한전, 인공지능·로봇 기반의 전력설비 점검기술 성과 소개
스마트스틱 이용한 비접촉식 간접활선공법 시연 등

배전 진단기술과 첨단 공법의 미래를 한 눈에 살펴보는 자리가 마련됐다.

한국전력(사장 조환익)은 지난 22일 나주혁신산업단지에서 ‘자율비행 드론 설비진단기술’과 ‘빅데이터 기반의 설비상태 자동분석기법’을 소개하는 시간을 마련했다. 작업자 안전을 위한 ‘전력선 비접촉식 활선작업 공법’에 대한 시연도 함께 진행했다.

이날 한전이 선보인 자율비행 드론 설비진단기술은 정부가 주관한 ‘2016년 시장창출형 로봇보급사업’에 참여했던 과제로, 핵심기술인 로봇과 광학기술을 접목해 차량 등의 진입이 어려운 산악지형과 하천횡단개소, 지상에서 살펴보기 힘든 전력설비의 상부 등을 드론으로 점검하는 기술이다.

이 때 활용하는 드론은 별도의 조작 없이 배전 전주와 철탑 등의 GPS 경로를 따라 자율적으로 비행하며 설비의 이상여부를 측정할 수 있다는 게 특징이다. 한전은 전주 GPS 구축 작업을 진행중인 나주와 제주 등을 시작으로 사업이 마무리되는 지역부터 자율비행 드론 점검을 확대할 예정이다.

이와 함께 공개된 설비상태 자동분석기법은 세계 최초로 빅데이터와 머신-러닝(Machine-Learning; 설비불량 점검을 위해 컴퓨터 시스템에 전기고장 유형을 학습시키는 과정) 기술을 접목한 것으로 참석자들의 많은 주목을 받았다.

이 기술은 차량에 광학과 열화상 등 각종 진단장비 일체를 탑재, 차량이 주행하는 동안 손쉽게 전력설비를 진단할 수 있다는 게 장점이다. 측정한 이미지와 자동분석 소프트웨어 등을 통해 고장 부문을 자동으로 찾아냄으로써 인력으로 점검하는 것 보다 시간과 비용을 최대 10배까지 절감할 수 있다는 말도 덧붙였다.

한전은 이 기술이 중동과 동남아시아 등 해외에서 많은 관심을 보이고 있다며, 국내 활용 뿐 아니라 공동개발에 참여한 중소기업과 함께 해외시장 진출을 추진하고 있다고 설명했다. 현재 숙련기술자의 70~80% 수준인 광학진단의 신뢰도를 99%까지 높여 나가겠다는 뜻도 내비쳤다.

진단기법 소개에 이어 스마트스틱을 활용한 배전 신공법 시연이 이뤄졌다.

한전은 이날 스마트스틱(절연스틱; Smart-Stick)을 이용해 전선과 일정거리 이상을 유지한 상태로 작업을 수행하는 비접촉식 간접활선공법을 직접 시연했다.

이와 관련 한전은 지난해 6월 모든 배전공사 현장의 직접활선공법 시행을 전면 폐지키로 결의한 바 있다.

직접활선공법은 전기가 흐르는 특고압선을 작업자가 직접 접촉해서 배전공사를 수행하는 기법이다. 하지만 직접활선공법으로 인한 작업자의 안전사고가 이어지면서 한전은 지난해부터 전선에 작업자가 직접 닿지 않고 공사를 수행할 수 있는 비접촉식 간접활선공법 연구를 진행해 왔다.

이날 시연된 비접촉식 간접활선공법은 오는 9월부터 전국의 작업현장에 본격적으로 도입될 예정이다. 한전은 스마트스틱을 통해 전체 공정의 60% 이상을 수행할 수 있다며, 작업자의 감전 등 현장의 안전사고 위험이 눈에 띄게 줄어들 것으로 기대된다고 전했다.

이날 시연회를 주관한 박성철 한전 영업본부장은 “오늘 시연하는 여러가지 신기술을 통해 정부 역점정책인 4차 산업혁명 구현에 있어 한전이 앞으로 주도적인 역할을 할 것”이라며 “특히 사람이 먼저인 안전한 작업환경을 만들기 위한 사회적 요구와 책임을 성실히 수행하겠다. 업계에서 오늘 시연하는 기법들을 잘 살펴보시고, 보완 및 개선이 필요한 부분에 대해 많이 제안해 주시기를 기대한다”고 말했다.

한편 이날 시연회에는 위승복 산업통상자원부 자동차항공과 사무관, 윤상용 대한전기협회 기술처장, 권오규 한국전기기술인협회 전기기술연구원장 등 정부 및 전력산업계 유관기관 관계자들과 박성철 한전 영업본부장 외 관련부처 담당자, 노동계 등 200여명이 참석해 배전분야 첨단 기술들을 살펴보고, 공법의 현장 도입 등에 관한 의견을 교환했다.

■사람이 갈수 없는 곳까지 ‘다리’의 확장 ‘자율비행 드론’

이날 한전이 선보인 자율비행 드론은 각 배전 전주의 GPS 정보를 기반으로 드론이 스스로 경로를 따라 비행하며 각종 전력설비를 진단하는 장비다.

이를 통해 차량이 진입하기 힘든 산악지형이나 하천을 횡단하는 지역, 지상에서는 점검이 어려운 전력설비의 윗부분 등을 점검할 수 있다는 게 한전 측의 설명이다. 사람이 관리하기 힘들었던 곳에 도달할 수 있도록 하는 다리 역할을 하는 셈이다.

특히 자율비행 드론은 사람이 직접 조작하지 않아도 드론이 사전에 계획된 경로를 비행하며 설비의 이상여부를 측정할 수 있다는 게 장점이다.

통신 두절 등 의도하지 않은 상황이 발생할 경우에는 드론이 자동으로 출발지점으로 귀환하는 등 보다 똑똑한 인터페이스가 적용돼 있다.

또한 지상의 통제센터에서 드론의 상태 정보 등을 실시간으로 모니터링하며 오작동 발생 가능성을 예방하고 있다.

이날 시연에 활용된 자율비행 드론은 1000mm급으로 이륙 중량 12kg, 임무장비 4K/IR 동시 탑재가 가능한 모델이다. 드론에는 2040만 화소, 광학 30배 줌, 초당 10연사 등의 기능을 갖춘 광학(EO)장비와 604×320급, 25mm급 열화상(IR) 장비가 탑재돼 설비의 이상 여부를 정밀하게 측정했다.

■보다 빠르고, 정밀한 눈으로 설비를 보다 ‘열화상 및 광학 자동진단’

자율비행 드론이 ‘다리의 확장’이라면, 설비상태 자동분석기법은 ‘눈’이다.

이 기술은 광학 및 열화상 장비 등 각종 측정장비와 자동분석 소프트웨어 등을 차량에 탑재하고, 차량이 주행하는 동안 각 전력설비의 상태 이상여부를 자동으로 진단하고 분석하는 것이다.

열화상 진단의 경우 측정부인 외부에 달린 열화상 및 실화상 카메라, 온·습도계 등을 통해 전주와 각종 설비를 촬영하게 된다. 이렇게 촬영된 이미지는 차량 내 자동분석 소프트웨어를 통해 자동으로 해석, 설비의 불량여부를 판정하게 된다.

고·저해상도 카메라를 활용하는 광학 자동진단은 비전장치(카메라), 제어장치, 제어 UI 등을 활용하는 것이다. 여기에는 컴퓨터 시스템에 전기고장 유형을 학습시키는 머신-러닝(Machine-Learning) 기술이 접목돼 있다.

이를 통해 사전에 학습된 패턴 분석을 통해 애자를 자동으로 검출하는 ‘자동검출’과 형태 및 변화 정도를 자동 인재해 설비상태를 진단하는 ‘자동진단’이 가능하다는 게 한전 측의 설명이다.

한전은 이를 통해 기존의 방식 대비 시간과 비용 등을 획기적으로 줄일 수 있다고 강조했다. 국내는 물론 중동과 동남아 등 해외에서 많은 관심을 갖고 있는 만큼 공동개발에 참여한 중소기업 등과 함께 해외수출화 방안을 모색하고 있다는 말도 덧붙였다.

■직접 전선에 접촉하지 않아도 되는 안전한 손 ‘스마트 스틱’

배전공사 작업자들의 안전을 위한 간접활선공법도 참석자들의 이목을 끌었다.

이날 한전이 소개한 비접촉식 간접활선공법은 스마트스틱(Smart-Stick)을 이용해 전선의 절단·압축, 피박, 테이핑, 바이패스 케이블 체결 등의 작업을 수행하는 것이다.

절연이 된 스마트스틱을 활용해 작업자가 전선을 직접 접촉하지 않고 작업을 진행할 수 있어 감전사고 등 그간 직접활선공법의 문제점으로 지목돼 온 위험요소들을 해소할 수 있다는 게 장점이다.

이와 관련 한전은 지난해 6월 전국의 모든 배전공사 현장에서 직접활선공법 사용을 전면 금지하고, 작업자가 전선과 직접 닿지 않고 공사를 수행할 수 있는 비접촉식 간접활선공법 연구를 진행해 왔다. 비용 등 작업의 효율을 따지기에 앞서 현장 작업자들의 안전을 최우선 가치로 둔 작업 방식을 고민하기 시작한 것.

한전은 이날 시연한 비접촉식 간접활선공법을 오는 9월부터 전국의 배전공사 현장에 확대·적용할 방침이다. 관련 개선 및 보안사항에 대한 업계의 목소리를 적극적으로 수용해 나가겠다는 뜻도 함께 전했다.