필답 60. 안전모의 내수성 시험 질량증가율 계산 및 합격 기준 – 전체

수식은 LaTeX 원문을 보존하도록 저장되었습니다.

설명

정의

안전모의 내수성 시험 질량증가율은 전기작업용 및 추락방지용 안전모(AE형 및 ABE형)가 물을 흡수하는 한계를 정량적으로 평가하는 안전성 지표입니다. 안전모는 전력선 접촉 시 머리부위를 통한 감전을 예방하기 위해 우수한 전기 절연 성능을 유지해야 합니다. 만약 비가 오거나 습한 환경에서 안전모 모체가 다량의 수분을 흡수하면 절연 능력이 현저히 저하되어 심각한 감전 재해로 이어질 수 있습니다. 따라서 보호구 안전인증 고시에서는 일정 시간 동안 안전모 완성품을 수중에 침수시킨 후 질량 증가를 측정함으로써 수분 흡수로 인한 위험성을 엄격히 통제하고 있습니다.

공식

안전모의 수분 흡수 전후의 건조 상태와 습윤 상태의 질량 변화율인 내수성 시험 질량증가율($m_{\text{gain}}$)은 다음 공식을 사용해 산출합니다.

m_{\text{gain}} = \frac{m_2 – m_1}{m_1} \times 100\ (\%)

여기서 각 변수의 정의와 단위는 다음과 같습니다.

$m_{\text{gain}}$: 안전모의 내수성 시험에 따른 질량증가율 (단위: $\%$)
$m_1$: 물에 담그기 전 안전모의 최초 건조 질량 (단위: $\text{g}$)
$m_2$: 수중 침수 후 물기를 닦아낸 안전모의 습윤 질량 (단위: $\text{g}$)

합격 판정 기준 공식:

m_{\text{gain}} < 1.00\ (\%)

즉, 질량증가율은 반드시 $1\%$ 미만이어야 최종 합격 처리됩니다.

적용 조건

대상 안전모의 종류:

본 내수성 시험은 감전방지 성능을 겸비한 AE형 및 ABE형 안전모에만 의무 적용됩니다. 일반 추락·낙하비래 방지 목적의 AB형 안전모는 내수성 시험 적용 대상이 아닙니다.

침수 시험 조건:

안전모 완성품을 상온의 물에 24시간 동안 완전히 잠기도록 침수시킨 후 꺼내어, 표면에 묻어 있는 수분만을 가볍게 닦아내고 즉시 습윤 질량을 측정합니다.

자격시험 소수점 및 반올림 기준:

국가기술자격 주관식 필답형 자격검정 기준에 따라 문제 지문에 특별한 언급이 없는 한 중간 계산과 최종 결과는 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 소수 둘째 자리까지 작성해야 오답 시비를 예방할 수 있습니다.

풀이 순서

1단계: 문제 조건에서 주어진 침수 전 건조 질량($m_1$)과 침수 후 습윤 질량($m_2$)을 확실히 식별하여 정리합니다.

* 2단계: 질량증가율 기본 공식

m_{\text{gain}} = \frac{m_2 – m_1}{m_1} \times 100

을 수립하고 인자들을 대입합니다.

3단계: 분모 자리에 반드시 최초 건조 질량($m_1$)이 이입되도록 오차를 방지하며 정확한 나눗셈과 백분율 곱셈을 실행합니다.
4단계: 연산 결과 수치를 소수점 셋째 자리에서 반올림 처리하여 소수 둘째 자리로 나타냅니다.
5단계: 산출된 질량증가율이 $1.00\%$ 미만을 충족하는지 대조 분석하여 합격/불합격을 최종 마감 기입합니다.

예제 문제

문제 1

의무안전인증 대상 보호구인 어느 ABE종 안전모에 대하여 절연 내수성 시험을 수행하였다. 물에 담그기 전의 최초 건조 질량이 $350.0\ \text{g}$이고, 수중 침수 시험 후 표면의 물기를 제거하고 측정한 질량이 $353.0\ \text{g}$일 때, 이 안전모의 질량증가율($\%$)을 계산하고 규격에 준한 합격 여부(합격/불합격)를 판정하시오. (단, 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 소수 둘째 자리까지 나타내시오.)

문제 2

터널 전기 배선 설비 공사 구역에서 사용하는 AE종 절연 안전모의 내수성 자가 검증을 진행하였다. 침수 전 안전모의 무게가 $385.0\ \text{g}$으로 기록되었고, 수중에 일정 시간 침수한 이후 측정한 습윤 무게가 $389.2\ \text{g}$이었다. 이 안전모의 질량증가율($\%$)과 시험 합격 여부(합격/불합격)를 각각 도출하여 최종 답안을 기재하시오. (단, 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 소수 둘째 자리까지 나타내시오.)

문제 3

어느 보호구 제조 공장에서 신제품 감전·추락 방지용 안전모(ABE형)의 인증을 획득하고자 한다. 공인 시험실에서 내수 성능 검사를 한 결과 침수 전 안전모의 건조 질량이 $420.0\ \text{g}$이고 침수 후 습윤 질량이 $423.8\ \text{g}$으로 조사되었다. 이 제조 안전모의 수분 흡수에 따른 질량증가율($\%$)을 구하고 안전인증 고시 규격에 따른 합격 여부를 결정하여 작성하시오. (단, 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 소수 둘째 자리까지 나타내시오.)

문제 4

침수 전 건조 질량이 $450.0\ \text{g}$인 AE형 안전모가 내수성 시험 도중 수분을 일정 부분 머금었다. 이 안전모의 침수 시험 결과에 따라 산출된 질량증가율이 $0.60\%$였다고 할 때, 침수 후 물기를 가볍게 닦아내고 정밀 측정한 안전모의 습윤 질량($\text{g}$)을 구하시오. (단, 소수점 이하가 정확히 떨어지지 않는 경우 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 소수 둘째 자리까지 구하시오.)

문제 5

어느 자재 창고에 보관 중이던 노후화된 절연 안전모를 수집하여 내수 안정성 평가를 수행하였다. 침수 전 건조 상태의 최초 안전모 질량은 $360.0\ \text{g}$이었고, 24시간 동안 완전히 잠기도록 수중에 침수한 후 수분을 닦아내고 측정한 안전모 질량은 $363.8\ \text{g}$이었다. 이 안전모의 질량증가율($\%$)을 정밀 계산하고 성능 합격 조건에 도달하였는지 판정(합격/불합격)하여 최종 기재하시오. (단, 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 소수 둘째 자리까지 나타내시오.)

해설

해설 1

문제 변수 정리:

최초 건조 질량 ($m_1$) = $350.0\ \text{g}$
침수 후 습윤 질량 ($m_2$) = $353.0\ \text{g}$

질량증가율 ($m_{\text{gain}}$) 계산 공식 적용:

m_{\text{gain}} = \frac{m_2 – m_1}{m_1} \times 100

m_{\text{gain}} = \frac{353.0 – 350.0}{350.0} \times 100 = \frac{3.0}{350.0} \times 100 \approx 0.85714\%

소수점 반올림 및 판정:

소수점 셋째 자리에서 반올림하여 둘째 자리로 나타냅니다.

m_{\text{gain}} \approx 0.86\%

합격 여부 판정: 보호구 안전인증 고시상 AE, ABE종 안전모의 내수성 합격 기준은 질량증가율이 $1\%$ 미만이어야 합니다.
산출 수치 $0.86\%$는 $1\%$ 미만 조건을 완벽하게 충족하므로 판정 결과는 ‘합격’입니다.

정답: 질량증가율: $0.86\%$, 합격 여부: 합격

해설 2

문제 변수 정리:

최초 건조 질량 ($m_1$) = $385.0\ \text{g}$
침수 후 습윤 질량 ($m_2$) = $389.2\ \text{g}$

질량증가율 ($m_{\text{gain}}$) 계산 공식 적용:

m_{\text{gain}} = \frac{389.2 – 385.0}{385.0} \times 100 = \frac{4.2}{385.0} \times 100 \approx 1.09091\%

소수점 반올림 및 판정:

소수점 셋째 자리에서 반올림하여 둘째 자리로 나타냅니다.

m_{\text{gain}} \approx 1.09\%

합격 여부 판정: 내수성 합격 기준인 질량증가율 $1\%$ 미만 규정을 상회하여 초과하였으므로 ($1.09\% \ge 1\%$), 최종 판정은 ‘불합격’입니다.

정답: 질량증가율: $1.09\%$, 합격 여부: 불합격

해설 3

문제 변수 정리:

최초 건조 질량 ($m_1$) = $420.0\ \text{g}$
침수 후 습윤 질량 ($m_2$) = $423.8\ \text{g}$

질량증가율 ($m_{\text{gain}}$) 계산 공식 적용:

m_{\text{gain}} = \frac{423.8 – 420.0}{420.0} \times 100 = \frac{3.8}{420.0} \times 100 \approx 0.90476\%

소수점 반올림 및 판정:

소수점 셋째 자리에서 반올림하여 둘째 자리로 나타냅니다.

m_{\text{gain}} \approx 0.90\%

합격 여부 판정: 산출된 수치 $0.90\%$는 법정 한계치인 $1\%$ 미만을 충분히 만족하므로 최종 판정 결과는 ‘합격’입니다.

정답: 질량증가율: $0.90\%$, 합격 여부: 합격

해설 4

공식의 이항 및 역산 관계식 설계:

주어진 최초 건조 질량 $m_1 = 450.0\ \text{g}$
수립된 질량증가율 $m_{\text{gain}} = 0.60\%$

m_{\text{gain}} = \frac{m_2 – m_1}{m_1} \times 100

0.60 = \frac{m_2 – 450.0}{450.0} \times 100

수치 계산:

양변을 $100$으로 나눕니다.

0.006 = \frac{m_2 – 450.0}{450.0}

분모 $450.0$을 좌변으로 넘겨 곱합니다.

m_2 – 450.0 = 0.006 \times 450.0 = 2.70\ \text{g}

m_2 = 450.0 + 2.7 = 452.70\ \text{g}

정답: $452.70\ \text{g}$ (또는 $452.7\ \text{g}$)

해설 5

문제 변수 정리:

최초 건조 질량 ($m_1$) = $360.0\ \text{g}$
침수 후 습윤 질량 ($m_2$) = $363.8\ \text{g}$

질량증가율 ($m_{\text{gain}}$) 계산 공식 적용:

m_{\text{gain}} = \frac{363.8 – 360.0}{360.0} \times 100 = \frac{3.8}{360.0} \times 100 \approx 1.05556\%

소수점 반올림 및 판정:

소수점 셋째 자리에서 반올림하여 둘째 자리로 나타냅니다.

m_{\text{gain}} \approx 1.06\%

합격 여부 판정: 질량증가율이 한계 조건인 $1\%$ 미만 규정을 충족하지 못하고 넘겼으므로 ($1.06\% \ge 1\%$), 최종 판정은 ‘불합격’입니다.

정답: 질량증가율: $1.06\%$, 합격 여부: 불합격

🕶️ 이로써 안전모의 내수성 시험 질량증가율 및 합격 기준에 관한 모든 각론과 풍부한 5대 변형 기출문제 세팅이 완료되었습니다!

이어서 제2편의 다음 수험 테마인 ‘필답 61. 차광보안경 종류 및 사용 목적’과 관련하여, 용접용 및 유해광선 차단용 보안경의 등급 세부 필터 및 투과율 합격 요건에 대해서도 이처럼 법령을 엄격히 고증한 수식 보존 가이드북 템플릿으로 정리를 이어갈까요?

필답 60. 안전모의 내수성 시험 질량증가율 계산 및 합격 기준

목차