세계 최초 개발…정확도 높아
조달청 혁신제품, 신기술 인증
[전기신문 윤재현 기자] 피뢰기 사고인자인 저항성전류를 전압인가 없이 직접검출하는 위상분석기술을 기반으로 하는 장비가 세계최초로 개발돼 화제다.
(주)서지텍(대표 이광호)에서 개발한 이 화제의 제품은 “피뢰기 저항성전류 측정기(RCA2000)“로 조달청으로 부터 지난해 12월 24일 혁신제품으로 지정됐으며 신기술(NET) 인증도 받았다.
혁신제품으로 지정되면 혁신장터에 등록되고 공공기관에서 3년간 수의계약이 가능하며 혁신제품 시범구매 사업에도 참여할 수 있는 혜택이 주어진다.
최근 기후변화로 낙뢰가 증가추세에 있고, 4차 산업혁명에 따른 초연결사회로 진입하고 있어 이에 따른 전력공급의 안전성 요구증가로, 피뢰기 사고는 돌발 정전사고로 확대됨으로 피뢰기 사고예방을 위한 상태진단의 중요성이 높아지고 있다.
발전소부터 전기를 사용하는 모든 설비에 의무적으로 설치되는 피뢰기의 현장진단기술은 누설전류측정, 온도측정, 손실측정, 절연저항 측정방법이 있지만, 현장에서 현재 가장 많이 사용하는 피뢰기 진단기술은 누설전류측정이며 이 방법은 전체누설전류측정과 고조파 측정, 온도측정이 사용되고 있었다.
전체 누설전류 측정은 전체 누설전류(전체 누설전류(It) = 용량성전류(Ic) + 저항성전류(Ir)) 측정하지만 용량성전류가 대부분으로 피뢰기 열화를 확인할 수 있는 저항성전류(Ir)가 적어 증가하여도 민감성이 떨어지기 때문에 피뢰기 열화진단에는 어려움이 많다.
등가회로를 보면 용량성전류(Ic)는 0.2~3mA 이고 저항성전류(Ir)는 10~600㎂이므로 저항성 전류는 용량성전류에 비해 5~20배 차이가 날 정도로 작게 흐르기 때문이다. 피뢰기 열화는 저항성전류에 의해 열화되므로 이 부분만을 떼어내어 측정하는 것이 기술의 핵심이다.
IEC규정에 따르면 피뢰기로 흐르는 저항성전류를 10~600㎂까지 규정하고 있으므로 154kV의 전압이 피뢰기에 인가되어 운전중에 있다면 약 50W(600㎂기준)의 저항성 손실이 발생 한다는 것이다.
또한 3고조파 측정은 계통전압의 고조파 유입으로 피뢰기 자체발생 고조파 측정에 오차(최대 100%)가 많아 진단에 어려움을 겪고 있다. 온도측정은 피뢰기의 온도상승을 측정하는 방법으로 A,B,C상의 온도편차가 10℃ 발생하면 열화상태로 판단하여 교체하지만 온도가 10℃ 차이난다는 것은 결국 사고 임계점에 가서야 발견할 수 있다는 단점이 존재한다.
아울러 저항성전류 측정은 전압을 같이 넣어 측정하면 정확한 진단기술이지만, 변전소의 정전사고 유발 우려와, 전압을 인가해야 하는 불편으로 인하여 현장 적용은 거의 어렵고 실험실에서 사용하는 저항성전류 측정 기술이었다.
이런 단점을 극복한 ”피뢰기 저항성전류 측정기(RCA2000)“ 제품은 위상분석시스템을 탑재해 피뢰기 누설전류로부터 사고인자인 저항성전류를 전압인가 없이 정확(오차 5%이내)하게 측정하고, 또한 전체누설전류, 용량성전류 및 각 차수별 고조파를 측정하여 누설전류 파형을 보여주는 고성능 진단장비이다. 국제표준규격(IEC)에서 피뢰기 저항성전류 측정은 현장적용이 어려운 기술로 명시하고 있으나, 전압 영점검출 알고리즘과 퓨리에 급수(Fourier Series)를 이용한 위상분석 원천기술을 세계 최초로 개발·적용하여, 현재의 피뢰기 진단기술과 비교하여 월등한 기술적 우위로 차별화 된다.
금번 원천기술을 바탕으로 세계 최초로 개발한 피뢰기 저항성전류 측정기의 높은 진단정확도 진단장비는 국내는 물론 낙뢰 강도와 빈도가 높아 낙뢰 피해가 많은 적도주변 국가와 안정적 전기 공급이 요구되는 선진국(OECD) 중심으로 글로벌시장에 진출함으로써, 피뢰기 진단시장의 글로벌 톱(Top) 기업으로 나아갈 것으로 예상된다.
피뢰기(避雷器: 피할피, 우레 뇌, 그릇기)란 뇌를 피하는 기기이다. 영어로는 lightning arrester(번개 저지)라 부른다.
피뢰기는 발전소·변전소·송배전선로·전차선로·전기기기 등은 낙뢰(번개)에 의한 이상전압의 침입이나 선로의 차단기·스위치의 개폐 등에 의해 일어나는 이상 고전압이 침입이 될 경우 선로나 전기기기를 이런 고전압으로부터 보호하기 위해 의무적으로 설치된다.