세이프티 릴레이 적용 기준과 사용 구분 완벽 정리

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기계 안전가드 추가설계 시 접근영역·안전거리 평가 실무 가이드

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이 글의 목적은 기존 설비에 추가가드를 설치하거나 방호구조를 변경할 때, 작업자 접근영역과 안전거리를 체계적으로 평가하는 방법을 정리하여 현장에서 바로 활용할 수 있는 기준과 체크포인트를 제공하는 것이다.

1. 추가가드 설계와 접근영역 평가의 의미

기계 설비는 초기 설계 단계에서 방호커버, 안전펜스, 인터록 도어 등 기본적인 방호장치를 포함하도록 설계되는 것이 원칙이다. 그러나 공정 변경, 생산성 향상, 자동화 수준 변화, 사고 재발 방지 대책 등으로 기존 설비에 추가가드를 설치해야 하는 경우가 매우 많다.

이때 단순히 “위험부위를 더 가렸다”는 사실만으로는 충분하지 않다. 작업자가 손·팔·다리·몸 전체를 어느 방향으로, 어느 범위까지 뻗을 수 있는지에 따라 실제로는 위험원에 여전히 도달할 수 있는지가 달라지기 때문이다. 이 범위를 접근영역(Reach Zone)이라 하고, 위험원에 도달하지 못하도록 확보해야 하는 최소 거리와 높이, 개구부 크기 등을 안전거리(Safety Distance)라고 한다.

추가가드 설계 시 접근영역 평가를 소홀히 하면 다음과 같은 문제가 발생한다.

  • 펜스를 세웠지만 위로 몸을 기울이면 여전히 롤러나 프레스 위험점에 손이 닿는 경우
  • 바닥과 가드 하단 사이 틈이 커서 발을 밀어 넣어 위험구역으로 진입할 수 있는 경우
  • 메쉬 패널의 망 크기가 커서 손가락이나 팔이 개구부를 통해 위험부위에 도달하는 경우
  • 보수 작업자가 임시 발판·사다리를 사용하면서 원래 전제했던 안전거리가 무력화되는 경우

따라서 추가가드 설계 단계에서 체계적인 접근영역 평가를 수행하고, 국제·국내 표준에서 제시하는 안전거리 개념을 반영하는 것이 필수이다.

2. 관련 법규·표준 체계 이해

추가가드 설계 시 참고해야 할 주요 기준은 다음과 같이 정리할 수 있다.

  • KS B ISO 13857 : “기계안전 — 인체의 상지와 하지의 위험요인영역 접근을 방지하기 위한 안전거리”로, 보호용 구조물(펜스, 가드 등)에 대해 인체가 위험영역에 도달하지 못하도록 하기 위한 안전거리 값과 개념을 제시한다. 국내에서는 ISO 13857:2019를 일치채택한 표준으로, 산업·비산업 환경 모두를 대상으로 한다.
  • ISO 12100 : 기계안전 일반 원칙과 위험성 평가·감소 절차를 규정하는 상위(Type-A) 표준이다. 설비 변경·추가가드 설치 시에도 동일한 위험성 평가 프레임워크를 적용해야 한다고 규정한다.
  • 기계류 방호에 관한 국내 고시·기술지침 : 프레스, 목재가공기계, 컨베이어 등 개별 설비에 대한 최소 방호요건, 방호장치 형식 승인 기준 등이 포함된다.
  • 제조사 매뉴얼 및 설계도면 : 원 설계자가 의도한 방호 개념, 금지된 접근 방향, 인터록 조건 등을 추가가드 설계 시 그대로 존중해야 한다.

추가가드 설계 프로젝트에서는 위 표준과 규정을 단순히 “참고자료”로 보는 것이 아니라, 위험성 평가표와 도면에 어떤 조항을 근거로 안전거리와 구조를 결정했는지 추적 가능하게 기록하는 것이 바람직하다.

3. 접근영역 평가의 기본 개념

3.1 위험영역과 보호구조물

  • 위험영역(Hazard Zone) : 절단·압착·협착·말림·고온·전기감전 등 인체에 위해를 줄 수 있는 기계 부분 또는 공간이다.
  • 보호구조물(Protective Structure) : 고정가드, 이동식 가드, 안전펜스, 메쉬 패널 등 인체가 위험영역에 접근하는 것을 물리적으로 제한하는 시설이다.
  • 안전거리(Safety Distance) : 보호구조물이 설치된 위치에서 인체의 상지·하지가 위험영역에 도달하지 못하도록 확보해야 하는 최소의 거리 값이다.

3.2 접근 유형(Over / Under / Around / Through)

추가가드 설계 시 반드시 네 가지 접근 유형을 모두 검토해야 한다.

  • 위로 넘어서(Over) : 펜스나 가드를 넘어 팔·몸을 뻗는 경우
  • 아래로 통과(Under) : 바닥과 가드 하단 틈으로 다리·몸을 밀어 넣는 경우
  • 옆으로 돌아서(Around) : 가드 측면 또는 끝단을 돌아 위험영역에 접근하는 경우
  • 개구부를 통하여(Through) : 메쉬, 슬롯, 구멍 등의 개구부를 통해 손가락·손·팔이 들어가는 경우

국제적인 안전 가이드에서는 방호장치를 설계할 때, 위 네 가지 방향 모두에서 위험점에 도달할 수 없도록 해야 한다고 명시하고 있다.

3.3 인체치수와 대상 인구

KS B ISO 13857은 일반적으로 14세 이상 인구를 대상으로 상지·하지 길이, 키 등의 인체치수를 사용하여 안전거리를 제시한다. 상지 접근과 관련하여서는 3세 이상 어린이에 대한 정보도 일부 제공하지만, 하지 접근에 대해서는 어린이 데이터는 고려하지 않는다.

또한 표준은 인체치수가 지역·인구 집단에 따라 달라질 수 있음을 언급하며, 특정 국가나 집단(예: 아시아권, 북유럽 등)에 대해서는 별도의 인체치수 데이터를 참고할 필요가 있음을 지적한다.

주의 : 사업장 인력이 특정 연령대·체형에 편중되어 있는 경우, 표준 값만 기계적으로 적용하지 말고 실제 작업자의 신체 치수와 작업 자세를 반영한 보수적인 안전거리를 설정해야 한다.

4. 추가가드 설계를 위한 접근영역 평가 절차

4.1 1단계 – 설비와 공정의 이해

  • 설비의 기능, 동작 순서, 자동·수동 모드 전환 조건을 파악한다.
  • 원 설계 당시의 방호개념(제조사 매뉴얼, 도면, CE/국내 인증 자료 등)을 확인한다.
  • 이번 추가가드 설계의 목적(신규 위험 발견, 법적 요구 이행, 사고 재발 방지 등)을 명확히 정리한다.

4.2 2단계 – 위험원과 위험영역 정의

  • 회전축, 롤러 접점, 프레스 슬라이드, 체인·스프로킷, 로봇 작동범위 등 위험부위를 도면상으로 표시한다.
  • 위험영역의 형상(점, 선, 면, 부피 공간)을 정의하고, 기준 좌표계(바닥, 기준벽, 기준선)를 설정한다.
  • 위험의 특성(절단, 협착, 타격, 고온, 방사선, 화학물질 등)을 분류하여 필요한 방호 수준을 구분한다.

4.3 3단계 – 작업자 접근 시나리오 분석

접근영역 평가는 “누가, 언제, 어떤 자세로” 설비에 접근하는지를 구체적으로 가정해야 한다.

  • 정상운전 시 접근 : 로딩·언로딩, 패널 조작, 시각적 점검 등 반복적 작업
  • 조정·셋업 시 접근 : 금형 교환, 센서 위치 조정, 위치 티칭 등
  • 보전·청소 시 접근 : 윤활, 청소, 교환, 수리 등 전원 차단 후 수행하는 작업
  • 비정상·고장 대응 : 잼 제거, 비상조치, 임시 조정 등 계획되지 않은 접근

각 시나리오마다 작업자가 서 있는 위치, 사용 가능한 발판·계단, 손이 닿는 범위를 도식화해 두면 이후 안전거리 검토에 큰 도움이 된다.

4.4 4단계 – 적용 표준 및 접근 유형 매핑

  • 해당 설비에 어떤 표준이 우선 적용되는지 정리한다(예: 프레스 관련 별도 규정 + KS B ISO 13857 조합).
  • 각 위험영역에 대해 상지 접근인지, 하지 또는 전신 접근인지 구분한다.
  • 접근 방향(위/아래/측면/개구부)을 분류하고, 각 방향에 대해 표준의 관련 조항을 매칭한다.

4.5 5단계 – 안전거리 및 접근영역 계산·검토

이 단계에서 가드 위치, 높이, 개구부 크기 등을 정량적으로 검토한다. 실무에서는 다음 항목을 최소한으로 확인한다.

  • 가드 상단 높이와 위험점까지의 수평거리 조합
  • 바닥과 가드 하단 사이의 수직 틈 높이
  • 메쉬·슬롯·구멍 등 개구부의 크기와 깊이(두께)
  • 가드 측면 끝단에서 위험점까지의 거리(돌아서 접근 가능 여부)

표준의 수치값을 그대로 나열하기보다는, 각 위험영역에 대해 “현재 설계치가 해당 표준에서 요구하는 최소 안전거리보다 크다/작다”를 표로 정리하는 방식이 이해와 검증에 유리하다.

주의 : 추가가드 설계 후 작업자가 사용할 수 있는 임시 발판, 공구함, 계단, 팔레트 등도 모두 접근영역 평가에 포함해야 한다. 높이가 있는 물체가 가드 근처에 존재하면 실질적인 접근거리와 도달 높이가 크게 달라진다.

5. ISO 13857 안전거리 개념을 활용한 실무 적용

5.1 하지 접근 – 바닥과 가드 하단 틈 관리

바닥과 가드 하단 사이의 틈은 하지(발·다리)를 통해 위험영역에 접근할 수 있는지를 결정한다. 해외 안전가이드와 EN/ISO 13857 해설 자료에서는 바닥과 가드 하단 사이 틈을 대략 180 mm 이하로 제한할 것을 권고하고 있으며, 이는 발이 자유롭게 투입되어 전체 몸이 통과하는 것을 방지하기 위한 값이다.

실무에서는 다음과 같이 관리한다.

  • 바닥 청소·배수 등을 위해 틈을 확보해야 한다면 100 mm 이하로 줄이고, 추가로 로우 메쉬, 스커트 플레이트를 설치한다.
  • 경사로나 피트 등 고저차가 있는 경우에는 “가장 낮은 바닥” 기준으로 틈 높이를 검토한다.
  • 운영 중 바닥재 마모, 휨, 침하로 틈이 증가할 수 있으므로 정기 점검 항목에 포함한다.

5.2 상지 접근 – 가드 높이와 수평거리 조합

상지(손·팔) 접근에 대해서는 가드의 높이와 위험영역까지의 수평거리 조합에 따라 안전거리를 평가한다. 공개된 EN ISO 13857 해설 자료에서는, 예를 들어 가드에 약 50 mm 크기의 개구부가 있는 경우, 위험영역까지의 수평거리를 약 850 mm 이상 확보해야 손이 위험점에 도달하지 못한다는 예시를 제시하고 있다.

이 개념을 실무에 적용할 때는 다음 원칙을 따른다.

  • 위험성이 높은 고속 회전체, 프레스 슬라이드 등은 가능한 한 “개구부 없는 불투명 가드”를 사용하고, 안전거리도 보수적으로 설정한다.
  • 자재 출입을 위해 개구부가 필요한 경우, 개구부 크기를 최소화하고, 자재 가이드·슈트 등을 설치해 인체가 들어갈 여지를 줄인다.
  • 가드 상단 높이가 낮을수록 더 큰 수평거리가 필요하므로, 공간 여건이 허용된다면 가드 상단을 높이는 것이 유리하다.

5.3 개구부를 통한 접근 – 메쉬·슬롯 설계

KS B ISO 13857과 여러 국내 기술지침에서는 “개구부를 통한 접근”에 대해, 개구부의 크기(예: 구멍 직경, 슬롯 폭)에 따라 손가락, 손, 팔이 들어갈 수 있는 최대 거리와 이에 따른 안전거리 개념을 제시한다.

실무 설계 시에는 다음과 같이 적용한다.

  • 손가락만 들어갈 수 있는 작은 개구부라면, 위험점까지 거리가 짧더라도 허용될 수 있지만, 이 경우에도 날카로운 모서리·끼임 위험 등을 별도로 검토해야 한다.
  • 손 전체가 들어갈 수 있는 크기(예: 50 mm 이상)라면, 충분한 수평거리 및 두께 방향 거리(가드 두께)를 확보해야 한다.
  • 메쉬 패널 교체 시 망 크기 변화가 안전거리 조건을 위반하지 않는지 반드시 확인한다.

5.4 측면·끝단을 통한 접근 – 돌아서 닿는 경우

가드의 측면이나 끝단에서 위험영역까지의 거리가 짧으면, 작업자가 몸을 돌리거나 기울여 측면으로 접근할 수 있다. 따라서 가드가 끝나는 위치와 위험점 사이의 수평거리를 충분히 확보하거나, 코너 포스트·보강판을 추가하여 우회 경로를 차단해야 한다.

특히, 파렛타이저·로봇셀 등 코너부에 공간이 남아 있는 설비에서는 “코너 다이아프램” 형식으로 추가 가드를 설치해 측면 접근을 막는 것이 효과적이다.

6. 접근영역 평가 결과를 정리하는 표 예시

위험영역 번호 위험원 유형 접근 유형 현재 구조 필요 안전거리 검토 항목 평가 결과
HZ-01 롤러 말림 위로 넘어서(Over) 높이 1,400 mm 메쉬 펜스 가드 상단 높이 vs 위험점까지 수평거리, 메쉬 개구부 크기 충족/미충족 및 보완조치 기입
HZ-02 컨베이어 협착 아래로 통과(Under) 하단 틈 120 mm 바닥 기준 틈 높이, 경사로·피트 여부 충족/미충족 및 보완조치 기입
HZ-03 체인·스프로킷 개구부를 통해(Through) 메쉬 개구부 40×40 mm 개구부 크기와 두께, 손·팔 도달 가능 거리 충족/미충족 및 보완조치 기입

7. 추가가드 설계 시 자주 발생하는 오류와 대책

7.1 발판·계단으로 인한 사실상의 안전거리 감소

현장에서 자주 발생하는 문제는, 추가가드를 설치하는 과정에서 작업자 접근을 돕기 위해 이동식 계단, 고정 발판, 작업대 등을 함께 설치하면서 원래 의도했던 안전거리가 크게 감소하는 경우이다. 가드 설계는 “작업자가 실제로 서 있을 수 있는 최상단 위치”에서의 접근영역을 기준으로 해야 한다.

주의 : 가드 근처에 놓인 팔레트, 공구카트, 드럼, 폐자재 등이 사실상의 발판 역할을 할 수 있다. 접근영역 평가 시 주변 환경까지 포함하여 검토하고, 정리정돈·적치금지구역 설정 등 관리적 대책도 병행해야 한다.

7.2 메쉬 교체·보수 시 개구부 변화 미반영

파손된 메쉬 패널을 교체하면서 구하기 쉬운 다른 규격의 메쉬를 사용하는 경우, 개구부 크기 변화로 인해 손·팔이 더 깊이 들어갈 수 있게 되는 사례가 있다. 추가가드 설계도서에는 메쉬 규격(와이어 지름, 망 크기)을 명시하고, 유지보수 시 동일 규격으로 교체하도록 관리해야 한다.

7.3 인터록 장치만 믿고 물리적 접근거리를 무시하는 경우

문 인터록, 스위치, 센서 등 기능적 방호장치가 설치되어 있어도, 기계의 정지시간이 길거나 잔류 에너지가 남아 있는 경우에는 물리적 안전거리 확보가 여전히 중요하다. 예를 들어, 도어를 열어도 로봇이나 관성부품이 완전히 멈추기까지 일정 시간이 소요되므로, 도어 위치와 위험영역 사이에 최소 거리를 두어야 한다.

7.4 유지보수 작업(LOTO) 시나리오기반 검토 부족

추가가드가 유지보수를 지나치게 어렵게 만드는 경우, 작업자가 가드를 임의로 제거하거나 임시 우회(예: 볼트 일부만 체결, 케이블 타이 임시 고정)를 시도할 가능성이 높아진다. 따라서 접근영역 평가와 함께 유지보수 절차(LOTO, 분해·재조립 방법)를 설계 단계에서 함께 검토해야 한다.

8. 문서화·검증·운영 단계에서의 체크포인트

8.1 설계·검증 문서화

추가가드 설계 프로젝트에서는 다음과 같은 문서를 남기는 것이 좋다.

  • 위험성 평가서(변경 전·후 비교, 위험도 감소 근거 포함)
  • 방호 개념도(위험영역, 가드 위치, 안전거리 치수 표시)
  • 접근영역 평가표(위의 예시 표 형식)
  • 사진 기록(시공 전·중·후, 측정 위치 표시)
예시) 접근영역 평가 기록 항목 - 설비명 / 라인명 - 위험영역 번호(HZ-xx) - 적용 표준(예: KS B ISO 13857:2019) - 접근 유형(Over / Under / Around / Through) - 설계 치수(가드 높이, 수평거리, 틈 높이, 개구부 크기 등) - 표준 요구 최소값 대비 여유 거리 - 보완 필요 여부 및 조치 내용 - 검토자 / 검토일자

8.2 시운전·운영 단계에서의 검증

  • 시운전 단계에서 실제 작업자에게 평소 수행하는 작업을 그대로 수행하게 하면서, “이 동작을 더 빠르게/편하게 하려다 보면 어떤 우회 접근을 시도할 수 있을까?”를 함께 토의한다.
  • 정기 안전점검 시, 치수 테이프·캘리퍼 등을 사용하여 주요 안전거리(하단 틈, 가드 높이, 개구부 크기 등)를 표본 측정한다.
  • 라인 변경, 신규 설비 도입, 공정 레이아웃 변경 시마다 접근영역 평가를 재수행하는 절차를 사내 규정에 포함한다.

8.3 교육·절차서 반영

  • 추가가드 설치 목적과 접근금지 영역을 교육자료에 시각적으로 표현하여 작업자 교육에 활용한다.
  • 유지보수·청소 작업표준서에 “가드 탈거·임시 탈거 금지”, “필요 시 승인 절차” 등을 명시한다.
  • LOTO 절차서와 연계하여, 가드 안으로 진입해야 하는 작업은 반드시 에너지 격리 후 수행하도록 규정한다.

9. 스마트팩토리·로봇 셀에서의 추가가드 적용 시 고려사항

스마트팩토리, 로봇 셀, AGV/AMR가 혼재된 작업환경에서는 접근경로와 작업자의 이동 패턴이 복잡해진다. 이 경우 추가가드 설계 시 다음 사항을 고려해야 한다.

  • 로봇 작동범위(Envelope)와 안전정지구역을 기준으로 펜스 위치를 정하고, 펜스 외곽에 보행자 통로를 분리한다.
  • AGV/AMR 주행 경로와 가드 코너부가 교차하는 지점에는 시인성 확보(미러, 경고표지, 조명)와 함께 추가 코너 가드를 설치한다.
  • 협동로봇(cobot)의 경우에도, 공구 끝단에 예리한 가장자리, 고 에너지 충돌 가능성이 있다면 필요 시 물리적 가드와 안전거리 개념을 병행한다.
  • 데이터·네트워크 기반 안전(예: 안전 PLC, 안전존 모니터링)을 사용하더라도, 소프트웨어 오류를 대비한 최종 물리적 방호라인으로서의 추가가드를 설계한다.

FAQ

Q1. 설비가 작고 작업자가 적게 접근하는 경우에도 ISO 13857 수준의 안전거리를 모두 지켜야 하나?

위험성 평가는 “발생 가능성·노출 빈도·결과의 심각성”을 고려해 수행하며, 접근 빈도가 낮은 경우에는 위험도를 낮게 평가할 수 있다. 그러나 가드 설계에서 요구되는 최소 안전거리는 인체치수와 기계 특성에 기반한 것이므로, 단지 접근 빈도가 적다는 이유만으로 무시하기 어렵다. 공간 제약으로 인해 표준 값을 그대로 적용할 수 없다면, 위험성 감소를 위해 추가적인 기술적·관리적 수단(속도 제한, 인터록, LOTO 강화 등)을 병행하고, 그 근거를 문서화해야 한다.

Q2. 기존 설비에 추가가드를 설치할 때, 원 설계자의 의도와 다르게 가드를 배치해도 되는가?

제조사 설계·인증 시의 방호개념은 전체 시스템 안전을 고려하여 구성된 것이다. 따라서 추가가드 설계가 원 설계의 인터록 로직·정지시간·정비 동선 등을 변경할 가능성이 있다면, 제조사와 협의하거나 적어도 해당 영향을 위험성 평가에서 명확히 분석해야 한다. 단순히 “더 가렸으니 더 안전하다”는 직관만으로 방호개념을 변경하는 것은 사고와 책임 소재 측면에서 모두 위험하다.

Q3. 작업자가 대부분 키가 작은 경우, 안전거리를 줄여 설계해도 되는가?

표준은 일반 인구를 대상으로 보수적인 값을 제시하며, 설비에는 작업자 구성 변화나 외부 인원(협력업체, 방문자 등)이 접근할 가능성도 존재한다. 키가 작은 작업자가 많다는 이유만으로 안전거리를 줄이는 것은 권장되지 않는다. 오히려, 특정 작업자의 체형이 표준 대비 작은 경우에는 작업대 높이, 패널 위치 등을 조절해 무리한 자세를 줄이는 방향으로 접근하는 것이 바람직하다.

Q4. 추가가드 설계 시 전문기관 검토가 반드시 필요한가?

법적으로 모든 설비 변경에 대해 외부 전문기관 검토를 의무화하고 있지는 않으나, 고위험 설비(프레스, 목재가공기계, 대형 로봇셀 등)나 다수 인원이 노출되는 설비의 경우, 표준 해석과 안전거리 평가 경험을 가진 전문가의 검토를 받는 것이 좋다. 최소한 내부적으로라도 기계안전 유경험자를 지정해 설계안을 교차검토하는 체계를 갖추는 것이 바람직하다.

Q5. 접근영역 평가는 한 번만 하면 되는가? 라인 변경 시마다 다시 해야 하나?

접근영역 평가는 설비의 레이아웃, 작업자 동선, 작업 내용이 변할 때마다 다시 수행하는 것이 원칙이다. 특히 라인 변경, 설비 추가·이동, 공정 조건 변경(속도·사이클 타임 변화 등)은 작업자의 위치와 접근 방식에 큰 영향을 주므로, 변경관리 절차에 “접근영역 평가 재수행” 항목을 포함하는 것이 좋다.

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