월간전기

전기안전연구원-IT 기술을 적용한 전기재해 없는 세상

2009-09-01

IT 기술을 적용한 전기재해 없는 세상
국가 단위 전기안전망 및 전기재해 분석센터 구축

경기도 가평군 청평면에 위치한 전기안전연구원

전기안전연구원 고원식 원장. 그는 "전기안전 기술 연구개발도 중요하지만
무엇보다 안전의식을 강화해야 한다"고 강조한다.

2007년 국내에서 발생한 총 화재 건수는 47,882건. 이 중 전기화재는 9,128건으로 19.1%의 점유율을 차지했다. 감전사고는 650건, 전기설비사고는 5,725건으로 나타났다. 1999년 전기화재 점유율은 33%, 감전사고 783건, 전기설비사고 6,025건에 비해 줄어든 편이나 아직 미국, 일본, 영국 등 선진국의 전기화재 점유율 5~17%에는 미치지 못한다.
전기안전공사 전기안전연구원(원장 고원식)은 전기재해를 사전에 방지하는 것은 물론, 전기화재 점유율을 한자릿수로 낮춘다는 야심찬 목표를 세워 전기안전에 관한 조사, 연구 및 기술 개발에 매진하고 있다.

전기화재 원인 대부분은 '아크'
전기화재 원인인 합선, 과부하, 누전, 접촉 불량 등은 79%가 아크(스파크)에서 진전된다. 그러나 지금 사용하고 있는 누전차단기나 배선용 차단기는 과부하와 단락, 누전에 대한 차단기능은 갖췄지만 아크에 대한 보호 기능은 없다. 기존 차단기는 정격전류가 20A 또는 30A 초과했을 때만 동작하기 때문에 아크처럼 미미한 전류량에 대해 선반응을 하지않는다.
고원식 전기안전연구원 원장은 "미국의 경우 이미 2005년부터 습기가 많은 장소에서는 아크 차단기를 의무적으로 설치하도록 했으며, 2008년 12월부터는 이를 확대해 가정집에도 설치하도록 했다"고 말했다.
전기안전연구원은 2001년부터 아크로 인한 전기화재 예방 기술 개발에 본격적으로 착수, 2005년 아크감지 기능이 내장된 전기화재 감시 시스템 원천기술을 확보하고 특허를 획득했다. 이어 개발된 기술을 토대로 IT 기술을 적용, 원격 감시 및 제어 기능을 갖춘 지능형 홈 분전반 'HSCP(Home-Smart Cabinet Panel)'개발에 성공한다.

① 전류량 1~5A 직렬 아크 고장에 의해 소손된 피복
② 실험 결과 3A부터 발화됨을 알 수 있다.
③ 아크 감지 기능이 내장된 누전차단기

지능형 홈 분전반 'H-SCP'
H-SCP는 누전, 과전류뿐 아니라 아크 고장이 발생하면 경보음과 함께 전력공급을 차단시킨다. 또한전압, 전류, 역률 등 제어요소감시가 가능하며 분전반의 분기별 부하전류, 누설전류 및 아크 발생 징후를 전력공급차단전에 알 수 있다. 감지된 이상신호는 인터넷을 통해 현장작업자의 휴대용단말기에 전송돼 재해로 확대되기 전에 미리 조치할 수 있다. 이러한 모든 결과는 원격지관리자 서버에 저장돼 이력을 관리함으로써 각 수용가의 전기사용 상태분석이 가능하다.
고원식원장은 "MCCB, ELB 등기존보호장치는 피해발생 후 관리하는 시스템이므로 전기재해를 획기적으로 줄이기 위해서는 피해발생 전에 예방이 가능한 전기안전 관리 시스템이 필요하다"고 강조한다. 또한 전기재해 예방을 위해 실시하고 있는 기존 점검 체계에 대해서도 그는 "전기설비의 잦은 변화와 관리 인력 부족, 점검 시 수용가부재 증가로 개선이 요구되고 있다"며, " 이 모든 문제를 한꺼번에 해결할 수 있는 것이 바로 지능형 홈 분전반과 실시간 원격 관리 시스템"이라고 설명했다.

고원식 원장이 IT기술을 적용한 지능형 홈 분전반 ' H-SCP'와 실시간 원격
관리 시스템을 소개하고 있다.

원격 감시 및 제어장치 등 관련 재산권(특허 등) 4건을 획득한 HSCP는 2008년 6월부터 전주한옥마을 28개 가구에 설치 · 운영되고 있다. 고원식 원장은 "문화재청과 협의해 내년부터 전국의 민속마을을 중심으로 확대할 계획"이라며, " 이를 위해 전기안전공사는 만 호 정도 관리하는 서버를 구축하고 있으며, 2009년 2월 ㈜대륙, ㈜KEP와 지능형 홈분전반생산, 판매, 관리를 위한 업무협약을 체결했다"고 밝혔다.

2008년 4월 ' 대한민국 소방방재 · 안전 엑스포'와 10월 '
삼척세계소방방재장비 엑스포'에 참가해 지능형 홈 분전반(H-SCP),
원격관제시스템, 이동관리자용 단말기를 이용한 전기안전관리 시스템을
공개해 관람객의 발길을 불러 세웠다.

또한 그는 "재래시장, 복지시설, 소외계층의 일반주택 등 전기재해 취약시설에 H-SCP를 설치하고 국가단위의 전기안전망을 구축한다면, 약 20%의 전기화재점유율을 한자릿수로 낮출 수 있다"고 말했다.

전기재해 분석센터 구축
전기안전연구원은 국가 단위 전기안전망 구축과 함께 전기재해분석센터를 구축 할 계획이다.
이미 전기재해 분석은 연구원 내 재해예방센터에서 진행하고 있으며 법원, 경찰에서 의뢰한 원인 불명의 화재 사고 정밀감정 건수는 2008년까지 1,979건에 달한다. 또한 소방본부 등 전기화재 감식전문가 1,023명에게 42회에 걸쳐 연구원이 보유한 기술을 이전했으며, 2005년 단락, 2006년 과부하, 2007년 트래킹, 2008년 접촉불량 및 반단선 등에 관한 현장감정표준화를 위한 화재절차서를 순차적으로 개발해 보급했다.
고원식 원장은 "전기화재 감정에 대해서는 국내 최고 수준을 자랑한다"며, " 이처럼 정확하고 정밀한 분석이 가능한 것은 연구원이 1991년 전기안전 조사연구 업무를 시작한 후 꾸준히 쌓은 기술과 노하우 덕분"이라고 말했다.

전기재해 분석센터에서는 재해예방센터에서 진행해 온 분야를 화재분과, 감전분과, 설비분과, 신기술분과로 나눠 보다 체계적으로 조사 · 분석하고 관련 전문가를 양성할 계획이다. 각 분과별로는 산 · 학 · 연 · 관으로 구성된 대외 전문위원회를 구축하고 분야별 설비 결함, 사고, 재해 관련 지식기반을 구축한다.
분야별로 수집된 자료는 DB를 구축해, 수용가는 전기설비 이상 발생 시 서버를 통해 손쉽게 원인을 파악하고 대처하도록 한다.
또 한고원식원장은 "우리나라도제조물책임법(PL법)에 관한 소송이 증가하고 있으며, 전기설비 사고 역시 마찬가지"라며, " 전기재해분석센터는 전기기기제조업체, 전력 생산업체, 수용가의 중심에 서서 공정성을 가지고 과학적이고 전문적인 판정 기법으로 사고 원인을 분석할 것"이라고 말했다. 그는 "전기재해분석센터는 2009년 하반기에 구축 완료할 예정으로 인력구성은 마친 상태며, 연구원의 신뢰성 향상은 물론 틈새시장 발굴을 통해 수익 창출에도 기여하도록 하겠다"고 밝혔다.

신재생에너지 설비 안전성 검증 시급
최근 태양광, 풍력, 연료전지 등 신재생에너지 설비를 비롯해 하이브리드 및 전기자동차 보급이 확산되고 있으며, 정부의 적극적인 R&D 지원으로 신재생에너지 생산기술은 나날이 발전하고 있다. 그러나 이를 뒷받침 할 전기안전관련기술과 기준은 아직 미약하다.
전기안전연구원은 미래에 사용될 전기안전 기술 기반 확보를 위한 연구개발도 지속적으로 추진하고 있다. 현재 분산전원의 계통연계에 따른 전기설비의 안전성확보와 연료전지, LED, 하이브리드 및 전기자동차의 안전성 평가를 수행하고 있다.
고원식 원장은 "보다 정확한 검증을 위해 신재생에너지 관련 전기설비 안전성 평가 기법을 개발하고 실증실험장을구축할계획"이라고 밝혔다.

H-SCP를 이용한 전기안전 관리 시스템 구축도

전기안전공사에 설치된 전기안전 통합정보 관제 시스템 메인 화면.
관리자는 전주 한옥마을 지도에서 분전반 위치와 해당 분전반 경보
통계 및 리스트를 확인할 수 있다.
전기안전연구원 옥상에 설치된 5㎾ 태양광발전 시스템. 한운기 선임
연구원은 "모듈과 인체가 접촉해 감전사고가 일어날 수 있다"고 경고
한다.

태양광, 풍력, 연료전지 등 신재생에너지 시스템은 기존 장비와 검사기법으로 안정성을 평가하기 어려워 에너지원에 적합한 평가기법이 필요하다. 예를 들어 태양전지로 생산된 직류전기는 연료저장장치를 거쳐 인버터에서 교류전기로 변환돼 배전반을 통해 공급되기 때문에 직류와 교류를 구분해 평가가 이뤄져야한다.

① 2006년 한국표준협회 신기술으뜸상을 수상한 종합전기안정측정기
② 전기안전연구원이 개발한 전기설비 사고 원인 분석 계측장비
③ 단락 및 과부하겸용 실험장치

실증실험장은 신재생에너지 시스템과 리얼 타임 시뮬레이션(Real Time Simulation)으로 나뉜다. 태양광, 풍력, 연료전지시스템을 갖춘 가정집을 만들어 시뮬레이션으로 효율, 인버터 슬립 현상 및 허전압, KPX 측정 혼선, 접지 방식, 계전기 오작동, 모듈 온도 동작특성, 온도센서정특성 등 전기안전사고 위험성을 검증하는 것이다.

수입대체품 개발에 이어 해외시장 진출
전기안전 사고 예방을 위한 기술이나 기법과 함께 갖춰야 할 것이 전기설비를 정확하고 정밀하게 진단 할 수 있는 계측장비다.
산업기술이 발달함에 따라 계측기도 그에 적합한 것이 요구되어 왔지만, 국내 계측기 시장은 열악해 기업들이 선뜻 기술 개발에 나서지 못하는 형편이라 주로 수입에 의존하는 실정이다. 전기안전연구원은 2004년 4월 사내 연구과제로 종합전기안전측정기 개발 사업을 채택하고 계측장비 제조업체인 ㈜청파EMT와 공동개발에 착수해 2005년 5월 완료한다.

국가공인교정기관으로 지정받아 운영 중인 계기표준센터 전기표준실.
전기표준실에서는 계측기를 점검 · 교정해 공인성적서를 발행한다.
여기서 발행된 공인성적서는 전기안전연구원과 상호협정을 체결한
34개 나라에서 인정받을 수 있다.

국내 특허를 획득한 종합전기안정측정기는 1988년 전기안전연구원이 개발한 다기능계측기를 보완 개선한 제품이다. 다기능계측기는 절연저항계, 접지저항계, 교류전압계, 검상기, 검전기 등 5종의 계측기를 하나로 통합한 것이다. 그러나 다기능 계측기는 점검 PDA와 호환이 되지 않아 점검원이 측정한 수치를 PDA에 다시 수작업으로 입력해야 했다. 종합전기안전측정기는 이같은 단점을 보완해 측정한 수치를 바로 PDA로 자동입력이 가능하도록 했으며, 데이터저장 및 전송, 그래프, 리포트 기능을 강화했다. 또한 부재 수용가와 정전이 불가한 수용가에 대해 활선상태에서 누전여부를 확인 할 수 있는 기능도 추가했다.

전기안전연구원은 2009년 2월 28일 연구 분야별 중점 추진전략 워크숍
을 개최해 전기재해 감소 핵심 기술, 글로벌 마켓 진입 기술, 신기술 및
환경변화 대비 기술 등 3대 추진전략을 세워 전기안전 선진화 실현을
다짐했다.

그 외에 전원품질분석장비용 프로그램, 부분방전측정을 통한 케이블진단장비, 초음파코로나탐지기측정음파분석프로그램 등 전기안전연구원이 개발한 계측 및 실험장비는 20여종이 넘는다. 개발된 기술은 중소기업에 이전해 국내 기업 경쟁력 향상은 물론, 국내 계측기 산업 활성화와 국가 경쟁력 강화에 기여해 왔다. 고원식 원장은 "앞으로 국제규격에 부합하는 IEC검사기법을 제시해 국내시장뿐 아니라 해외시장 선점을 목표로 지속적인 연구개발을 하고 있다"고 밝혔다.

안전 의식이 무엇보다 중요
고원식 원장은 "전기안전 사고 예방에 있어 가장 선행해야 할 것이 안전의 식강화"라고 강조한다.
우리나라는 안전보다는 생산성이 우위에 있다. 어떤 곳은 생산성이 떨어지고 장비에 손상이 간다는 이유로 누전차단기조차 설치하지 않는다. 이에 대해시정을 요구하면 "지금껏 아무 이상 없었다"라고 답한다. 그리고 사고가 나면 뒤늦게 후회한다. 신재생에너지 설비도 마찬가지다. 안전보다는 일단 설치하고 보자는 식이다.
전기안전연구원은 전기안전 기술의 국내 확산과 제도 개선, 의식 강화를 위해 매년 상반기에 심포지엄을 개최해 산 · 학 · 연이 전기안전과 관련된 다양한 주제를 가지고 토의하는 자리를 마련하고 있다. 또한 해외기술 현황과 흐름을 파악하여 우리나라 실정에 맞는 기술을 도입고자 하반기에는 전기안전 세미나를 개최하고 있다. 올해로 6회째를 맞이하는 전기안전국제세미나는 녹색환경을 위한 전기안전기술이란 주제로 오는 9월 23일 서울에서 개최될 예정이다.
1976년 전기안전공사에 입사해 전기안전과 안정적인 전력 보급을 위해 수십 종의 계측 장비를 짊어지고 전국 방방곡곡을 누비고 다녔던 고원식 원장. 2004년 1월 1일 원장 첫 취임 후 그가 그려왔던 '전기재해 없는 세상'을 만들기 위해 안전 의식 강화와 함께 전기 안전 분야 다방면에 IT기술을 적용시켜 그 꿈을 하나씩 구체화하고 있다.

글, 사진_백종윤 기자 <전기안전연구원 (031)580-3114 / http://re.kesco.or.kr>

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