[국내외 중전기기 업체별 최신 기술] 분전반용 차단기의 과거, 현재, 그리고 미래

현대중공업㈜(www.hhi.co.kr)
신제품개발실 MCCB 개발팀_김세용 과장
(052)202-8118 / Sykim74@hhi.co.kr

개요

전기는 양과 음의 부호를 가진 두 종류의 전하가 나타내는 자연현상이다. 고대 그리스 과학자 탈레스가 BC 600년경 호박을 모피에 문지르면 전하를 띠게 되어 가벼운 물체를 잡아당기는 것을 보고, 최초로 전기현상을 발견했다. 호박을 의미하는 그리스어의 '엘렉트론'에서 '일렉트리시티(Electricity)'라는 말이 유래된 것으로 전해진다.
이 전기를 흘리는 저압 전기회로를 과부하나 단락사고로부터 보호하는 것이 저압차단기이며, 전 세계 어디에서나 전기를 사용하는 곳에는 반드시 설치되어 있다.
본고에서는 저압차단기 중에 일반인들의 일상생활과 가장 밀접한 관련을 가지고 있는 분전반용 차단기의 과거, 현재 그리고 미래에 대해 다뤄보고자 한다.

분전반용 차단기

1. 정의
'분전반용 차단기'란 통상 정격전압이 교류 380V 이하, 정격전류 125A 이하, 정격단락 차단용량 25㎄ 이하의 사양을 가진 배선용 차단기 및 누전차단기를 말한다. 규격에 의해 정의된 용어는 아니고 일반산업현장에서 사용되는 용어로, '산업용차단기'와 구분되어 통칭되고 있다.

2. 기능
모든 차단기는 인간의 생명과 재산을 보호하는 것이 가장 큰 기능이며 목적이다. 특히 분전반용 차단기는 주택용 세대분전반에 내장되어 인간 생활과 가장 밀접한 주택 내에서 사용되기 때문에 안전 확보를 위한 다양한 기능을 가지고 있다(<그림1> 참조). 특히 전기화재와 관련해서는 아크결함차단기(AFCI)가 새롭게 부상되고 있다. 현재 미국 및 캐나다에서만 사용이 법제화 되어 있는 제품으로, 국내에서도 법제화 및 제품 개발을 위한 노력이 이루어지고 있다.

3. 분류
최근 관련 국내 KS규격이 국제규격인 IEC에 부합되는 내용으로 제정 및 개정되어 '주택용 배선차단기', ' 주택용 누전차단기'및 '산업용 배선차단기', '산업용 누전차단기'로 분류됐다(<표 1> 참조).

과거

과거 현대중공업㈜를 비롯한 차단기 제조회사는 '산업용 차단기'의 정격단락 차단용량(Rated Short-circuit Breaking Capacities, 이하 차단용량) 증대 및 다양한 부가기능 개발을 위해 많은 투자를 해 괄목할 만한 제품 성능 향상을 이룬 반면, ' 분전반용 차단기'는 상대적으로 그 중요성이 낮게 인식되어 낮은 차단용량(1.5㎄ 위주)의 저가, 단순기능제품만을 공급했다.

제품 사양을 살펴보면, 정격전압이 교류 220V 이하, 정격 전류 50A 이하, 차단용량 1.5㎄ 이하의 제품이 대부분이었다.
실제로 산업시설보다 전기로 인한 사고(<그림2> 참조)가 많이 발생한 주거시설에 사용되기에는 턱없이 부족한 성능의 제품들이 주를 이루었다.

현재

전기산업이 발전하고 다양한 기능을 가진 대용량의 가전제품 및 산업용 기기들이 개발되면서 분전반용 차단기에 대한 요구사항 또한 다양해지고 있다. 현대중공업㈜는 2009년 새로운 개념의 분전반용 차단기인 'U 시리즈'의 개발을 완료하고 2010년부터 본격적인 시판에 들어갔다.

기존 제품보다 차단용량 등 사양적인 측면이 많이 보강됐으며(<표 2> 참조), 특히 현대중공업㈜ 테크노디자인연구소에서 제품PI(Product Identity)에 직접 참여해 기존 제품보다 수려한 외관을 가진 제품을 개발했다(<그림 3> 참조). 해당 제품은 산업용 차단기와 동일한 콘셉트을 적용해 현대중공업㈜ 고유의 디자인 DNA를 구축했다는 평가를 받고 있다.

1. 미래형 주택
최근 범세계적으로 대두되고 있는 화두는 바로 그린 스마트 홈(Green Smart Home(House))이다.
오늘날 한계에 다다른 환경오염과 지구온난화를 해결할 '저탄소 녹색성장'이라는 새로운 패러다임의 한 예로서 새롭게 등장한 개념이다. 이는 스마트그리드 기술이 적용된 에너지 절감형, 더 나아가 에너지 제로형 미래 주택을 의미한다.
미래형 에너지 절감형 또는 제로형 건축물은 건물효율화를 통해 에너지 사용량을 큰 폭으로 줄이고 신 ㆍ 재생에너지 등을 활용해 사용량 이상의 에너지를 생산하는 친환경 건축물이다. 홈 네트워킹 기능 및 홈 컨트롤 시스템도 미래형 주택에 필요한 기술 중 하나이다.
미래형 주택에 필요한 분전반용 차단기는 기존의 단순 보호기능에서 한발 더 나아가 능동적이며 포괄적인 보호의 개념을 가져야 할 것이다.

2. 통합형 세대분전반
통합형 세대분전반이란 통신, 전기, 시스템이 통합된 기둥 형태의 세대분전반으로, 주상복합등 부하가 많은 건물에 적합한 제품이다. 스마트미터(Smart Meter) 등이 포함되어져 향후 구축될 스마트그리드 시스템에서 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.
실제로 최근 각 건설사들은 중대형 평수의 아파트를 중심으로 통합형 세대분전반을 적용시킨 설계를 진행하고 있다.
향후 분전반용 차단기는 Green, Smart 등으로 대변되는 미래산업의 안전을 지켜주는 핵심장치로 지속적인 변화의 흐름 안에 있을 것으로 예상된다. 분전반용 차단기의 변화는 언제나 현재진행형이다.