전자파 내성(EMS)이란 디지털 및 반도체 기술의 급진전에 의해 전기.전자기기 기술이 눈부신 발전 을 거듭하고 있다. 이런 가운데 사회 곳곳에서는 예기치 못한 여러 유형의 사고가 빈발、 사회 및 경제적으로 매우 심각한 문제를 일으키고 있다.
컴퓨터로 조작되던 자동화공장이 갑자기 정지되거나、 정상적으로 동작되던 로봇이 명령과 상관없는 동작으로 주변의 기계 또는 인체와 충돌을 일으킨다. 때로는 번개치는 날 교통신호 제어기가 갑자기 제어기능을 잃어 교통사 고를 일으키기도 한다.
어떤 경우는 엘리베이터가 갑자기 이상 동작을 일으키거나、 병원에서 수술 중에 전자 의료기기가 갑자기 고장을 일으켜 치명적인 인명손상을 가져오기도 하며 심지어는 멀쩡하게 날아가는 비행기가 추락하는 경우도 발생한다.
이러한 사고의 원인은 대개 수많은 전자.정보기기에서 무차별 발생하는 전기 적인 노이즈에 기인한다. 정밀 전기.전자장치에 의해 조작되는 많은 첨단기 기의 경우 전원선이나 입출력선을 통해 들어오는 과도적인 노이즈에 영향을 받거나、 정전기 또는 외부에서 인가된 강한 전자계 등에 의해 오동작이나 고장을 일으킬 수 있다.
이같은 과도적인 노이즈의 유형은 릴레이나 모터 등에 의해 발생되는 전기적 버스트(burst)、 낙뢰에 의한 서-지、 전원 스위치 차단에 의한 서-지、 움직이는 물체의 접촉에 의한 정전기 방전(ESD) 등을 들 수 있다.
전기.전자기기들이 이러한 외부 노이즈에 의해 심각한 영향을 받게되는 이유 로는 제품 내에 존재하는 IC같은 전자부품들이 대부분 디지털 회로로 구성되었으며 이러한 디지탈 회로들이 순간적인 펄스에 쉽게 반응하기 때문이다.
최근디지털 반도체 기술 등의 급속한 발달에 따라 전자기기의 소형화.고속 화.고집적화.고주파화가 가능하게 되고 또한 이들을 작은 구동 에너지로도 동작시킬 수 있게 된 반면、 주변의 각종의 전기 전자기기의 급속한 보급과 더불어 전자파 환경이 급속도로 악화되고 있다.
전자파로 인한 직.간접적인 장해문제는 두가지 측면에서 해결할 수 있다. 하나는 주변의 전자파 노이즈를 발생시키는 기기에서 노이즈 발생을 최소화시 켜 전파 환경이 악화되는 것을 막는 것이고、 다른 하나는 주어진 전파환경 내에서 장해를 받지않고 정상적으로 동작할 수 있도록 기기의 전자파 내성(E lectromagnetic Immunity)을 강화하는 방법이다.
일반적으로 전자를 전자파 장해(EMI)라 하고 후자를 전자파 내성(EMS)이라 하며 이들 두 가지를 적절히 혼합하여 사용기기들이 서로 조화를 이루어 오 동작이나 고장이 없이 공존할 수 있도록 하는 것이 전자파 양립성(EMC)이라 한다. 국제 규격 동향 EMI부문에 대해서는 오래전부터 선진국들이 기술규격을 제안、 법제화함으로 써 승인제도가 정착된지 20여년이 흘렀다. 국내서도 EMI검정제도를 실시한지5년 가량이 흘렀다. 때문에 전자파 장해에 대한 연구는 EMI에 상당히 치중돼 왔던 게 사실이다.
그러나 최근들어 IEC산하 무선장해특별위원회(CISPR)를 중심으로 각종 첨단 정보기기들의 능동장해인 EMS에 대해서도 국제적인 규제를 가할 움직임을 보이고 있어 EMS기술에 대한 연구가 활발히 전개되고 있다. 현재 정밀 전자 기기들의 EMS 측정법을 검토하고 있는 국제 표준화기관으로는국제전기표준회 의(IFC)의 TC77(EMC담당 전문위원회)、 TC65(공업용 프로세서계측제어 담당 전문위원회)와 IEC(국제전기표준회의)의 CISPR등이 있다. 또이들 각각의 범위를 조정하는 기관으로 전자기양립성 자문위원회(ACEC)가 IEC 이사회 내에조직돼 활동중이다.
이들 중 TC65에서 제안한 공업용 프로세스 계측제어기기에 대한 EMS 관련규격인 IEC-801시리즈가 널리 알려져 있으며 이는 산업현장의 제어.계측장비뿐만 아니라 전체 전기.전자기기의 EMS기본규격인 IEC-1000-4 시리즈 규격으로 통합되었다.
향후 EMS에 관한 가장 기본적이며 대표적인 규격이 될 1000-4-1은 EMS시험법 의 개요에 관해서、 1000-4-2는 정전기 방전(ESD) 내성 시험법、 1000-4-3은 방사 무선주파수(RF) 전자계 내성 시험법、 1000-4-4는 전기적 빠른 과도현상 EFT B 의 내성 시험법을 각각 규정하고 있다.
1000-4-5는 서-지 내성 시험법、 1000-4-6은 RF 전자계에 의한 유도 전도 방 해파에 대한 내성 시험법、 1000-4-7은 전원의 고주파 인터하모닉에 대한 측정법 1000-4-8은 전원주파수 자기장에 대한 내성 시험법、 1000-4-9은 펄스 자기장에 대한 내성 시험법、 1000-4-10은 감쇠 진동 자기장에 대한 내성 시험법、 1000-4-11은 전압 딥프、 순단에 의한 전압변동에 대한 내성 시험 법이 제안되어 있다. 한편 10004-6까지는 IEC 801-6까지의 규격을 번호만 바꾼 것이다.
일반 상업용 기기에서 가장 먼저 EMS를 강제적으로 법률화한 곳은 유럽연합 (EU)으로 89/336/EEC、 이른바 우산지령에 의해 96년 1월부터 CE-마크를 반드시 인증받아야 한다. 이 과정에서는 EMI뿐만 아니라 EMS도 함께 만족되도록 하고 있다.
기술적인 기준은 유럽전기기술표준화위원회(CENELEC)에서 제정하여 발표하며 대표적인 내성규격으로는 EN55020(방송수신기류)、 EN55024(정보기기류)、 EN50082 일반공통규격 등이 있다. 또 IEC1000-4규격을 기본으로 EN61000-4-1 /8까지 발표됐다.
현재 단계에선 정보통신기기류에 대해서 IEC-801-2~4의 3개 항목만 적용되고 있으며 점차 EMS시험항목이 추가 적용될 예정이다. 따라서 향후 세계적으로E MS분야에 대한 규격제정및 적용에 있어 선도적인 역할을 수행할 것으로 예상 된다. 일본의 경우는 EMS에 대한 연구는 선진국 수준이며 국제규격과 조화를 이루기 위해 독자적인 규격제정보다는 몇가지 대표적인 지침서를 작성해 규격적 용가능 품목과 문제점을 검토하는등 능동적으로 대비하고 있다.
86년부터 통상성 산하에 전자파장해문제위원회를 설치、 운영하면서 EMS에 대한 규격제정활동을 계속하고 있으며 91년도에는 산하 8개공업회가 대상품목및 EMS규격 지침서를 마련、자율적인 시행구조를 갖추고 있다.
한편 미국을 중심으로 하는 AMSI규격및 IEEE규격도 IEC규격과 보조를 맞추기위해 상호협력하에 EMS분야에 대한 규격제정및 수정작업이 진행중에 있으며머지않아 시행에 들어갈 것으로 전망된다.
이같은 일련의 규격화 움직임과는 별도로 각국의 군용 규격에서는 이보다 훨씬 오래전부터 EMS시험을 시행하고 있으며 규제하는 주파수범위및 내성레벨 도 일반 상용품과는 비교할 수 없을 정도로 높다. 대표적인 미군용 규격으로 는 MLLSTD461、 462등이 있다.
국내 현황및 대책 최근들어 세계각국은 경제무역 블록화에 따라 수많은 새로운 규격을 마련、 자국의 이익을 위해 노력하고 있다. 특히 UR타결 이후 관세보다는 규격에 의한 비관세 무역장벽을 한층 강화하는 추세다.
따라서 수출지향적인 사업구조를 가진 우리나라의 현실을 고려할때 향후 수년동안은 주요 수출시장에서의 EMS규제로 과거 EMI규제 초기때 겪었던 고충 이상의 많은 어려움에 부딪힐 것으로 예상된다. 특히 EU지역이 CE마크제를 통해 EMS규제를 천명、대EU 수출전선에 비상이 걸린 상태다.
더욱이 급속도로 진전될 정보화사회 바람을 타고 정보통신기기를 포함한 전기.전자장치의 비중이 더욱 커지는 한편 제품의 경박단소화、 신호처리의 고속화및 광대역화로 EMS에 관한 문제가 현안으로 대두되고 있다.
현재 우리나라는 정보통신부등 국가기관및 국책연구소에서 EMS 국제 규격동향및 시험법에 대해 연구하고 있으나 아직 크게 미흡한 실정이다. 따라서 하 루빨리 세계 EMS관련 규격의 현황을 파악、 국내기준을 마련하고 기술개발이 뒤따라야 할 것으로 보인다.
하지만 시행시기에 있어서는 국내산업체들의 경쟁력을 고려、 일정기간 유예 기간을 설정하여 산업체들을 유도해 나가는 것이 바람직하다. 김 영 래 동안EMC종합연구소 실장