 남도전기공업㈜ “R&D로 뿌리산업 선도할 것” BIXPO 2018에서 기자재 공급사 품질개선 ‘금상(1등)’
10월 31일부터 11월 2일까지 광주 김대중컨벤션센터에서 열린‘BIXPO 2018’에서는 한국전력공사에 기자재를 공급하는 기업을 중심으로 품질개선 콘테스트의 시상이 있었다. 이날 경기도 김포에 소재한 남도전기공업㈜(이하 남도전기)이 금상(1등)을 수상했다. 남도전기가 콘테스트 지원한 과제는 변압기의 2차 부싱 결합 부에서 고질적으로 발생하는 파손의 원인을 개선하는 프로젝트였다. 남도전기는 변압기 부싱과 전력기기부품, 피팅(Fitting) 등 비금속 기자재를 생산한다. 이를 위해 주조에서 후처리 및 가공, 도금(외주), 조립, 출고에 이르기까지 전 과정을 직접 수행하고 있다. 말하자면, 전형적인 뿌리기업이라 할 수 있다.
글 강창대 기자
뿌리기업은 제조업의 근간이 되는 ‘제조 공정기술’을 담당하는 기업이다. 따라서 뿌리기업은 산업 전반의 경쟁력에 지대한 역할을 하는 기업이라 할 수 있다. 공정기술이라는 특성상 뿌리기술은 많은 시행착오와 경험이 축적되어 발달하기 때문에 단시간 안에 경쟁력을 갖출 수 있는 영역이 아니다. 또한, 시대에 따라 기술에 대한 요구가 변화하기 마련이지만, 그 변화를 떠받치고 있는 것은 언제나 뿌리산업이었다. 그리나 뿌리산업은 그 중요성에 반해 3D(Difficult, Dirty, Dangerous) 업종으로 인식되고 있어 기술개발과 인력수급 등의 어려움을 겪고 있는 현실이다.
연구개발 및 수출기업
이러한 현실에서도 남도전기의 백민수 대표는 ‘뿌리산업을 근간으로 한 연구개발 및 수출기업’으로 남도전기를 키우겠다는 포부를 갖고 있다. 남도전기는 1988년에 설립한 중소기업으로 30년 동안 변압기 부싱과 전력기기 접속재 등을 제작해오며 비철 주물 및 가공 분야에 주력하고 있다. 남도전기는 연면적 9,000㎡에 달하는 제조시설을 갖추고, 용해로 3기와 샌딩기, 주조·단조기를 비롯해 다수의 제품 후 처리 설비를 갖추고 있다. 금속 주조 및 후처리 생산량만 월 80ton에 달한다. 뿐만 아니라, 남도전기의 오랜 업력이 말해주듯이 업계에서는 기술과 영업망이 탄탄한 내실 있는 기업이다.
백민수 대표는 2012년부터 관리이사로 남도전기에 합류해 올해부터 대표이사직을 맡고 있다. 백 대표가 입사하고 일 년 후인 2013년, 남도전기에 기업 부설 연구소가 들어섰고, 이듬해에는 ISO와 기술혁신형 중소기업, 벤처기업 등의 인증을 받았다. 그리고 2015년에는 병역특례업체로 지정되기도 했다. 연구소장을 비롯해 3명의 연구원을 갖춘 연구소는 특허 등록 8건에 현재 출원 중인 특허가 3건이다. 그리고 애자 연결장치와 원터치형 붓싱 클램프 단자의 조작 및 조립 방법 2건은 한국전력공사와 공동으로 특허등록된 기술이다. 이외에도, 남도전기는 2014년에 중소기업청(현 중소벤처기업부)으로부터 제품공정개발 프로젝트를 수행했고, 2017년에는 한전과 공동으로 과제를 진행하기도 했다. 올해에는 중소벤처기업부로부터 구매조건부로 신제품개발사업 등 총 3건의 연구과제를 진행하고 있다고 한다.
2016년부터 남도전기는 해외진출을 모색해 2017년에는 동남아와 중미 등지에 수출 MOU를 체결하는 등 수출기업으로의 면모를 갖추기 시작했다. 백 대표는 오는 2019년도에 ‘100만불 수출탑’ 수상에 자신감을 내비치기도 했다. 그가 남도전기에 부여한 ‘뿌리산업을 근간으로 한 연구개발 및 수출기업’이라는 꿈에 성큼 다가서고 있는 것이다. ‘BIXPO 2018’에서 남도전기가 수상한 품질개선 콘테스트 금상(1등)의 영예는 그간 남도전기가 뚜렷한 목표를 갖고 경주해온 노력의 결실이라고 볼 수 있다.  백민수 남도전기공업㈜ 대표
뿌리산업과 R&D
‘BIXPO 2018’품질개선 콘테스트에서 남도전기가 금상(1등)을 수상하게 한 프로젝트는 앞서 언급했듯이 변압기의 2차 부싱 결합 부에서 고질적으로 발생하는 파손의 원인을 개선하는 것이었다. 2차 부싱 결합 부의 파손은 변압기 불량의 주된 요인인 절연파괴와 밀접한 연관이 있다. 파손된 결합부에서 절연유가 누유돼 수분이 침투하기 때문이다. 2013년 7월부터 2016년 2월까지 약 3년 동안 변압기 제조사 A가 납품한 주상변압기 가운데 약 38%의 제품에서 2차 부싱 부분의 패킹균열과 누유가 발생한 사례가 있다. 또, 국내에 설치한 주상변압기 연간 교체 수량은 약 13만2,700대 정도(2010년 기준)이며, 이 가운데 절연과 관련한 교체수량은 2,035대이고, 절연파괴의 주요 원인인 누유 및 수분침투가 37%를 차지했다고 한다. 그만큼 2차 부싱 결합 부의 파손은 변압기 불량의 고질적인 문제인 셈이다.
이에 남도전기는 2차 부싱 결합 부의 주요 관리 요소 항목(작업자 오류, 애자, 금구, 패킹)에 대한 특성요인도(C&E Diagram) 분석과 주요 원인에 대한 파레토 분석을 시도했다. 그리고 애자 불량 및 공차 문제로 인한 작업자 오류(Human Error)가 주요 요인임을 밝혀냄으로써 이를 개선하기 위해 새로운 애자를 개발할 필요성을 도출해 내기에 이르렀다.
남도전기가 밝혀낸 2차 부싱 결합 부 손상 문제를 자세히 들여다보면, 우선 과다 토크 조임에 의한 부싱 회전 및 파손의 문제가 있다. 기존 제품의 절연유 누유 및 수분침투 부위는 금구와 상부 애자 결합 부위이다[그림 1, 표시 A]. 이곳에 패킹(Packing)이 사용되지만 상부 애자의 금구 삽입 홀(Hole)의 치수 공차에 의해 금구가 한쪽으로 편중됐다. 이로 인해 변압기 내부 절연유가 새거나 외부에서 침투하는 수분에 취약할 수밖에 없다.
그리고 도기애자(Porcelain) 치수 및 제조 공차로 인해 애자가 파손되기도 했다[그림 1, 표시 B]. 도기애자의 허용공차는 ±2㎜로 범위가 너무 크고, 제품 및 공정 특성상 최대 허용 공차의 범위조차 맞추지 못하는 문제가 있었다.
이외에도, 개스킷(Gasket) 편심 조립의 문제도 발견됐다[그림 2, 표시 C]. 도기애자의 제조 공차에 의해 개스킷이 아래로 치우친 상태로 조립이 되어야 하고, 개스킷과 애자의 접촉면이 1:1 비율이어서 조립하면서 발생하는 압력에 의해 변형이 발생할 수 있다. 이런 원인으로 개스킷이 외부에 노출될 경우, 오존에 의해 경화되거나 변압기 부하에 따라 상승한 온도 등으로 인해 변형됨으로써 누유와 수분침투가 발생하게 된다.
한편, 이 점은 관련된 표준이나 구체적인 관리기준의 문제로 소급될 수도 있었다.  [그림 1] 실제 제조되는 부싱 치수를 적용한 3D단면도 [그림 2] 개선된 제품의 형상과 조립
작업자의 실수까지 보완하는 디자인
남도전기는 올해 3월부터 2차 부싱 결합 부의 품질개선 프로젝트에 들어갔다. 고질적인 품질 문제를 개선하면서도 전혀 새롭기보다는 기존의 표준 및 규격을 준수하면서도 작업자들에게 익숙한 제품을 만들겠다는 목표도 세웠다. 문제가 개선될 경우, 제품 수명이 늘어나기 때문에 사용자는 더 많은 비용을 절감할 수도 있다. 그러나 제품의 가격대도 기존 가격을 넘지 않는 수준으로 설정해 사용자의 원가부담마저 없애겠다는 야무진 계획을 세우기도 했다.
이렇게 시작된 R&D 프로젝트는 성공적이었다. 외함과 애자, 금구에 일체형 회전방지 기능을 적용해 과대 토크(Torque) 조립의 문제를 개선했고, 스프링 와셔를 삽입해 풀림을 방지하도록 했다. 지나친 허용공차의 치수 문제는 사출 단계에서 치수공차 허용범위를 축소함으로써 이로 인한 불량을 최소화시켰다. 개스킷 편심, 그리고 오존으로 인한 파괴와 온도에 의한 변형 등의 문제를 해결하기 위해 개스킷과 애자의 형상을 개선하기도 했다[그림 2].
<Energy News>
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