며, 5.9.2

에서 정의한 소규모 지역 프로브를 적용했다.

계산 결과는 EN 50445에서 정의한 기본적인 제한 사항과 관련해 70,7 %이다(직업적 노

출시 50 Hz에서 전류 밀도 한계는 10 mA m-2이다).

68

부 속 서 C

(본 부속서는 표준 내용의 일부임)

해부학적 인체모델을 이용하는 수치적 시뮬레이션

C.1 배경 정보

수년 동안, 이질적인 해부학적 기반 인체모델로 유도전류밀도와 SAR 분포의 계산을 위

한 여러 가지 계산방법이 제안되었다[20][21][22][23][24].

사용 중인 다수의 해부학적 인체모델이 있다. 이들 모델은 의료영상 데이터나 해부학적

단면도/사진에 기초하며 인간을 대표한다. 실제 데이터 세트들은 5.10.4.2에 주어진 기준

에 맞추기 위해서 크기가 조절될 수 있다. 국소 노출 상황의 경우에 특별히 영향을 받는

인체 부분(들)만 이용하여 모델화하는 것도 허용된다.

인체모델은 본 문서에 포함되는 다수의 참고문헌들에서 예시된다. 이들 인체모델 가운데

다수는 관련 저자나 기관마다 다르지만 5.10.4.2에 주어진 기준을 충족하는 경우에는 사

용에 적합하다. 이들에 관한 참조문서나 이들에 책임이 있는 기관은 다른 모델들보다 더

정확하거나 더 적절하다는 언급을 하지 않는다. 모델의 변수들과 복셀은 상당한 불확정

도에 기여할 수 있는데, 그 때문에 대부분의 모델이 표준인(Standard Man)에 일치시키기

위해서 크기 조정을 한다.

더 공적으로 이용할 수 있는 예로는 머릴랜드주 베세즈다의 "미국국립의학도서관 가시인

간 프로젝트(Visible Human Project)"가 있다. Visible Human information에 근거하는 상

용 데이터 세트가 있다.

C.2 인체모델

C.2.1 가시인간 프로젝트

가시인간 데이터 세트는 미국 머릴랜드주 베세즈다의 미국국립의학도서관 가시인간 프로

젝트(Visible Human Project)의 결과물이다. 그것은 완전한 인간 남성의 디지털 영상 데

이터 세트이며 consists of 컴퓨터 단층촬영 및 자기공명스캔과 근육조직 영상들로 구성

된다.

C.2.2 "MEET Man"

이것은 40개의 상이한 조직 유형들로 나눠지고 분류된 복셀 표현의 볼륨 데이터 세트를

얻기 위한 가시인간 데이터 세트의 처리 버전이다. 이 작업은 독일의 Karlsruhe 대학 생

69

체의공학연구소(Institute of Biomedical Engineering)에 의해서 수행되었다.

C.2.3 "Hugo"

이 해부학적 3D 볼륨 및 표면 데이터 세트도 Visible Man 정보에 근거한다. 데이터는 현

재 40개 조직 유형들로 분류된다. 데이터는, 선량측정에 유용한, 복셀 집합을 포함하여,

여러 가지 형태로 생성된다(스위스 ViewTec 사).

C.2.4 "Norman"

이 모델은 복셀의 3D 배열이며, 각각은 모델의 이산적 조직 유형(또는 공기)에 관한 정

보를 포함한다. 이 모델은 의료영상 데이터에 기초하며 37 가지 유형으로 분류되며

ICRP 66 표준인과 일치시키기 위해서 크기가 조정될 수 있다. 이 작업은 영국 국립방사

선방호위원회(National Radiological Protection Board, NRPB Chilton, Didcot,

Oxfordshire, UK)에 의해서 수행되었다.

C.2.5 Utah 대학

이 해부학적 기반의 인체 복셀 모델은 한 남성 지원자의 MRI 스캔으로부터 얻었다. 이

모델은 31개 조직 유형으로 분류되며 ICRP 66 표준인과 일치시키기 위해서 크기가 조정

된다.

C.2.6 Victoria 대학

이것은 128개까지의 상이한 조직들로 분류되는 복셀 기반 모델이다. 이 작업은 캐나다

빅토리아 대학 전기전산공학부 응용전자기학 그룹이 수행하였다.

C.3 조직의 전기적 특성

C.3.1 개요

각종 조직 유형의 전기적 특성에 관한 다수의 조사가 있었다[28][29][30][31]. 대부분

의 경우, 그러한 조사결과는 특정 주파수 또는 주파수범위에 대해서 공표되었다. 이러한

특성들은 주파수에 따라서 변한다는 것이 밝혀졌으며 값들은 모델화할 때 주파수와 조직

유형들간에 보간법으로 결정되었다. 또한 특정 해부학적 모델에 대한 조직 특성을 정확

히 일치시키기 위해서 특성 값들의 추가 보간이나 평균이 필요할 수도 있다.

Gabriel 등은 1995 - 1996년 동안 간행된 논문과 보고서에서 이런 광범위한 평가를 수

행하였다. 작업은 새로운 측정, 기존 문헌의 비교, 그리고 넓은 주파수범위에 걸친 특성

70

계산을 위한 알고리즘을 포함하였다[32][33][34][35]. 이는 일반적으로, 본 표준의 발

행일 현재, 주제에 관한 가장 포괄적인 연구라는 것이 인정된다. 전류 모델화 작업의 상

당한 부분이 이들 값을 기반으로 하여, 해당하는 경우에 이전의 작업에서 얻은 정보로

그런 모델화 작업을 보완한다. 불확정도는 주파수 범위의 양단에서 더욱 커지므로 이 점

을 고려해야 한다.

이 분야에서 연구가 계속되므로 미래에는 새로운 결과가 나올 수 있을 것이다.

어떤 조직 유형들은 이방성이라는(즉, 상이한 방향으로 상이한 특성을 지닌다는) 사실에

유의해야만 한다. 그러나 그런 효과를 모델화하기가 항상 가능하지만은 않으므로 평균

(또는 유사한) 값을 모델에 사용한다.

C.3.2 해부학적 인체모델을 위한 조직의 전기적 특성 값

(표 C-1)에 주어지는 값은 Brooks AFB에 대한 Gabriel 보고서에서 주어진 알고리즘에

기초하여, 이탈리아 국립연구위원회(Italian National Research Council)의 응용물리연구

소에 의해서 수행된 계산에서 얻었다. 이들은 예시 값이므로 해부학적 인체모델을 이용

하는 수치적 모델화 목적으로 사용되거나 보간 값으로 삽입될 수 있다. 또한 특정 주파

수에서 인용된 참조문서나 유사한 특성의 연구로부터 더욱 정밀한 값을 얻을 수도 있다.

71

조직유형여러 주파수대에서의 도전율 (S m-1)

10 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz 1 MHz 10 MHz 100 MHz 1 GHz 10 GHz

공기 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

대동맥 0,25 0,28 0,31 0,31 0,32 0,33 0,34 0,46 0,73 9,13

방관 0,20 0,21 0,21 0,21 0,22 0,24 0,27 0,29 0,4 3,78

혈액 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,82 1,10 1,23 1,58 13,13

뼈 (해면골) 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,09 0,12 0,17 0,36 3,86

뼈 (피질) 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,04 0,06 0,16 2,14

뼈 (골수) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,02 0,04 0,58

뇌 (회색질) 0,03 0,09 0,10 0,11 0,13 0,16 0,29 0,56 0,99 10,31

뇌 (백색질) 0,03 0,06 0,06 0,07 0,08 0,10 0,16 0,32 0,62 7,30

가슴 지방 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 0,03 0,03 0,05 0,74

연골 0,16 0,17 0,17 0,18 0,18 0,23 0,37 0,47 0,83 9,02

소뇌 0,05 0,11 0,12 0,13 0,15 0,19 0,38 0,79 1,31 9,77

뇌척수액 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,11 2,46 15,38

자궁경관 0,30 0,41 0,52 0,54 0,55 0,56 0,63 0,74 0,99 10,05

결장 0,01 0,12 0,23 0,24 0,25 0,31 0,49 0,68 1,13 11,49

각막 0,41 0,42 0,42 0,44 0,50 0,66 0,87 1,04 1,44 11,33

십이지장 0,51 0,52 0,52 0,53 0,54 0,58 0,78 0,90 1,23 13,31

경막 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,54 0,74 0,99 8,58

눈의 공막 0,50 0,50 0,50 0,51 0,52 0,62 0,80 0,90 1,21 11,31

지방 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 0,04 0,05 0,59

담낭 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 1,01 1,29 12,53

담낭즙 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 1,54 1,88 15,36

심장 0,05 0,09 0,11 0,15 0,22 0,33 0,5 0,73 1,28 11,84

신장 0,05 0,10 0,11 0,14 0,17 0,28 0,51 0,81 1,45 11,57

수정체 0,26 0,26 0,26 0,27 0,28 0,30 0,43 0,56 0,83 8,53

간 0,03 0,04 0,04 0,05 0,08 0,19 0,32 0,49 0,90 9,39

폐 (수축) 0,20 0,21 0,22 0,24 0,27 0,33 0,44 0,56 0,90 10,12

폐 (팽창) 0,04 0,07 0,08 0,09 0,11 0,14 0,23 0,31 0,47 4,21

점막 0,00 0,00 0,00 0,00 0,07 0,22 0,37 0,52 0,88 8,95

근육 0,20 0,27 0,32 0,34 0,36 0,50 0,62 0,71 0,98 10,63

신경 0,02 0,03 0,03 0,04 0,08 0,13 0,22 0,34 0,60 6,03

식도 0,51 0,52 0,52 0,53 0,54 0,58 0,78 0,90 1,23 13,31

난소 0,31 0,32 0,32 0,33 0,34 0,36 0,46 0,75 1,34 9,82

췌장 0,05 0,10 0,11 0,14 0,17 0,28 0,51 0,81 1,45 11,57

전립선 0,41 0,42 0,42 0,43 0,44 0,56 0,78 0,91 1,25 12,38

피부 (건조) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,20 0,49 0,90 8,01

피부 (습윤) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,07 0,22 0,37 0,52 0,88 8,95

소장 0,51 0,52 0,53 0,56 0,59 0,86 1,34 1,66 2,22 12,69

척수 0,02 0,03 0,03 0,04 0,08 0,13 0,22 0,34 0,60 6,03

비장 0,04 0,10 0,10 0,11 0,12 0,18 0,51 0,80 1,32 11,38

위 0,51 0,52 0,52 0,53 0,54 0,58 0,78 0,90 1,23 13,31

<표 C-1> 조직 유형들의 도전율

72

조직유형여러 주파수대에서의 도전율 (S m-1)

10 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz 1 MHz 10 MHz 100 MHz 1 GHz 10 GHz

건(힘줄) 0,25 0,30 0,38 0,39 0,39 0,39 0,41 0,49 0,76 10,34

고한 0,41 0,42 0,42 0,43 0,44 0,56 0,78 0,91 1,25 12,38

가슴샘(흉선) 0.51 0,52 0,52 0,53 0,54 0,60 0,72 0,79 1,08 12,13

갑상선 0.51 0,52 0,52 0,53 0,54 0,60 0,72 0,79 1,08 12,13

혀 0,26 0,27 0,27 0,28 0,29 0,39 0,57 0,67 0,98 11,08

기관(기도) 0,30 0,30 0,30 0,31 0,34 0,37 0,46 0,55 0,80 8,54

자궁 0,20 0,29 0,49 0,51 0,53 0,56 0,75 0,94 1,31 12,49

진공 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

유리액 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,67 15,13

<표 C-1> 조직 유형들의 도전율(계속)

C.3.3 조직 특성의 불확정도

(표 C-1)에 주어진 조직 특성들에 관한 참조 저작물도 값의 불확정도에 관한 어떤 지침

을 제공한다. 논의는 다음과 같은 내용에 근거한다. "생체 조직들은 비균질적이므로 구조

나 조성에, 따라서 유전 성질(dielectric properties)에 상당한 가변성을 보인다. 그런 변

화는 자연적이며 생리 작용이나 기타 기능 요구사항들 때문일 수 있다.“

(표 C-1)에 주어진 값의 불확정도에 관한 정보는 다음과 같이 요약된다.

- 무작위 재현성(random reproducibility)은 주파수 범위 전체적으로 약 1%이다.

- 100 MHz 이상에서 약 +/- (5-10) %로부터 주파수 눈금의 하단에서 +/- (15-25) %

까지 값 범위의 스프레드

다른 값 출처를 이용하는 경우에도 유사한 불확정도 지시치를 얻어야 한다.

73

부 속 서 D

(본 부속서는 표준 내용의 일부임)

결합 계수 결정

D.1 개요

자기장 국부 발생원을 통해 신체에 유도된 전류의 밀도는(따라서 불균일 필드를 생성함)

항상 국부 발생원에 가장 가까이 있는 디스크 모서리 불균일 필드 크기와 동일한 크기의

균일 자기장에서 유도된 전류 밀도보다 항상 낮다.

한계를 설명한 문서에서 균일 자기장에 대한 기준을 정의한다.

주) 균일 전기장과 관련된 기준을 설명하는 한계를 담고 있는 문서의 예이다: EN 50445, ICNIRP 지침[3],

EU 의회 권고안 1999/519/EC[2], EU 이사회 지침2004/40/EC[4].

저항 용접 장비 주변의 강력한 자기장의 불균질성은 불균일 자기장 동작 계수 K를 사용

해 본 표준에서 고려하며, 다음과 같이 정의한다.

(수식 D-1)

여기서,

은 불균일 자기장에 노출된 신체의 최대 유도 전류 밀도이다.

은 균일 자기장에 노출된 신체의 최대 유도 전류 밀도이다.

기준과 비교해 수정 값은 그 값을 결합 계수와 곱해서 측정하거나 계산해 얻는다.

결합 계수 값은 발생원의 특징 및 발생원과의 거리에 따라 달라진다. 다양한 용접 전류

유형, 구조 및 치수가 저항 용접 시 나타나기 때문에, 본 표준은 어떤 값도 정의하지는

않지만 결합 계수를 결정하기 위한 적절한 방법에 대해 설명한다.

다양하게 평가한 여러 조사 지점에서의 결합 계수 K를 계산해야 한다. 특정 조사 지점에

대한 결합 계수 값을 계산하는데 어려움이 있을 수 있으므로(발생원의 구조가 복잡하기

때문), 한 개 이상의 조사 지점에 대한 결합 계수는 K 값이 보수적이라고 확신한다면 계

산 가능하다.

결합 계수 K 값은 필드 발생원용으로 사용한 모델과 인체용으로 사용한 모델에 따라 달

라진다. 간단한 모델의 결과는 보수적이며, 약간 복잡한 모델은 좀더 정밀한 평가가 가능

하다. 상황에 따라 평가 방법을 적절히 선택할 수 있다.

74

K 값은 임의 값 B, 주파수 및 도전율로 계산이 가능하며, B =500 μT , 50 Hz 주파수

및 0,2 S m-1 의 대역폭에서 계산하는 것이 좋다. 계산 값은 자극 효과(예 최대 10MHz)

와 관련된 전체 주파수 범위에서 유효하다. K 계수는 계산에 사용한 도전율과는 무관하

다.

D.2 전도도가 균일한 2D 인체 모델 - 2D 발생원 결합

결합 계수 K를 계산하는 가장 간단한 방법은 전도도가 균일한 간단한 2D 인체 모델을

사용하는 것이다. 인체 표현을 위해 사용한, 전도도가 균일한 간단한 2D 디스크 수치 모

델에서 유도 전류 밀도를 계산한다. 처음 접근법이 간단하며 엄격한 결과가 나온다.

최대 결합 조건, 즉 디스크에 수직인 균일 자기장 조건에서 Juniform 을 계산한다.

디스크 치수와 전도도가 동일한 2D 디스크 수치 모델에서 Jnonuniform 을 계산한다.

2D 디스크 치수는 부속서 A.4.1에서 설명한다. 적절한 수치 또는 분석 모델을 사용해 용

접 전류의 특성을 설명한다(예를 들어, 단선 또는 사각형 도체 모델). 도체 디스크와 용

접 전류 모델은 동일 평면상에 있으며, 디스크와 발생원과의 거리는 평가한 조사 지점에

따라 선정한다. 디스크는 조사 지점의 발생원과 가장 인접해 있는 디스크 모서리에 있다.

Juniform 을 계산할 때 사용한 균일 필드 값과 동일한, 발생원에 가장 인접해 있는 디스크

모서리의 B 값으로 시뮬레이션을 한다.

유도 전류 밀도 값은 1 cm2 단면에서 평균화 해야 한다.

용접 전류와 동일한 평면에 위치한 조사 지점과 관계된 결합 계수 K만 이 간단한 방법으

로 계산할 수 있다.

D.3 전도도가 균일한 2D 인체 모델 - 3D 발생원 결합

이전 방법은 도체 디스크와 용접 전류가 동일 평면상에 있다고 가정하며, 용접 전류와

동일 평면에 위치한 조사 지점에 대한 최대 결합 조건을 설명한다.

위치가 다른 조사 지점에 대한 결합 계수 K를 계산하는 경우, 최대 유도 전류를 생성하

는 결합 구조를 정확히 추정해야 한다. 이를 위해, 디스크는 조사 지점 발생원과 가장 인

접해 있는 디스크 모서리에 위치해야 하며, 공간적으로는 조사 지점 필드 벡터와 수직이

되어야 한다.

2D 디스크 치수는 부속서 A.4.1.에서 설명한다. 발생원에서 생성된 2D 디스크 위치에서

75

필드는 3D 수치 모델 또는 해부학적 모델로 계산할 수 있다. 2D 디스크 모든 지점에서

필드를 계산하려면, 디스크와 수직인 필드 벡터 요소를 바탕으로 유도 전류를 계산해야

한다.

D.4 전도도가 균일한 3D 인체 모델

간단한 2D 디스크 대신 전도도가 균일한 3D 인체 모델에서 유도 전류를 평가해 결합 계

수를 평가할 수 있다. 원통형 및 회전 타원체 모델과 같이 간단한 3D 모델이나 좀 더 복

잡한 형태의 균질의 인체 모델을 사용할 수 있다. 3D 원통형 및 회전 타원체 모델의 치

수는 부속서 A.4.2에서 설명한다.

76

부 속 서 E

(본 부속서는 표준 내용의 일부임)

가중 함수 및 전달 함수 합의 예

E.1 개요

노출 비율을 계산하고자 (수식 5-5)과 (수식 5-13)을 적용할 때, 고조파로 구성된 기본

주파수와 정현파 신호 또는 펄스의 스펙트럼 요소에 대한 가중 함수 위상각과 허용 값은

EN50445에서 설명한 표 및 제한 사항에 대해 정의한 다른 문서에서 구한다. 이런 주파

수 종속적 한계는 상수값과 같은 각의 직선들의 결합과 대체로 유사하며, 10진 단위로

20dB 또는 40dB 주파수로 증가 또는 감소한다. 분석적 합 절차에 이 값들을 사용하면

한계 값의 절점 주파수에서 인위적으로 진동이 발생할 수 있다.

ICNIRP[6] 은 (수식 5-6)과 (수식 5-14)를 적용한 대체 허용 수확법을 정의했으며, 최

대 주파수 종속적 한계의 역과 동일한 크기의 가중 함수를 사용한다. 가중 함수 위상은

ICNIRP 문서에서 명시한 컷오프 주파수를 바탕으로 한다[6]. 가중 주파수의 크기와 위상

은 최초 차수 필터로 설정한다.

이 방법은 위에서 설명한 인위적인 진동 발생의 문제를 발생시키지는 않는다. 사용한 가

중 함수 크기는 절점 주파수 +3 dB / -6 dB 까지 지침에서 설명한 표의 값에서 유도한

값을 허용한다. 보건 및 안전에 대한 ICNIRP 관점에서, 이 접근 방법은 지침 그 자체를

보수적으로 유도했기 때문에 적절한 것이다[6].

본 부속서에서는 자속 밀도 또는 유도 전류 밀도의 공간적 요소의 합을 계산하기 위해

사용한 최초 차수 가중 함수의 예를 설명한다.

E.2 B 값에 대한 가중 함수 합

직접적 노출에 대해 EN 50445에서 설명한 기준의 최대 제한 사항을 0 Hz ~ 10 MHz

주파수 범위의 최초 차수 필터 전달 함수로 설명한다.

(수식 E-1)

77

여기서,

(그림 E-1)은 전달 함수 진폭(A)와 직업적 노출에 대해 EN 50445의 최대 기준을 설명한

다(B).

(그림 E-1)/(EN 50505) 최대 기준 전달 함수 및 표의 값

구한 가중 함수의 크기는 최대 기준 전달 함수의 역이다.

(수식 E-2)

가중 함수의 위상각도 최초 차수 필터로 설명한다.

78

∠

(수식 E-3)

(그림 E-2)는 주파수 범위 0,1 Hz ~ 10 MHz에서 (수식 5-14)를 적용해 합을 계산하고

자 사용한 진폭(A)과 위상(B), 직업적 노출에 대해 EN 50445(표의 값)에서 정의한 대로

가중 함수의 위상각을 설명한다(C).

(그림 E-2)/(EN 50505) 가중 함수와 위상 표 값의 합 B

E.3 J 값에 대한 가중 함수 합

직접적 노출에 대해 EN 50445에서 설명한 기준의 최대 제한 사항을 0 Hz ~ 10 MHz

주파수 범위의 최초 차수 필터 전달 함수로 설명한다.

(수식 E-4)

그림 E.3은 전달 함수의 진폭(A)와 직업적 노출에 대한 EN 50445의 최대 기본한계 사항

을 설명한다(B).

79

(그림 E-3)/(EN 50505) 최대 기본적인 제한 사항 전달 함수 및 표의 값

구한 가중 함수의 크기는 최대 기준 전달 함수의 역이다.

(수식 E-5)

가중 함수의 위상각도 최초 차수 필터로 설명한다.

∠

(수식 E-6)

(그림 E-4)는 주파수 범위 0,1 Hz ~ 10 MHz에서 (수식 5-6)을 적용해 합을 계산하고

자 사용한 진폭(A)과 위상(B), 직업적 노출에 대해 EN 50445(표의 값)에서 정의한 대로

가중 함수의 위상각을 설명한다(C).

80

(그림 E-4)/(EN 50505) 가중 함수와 위상 표 값의 합 J

81

부 속 서 F

(본 부속서는 표준 내용의 일부임)

불확정도 총괄표의 예

불확정도 총괄표는 불확정도 및 불확정도 확률분포 산정과 함께 가능한 오차 발생원을

나타내는 목록이다. 기여도가 높은지 아닌지 의심스러우면, 기여도가 고려되었음을 입증

하기 위해서 그것을 불확정도 총괄표에 포함시켜야 할 것이다. 대부분의 불확정도 기여

도는 전체 평가범위 절차에 대해서 동일하지 않을 것이다. 그러므로 평가 및 태스크 유

형별로 사용되는 총괄표를 재평가할 필요가 있다. 그러나 사용하기 쉽게 하기 위해서, 모

든 주요한 요소들이 고려되며 불확정도의 과대평가가 추가 측정의 필요성을 야기하지 않

는 한에서 전체 절차와 태스크 범위를 포함하는 단일 총괄표만 사용하는 것이 적절할 수

있다. 이런 접근방법은 제한값을 초과하는 경우에는 금지된다.

다음 표는 광대역 프로브 시스템을 이용하여 자기장 세기 측정에 관한 불확정도 총괄표

를 예시한다.

영향 요인 데이터 출처지정불확정

도[%]분포

분 할계수

표준불확정도[%]

최대 주파수응답(직업적 노출의

ICNIRP가중화 1 Hz -400kHz 범위)

교정보고서 5,98 직사각형 1,73 3,45

최대 주파수응답 불확정도

(1 Hz -400kHz 범위)교정보고서 1,10 정규(k=2) 2,00 0,55

선형편차 교정보고서 3,50 직사각형 1,73 2,02

선형편차 불확정도 교정보고서 2,50 정규(k=2) 2,00 1,25

등방성편차 데이터시트 4,80 직사각형 1,73 2,77

온도응답 데이터시트 2,50 직사각형 1,73 1,45

반복성 측정 값 시리즈 8,00 정규(k=1) 1,00 8,00

위치결정 정밀도 시험장치 5,00 정규(k=1) 1,00 5,00

합성표준불확정도[%]

포함인자

확장 불확정도[%]

10,80

1,64

17,71

<표 F-1> 광대역 장 측정에 관한 불확정도 총괄표의 예

82

부 록 Ⅰ-1

(본 부록은 표준을 보충하기 위한 내용으로 표준의 일부는 아님)

지식재산권 확약서 정보

‘해당 사항 없음’

83

부 록 Ⅰ-2

(본 부록은 표준을 보충하기 위한 내용으로 표준의 일부는 아님)

시험인증 관련 사항

‘해당 사항 없음’

84

부 록 Ⅰ-3

(본 부록은 표준을 보충하기 위한 내용으로 표준의 일부는 아님)

본 표준의 연계(family) 표준

‘해당 사항 없음’

85

부 록 Ⅰ-4

(본 부록은 표준을 보충하기 위한 내용으로 표준의 일부는 아님)

참고 문헌

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88

부 록 Ⅰ-5

(본 부록은 표준을 보충하기 위한 내용으로 표준의 일부는 아님)

영문표준 해설서

‘해당 사항 없음’

89

부 록 Ⅰ-6

(본 부록은 표준을 보충하기 위한 내용으로 표준의 일부는 아님)

표준의 이력

판수 채택일 표준번호 내용 담당 위원회

제1판 2016.xx.xx 제정TTAx.xx-xx.xxxx - 전파자원 프로젝트 그룹

(PG901)

90

부 록 ⅠI-1

(본 부록은 표준을 보충하기 위한 내용으로 표준의 일부는 아님)

일반인 및 직업인에 대한 기본한계 및 기준레벨

ⅠI-1.1 일반인에 대한 기본한계

(그림 II-1)/(EN50445) 일반인에 대한 기본한계

91

ⅠI-1.2 일반인에 대한 기준레벨

(그림 II-2)/(EN50445) 일반인에 대한 기준레벨

92

ⅠI-2.1 직업인에 대한 기본한계

(그림 II-3)/(EN50445) 직업인에 대한 기본한계

93

ⅠI-2.2 직업인에 대한 기준레벨

(그림 II-4)/(EN50445) 직업인에 대한 기준레벨