[눈높이 기술] 스마트한 배선용 차단기 MCCB
전기 에너지 분야에도 스마트화의 움직임이 가속화되고 있습니다. 전력 기기 및 솔루션에 ICT 기술을 결합하면 어떤 일이 벌어질까요? 전력 소비를 줄이고 시스템을 효율적으로 관리하며, 기기 상태를 실시간으로 점검할 수도 있다고 하네요. LS ELECTRIC이 배선용 차단기인 Susol MCCB에 ICT 기술을 접목한 Susol Smart MCCB를 출시했는데요. 배전)저압연구팀 손종만 시니어가 Susol Smart MCCB의 특징을 소개해드립니다.
1. 기초 학습
MCCB란?
배선용 차단기는 선로가 과열되지 않도록 과부하를 감지해 전류를 차단해주는 기기예요.
선로(전기 회로) 보호를 위해 전류를 차단하는 장치인 회로 차단기(Circuit breaker). 과부하나 단락, 누전 등의 사고전류가 발생하면 화재로 이어지거나 감전 사고가 발생할 가능성이 높은데요. 이러한 선로 상태를 일찍이 감지하기 위한 장치가 바로 회로 차단기예요. 가정집에서 볼 수 있는 두꺼비집이 대표적 회로 차단기죠. 산업 현장에서도 다양한 종류의 회로 차단기가 사용되고 있어요. 전력 계통에 따라 크게 고압 차단기, 저압 차단기로 분류되고, 전류 흐름, 차단기의 목적, 전류 차단 방식 등에 따라서도 종류가 나뉘죠. 배선용 차단기(Molded Case Circuit Breaker, 이하 MCCB)는 교류 전용의 저압 차단기로 주목적은 과부하를 감지하는 것이에요.
잠깐 개념 정리! 목적에 따른 차단기의 분류
전기 회로의 이상 상태는 크게 과부하와 사고전류로 분류돼요. 과부하는 전기 회로에서 규정량을 초과하는 부하를 말하고, 사고전류는 의도하지 않은 경로로 선간에 절연이 파괴되어 순간적으로 매우 큰 전류가 흐르는 단락, 선로 손상(절연 파괴) 등으로 대지에 전류가 흐르는 지락, 역시 선로와 대지 간 절연 저항 감소로 미소 전류가 선로에서 대지로 흐르는 누전 등을 말합니다.
과부하는 부하를 덜어내면 되지만 사고전류의 경우 즉각적인 조치가 필요하기 때문에 차단기 역시 즉시 작동해야 하죠. 이러한 차이 때문에 차단기는 크게 과부하용(MCCB)과 지락·누전 전류용(누전 차단기 등)으로 나뉘어요. MCCB는 과부하를 감지하면서도 사고전류 감지 기능을 겸하는데, Susol Smart MCCB는 지락 감지 기능까지 겸하고 있답니다.
회로 차단기는 다양한 방식으로 전류를 차단하는데요. 전류를 차단하는 절연 매체에 따라 차단 방식이 달라져요. 공기, 오일, 바이메탈, 전자센서 등 다양한 절연 매체가 있는데 이 중에서도 MCCB는 주로 바이메탈이나 전자센서를 이용해 전류를 차단해요.
바이메탈은 서로 다른 종류의 금속판을 맞대어 놓은 이중 금속체인데요. 온도 변화에 따라 금속이 팽창 혹은 수축하는 원리를 이용해 과부하로 선로에 열이 발생하면 바이메탈이 구부러지면서 선로를 차단하는 방식이죠. 열로 동작하기 때문에 이를 열동전자식이라 불러요. 차단기 내부에 과전류를 검출하는 센서를 장착하는 방식도 있는데 이는 전자식이라 부르죠. LS ELECTRIC의 MCCB 시리즈는 열동전자식과 전자식을 지원하고 있답니다.
2. 궁금해요
Susol Smart MCCB에 계측 기능을 추가한 이유는?
Susol Smart MCCB는 기존 MCCB에 ICT 기술을 더해 더욱 강력해진 계전, 계측 기능을 자랑해요.
선로 보호를 위해 다양한 방식으로 ‘전기 회로의 개폐를 자동 제어’하는 MCCB. 이러한 MCCB의 기능을 ‘계전’이라 해요. 기존의 Susol MCCB 시리즈는 바로 이 계전 기능에 초점을 맞춘 차단기였는데요. 이번에 새롭게 출시된 Susol Smart MCCB는 전류, 전압, 전력을 측정하는 계측 기능을 더했다는 점에서 기존 시리즈와 차별화되죠. MCCB에 계측 기능을 새롭게 추가한 이유는 무엇일까요?
차단기가 선로의 전류, 전압, 전력을 측정한다는 건 선로의 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있음을 뜻해요. 차단기를 통해 선로 운영 정보가 쌓이기 때문에 사고가 발생할 경우 신속한 원인 파악이 가능하고 복구 작업에도 속도를 낼 수 있어요. 선로 상태뿐만 아니라 차단기 개폐 상태 및 개폐 횟수 등의 데이터도 축적하기 때문에 기기 자가 진단이 가능하고 유지 및 보수 과정도 효율화할 수 있어요. 한마디로 Susol Smart MCCB는 기존 차단기에 모니터링 기능이 통합된 제품이랍니다.
계측 기능의 장점은 이뿐만이 아니에요. 넓게는 전력 계통 운영에도 효율화를 가져다주죠. 전력 계통은 MCCB뿐만 아니라 다양한 회로 제어용 기기로 구성돼요. 이 회로 제어용 기기의 집합체를 분전반이라 하는데, 데이터 수집을 통해 개별 기기의 모니터링이 가능해지면 지능형 분전반을 구성할 수 있어요. 특히 Susol Smart MCCB는 이 저압기기 간의 연결성을 높이기 위해 통신 기능을 강화했답니다.
3. 핵심 정리
Susol Smart MCCB의 강화된 계전, 계측 기능을 자세히 살펴볼까요? 우선 계전 요소의 미세 조정이 가능해졌어요. 앞서 차단기의 동작 시간이 중요하다고 말씀드렸죠? 이 동작 시간은 크게 장한시(Long time protection), 단한시(Sort time protection), 순시(Instantaneous protection), 지락(Ground fault protection)으로 구분되는데 Susol Smart MCCB는 이 모두를 지원하기 때문에 목적에 따라 동작 시간을 설정할 수 있어요. 계측에 있어선 오차율을 크게 줄임으로써 계측 정밀도를 높였어요. 또한 계측 정보는 모바일 앱에 연동되기 때문에 배전반 및 기기 에너지 정보를 실시간으로 모니터링하고 관리할 수 있죠. Susol Smart MCCB의 특장점을 정리해볼까요?
이것만 기억하세요!
Susol Smart MCCB의 특장점
1.계전 요소(LSIG) 미세 조정 가능
2.계측 정밀도 제고
3.실시간 모니터링으로 기기 자가 진단 및 유지 보수 효율화
4.기기 간 연결성을 위한 통신 기능 강화
4. 더 알기
Susol Smart MCCB 더욱 똑똑하게 활용하기
디지털화는 전력 계통 자체에 구현되었을 때 그 효과가 증폭되겠죠? LS ELECTRIC은 개별 기기의 디지털화뿐만 아니라 전력 계통의 스마트화 솔루션을 제공하고 있어요. 그리드솔 케어 솔루션이 바로 그것이죠. 그리드솔 케어 솔루션은 스마트 배전반, 송배전 진단 설비, 신재생 설비 등 전력 계통을 구성하는 주요 기기를 포괄하는 최상위 운영 계층 서비스예요. 이 그리드솔 케어 솔루션의 스마트 배전반 핵심기기로써 Susol Smart MCCB를 적용한다면 전력 계통을 더욱 효율적으로 운영할 수 있겠죠?
Susol Smart MCCB는 운영 효율화를 추구하는 저압 전력 계통 전 분야에 적용 가능해요. 신재생 에너지 발전, EV 충전 인프라와 기존의 주거용, 산업용 배전반에도 적용할 수 있죠. 에너지 소비 절감과 전력 관리 효율화를 목표로 한다면 말이죠!
