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KERI, 40% 저렴한 전기과열 방지 무전원 무선온도 진단기술 개발정확한 온도측정 및 뛰어난 절연성능, 2020년 대량생산을 통한 제품 판매 추진
전기과열 방지 무전원 무선온도 진단기기 ⓒ KERI

반영구적으로 사용할 수 있는 자가발전 온도측정을 통해 수배전반이나 전선 등의 전력설비 과열사고를 효과적으로 막을 수 있는 획기적인 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국전기연구원(KERI, 원장 최규하) 배준한 책임연구원(기술혁신지원실장)이 실시간 모니터링이 가능한 ‘전력기기용 자가발전 무전원 무선온도 진단기술’을 개발하고 ㈜엘시그니처(Lsignature, 대표이사 조쌍규)에 기술이전했다. 이 기술은 선진국 제품 대비 40% 수준의 저렴한 가격 경쟁력을 갖는다.

배준한 책임연구원이 개발한 ‘전력기기용 자가발전 무전원 무선온도 진단기술’은 △자가발전(자기에너지 하베스팅)을 통한 반영구적 사용 △초저전력 2.4GHz 무선통신을 활용한 실시간 온도 모니터링 △쉽게 탈부착이 가능한 고탄성 클램프(고정장치) 구조 등의 장점으로, 수배전반이나 전선 등 전력설비의 온도를 보다 정확하고 안전하게 측정할 수 있다. 

수배전반의 부스바(도체)나 전선 주위에서 발생하는 누설 자장을 고집적 자기에너지 하베스팅(에너지 수확, Energy Harvesting) 코일을 통해 수집해, 온도센서 및 무선 송신기의 구동전원으로 사용하기 때문에 배터리를 교체할 필요가 전혀 없다. 기존 유선식 온도센서의 경우 배선작업 시간이 길고, 고장이 생기거나 배터리 교체 과정에서 감전사고의 위험성이 크지만, KERI가 개발한 기술은 스스로 자기장을 모아 전기로 활용하기 때문에 훨씬 안전하다. 

또한 ‘반도체형 온도센서’를 적용해 내열온도 및 전기절연 성능이 뛰어나고, 에폭시(Epoxy, 화학성분의 일환으로 굳어지면 절연체 및 접착제 역할을 하는 일종의 석유화학 물질, 내열성 및 전기절연성이 우수하고 SF6가스 대비 온실가스 배출을 줄여 보다 친환경적임)로 함침되어 있어서 물이나 먼지의 유입을 완벽히 차단한다. 각종 전자파 간섭과 방사능 영향에도 잘 대응하며, 화학적 반응도 없다. 그립감을 고려하여 손바닥 안에 들어올 수 있도록 크기를 최소화하여 누구나 쉽게 탈부착할 수 있으며, 고탄성 클램프 구조로 온도센서가 부스바에 직접 접촉하게 하여 정확한 온도 측정을 할 수 있다. 

배준한 책임은 “개발 기술은 수배전반을 비롯해 각종 전력 케이블과 변압기 터미널 등 다양한 분야에서 도체의 과열에 의한 전기 안전사고를 예방한다”며 “현재의 자기에너지 집속 효율을 더욱 높여 낮은 전류에서도 무선 통신이 가능하고, 온도·전류·습도·진동을 동시에 측정할 수 있는 복합 상태 진단센서를 개발할 계획”이라고 밝혔다. 

기술인 신문 / 최병태 기자 ( choibt828@naver.com )

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