피뢰기는 전력계통에 유입되는 이상전압으로부터 설비를 보호하는 장치로, 전기를 생산하는 발전소부터 전기를 사용하는 모든 설비에 의무적으로 설치되고 있다. 그러나 피뢰기는 정확한 상태진단의 어려움으로 피뢰기 돌발고장으로 인한 정전사고가 발생하고, 또한 이러한 사고예방을 위해 주기적으로 교체하는 제한적인 방식으로 유지관리를 하고 있다. 지난 4월 7일(수)부터 9일(금)까지 개최된 2021 한국전기산업대전에 참가한 (주)서지텍은 이러한 시장 상황을 파악해 세계 최초로 피뢰기 사고인자인 저항성전류 측정장비를 개발, 유지관리비용을 절감하고 돌발고장으로 인한 정전사고를 조기에 예방할 수 있는 세계 최고수준의 진단장비를 개발해 많은 관심을 받았다. 동사는 이번 전시회에서 서울대학교와 공동으로 개발한 피뢰기 저항성 전류 분석기인 RCA2000을 공개하고, 내년부터 선진국이 선점하고 있는 글로벌 시장에 진출해서 피뢰기 진단시장의 글로벌 톱 기업으로 나아갈 것이라고 밝혔다.

(주)서지텍 이광호 대표이사(사진. 여기에)

세계 최고수준의 피뢰기 진단장비 공개

피뢰기는 낙뢰가 발생하면 신속히 대지로 방전해서 전기설비를 보호하지만 평상시에는 특별히 동작하지 않는다. 이러한 수동적인 특성으로 인해 전기설비나 피뢰기 고장으로 정전사고가 발생하면 비로소 피뢰기 상태진단에 관심을 가지는 것이 일반적이다. 피뢰기는 낙뢰와 개폐 시의 이상전압과 상시 인가되는 운전 전압에 의한 경년열화 현상 그리고 내부 소자의 결함이나 환경적인 특성으로 인한 조기열화 현상으로 저항성누설전류가 증가해 온도상승으로 열 폭주에 따른 피뢰기 폭발사고로 정전사고로 확대된다. 이러한 문제점을 인지해도 피뢰기의 정확한 상태진단 어려움으로 교체시기를 판단하는 것은 매우 어려워서 현장에서는 일정 기간 경과 후 일괄교체를 하는 경우가 빈번하다. 그런데 이러한 피뢰기 사고인자를 정확하게 측정해서 불량 피뢰기만 사전에 교체하고 정상 피뢰기는 계속 사용함으로서, 돌발 정전사고를 예방하고 교체비용을 절감할 수 있다면 어떨까. 

2021 한국전기산업대전(Seoul International Electric Fair 2021)에 참가한 (주)서지텍 전시 부스 전경(사진. 여기에)

지난 4월 7일(수)부터 9일(금)까지 삼성동 코엑스에서 개최된 2021 한국전기산업대전(Seoul International Electric Fair 2021)에 참가한 (주)서지텍(Surgetec, 이하 서지텍)은 피뢰기 진단장비 전문 제조기업으로 축적된 노하우와 기술력을 통해 세계 최초로 피뢰기 사고인자인 저항성 전류를 직접 검출할 수 있는 장비를 공개했다.

서지텍 이광호 대표이사는 “당사는 전력설비 진단장비를 전문적으로 제조하는 기업으로 정확하고 신뢰성 있는 진단을 통해 피뢰기의 돌발사고를 예방하고 유지관리 비용을 절감할 수 있도록 피뢰기 저항성전류 분석기 ‘RCA2000’을 세계 최초로 개발하는데 성공했다”라고 밝혔다.

IEC규격 극복한 진단장비로 글로벌시장 진출

피뢰기 누설전류는 크게 저항성 전류와 용량성 전류로 구성된다. 용량성 전류는 피뢰기의 수명이 다할 때까지 일정한 반면, 저항성전류의 경우 시간이 지날수록 열화로 증가하는데 이러한 증가추세를 정확하게 진단해 피뢰기의 수명을 조기에 파악, 사고를 미연에 방지할 수 있도록 측정하는 장비의 필요성이 높아지고 있다. 

IEC 규격에 따른 피뢰기 진단법에는 ①전체 누설 전류 측정 ②고조파 측정 ③저항성 전류 측정 등의 방법이 있다. 그러나 이 세 가지 진단법은 각기 여러 문제점을 보유하고 있는데, 먼저 전체 누설전류를 측정하는 방법의 경우, 누설전류라는 큰 틀에서 볼 때 용량성 전류와 저항성 전류가 동시에 나타나 사고인자인 저항성 전류 측정의 정확도가 높지 않다. 

피뢰기 저항성전류 분석기 ‘RCA2000’(사진. 여기에)

이어 고조파 측정은 전 세계적으로 많이 사용하고 있지만 이는 사고인자를 간접적으로 측정하는 방법으로 계통전압에 존재하는 고조파 유입 시에는 오차가 많이 발생하는 것으로 국제학회에 보고되고 있다. 마지막으로 저항성 전류를 측정하는 방법은 정확도는 높으나 현장에서 전압인가의 어려움으로 실적용이 불가한 실정이다. 그러나 서지텍은 규격에서 현장 적용이 어렵다는 기술적 한계를 극복하고 위상검출기술을 기반으로 피뢰기 누설전류로부터 전체 누설전류(It), 용량성 전류(Ic), 저항성 전류(Ir)를 분리검출해서 피뢰기의 정상/불량 유무를 상태진단 할 수 있는 피뢰기 저항성전류 분석기 RCA2000를 시장에 공급하고 있다.

이광호 대표이사는 “장비의 기본원리는 국제표준규격 IEC 60099-5를 기준으로 두고 있다. IEC 규격에서 저항성 전류는 피뢰기의 사고인자로 명시하고 있는데, 당사가 세계 최초로 개발한 RCA 2000은 저항성전류를 높은 정확도(95% 이상)로 검출해내는 장비이다”라며 “서울대학교와 공동으로 개발한 이 진단장비는 국내는 물론, 적도 근처의 싱가포르에서 1년 365일 중 220일 동안 번개가 치는 것에 비해서 우리나라는 30일 정도만 벼락이 치기 때문에, 낙뢰 빈도 및 강도가 높아  피뢰기 사고가 잦은 적도주변 국가와 안정적 전기 공급이 요구되는 선진국을 중심으로 수출할 수 있도록 각종 해외인증을 획득하는 데 주력하고 있으며 내년부터 본격적인 글로벌시장 진입을 진행할 계획이다”라고 설명했다.

사고예방, 교체비용 최소화

서지텍의 RCA2000은 정확한 피뢰기 상태진단으로 정전사고를 예방할 수 있다는 점 외에도 관리비용 절감 측면에서 긍정적인 효과가 있다. 일반적으로 피뢰기는 상태진단의 어려움으로 일정 기간이 경과하면 주기적으로 교체하는 유지보수를 하고 있어, 이 과정에서 사용 수명이 남아있는 피뢰기의 교체까지도 병행되기 때문에 비용 손실이 발생한다. 그러나 서지텍이 제안하는 장비를 통해 피뢰기를 정확하게 진단/관리 한다면 수명이 다하거나 손상으로 사용이 제한되는 피뢰기의 교체비용만 지출하면 되기에 경제적 효과를 누릴 수 있다. 이것은 단순히 대규모 발전소에만 국한되는 사안이 아니다. 미국이나 일본 등과 같은 국가들은 민영화로 인해 전력기업들이 자체적으로 송배전망을 운영하고 있는데 이 교체 비용도 만만치 않다. 즉 피뢰기 교체에 따른 원가절감의 특성을 고려한다면 서지텍의 진단장비는 선진국에서 더 긍정적인 성과를 거둘 수 있어 글로벌 수요는 지속 확대될 것으로 전망된다.

RCA2000으로 현장 검증하고 있는 모습

한편, 서지텍 이광호 대표이사는 지속적인 기술개발로 시장에서의 영향력을 강화하겠다고 밝혔다.

이광호 대표이사는 “최근 기후변화로 낙뢰가 증가하고, 4차 산업혁명으로 전력공급의 안전성 증가로 피뢰기 상태진단의 중요성이 높아지고 있는 만큼, 차별화된 원천기술을 바탕으로 선진국이 선점하고 있는 피뢰기 진단 글로벌 시장의 퍼스트 무버(First Mover)가 되겠다”라고 말했다.