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  1. Electrical Safety Research Institute, Korea Electrical Safety Corporation, Korea



Electric vehicle DC charging facility, System C, Insulation monitoring device (IMD), Protective conductor (PE), Field inspection

1. 서 론

전기자동차 충전 인프라는 완속 충전에서 고출력 DC 급속·초급속 충전으로 확대되고 있다. DC 충전설비는 전력변환장치에서 생성된 고전압 직류를 차량 배터리로 전달하므로, 시설측 접지와 절연, 충전시설과 차량 사이 보호도체(PE), DC 출력의 절연상태 및 이상 탐지가 중요한 안전요소이다. 특히 DC 출력측에서는 DC+/DC-와 PE 사이의 절연상태를 감시하는 IMD가 절연고장 검출에 핵심적인 역할을 한다.

국내 전기자동차 충전설비의 안전성은 단일 기준이나 단일 검사만으로 확보되는 구조가 아니다. 전기자동차 충전 시설은 KEC 및 KESC에 따라 전원, 배선, 접지, 절연, 보호장치, 케이블 등 시설 상태에 대한 설치 기준과 검사 기준이 적용된다[1] [2]. 제품 단위에서는 전기용품 안전기준인 KC 61851-23 및 관련 기준에서 충전기가 갖추어야 할 보호기능을 규정하고, KS R IEC 61851-23은 DC 충전시스템의 기술요건을 제시한다[3] [4]. 따라서 제품 안전검증, 설치 안전검사, 운영 중 진단은 검증 주체와 성격이 다르며 동일한 안전요소를 다루더라도 검증 목적과 수행 시점 또한 다르다.

KESC는 관련 KS 표준을 참조하고, KC 인증 또는 시험성적서를 요구하는 등 제품 안전검증 체계와 연계되어 있다[2]. 또한 충전시스템 자체는 충전 전·중 DC 출력측 절연상태를 감시하고 이상 발생 시 보호동작을 수행하는 기능을 갖는다.

이에 본 연구는 현행 안전검증 체계(제품 단계, 설치 단계, 운영 단계)에서 확인되는 보호기능과 현장 검사의 목적을 구분하고 정상 운전 중 확보되는 정보의 활용과 비정상 설비에 적용하는 고장상태 재현 시험을 검토하고자 한다.

단순한 검사 항목 부재보다는 기존 검증체계 간 역할과 활용 범위의 차이를 고려한 분석 관점을 세 가지로 구분하였다.

1) 시설 안전검사와 제품 검사는 같은 측정 항목일지라도 대상의 차이가 존재한다.

2) 충전기 자체진단 결과를 현장 안전검증에 활용한다.

3) 정상 충전만으로 확인하기 어려운 고장대응 프로세스를 별도 시험으로 다시 확인할 필요가 있는지의 문제이다.

이를 바탕으로 기존 검증 체계의 역할을 구분하고 필요한 경우 보호 기능 정밀검증을 연계하는 검증 체계를 제안한다.

2. 연구 범위 및 분석

2.1 분석 범위 및 기준일

본 연구에서의 표준 및 제도에 대한 분석 기준일은 2026년 8월 20일이다. 현행 제도 분석에는 KEC 현행본, 2026 KESC, 국가기술표준원 안전기준 열람 페이지에 등재된 현행 KC 61851-23(고시 제2018-201호), KS R IEC 61851-23(2022 확인), 전기안전관리자 점검체계 및 기술진단 관련 공개자료를 사용하였다[1- 4] [10] [11]. KSGA-034-26:2024는 2024년 6월 18일 제정이 확인되는 단체표준으로 기술 참고자료로 사용하였고[8], 2026년 7월 1일 국가기술표준원의 공고 제2026-206호로 행정예고된 KC 61851-23 제·개정(안)은 2026년 8월 20일 현재 최종 고시본이 아니므로 현행 KC로 취급하지 않았다[5]. 해당 KC 61851-23 제·개정(안)은 IEC 61851-23:2023의 제2판을 기초로 하며 System C의 IMD 기능확인, 절연저항 확인 및 고장상태 적합성시험을 보다 상세하게 제시하므로 향후 기술요구의 방향을 분석하기 위한 비교 자료로 활용하였다[5] [6].

이하 본문은 각 자료 간 법적 효력 구분을 전제로 서술한다. 구체적으로 법정검사는 전기안전관리법령에 따라 대상과 주기가 정해지는 검사이고, 전기안전관리자 점검은 선임된 전기안전관리자가 수행하는 상시점검으로 성격이 다르다. 2026 KC 개정(안)과 단체 표준은 기술적 비교자료로 인용하고 현행 법적 근거로 사용하지 않는다.

2.2 연구 대상 및 비교 관점

DC 충전시스템은 IEC 61851-23의 시스템 형식에 따라 구분되며, 국내 급속충전 환경과 관련성이 높은 System C를 주요 분석 대상으로 선정하였다. System C는 IEC 61851-23 부속서 CC에서 규정하는 Combined Charging System 기반 Mode 4 DC 충전방식으로, 국내에서 적용되는 DC콤보(CCS) 급속충전 과 기술적으로 대응한다.

분석 범위는 System C를 대상으로 제품 안전검증, 설치 및 운영 중 자체 확인되는 안전요소를 포함한다. 특히 DC 출력측 절연감시, PE 보호기능 및 고장상태에서의 보호동작과 관련된 검증 체계를 중점적으로 검토하였다. 다만 분석 결과와 개선방안은 System C를 기준으로 도출된 것으로, System A 및 B 등 다른 충전시스템에는 별도의 검토가 필요하다.

자체진단은 KC 및 KS R IEC 61851-23에서 정의된 별도의 공식 용어가 아니라, 충전시스템이 충전 전·중 수행하는 PE 연속성 감시, DC 출력측 절연상태 확인, 지속 절연감시 및 Fault 대응 등 안전확인 기능과 이를 통해 생성되는 정보를 포괄하는 용어로 사용하였다.

각 기준과 시험방법은 검증 대상, 목적, 시점, 주체와 정상상태 및 고장상태 여부, 현장 적용성의 관점에서 비교·분석하였다. 또한 절연 관련 정량값은 정상 동작을 위한 절연 요구값, Warning/Fault 판정값, 고장상태 재현을 위한 시험조건으로 구분하여 해석하였다.

표 1 표준의 기준과 분석 활용점

Table 1 Standards criteria and points for analytical application

구분 주요 목적 본 연구 활용
KEC 현행 시설기준 전기설비 시설·감전·접지 등 기술요구 설치측 법적 요구 분석
KESC 2026 현행 검사기준 현장 검사·점검 세부기준 현행 현장검증 범위 분석
KC 61851-23 현행 고시: 2018-201 DC 충전장치 제품 안전기준 현행 제품 안전체계의 법적 위치
KS R IEC 61851-23 2022 확인 국가표준 DC 충전시스템 기술요건 System C 기술요건 분석
KSGA-034-5/26 협회 표준 고장식별 및 현장시험방법 고장상태 재현 방법 참고
SAE J1772:2017 국외 기술표준 북미 DC 충전 절연·보호 국외 절연보호 개념 비교

2.3 System C 의 국내 적용성 및 선정 배경

Mode 4 DC 충전방식인 System C는 국내에서 통상 DC콤보(CCS)로 부르는 급속충전 계열과 대응한다[4] [6]. 국가기술표준원은 2017년 KS 개정을 통해 급속 충전 방식으로 콤보 1(DC 콤보)을 권장하는 조항을 도입하였다[13]. 이에 따라 System C는 국내에서 널리 적용되는 DC 콤보 계열과 기술적으로 대응하며, System C의 PE 연속성·절연감시·고장대응 기능은 국내 급속충전 인프라의 안전검증에 높은 실무적 관련성을 가진다. 환경부 무공해차 통합누리집 기준 2026년 8월 24일 현재 전국 급속충전기는 누적 약 52,764기로 집계된다[14].

표 2 2026년 전국 누적 충전기 구축현황

Table 2 Cumulative status of nationwide charger installations as of 2026

지역 완속 급속 지역 완속 급속
서울 67,415 5,666 충청 51,138 7,180
경기 135,159 12,889 전라 40,646 6,711
인천 28,917 2,396 경상 103,069 12,851
강원 13,877 2,817 제주 6,147 2,254

출처 : 환경부, 무공해차 통합누리집

3. 현행 DC 충전설비 안전검증 체계

3.1 KEC·KESC 기반 시설 안전검사

KEC와 KESC는 전기자동차 충전설비의 전원공급회로, 분전반, 배선, 보호장치, 접지, 충전장치, 케이블 및 설치장소의 시설 안전을 다룬다[1] [2]. KEC 241.17은 전기자동차 전원설비의 시설기준으로서 충전장치 외함 접지, 커넥터 분리 시 전원공급을 중단하는 인터록 기능, 급속충전시설의 비상 개폐 장치 등을 요구하며[1], KESC 520.10은 이에 대응하는 검사항목을 포함하고 그 밖의 사항은 KS R IEC 61851-1, KS R IEC 61851-23 등을 참조하도록 한다[2]. 또한 정격용량에 따라 KC 또는 공인 시험기관 및 제조사 시험성적서를 요구하므로 제품 적합성 정보가 현장검사와 일부 연계되어 있다[2].

KESC의 검사기준은 사용전검사뿐 아니라 운영 중 반복되는 정기검사에도 동일하게 적용된다[2]. 따라서 시설 적합성 확인은 설치 시점의 일회성 검사에 그치지 않으며, 설비의 수명주기 동안 동일한 기준으로 반복 확인된다.

3.2 운영·유지관리 단계의 점검

법정 검사와 별개로, 운영·유지관리 단계에서는 전기안전관리자의 상시 점검과 유지관리 활동을 통해 접지 연속성, 절연저항, 외함, 케이블·커플러 상태 및 정상 충전동작 등 설비의 현재 상태와 정상 운전 여부를 확인한다. 다만, 현행 법정검사 및 전기안전관리자 점검 기준에는 PE 상실이나 DC 출력측 절연고장 상태를 의도적으로 재현하여 고장 검출부터 에너지 전달 중단까지의 보호동작을 확인하는 별도의 시험방법이나 절차가 명시되어 있지 않다.

전기안전관리자의 점검 시 충전시설과 차량 사이 접지 연속성, 도전부-대지 간 절연저항, 금속제 외함의 접지상태, 케이블·커플러 상태 및 실제 충전동작 등을 확인한다[10] [11]. 이러한 항목으로 설비의 현재 상태와 정상 운전 여부를 판단할 수 있다. 다만 기술진단 메뉴얼은 한국전기안전공사의 업무 기준으로 법정 검사 기준과 다르다[11]. 메뉴얼이 다루는 정밀안전진단은 고객의 요청에 따라 계약을 통해 수행되는 엔지니어링 용역이므로 법령으로 대상과 주기를 정하는 정기 검사와는 다르다[11].

단체표준에서는 KSGA-034-7이 충전시스템의 설치 및 유지관리 요구사항을 제시한다[9]. 이 표준은 외관, 작동상태, 접지·절연저항, 전원입력 품질 등의 점검항목과 함께, 접지저항 점검주기(설비용량 300 kW 이하 매월 1회 이상, 초과 시 매월 2회 이상), 접지저항 기준(교류 완속 100 Ω 이하, 직류 급속 10 Ω 이하), 절연저항 기준(접지회로 구성 1 MΩ 이상, 비접지회로 구성 7 MΩ 이상) 등 구체적 관리기준을 제공한다[9]. 다만 KSGA-034-7은 협회 단체표준으로서 법적 구속력이 없는 기술 참고자료이며, 절연감시 기능에 대해서는 장치의 설치 여부 확인만을 요구할 뿐 장치가 생성하는 진단 결과를 유지관리 판단에 활용하는 절차는 제시하지 않는다[9].

차량 또는 시험수단을 이용하여 충전이 정상적으로 시작되는지를 확인하는 경우, 해당 시점의 충전시퀀스가 진행 가능한 상태임을 간접적으로 확인할 수 있다. 그러나 정상 충전 성공은 PE 상실이나 DC 출력측 절연고장과 같은 비정상 조건을 실제로 만들어 보호동작을 검증한 결과와 동일하지 않다. 정상 조건에서는 "고장 검출-상태 판단-통신 또는 제어-에너지 전달 중단"의 전체 과정이 실제로 발생하지 않기 때문이다.

4. System C 의 보호기능과 자체진단 범위

4.1 현행 기준과 2026 KC 개정(안)의 구분

System C의 세부 보호절차와 적합성시험을 설명할 때에는 현행 기준의 보호개념과 함께 IEC 61851-23:2023을 반영한 2026 KC 개정(안)의 상세 조항을 비교한다[5] [6]. 따라서 CableCheck 단계의 세부 절차나 시험저항 기반 판정조건 등 조항을 언급하는 경우에는 원칙적으로 “2026 KC 개정(안)”에 근거한 기술 비교임을 전제로 한다.

절연감시와 보호동작에 대한 기본 요구사항은 현행 기준에이미 존재한다. 현행 KC 61851-23은 IMD를 통해 절연저항을 감시하고, 절연저항이 특정 값 이하로 저하되는 경우 충전회로의 활성화를 방지하거나 충전회로를 분리하도록 하는 절연감시 및 자동분리 기능을 요구한다[3]. 이 시스템은 충전 중 누설전류와 절연저항 100 Ω/V 미만의 절연결함을 검출하며, 결함 감지 시 충전 중단을 제어해야 한다[3]. 보호도체에 대해서도 충전설비와 차량 간 접지 연속성을 검증하고, 문제가 발생하면 5초 이내에 충전을 정지하도록 규정한다[3]. 즉 2026 KC 개정(안)은 2018 KC 에 없던 보호기능을 새로 요구하는 것이 아니라, 기존의 절연감시·차단 장치를 절연감시장치(IMD)로 규정하고 판정기준을 세분화 한 것으로 볼 수 있다[5]. 개정(안)에서 절연저항 판정기준은 100Ω/V에 DC출력측 정격 최대 전압을 곱한 값을 임계치로 한다[5]. 따라서 판본 간 차이는 판정원리가 아니라 용어와 시험 절차의 상세도에 있다.

4.2 IMD 기능확인과 실제 절연저항 측정의 구분

2026 KC 개정(안)의 System C 는 충전 시작 전 EVSE와 EV 사이의 연결 및 안전 상태를 확인하기 위해 CableCheck를 수행하며, 이 단계에서 IMD 기능확인과 실제 절연저항은 다른 절차로 구분해야한다[5]. 실제 절연저항 확인은 DC+와 PE, DC-와 PE 사이에서 실측한 절연저항 값이 기준을 만족하는지 판정한다. 반면 IMD 기능확인은 회로의 절연 상태를 판정하는 것이 아니라, 절연을 감시하는 IMD 자체가 DC 출력측에 정상적으로 연결되어 절연 저하를 검출할 수 있는 정상 상태인지를 확인하는 절차다. 즉 절연저항 확인이 '절연 상태의 적정 여부'를 본다면 IMD 기능확인은 '측정 감시장치의 정상 동작 여부'를 본다는 점에서 대상과 목적이 다르다.

4.3 충전 중 절연감시와 오류 정지

System C의 보호개념은 충전 시작 전 일회성 절연확인에 그치지 않는다. 사전충전과 에너지 전달 단계에서도 DC 출력측 절연상태를 지속적으로 감시하고, 절연고장이 발생하거나 유효한 절연저항 측정이 불가능한 상태가 지속되는 경우 오류정지를 수행하도록 요구한다[3- 6]. 즉 충전기는 정상상태에서 자체 진단을 반복 수행하고 실제 운전 중 발생하는 절연이상에 대응하는 능동 보호기능을 가진다.

이 때문에 KESC 520.10에 DC 출력측 절연고장 확인 방법 및 절차가 없더라도 “보호기능이 검증되지 않는다”거나 “안전검증체계에 공백이 존재한다"고 단정하는 것은 적절하지 않다. 제품 단계에서는 적합성 시험으로 보호기능을 검증하고, 실제 운전에서는 자체 진단과 절연감시가 수행된다.

표 3 System C 보호기능의 검증범위 구분

Table 3 Classification of the verification scope for System C protection functions

구분 상세 시점 목적
IMD 정상 여부 IMD가 DC 출력측 절연을 정상 측정 여부 충전 전 절연감시 및 측정 확인
DC 출력측 절연상태 DC+/DC−와 PE 사이 절연 정상 여부 충전 전 및 충전 중 현재 절연상태 판정
지속 절연감시 충전 중 절연 변화를 지속적 감시 여부 충전 전 및 충전 중 상태 감시
절연고장 대응 절연고장 시 정지와 충전 중단 수행 여부 고장 발생 시 고장 검출부터 보호동작 확인
제품 적합성 시험 고장 조건에서 보호기능의 동작 여부 제품 시험 단계 제품 안전기준 확인

5. 검증 범위의 차이

5.1 시설측 검사와 제품 보호기능의 구분

앞서 4장에서 살펴본 제품 보호기능은 시설측 안전검사와 검증대상이 다르다. 시설측에서 저압 전원공급회로·배선의 절연저항은 KEC의 기준에 따라 확인한다[1]. 반면 DC 충전시스템의 DC 출력측 절연감시는 KC 61851-23이 규정하는 제품 보호기능으로, 충전시퀀스가 진행되는 동안 DC+/DC- 와 PE 사이의 절연상태를 감시한다[3]. 두 검증은 대상(저압 전원배선 ↔ DC 출력회로)과 수행 시점(정지 상태 ↔ 충전 중 실시간)이 다르므로, 시설측 전원배선의 절연이 적합하다고 해서 충전 중 DC 출력측 절연상태 또한 적합하다고 볼 수 없다.

PE 관련 항목도 접지저항, PE 연속성, PE 상실 보호동작을 구분할 필요가 있다. 접지저항은 접지극·접지시스템과 대지 사이의 접지저항 값을 다루고, PE 연속성은 충전기 PE 단자에서 케이블·커넥터를 거쳐 차량측까지 보호도체 경로가 전기적으로 연속되어 있는지를 다룬다. 반면 PE 상실 보호동작은 해당 경로가 실제로 단절되었을 때 충전기가 이상을 검출하고 에너지 전달을 중단해야 하는 제품 요구사항이며[3], 이를 확인하려면 경로 단절을 실제로 재현하는 시험이 필요하다.

표 4 시설 안전검사와 충전시스템 보호기능의 구분

Table 4 Distinction between facility safety inspections and charging system protection functions

항목 대상 확인 사항 목적
접지저항 접지극·접지시스템 대지와의 접지상태 시설 환경 안전성
시설측 절연저항 전원공급회로·배선 전로-대지 절연상태 설치 상태 확인
PE 연속성 PE 단자-케이블-커넥터 보호도체 경로 연결상태 연속성 확인
DC 출력측 절연상태 DC+/DC−PE 충전 전·중 절연상태 출력측 절연 상태
PE 상실 보호동작 충전기-차량 PE 경로 상실 검출 및 충전 중단 고장 대응 기능
IMD 보호동작 DC 출력측 절연감시 절연고장 검출 및 오류정지 고장 대응 기능

5.2 정상 충전으로 확인 가능한 범위와 한계

정상 충전이 된다는 것은 해당 시점에서 충전기와 차량 간 충전시퀀스의 진행 조건이 충족되었음을 의미하며, 충전 시스템이 정상 운전 가능한 상태임을 간접적으로 확인할 수 있다.

다만 정상 충전 확인만으로는 PE 상실이나 DC 출력측 절연저하와 같은 고장조건에서 보호 동작이 정상적으로 수행되는지 확인할 수 없다. 또한, 충전 중 측정되는 데이터의 저장·조회 및 접근권한은 제조사 및 운영시스템에 따라 다르기 때문에 본 연구는 현장 검사자가 모든 충전기의 IMD 측정기능 상태와 Fault 로그를 직접 조회할 수 있다고 전제하지 않는다.

6. 국내외 고장상태 재현 시험방법과 현장 적용성

6.1 제품 적합성시험과 현장시험의 차이

2026 KC 개정(안)의 제품 적합성시험에는 IMD 측정 중단, 절연저항 저하 등 실제 고장조건을 의도적으로 만들어 EVSE의 반응을 확인하는 시험이 포함된다[5]. 이때 IMD 시험은 충전기 내부의 측정 연결이나 전원 연결을 시험 목적으로 끊거나 변경해야한다. 이처럼 제품에 직접 접근해야 하는 시험은 설치 충전기에 그대로 적용되기 어렵다.

반면 KSGA-034-5와 KSGA-034-26은 EV 시뮬레이터 또는 에뮬레이터를 사용해 충전시퀀스에서 PE 연결을 개방하거나 DC+/DC-와 PE 사이에 시험저항을 적용하여 고장상태를 재현하는 방법을 제시한다[7] [8]. 충전 전·중 절연이상 모의시험은 현장시험에서 선택적 항목으로 분류되어 있다[8]. 따라서 이 표준은 확정된 단체표준의 시험방법으로 기술적 유용성을 가진다. 다만 단체 표준이라는 특수성과 현장 검사 의무 적용은 구분할 필요가 있다.

표 5 주요 기준의 보호기능 시험방법 비교

Table 5 Comparison of protection function test methods under major standards

기준 PE 관련 시험 DC 절연/IMD 관련 시험 현장 적용 시 해석
현행 KC 61851-23 제품 안전요구·적합성체계 현행 제품 안전요구 현행 법적 제품기준
KC 61851-23 2026 개정(안) PE 연속성 상실 등 상세 적합성시험 IMD 기능확인·절연저항·고장상태 시험 일부 시험은 충전기 내부 접근 필요
KS R IEC 61851-23 PE 연속성·정지 요구 System C 절연감시·판정 현행 국가표준 기술요건
KSGA-034-5 EV 시뮬레이터에서 접지 개방 절연이상 재현 후 고장코드 확인 현장형 고장재현 참고
KSGA-034-26 충전시퀀스 이상·긴급중단 시험 CableCheck/충전 중 절연이상 재현 EV 에뮬레이터 기반 정밀시험 참고

6.2 정량값의 의미를 구분한 비교

절연 관련 표준에는 다양한 저항값이 등장하지만 동일한 의미를 갖지 않는다. 현행 KC 61851-23과 KS R IEC 61851-23에서는 정격전압에 비례한 절연상태 판정 기준이 사용되고, IEC 61851-23:2023 기반 2026 KC 개정(안) 역시 동일한 100Ω/V 기준을 System C 출력 전압에 맞춘 환산 값으로 적용한다[3- 6]. KSGA-034-26의 50 kΩ은 고장상태를 재현하기 위한 시험 저항이며 현장 설비의 일반적인 절연저항 합격기준으로 해석해서는 안 된다[8]. 또한 SAE J1772 역시 출력절연에 대해 전압비례 방식의 Warning/Fault 개념을 사용한다[12].

표 6 절연 관련 정량값의 기능적 의미 비교

Table 6 Comparison of the functional significance of insulation-related quantitative values

기준 대표 정량표현 기능적 의미 활용 방향
현행 KC 61851-23(2018) 100 Ω/V 절연 결함 검출, 충전 중단 기준 현행 국내 법적 기준
KS R IEC 61851-23 System C 500 Ω/V, 100 Ω/V Warning/Fault 절연상태 판정 전압 비례 판정개념으로 비교
KC 61851-23 2026 개정(안) 100Ω/V CableCheck, 운전 중 절연 상태 판정 현행과 동일한 판정원리
KSGA-034-26 50 kΩ 시험저항 절연고장 상태 재현 조건 합격기준이 아닌 고장모의 조건
SAE J1772:2017 500 Ω/V, 100 Ω/V 출력절연 Warning/Fault 국외 비교자료

본 연구에서는 특정 저항값이나 응답시간을 새로운 법정검사 값으로 제안하지 않는다. 다만 해당 기준에서 정한 허용범위를 벗어나거나 반복적 이상 징후가 확인되는 경우에는 7.6절의 조건부 보호기능 정밀검증 대상으로 검토할 수 있다.

7. 보호기능 검증을 고려한 안전검증 체계 개선방안

7.1 안전검증 체계 개선 방향

앞선 분석을 종합하면 DC 충전설비의 안전검증 개선은 현행 검사에 새로운 기능시험을 추가하는 방식보다 검증 단계별 목적을 구분하고, 확인 가능한 진단정보와 추가 정밀검증을 선택적으로 연계하는 방식이 적절하다. 본 연구의 개선방향은 다음과 같다.

1) 중복 최소화 : 충전기가 정상 운전 중 반복하는 진단과 동일한 검사를 현장검사에서 일률적으로 반복하지 않는다.

2) 검증목적분리 : 설치측 접지·절연과 충전시스템 DC 출력측의 PE·IMD 보호기능을 구분한다.

3) 진단정보 조건부 활용 : 제조사 또는 충전시스템의 운영 중 상태 정보와 Fault 이력을 제공하고 검사자가 적법하게 접근할 수 있는 경우 안전검증에 활용한다.

4) 조건부 정밀검증 : 정밀검증은 안전 관련 이상 발생, 부품 수리·교체, 이상 의심 등 사전에 정한 적용 조건이 발생한 경우에만 수행한다.

5) 적용 제품 기준에 맞춘 판정: 고장저항과 응답시간을 하나의 값으로 고정하지 않는다. 해당 시설에 적용되는 안전기준과 시스템 형식에 적절한 시험조건과 판정기준을 정한다.

7.2 검증수단의 적용성 평가

제안체계의 각 검증 수단의 위치를 정하기 위해 안전정보의 가치, 기존 정상상태 검증 대비 추가정보, 별도 시험으로 확인할 수 있는 수준, 현장 적용성을 기준으로 정성적으로 비교하였다. 여기서 “별도 시험 확인 수준”은 충전기 내부의 자체진단 결과에만 의존하지 않고 외부 측정·시험수단으로 결과를 다시 확인하는 정도를 뜻한다.

표 7 안전 검증 수단별 역할 및 적용 위치 비교

Table 7 Comparison of roles and application locations for safety verification methods

검증 목표 활용가치 추가정보 확인 수준
접지·설치측 절연·PE 상태 확인 높음 제품 자체진단과 중복 낮음 높음
정상 충전 동작 확인 중간 자체진단 통과의 간접정보 제공 낮음~중간
자체진단 정보 확인 높음 (제공 시) 반복시험 최소화에 유리 낮음
PE 상실 상태 재현 높음 정상검사 대비 추가정보 제공 높음
DC 출력 절연고장 상태 재현 높음 정상검사 대비 추가정보 제공 높음

비교 결과, 설치·현장 안전확인은 현장 고유의 기본 검증으로 유지하는 것이 적절하다. 자체진단 정보는 제공되고 접근할 수 있는 경우 보조정보로 활용할 수 있다. PE 상실 및 DC 출력 절연고장 상태 재현은 정상검사보다 추가적인 정보를 얻을 수 있지만, 장비와 작업 부담이 크다. 따라서 본 연구의 기준 및 분석 범위에서는 이러한 시험을 모든 설비에 일률적으로 적용하지않고 조건부 정밀 검증으로 활용하는 것이 적절한 것으로 판단된다.

이에 대한 전체 체계는 그림 1과 같다. 다만, 이 평가는 기준과 시험구조 분석에 근거한 상대적 판단이다. 비용, 검사시간, 반복재현성 등 정량적 평가는 후속 실증을 통해 보완할 필요가 있다.

그림 1 기존 안전검증 체계와 자체진단 정보를 연계한 DC 충전설비 안전검증 개선 체계

Fig. 1 An improved safety verification system for DC charging equipment that integrates the existing safety verification framework with self-diagnosis data

../../Resources/kiee/KIEE.2026.75.10.2691/fig1.png

7.3 기존 검증단계의 유지

제품 안전검증과 설치·현장 안전확인은 각각 고유한 검증목적을 가지므로 기존 체계를 그대로 유지한다. 제품 안전검증은 충전기가 제품 안전기준에 따른 보호기능을 갖추었는지를 확인하고, 설치·현장 안전확인은 설치 후 사용환경과 유지관리 과정에서 달라질 수 있는 접지·절연·배선 및 케이블 상태를 확인한다. 두 단계는 검증대상이 다르므로 어느 한쪽이 다른 쪽을 대체하지 않는다.

다만 2026 KC 개정(안)의 일부 상세 시험은 시험을 위해 내부 연결을 변경해야 하므로, 이를 현장 정기 검사에 그대로 적용하는 것은 적절하지 않다. 따라서 현장 검사는 제품 시험을 반복하는 것이 아니라 현장에서만 얻을 수 있는 정보를 확인하는 역할로 구분한다.

7.4 운영 중 자체진단 정보 활용 방안

운영단계에서는 충전기가 생성하는 자체진단 정보를 안전관리의 보조정보로 활용하는 방안을 제안한다. 다만 모든 제조사의 충전기가 동일한 구조 및 시스템을 사용하지 않으므로 일괄적으로 특정 사항을 요구할 수 없으며, 현장 검사자가 모든 시설의 관리 시스템에 접근할 수 있다고 가정하지 않는다.

제도화 이전에는 소유자·운영자 또는 안전관리자가 제공할 수 있는 정보만 활용한다. 예를 들면 IMD 측정기능 상태, 절연 관련 Fault, PE 관련 Fault, 오류 정지 및 수리 이력이다. 이러한 정보를 관리 기록과 함께 확인하여 이상 설비를 선별한다.. 다만 추후 법정검사에서 자료 제출이나 조회 협조 등을 의무화하려면 별도의 제도적 근거가 필요하다.

표 8 자체진단 정보의 확인 목적과 활용방안

Table 8 Purpose of verifying self-assessment information and plans for its utilization

항목 목적 활용 방향 조건
IMD 측정기능 상태 절연감시 장치의 기능상태 확인 측정기능 정상/이상 보조 확인 제조사 제공·접근 가능
최근 절연상태 DC 출력측 절연상태 확인 정상 충전 결과 보완 상태·판정 이력 제공
PE 관련 Fault 보호도체 이상 이력 확인 반복 이상 선별 고장코드 의미 확인 가능
절연 관련 Fault 절연저하·측정불가 이력 확인 정밀검증 필요성 판단 로그 보존·조회 가능
발생시각·횟수 반복성·최근성 확인 유지관리 우선순위 설정 시간정보 저장
오류정지 이력 보호동작 발생 여부 확인 기능 이상 의심설비 선별 이벤트 기록 제공

Fault 정보는 고장의 근본원인을 특정하는 정보로 해석해서는 안 된다. 같은 절연 Fault라도 케이블, 커넥터, 차량 측의 측정 오류 등 여러 원인이 가능하다. 따라서 진단정보는 원인분석의 수단이 아니라 이상설비 선별과 정밀검증 우선순위 설정을 위한 정보로 활용하는 것이 타당하다.

또한, 케이블의 반복 굴곡에 따른 도체 피로, 피복 마모·손상, 커넥터 접점 마모 등의 물리적 열화는 사용 과정에서 누적될 수 있다. 따라서 단일 시점의 정상/Fault 판정만으로 열화 진행 정도를 충분히 판단하기 어려운 경우에는 절연 관련 측정값의 변화 추이, Fault 발생 이력 및 케이블·커넥터의 외관 상태 등을 함께 확인할 필요가 있다.

절연은 측정 값이 합격 범위에 있더라도 열화의 간접 지표가 될 수 있으므로, Fault 발생시각·횟수, 측정 값의 변화량 외에도 표 8의 정보와 결합하여 분석해야 한다. 열화가 의심되는 설비는 7.6절의 조건부 정밀검증 대상으로 선별할 수 있다.

이러한 활용 방안을 여러 제조사 설비에 적용하려면 제조사마다 상이한 Fault 로그와 데이터 구조를 현장에서 일관되게 수집·해석할 수 있도록 최소 진단정보 항목과 로그 포맷의 표준화가 필요하다.

7.5 단계별 실행방안 및 법적 적용경로

그림 1의 개선 체계가 제품·설치·운영·조건부 정밀검증으로 이루어지는 계층 구성을 뜻한다면, 이 절의 실행 경로는 그 구성 중 새로 제안한 부분을 제도에 반영해 가는 시간적 도입 순서를 뜻한다. 실행경로는 ① 현행 활용, ② 실증·표준화, ③ 제도화의 세 단계로 구분하였다.

1단계(현행 활용)에서는 현행 제도 안에서 가능한 진단정보와 자율점검 정보 등을 활용한다. 이를 현장 점검 결과와 대조하여, 이상 징후가 있으면 추가 진단 또는 점검을 권고한다.

2단계(실증·표준화)에서는 1단계에서 활용한 진단 정보의 항목·로그 형식을 표준화하고, 고장 재현 시험장치와 절차를 현장에서 실증하여 시험의 안전성·재현성 등을 확인한다.

3단계(제도화)는 관련 자료와 근거를 확보한 뒤, 필요성이 입증된 항목에 한해 KESC 등 관련 표준에 수행 주체와 적용 조건을 명문화하는 방안을 제시한다.

표 9 단계별 실행방안과 제도적 위치

Table 9 Phased implementation plan and institutional status

단계 구분 상세
1단계 현행 활용 주체 소유자·운영자, 전기안전관리자,제조사
내용 진단정보·Fault·수리이력, 설치·현장 점검 결과와 함께 이상설비 선별
적용 수준 유지관리·점검·기술진단 보조자료로 법정검사 의무항목 아님
다음 단계 데이터 접근성, 반복 이상 유형, 검증 사례 축적
2단계 실증·표준화 주체 KESCO·연구기관·제조사·사업자 등 협력
내용 진단정보 항목, 로그 형식, 고장재현 시험장치와 절차의 현장실증
적용 수준 연구·시범·기술진단 단계
다음 단계 안전성·시간·오검출에 대한 근거 확보
3단계 제도화 검토 주체 관계부처 및 검사기준 운영기관
내용 필요성이 입증된 항목에 대해 확인 방식, 수행주체, 트리거 및 판정절차를 명문화
적용 수준 법정검사 반영 시 KESC 및 관련 표준등 제도적 개정 선행 필요
다음 단계 개정된 기준에 따른 제한적·조건부 적용

7.6 조건부 보호기능 정밀검증

보호기능 정밀검증은 모든 충전기를 정기적으로 반복하는 시험이 아니라 보호기능을 다시 확인할 명확한 사유가 생겼을 때만 수행하는 사건기반 절차로 제안한다. 예시 조건은 반복되는 PE·절연 Fault, IMD·제어보드 등 주요 부품의 수리·교체, 정상 충전 결과와 진단·현장측정 결과의 불일치, 사고·비정상 정지 또는 보호회로에 영향을 주는 주요 변경이다. 세부 판단 주체와 권고 조치는 표 10과 같이 구분한다.

법정검사와의 관계도 분명히 구분한다. 제도화 전에는 정밀검증을 KESC 법정검사 의무항목으로 보지 않는다. 설비 소유자·운영자의 요청에 따라 제조사 점검이나 기술진단 등 비법정 수단으로 활용할 수 있다. 향후 법정검사에 포함하려면 시험 수행 주체, 작업안전, 시험경계, 데이터 제출, 적용 조건 및 판정기준을 KESC와 관련 고시에 명시해야 한다.

표 10 정밀검증 트리거별 판단 주체와 권고 조치

Table 10 Decision-making entities and recommended actions by precision verification trigger

트리거 판단 주체 (제도화 전) 정밀검증 수행 주체 (제도화 전) 조치 사항
안전 관련 PE·절연 Fault 반복·미해결 운영자, 전기안전관리자 제조사, 기술진단 수행기관 고장원인 점검 후 필요 시 PE/절연 고장상태 재현
IMD·제어보드·접촉기 등 주요 보호부품 수리·교체 운영자, 유지보수자 제조사, 기술진단 수행기관 수리 후 보호동작 기능 재확인
정상충전과 로그·현장측정 결과 불일치 운영자, 안전관리자, 점검자 제조사, 기술진단 수행기관 로그·통신·측정 확인 후 선택적 정밀시험
사고·비정상 정지, 보호회로에 영향을 주는 변경 소유자, 운영자, 안전관리자 제조사, 기술진단 수행기관 재가동 전 보호기능 확인 검토

정밀검증의 확인 절차는 다음 구조로 구성한다. 정상 충전시퀀스 확보 → 정의된 고장조건 부여 → 고장 검출 확인-Fault 또는 이에 상응하는 상태 확인 → 에너지 전달 중단 및 출력 안전화 확인 → 고장조건 제거 후 복구 확인의 순서이다. 세부 시험조건은 적용 제품의 인증기준·시스템 형식·정격전압 및 시험목적에 따라 설정한다.

PE 관련 정밀검증은 시험장치를 이용해 PE 상실 상태를 재현하고, DC 출력측 절연 관련 정밀검증은 DC+/DC- 와 PE 사이에 시험 저항을 적용한 절연저하 상태를 재현하여 이상 검출과 충전 중지 여부를 확인한다. 구체적인 시험저항, 인가 위치, 응답 시간 및 출력 안전 기준은 해당 충전기에 적용되는 기준과 목적에 따라 정해야 한다.

현장 적용 전에는 별도의 실증이 필요하다. 일반 현장검사 장비만으로는 충전시퀀스를 유지하면서 PE를 안전하게 개방하거나 DC 출력측에 시험 저항을 적용하기 어렵고, 전압·전류·시간 및 Fault 통신을 동시에 기록하는 것도 제한적이다. 따라서 시험 장비의 절연·차단 안전성, EV 에뮬레이터 호환성, 제조사별 통신 연계성 및 작업자 안전성 등을 현장 실증을 통해 검토해야 한다.

8. 결 론

본 연구는 전기자동차 DC 충전설비의 안전성을 제품 안전기준과 현장검사 중 어느 한쪽의 관점으로만 평가하지 않고, 제품-설치-운영의 검증 단계에서 수행되는 검증기능을 비교하였다. 또한 현행 기준과 2026 KC 개정(안)을 명확히 구분하고, 상세 보호기능 분석의 범위를 System C로 한정하였다. System C는 국내 DC콤보 급속충전 계열과 직접 관련되며, 2017년 국내 급속충전 방식의 DC콤보 표준화와 2026년 전국 충전기 설치 현황을 통해 실무 적용성을 확인하였다[13] [14].

1) KEC·KESC 검사는 접지, 절연, PE 연결, 외함·배선·보호장치 및 충전설비의 시설 상태를 확인하는 현장 중심이며, KC 제품 적합성 시험과 목적이 다르다.

2) System C의 기술요건은 충전 전 절연상태 확인과 운전 중 절연감시·고장대응을 포함한다. 절연감시와 보호동작에 대한 기본 요구사항은 현행 KC 61851-23에도 이미 존재하며, 2026 KC 개정(안)은 이를 IMD라는 용어로 명확히 명명하고 관련 적합성시험을 상세화한 것이다. 다만 개정(안)은 검토 기준일 현재 미확정이므로 현행 KC로 인용해서는 안 된다.

3) 정상 충전 성공은 해당 시점의 정상조건에서 충전시퀀스가 진행되었음을 보여주는 간접정보이지만, 실제 PE 상실이나 절연고장 상태에서 검출부터 에너지 전달 중단까지의 과정을 직접 시험한 결과와 동일하지 않다.

4) KSGA-034-5의 접지 개방 시험과 KSGA-034-26의 절연이상 모의시험은 현장형 정밀검증 방법의 기술적 참고가 될 수 있다. 다만 이 단체 표준은 선택적 항목으로 법정검사 기준으로 적용하려면 별도 검토가 필요하다.

5) 본 연구는 기존 안전검증 체계를 유지하면서 운영 중 자체진단 정보 활용 방안과 조건부 보호기능 정밀검증 방안을 연계하는 개선방안을 제안하였다. 안전 관련 이상, 진단결과의 불일치 등처럼 명확한 사유가 있는 경우에만 고장상태 재현을 이용한 정밀검증을 검토하도록 하였다. 다만 PE 상실 및 DC 출력 절연고장 상태 재현을 이용한 정밀검증 절차는 분석대상인 System C 범위에서 해석해야 하며, System A·B 등 다른 방식에는 별도 검토가 필요하다.

6) 실행 경로를 현행 활용(진단정보·이력으로 이상설비 선별) → 실증·표준화(진단정보·로그 표준화와 고장재현 시험의 현장 실증) → 제도화(근거 확보 후 KESC 등 관련 표준에 명문화)의 세 단계로 구분하였다. 제도화 전에는 제조사·기술진단 등 비법정 수단을 활용하며, 법정검사 반영은 현장 실증으로 활용성이 확인된 뒤 검토한다.

한편 국제 표준에서는 충전 출력이 증가함에 따라 기존의 절연 및 보호도체 중심의 보호에서 온도 감시와 열관리까지 안전검증 범위를 확대하는 방향으로 진행되고 있다. 특히 분석 기준일 현재 초안 단계인 IEC 61851-23-3은 IEC 61851-23:2023의 System C 요구사항을 기반으로 메가와트 충전시스템의 보호도체, 전기적 안전 및 열관리 요구사항을 확장하여 규정한다[15]. 향후 고출력 충전 시스템에 본 연구의 제안 체계를 적용할 경우, 절연감시와 PE 보호뿐만 아니라 온도·열관리 진단 정보와 정밀검증 항목까지 확대할 필요가 있음을 시사한다. 다만 검증 목적의 분리와 조건부 정밀검증이라는 본 연구의 기본 틀은 검증 대상이 확대되더라도 동일하게 적용할 수 있다.

본 연구의 제안은 법정 정기검사에 즉시 새로운 시험을 의무화하는 기준안이 아니라, 현행 제도에서 활용 가능한 안전정보와 법적 근거가 필요한 제도화 항목을 분리하여 실행순서를 제시한 것이다. 후속 연구에서는 제조사별 진단정보 접근성·로그 신뢰성, 절차의 유효성 및 활용성 등을 실증 및 재현 시험으로 확인하고, 결과를 바탕으로 제도화 필요성과 범위를 판단할 필요가 있다.

Acknowledgements

This paper presents research conducted in 2026 with funding from the government (Ministry of Climate, Energy, and Environment) and support from the Korea Institute of Energy Technology Evaluation and Planning (KETER) (No. RS-2024-00424413, Development and Demonstration of an AI-based High-Efficiency MCS/Ultra-Fast Charging System)

References

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"Electric Vehicle Conductive Charging System – Part 23-3: DC Electric Vehicle Supply Equipment for Megawatt Charging Systems," IEC 61851-23-3 (Committee Draft), International Electrotechnical Commission, 2023. Google Search

저자소개

박재경 (Jae-Kyung Park)
../../Resources/kiee/KIEE.2026.75.10.2691/au1.png

He received his B.S. and M.S. degrees in Control and Instrumentation Engineering from GyeongSang National University in 2017 and 2020, respectively. H has been working as a researcher at the Electrical Safety Research Institute of the Korea Electrical Safety Corporation (KESCO) since 2024.

이기연 (Ki-Yeon Lee)
../../Resources/kiee/KIEE.2026.75.10.2691/au2.png

He received the B.S. and M.S. degrees in electrical engineering from Incheon National University, Incheon, Korea, in 2002 and 2004, respectively. He received the Ph.D. degree in IT Applied System Engineering from Jeonbuk national University, Jeonju, Korea, in 2020. He is currently a head researcher in the Electrical Safefy Research Institute of Korea Electrical Safety Corporation (KESCO) since 2004.

한가람 (Ga-Ram Han)
../../Resources/kiee/KIEE.2026.75.10.2691/au3.png

He received the M.Eng. degree in Electrical Engineering from Seoul National University of Science and Technology, Korea, in 2011, and M.S. degree in IT Applied System Engineering from Jeonbuk National University, Jeonju, Korea, in 2023. He is currently a researcher in the Electrical Safefy Research Institute of Korea Electrical Safety Corporation (KESCO) since 2012.

문영채 (Youg-Chae Mun)
../../Resources/kiee/KIEE.2026.75.10.2691/au4.png

He received his B.S. and Ph.D. degrees in Computer Information Science from Kunsan National University in Korea in 2007 and 2009, respectively. And his Ph.D. degrees in Computer Information Engineering from Kunsan National University, Korea, in 2018. Dr. Mun joined the technical manager at Hailight Company, Jeonju, Korea, in 2014. He is a researcher in Korea Electrical Safety Corporation Research Institute and a member of IEEE