[별표 2] 가전기기 및 유사 기기의 자기장 측정방법 (제3조3항 관련)

1. 개요

본 측정 방법은 400 kHz 이하 자기장을 다루며, 시험조건과 측정거리, 위치 등을 포함한 가전기기 및 유사 기기 주변의 자기장 평가 방법을 규정한다.

2. 참고규격

이 측정 방법은 국제전기기술위원회(IEC, International Electrotechnical Commission)의 국제표준(IEC 62233)인 『Measurement methods for electromagnetic fields of household appliances and similar apparatus with regard to human exposure』를 참고하였다.

3. 이 별표에서 사용하는 용어의 정의는 다음 각 목과 같다.

가. “측정 거리(r1)”라 함은 기기 표면에서 측정 프로브 표면 가장 가까운 점까지의 최단 거리를 말한다.

나. 피시험기기의 “측정 위치”는 다음과 같이 정의한다.

1) “모든방향”이라 함은 사람이 피시험기기의 모든 방향으로 접근 가능할 때 측정 프로브를 모든 방향의 기기 표면으로부터 일정거리 만큼 위치시키는 것을 말한다.

2) “윗면”이라 함은 사람이 피시험기기의 위쪽 방향으로 접근 가능할 때 측정 프로브를 기기의 위쪽 표면으로부터 일정거리 만큼 위치시키는 것을 말한다.

3) “아랫면”이라 함은 사람이 피시험기기의 아래쪽 방향으로 접근 가능할 때 측정 프로브를 기기의 아래쪽 표면으로부터 일정거리 만큼 위치시키는 것을 말한다.

4) “정면”이라 함은 사람이 피시험기기의 정면 방향으로 접근 가능할 때 측정 프로브를 기기의 정면의 표면으로부터 일정거리 만큼 위치시키는 것을 말한다.

다. “응답 시간”이라 함은 측정 프로브를 피시험기기에 위치시킨 후 측정기기가 지정된 최종값의 90%에 도달하는데 걸리는 시간을 말한다.

라. “가중 결과값(W)”이라 함은 주파수 의존성을 고려한 자기장강도(자속밀도)의 최종 측정 결과값을 말한다.

마. “노출지수”라 함은 전자파 인체보호 기준 상의 전기장강도(또는자기장강도) 기준값과 측정값의 제곱 또는 전력밀도 기준값과 측정값의 비를 말한다. 기준값은 측정 주파수 대역폭 내의 가장 낮은 값을 사용한다.

노출지수=(전기장강도 측정값/전기장강도 기준값)2

또는 노출지수=(자기장강도 측정값/자기장강도 기준값)2

또는 노출지수=전력밀도 측정값/전력밀도 기준값

바. “시간영역평가”라 함은 피시험기기에서 발생되는 모든 주파수 대역에서 ‘전자파강도 기준‘의 주파수 의존도를 고려한 자기장강도(자속밀도) 값을 상대 비율로 평가하는 것을 말한다.

사. “시간영역 측정값”이라 함은 각각의 주파수에 대하여 시간영역평가로 측정된 상대비율(%)을 합산한 것을 말한다.

4. 적용범위

이 별표는 10 Hz ～ 400 kHz 범위의 자기장을 발생시키는 가전기기 및 유사기기 적합성 평가에 적용한다. 단, 400 kHz 초과 및 10 Hz 미만 주파수 범위에서는 시험을 실시하지 않아도 적합한 것으로 간주한다. 본 측정 방법은 자기장 측정에 한하여 적용한다.

본 측정 방법은 일반 가정용으로 사용되지는 않더라도, 일반대중이 접근 가능하거나 사용할 수 있는 기기에도 적용된다. 단, 다음의 기기에는 적용하지 않는다.

1) 중공업 전용기기

2) 건물의 고정전기설비(퓨즈, 회로차단기, 케이블, 스위치 등)의 일부로 고안된 기기

3) 라디오와 텔레비전 수신기, 음성 및 화상 장비, 전자 음악기기

4) 의료기기

5) 개인용 컴퓨터(PC) 및 이와 유사한 제품

6) 무선 송신기

7) 차량에만 사용하도록 설계된 기기

8) ‘전자파강도 및 전자파흡수율 측정대상 기자재 고시’ 제1조 제1호에서 제4호까지의 기자재

5. 측정기기

자기장강도(자속밀도)는 각 방향의 100 cm2의 면적에서 평균을 구한다. 측정 프로브는 등방성 측정이 가능하도록 측정 면적이 100 cm2 ± 5 cm2 인 서로 수직을 이루는 세 개의 동심 코일로 이루어져 있어야 한다. 측정 프로브의 외부 지름은 13 cm를 초과해서는 안 된다. 프로브의 등방성 특성은 ±2.5 dB 이내이어야 하며, 프로브 고정용 지지대는 낮은 유전체 손실 탄젠트(tanδ ≤ 0.05)와 낮은 상대 유전율(εr ≤ 5.0) 값을 가져야 한다. 단방향 측정프로브를 사용할 경우에는 자기장강도(자속밀도)의 최종값을 각 방향에서 측정된 값의 벡터 합으로 얻을 수 있으며 이 측정값은 자기장 벡터의 방향과는 무관하여야 한다.

6. 측정 조건

기기는 통상의 사용조건을 고려하여 배치하고 측정 거리, 측정 프로브의 위치 및 동작 조건은 부록 B에서 정한 조건을 고려하여 측정하며, 부록 B에서 명시하고 있지 않거나 동작모드가 다른 경우에는 기기 사용설명서의 사용 조건을 따른다. 측정 구성과 동작 모드는 측정 결과 보고서에 명시하여야 한다. 단, 기기의 동작조건이 부록 B와 사용설명서에 동작조건이 명시되어 있지 않은 경우에는 아래사항에 따라 측정조건을 설정한다.

1) 시험 전에 통상 사용 시의 동작 조건을 대표할 수 있을 정도로 충분한 시간 동안 기기를 동작시킨다.

2) 조절장치를 연속모드, 최고 설정으로 조정한다.

3) 시험은 주변온도 25 ℃ ± 10 ℃에서 실시한다.

4) 배터리로 동작할 경우에는 시험에 앞서 배터리를 충분히 충전해야 한다.

7. 측정 방법

자기장강도(자속밀도)의 측정 방법은 다음의 시간영역평가 방법에 따라 수행하여야 한다. 여러 주파수 성분을 갖는 자기장의 경우, 전달 함수 A를 주파수의 함수인 자기장강도(자속밀도) 기준값의 역수가 되도록 구현함으로써, 자기장강도(자속밀도) 기준의 주파수 의존성을 고려한다. 부록 A의 그림 1은 자기장강도 기준에 대한 주파수 의존도이다.

전달 함수 A는 자기장강도(자속밀도) 기준값의 역수이고, 주파수 fC0에 대한 기준값의 역수를 1로 정규화하며, fC0는 60 ㎐로 한다. 전달 함수 A는 1차 필터를 사용하여 정해야 한다. 부록 A의 그림 2는 전달 함수의 특성이다. 전달 함수의 시작점은 f1 = 10 Hz, 끝점은 fn = 400 kHz이어야 한다.

측정 순서는 다음과 같다.

1) 측정 프로브의 동심코일로부터 x, y, z축 성분의 신호를 각각 측정한다.

2) 측정된 각 성분의 신호에 전달 함수를 적용하여 가중신호를 구한다.

3) 각 성분의 가중 신호를 제곱한다.

4) 제곱한 신호를 합산한다.

5) 시간평균을 구한다.

6) 평균값 제곱근을 구한다.

위 방법은 자기장강도(자속밀도)의 가중 실효값이며, 그림 3에 나타냈다.

실제 측정값은 fC0(60 Hz)에서의 자기장강도(자속밀도) 기준값과 비교하여 아래와 같이 가중결과값(W)을 산출할 수 있다.

위에서 산출된 가중결과값 W는 값 1.0을 초과하지 않아야 한다.

8. 측정 절차

가. 일반 사항

독립적인 자기장 발생원을 고려하여 최댓값을 취해야 한다. 단, 스위치를 개폐하는 동안 발생하는 200 ms 이하의 지속시간을 갖는 과도 자기장은 무시한다. 측정하는 동안 개폐한 경우에는 측정을 반복해야 한다.

측정 장비의 최대 잡음 레벨은 “자기장강도(자속밀도) 기준”의 5 % 이하여야 한다. 최대 잡음 레벨 미만의 측정값은 모두 무시한다. 또한 배경 레벨은 “자기장강도(자속밀도) 기준”의 5 % 미만이어야 한다.

최종 값의 90 %에 도달하는데 걸리는 측정 장비의 응답 시간은 1 초를 초과하지 않아야 한다. 자기장강도(자속밀도)는 측정 평균 시간을 1 초로 설정한다. 10 Hz - 400 kHz 신호에서 주기 1 초 이상 동안 발생원이 일정한 상태를 보인다면 측정 평균시간을 1 초 이하로 설정할 수 있다. 최종 측정시 측정 프로브는 고정되어 있어야 한다.

나. 세부 측정 방법

자기장강도(자속밀도)의 측정 방법은 다음의 순서에 따른다.

1) 측정 기기를 제5항의 조건에 부합하는지 확인한다.

2) 수신기를 다음과 같이 조정한다.

․ 수신기의 측정 주파수를 10 Hz ～ 400 kHz로 조정한다.

․ 측정모드를 시간영역평가 모드로 조정한다.

․ 최댓값을 확인할 수 있도록 측정기기를 Max Hold로 조정한다.

3) 피시험기기의 측정 대상 영역에서 각 방향의 표면에 밀착하여 자기장강도(자속밀도)가 최대인 지점을 찾는다. 이때 피시험기기의 각 측정방향에서 중앙지점과 각 모서리를 포함하도록 영역을 설정한다.

4) 자기장강도(자속밀도)가 최대인 피시험기기 표면의 지점으로부터 부록 B에서 명시한 측정거리를 이격하여 자기장강도(자속밀도)에 대한 시간영역평가를 실시한다.

5) 각 측정 방향에 대한 측정거리와 최대 자기장강도(자속밀도) 시간영역 측정값을 부록 C의 측정 결과 보고서에 기록한다.

6) 5세목의 각 위치별 측정결과 중 최대 시간영역 측정값을 측정 최댓값으로 하고 부록 C의 측정 결과 보고서에 기록한다.

9. 측정 불확정도

측정 불확정도는 “자기장강도(자속밀도) 기준”의 25 %를 초과할 수 없다. 측정 결과가 “자기장강도(자속밀도) 기준”의 75 %를 초과하는 경우에는 측정 불확정도를 측정 결과 보고서에 명시하고 노출지수+측정불확정도/100 < 1.0 인 경우에만 적합한 것으로 판정한다. 불확정도 평가는 교정, 신호원과의 거리, 주파수 응답특성 등 측정기기의 불확정도와 환경영향을 고려하여 산출하여야 한다.

10. 측정 결과 보고서

측정 결과 보고서에는 다음 사항을 기재해야 한다.

1) 기기의 명칭

2) 측정 장비의 규격

3) 동작 모드, 측정 위치, 측정 거리

4) 정격 전압과 측정 주파수 범위

5) 측정 최댓값

6) 측정 결과가 전자파 인체보호기준 상 자기장강도(자속밀도) 기준의 75 %이상인 경우의 측정 불확정도

부록 A : 시간영역 측정 방법의 전달함수 및 측정 방법 구성도

그림 1 - “자속밀도(B) 기준”의 주파수 의존도

여기에서,

BRL(f): 각 주파수에 대한 자속밀도 기준값의 함수

그림 2 - 그림 1의 “자속밀도 기준”에 대한 전달 함수(A)

여기에서,

그림 3 – 시간영역 측정방법의 구성 사례

부록 B : 측정 거리, 위치 및 동작 조건

B.1 측정 위치

그림 B.1 - 측정 위치: 윗면/정면

측정 프로브는 피시험기기의 윗면/정면으로부터 거리 r1 만큼 표면에서 이동한다.

그림 B.2 - 측정 위치: 모든방향

측정 프로브는 피시험기기의 표면과 수직으로 거리 r1 이내에서 사람이 접근할 수 있을 경우 피시험기기의 모든 방향으로 이동한다.

B.2 측정거리, 측정 프로브 위치 및 동작 조건

B.3 유도식 주방용 전열기기의 측정 프로브 위치

그림 B.3 – 유도식 주방용 전열기기의 측정 거리

선 A, B, C, D는 측정 위치를 나타낸다.

그림은 동작하고 있는 4구 전기레인지의 유도 전열 소자의 정면 왼쪽을 나타낸 것이다.

부록 C : 측정 결과 보고서

주1) 시간영역 측정결과는 측정 대상기기에서 발생되는 모든 주파수 대역에서 ‘전자파강도 기준‘의 주파수 의존도를 고려한 자기장강도값의 상대 비율(%)을 합산한 것

주2) 측정위치에 따른 시간영역 측정결과 중 최댓값/자기장강도 기준

주3) 측정 불확정도가 25 % 이하이고, 노출지수+(측정불확정도/100) < 1 인 경우에만 적합으로 판정

주4) 수신기가 최대 측정값의 주파수를 표시하지 않는 경우 최대 측정값의 주파수는 생략 가능