고압전력을 지키는 진공차단기 VCB
발전소 및 고층빌딩, 대형공장 등 고압, 특고압 전력을 사용하는 곳에서는 설비보호 및 전기공급 등의 안정적인 운영을 위해 우수한 성능을 가진 차단기가 필요합니다. LSELECTRIC은 고압전력계통 보호를 위한 진공차단기인 VCB(Vacuum Circuit Breaker)를 개발 및 양산 중입니다. 전력CIC) 마케팅팀(청주파트) 정동환 매니저가 작지만 강력한 SusolVCB의 특징을 알려드립니다.
VCB란? VCB는 진공 중의 높은 절연 내력을 이용하여 아크를 소호하는 진공 차단기입니다.
과부하, 단락, 지락 등 전력계통에 이상이 발생할 경우 이를 감지하여 선로를 차단함으로써 전력계통을 보호하는 차단기! 눈높이 기술의 애독자라면 선로 차단 방식에 따라 차단기의 종류도 다양하게 나뉜다는 사실을 아실 겁니다. 이번 시간에는 진공을 이용한 차단기 VCB를 소개해 드리도록 하겠습니다.
VCB란 진공중의 높은 절연내력을 이용하여 아크를 진공중에 급속히 확산시킴으로써 소호하는 차단기입니다. 진공 상태는 절연 내력이 높은 특성이 있습니다. 절연내력이란 절연체가 높은 전압에서도 파괴되지 않고 견딜 수 있는 능력을 말하는데 진공상태에서는 이 능력이 매우 강해진다는 뜻입니다.
이상 전류를 인식한 차단기가 선로의 접점을 떨어뜨림으로써 선로의 차단이 이루어지게 되는데, 이때 발생하는 아크를 소호하는 것도 차단기의 중요한 임무입니다. VCB는 아크를 신속하게 소호한다는 장점이 있습니다. 소호부를 담당하는 핵심부품인 진공인터럽터(Vacuum Interrupertor, 이하 VI)에 대해 알아보겠습니다. 선로에 과전류, 단락 및 지락사고 등 이상전류 발생시 외부계전기에 의해 차단기를 동작시키면 VI 내부의 접점이 떨어지고 이때 접점간에 아크가 발생하게 됩니다. VI 접점은 고온의 아크가 고정되어 있지 않고 나선형 면을 따라 빠르게 확산되어 사라지도록 설계되었습니다.
잠깐만 개념 정리!아크를 빠르게 소호하는 VI 구조
VCB는 절연 내력이 높기 때문에 특고압 및 고압 전력 계통에 사용됩니다. VCB는 진공중 높은 절연내력을 이용하므로 접점간 거리가 극히 짧고 타제품에 비해 제품크기가 매우 컴팩트하며 조작시 폭발음이 없어 저소음인데다 소음매질로 기름을 사용하지 않아 화재위험도 적습니다. 이러한 여러 장점 때문에 고압계통에서는 VCB가 널리 사용되고 있습니다.
Susol VCB 라인업은?고객의 요구에 맞추어 다양한 VCB를 생산 중입니다.
2008년부터 개발·출시된 Susol VCB는 전기적·기계적 신뢰성을 확보하고 스위치 기어 구성을 위한 편리성과 다양한 부속 장치 및 기능을 극대화하고 있습니다. 그 덕분에 장치산업, 발전소, 고층빌딩, 대형선박 등 주요 설비를 위한 특고압, 고압계통의 메인 차단기로 널리 사용되고 있습니다. LSELECTRIC의 Susol VCB는 다양한 제품 라인업을 자랑하고 있습니다. 2013년 원전용 VCB, 2015년 Retrofit VCB, 2017년 발전기 보호용 VCB, 2019년 Intelligent VCB, 2021년 미주 시장형 Conventional VCB 등의 신제품 시리즈를 출시했습니다.
이 제품들을 살펴보면 VCB 시장의 흐름도 파악할 수 있습니다. 최근 국내외 많은 기업들은 노후 전력기기를 안정적으로 운영하는 방법을 고민하고 있습니다. 이러한 요구를 충족시키기 위해 LSELECTRIC이 개발한 제품이 Retrofit VCB입니다. Retrofit VCB는 단종된 LSELECTRIC 또는 경쟁사의 구형 VCB를 신형 VCB로 교체하는 방식을 말합니다. 고객사 환경에 맞게 VCB 본체 또는 크래들을 제작하는 솔루션을 제공하고 있습니다. Retrofit VCB를 통해 고객사는 최소한의 교체 비용과 시간으로 VCB 수명을 연장할 수 있어 고객이 매우 만족하는 서비스입니다.
고객사가 원하는 규격의 VCB를 개발하는 방식도 있는데요. 원전용 Susol VCB가 대표적인 예입니다. 일반 발전소용 VCB와 달리 원전용 VCB는 원전 규격에 따라 내진, 내환경 시험 등을 통과해야 합니다. 지진 발생 등 가혹한 환경에서도 신뢰성 있게 VCB가 작동해야 대형 사고를 예방할 수 있기 때문에 엄격한 규격을 요구하는 것입니다. LSELECTRIC은 기존 VCB를 이러한 규격에 맞게 재개발하는 방식으로 고객 맞춤형 제품 생산에 주력하고 있습니다.
이번에는 LSELECTRIC VCB만의 강점을 살펴보겠습니다. 시중에 출시된 5000A VCB 제품 중에서는 LSELECTRIC VCB가 유일하게 자연 냉각 방식을 사용한다는 사실을 알고 계십니까? 산업장치의 대용량화에 따라 선로에 흐르는 전류도 커지는데, 특히 대형장치 산업현장에서 5000A 제품을 요구하고 있습니다! 큰 부하 전류가 흘러 많은 열이 발생하면 화재 위험이 높아지기 때문에 고객사는 5000A 제품을 선호합니다. 또한 큰 부하 전류 통전 시 제품의 적정 온도를 유지 및 관리하는 것이 중요합니다!
타사의 경우 VCB 또는 패널에 별도의 FAN을 적용하여 강제 냉각하는 방식으로 적정 온도를 유지하되, FAN 고장 시 발열로 인한 화재가 발생할 수 있습니다. 이를 위해 LSELECTRIC은 FAN을 사용하지 않고 자연 냉각 방식으로 적정 온도를 관리해 고객이 보다 안심하고 제품을 사용할 수 있는 솔루션을 제공하고 있습니다.
제품에 ICT 기술을 적용해 스마트화를 추구하고 있다는 점도 빼놓을 수 없습니다. 원래 VCB는 계전이나 계측 기능을 보유하고 있지 않습니다. 그런데 LSELECTRIC은 제품의 상태 및 무선 온도 센서 등을 추가하여 기기의 상태 정보를 지속 모니터링하고 보다 안정적으로 제품을 사용할 수 있는 Intelligent VCB를 개발하였습니다. 그럼 지금까지 설명한 LSELECTRIC VCB의 특징을 정리해 보도록 하겠습니다.
LSSusolVCB의 특징
전기적/기계적 고신뢰성
편리성 구성 및 다양한 부속장치 제공
Retrofit VCB로 제품 수명을 연장하여 교체 비용 절감
맞춤형 제품 및 서비스
자연 냉각 방식으로 VCB 온도 유지 (5000A 제품 중 유일하게)
ICT 기술을 적용하여 기기 상태 정보를 지속 모니터링
미국이라는 새로운 시장을 향해 전력시장 확대와 기기 노후화로 VCB 수요가 증가하고 있는 미국 시장에 본격적으로 진출하고자 합니다.
앞서 고객사가 원하는 규격에 맞게 다양한 VCB를 개발해서 대응 중이라고 말씀드렸죠? LSELECTRIC은 이러한 방식으로 미국 시장 전용 제품을 개발했습니다. 미국도 전력시장 확대와 전력기기 노후화로 VCB 수요가 증가하고 있습니다. 미국 시장에 진출하기 위해서는 미국 국가표준원(American National Standard Instrument, ANSI)의 심사를 통과해야 합니다. 미국 시장에 맞는 구조로 제품을 변경하는 과정입니다. 현재 미국 시장은 EATON, ABB, POWELL 등 메이저 기업들이 주도하고 있지만 LSELECTRIC의 오랜 경험과 노하우를 바탕으로 새로운 시장 개척을 위해 열심히 달리고 있으니 함께 지켜봐주세요~