최대 정격차단전류로 대형 조선 전장품의 국산화 실현
최대 정격차단전류로
대형 조선 전장품의 국산화 실현
국내외 산업 현장에 첨단 중전기 제품을 생산, 공급해온 현대중공업이 지난 9월 19일에 신제품인 고, 저압 차단기, 개폐기 및 디지털 보호계전기를 출시하였다. 특히 이번에 출시된 배선용 차단기(MCCB)는 국책과제로 선정되어 개발되었으며, AC460V 기준 150KA로 국내 최대 정격차단전류를 갖고 있어 그 동안 해외 수입에만 의존했던 대형 선박에 사용되는 제품을 대체할 수 있을 것으로 전망되고 있다.
글/ 허미주 기자(message1000@motioncontrol.co.kr)
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| UP MCCB HiMP-D VCB |
국내외 산업 현장에 첨단 중전기 제품을 생산, 공급해온 현대중공업이 지난 9월 19일에 신제품인 고, 저압 차단기, 개폐기 및 디지털 보호계전기를 출시하였다.
특히 이번에 출시된 배선용 차단기(MCCB)는 AC460V 기준 150KA로 국내 최대 정격차단전류를 갖고 있어 그 동안 해외 수입에만 의존했던 대형 선박 제품을 대체할 수 있으며, 납기도 빨라질 것으로 예상되고 있다.
국책과제로 선정되어 개발된 고차단 배선용차단기(UP MCCB)는 100~600AF, 80~150AF로 열동식 및 전자식 호환이 가능하도록 개발됐으며, 개폐 회수를 2만회로 획기적으로 증대시켜 내구성을 높였다. 또는 이 제품의 HBL 103Q, 203Q 타입은 원자력 성능인증을 획득하여 그 신뢰성을 입증 받았다.
추가로 출시된 초소형 배선용차단기(UC MCCB)는 50~225AF, 50KA 제품으로 국내 정격차단용량 대비 최소형으로 개발되어 고차단용량이 요구되는 발전소, 플랜트, 선박 등에 사용될 것으로 전망되고 있다. 기존 제품보다 사이즈가 45%정도로 컴팩트한 이 차단기는 Full-Accessory 구현이 가능하며, 차단 시간이 5ms이다.
특히 이번 배선용 차단기는 APA(Arc Pressure Actuator) 유닛이 장착되어 사고 발생시 자체 특허출원이 되어있는 Blower Part를 이용하여 이온화가스를 급속하게 배출시킬 수 있는 구조를 가지고 있다. 또한 전자기력을 이용한 반발 접점 구조를 갖고 있으며, 고강도 신소재를 사용해 내구성을 향상시켰다.
열동형 과부하계전기로
최적의 유동 조건 선정
신제품을 출시하면서 현대중공업의 전기전자시스템사업본부는 제품의 신뢰성을 검증하기 위해 과부하 개폐시험, 단락차단시험, 원자력검증을 각각 현대중공업 단락시험실과 KERI, 새한검증㈜ 등에서 테스트를 완료하였다.
현대중공업의 김덕중 과장은 “차단기는 전류 제한 기술이 정말 중요하다.”며 “현대의 이번 차단기의 경우 150KA에 트리 보다 먼저 메커니즘이 동작하게 되어 있다.”고 설명했다.
이번에 출시된 전자 개폐기(Magnetic Contactor&Starter)는 소형 9A~50A, 중형 65A~220A, 대형 260A~800A, 고급형 HiMP-D시리즈 등으로 구분할 수 있다.
이 제품은 우수한 자기 소화성을 가지며, 전자접촉기 중대형의 경우(65A~800A) 카셋트 방식으로 되어있어 제품 부착 상태에 조작 코일을 교환할 수 있다. 이외에도 AC 전용(W 타입), DC 전용(G 타입), AC/DC 겸용 및 Free Voltage (F 타입) 등 다양한 코일의 선택이 가능하다. 특히 F 타입은 전압 변동이 심한 부하에 적용이 가능하며, 소비전력이 AC전용에 비해 60% 정도 낮게 측정되고 있다. 소음 발생도 없어 먼지 등 주위 환경이 열악한 장소에 적용을 할 수 있다.
열동형 과부하계전기(HiTH)는 110A 이상의 외부 CT에 사용되며, 틀립시 틀립표시 레버가 돌출되어 있어 육안으로 확인할 수 있다.
또한 디지털 모터보호계전기(고급형 HiMP)는 다양한 보호 기능을 갖고 있으며, 고전류 예비경보 및 모터 운전시간 경보 기능을 가지고 있다. 모터의 베어링 교체 시기를 설정하여 사용할 수도 있으며, 트립 후 사고 원인 및 사고 전류치가 표시되어 복귀를 신속하게 할 수 있다. 특히 기존 MC ARC 소호부 내의 상단부 Arc Chute부와 하단부 Bus Bar부에서 Back Flow가 발생하였던 문제를 해결하여 최적의 유동 조건 모델을 선정할 수 있다.
이 회사의 기중차단기(Air Circuit Breaker)는 HiAN, HiAS, HAT, HAS형이 생산되고 있으며, 630A~6300A까지 정격 전류를 생성할 수 있다.
HiAN형은 외형을 크게 축소하였으며, 6300AF까지 생산범위를 증대할 수 있다. 차단 용량은 100~120KA까지 증대할 수 있다. 특히 기존의 차단기들의 전력 소비가 많았던 단점을 보완하기 위해 무극화하고 힘을 최대한 아래로 하여 테이퍼를 설정할 수 있다.
또한 ACB 본체를 모듈화하여 절연 내력을 보강하고 오픈 상태에서만 입출입이 가능하게 하여 안전성을 높였다. 단자부 접속시에는 Line/Load의 역접속이 가능하며, 보수 및 점검이 용이한 전면설치구조를 채택해 편리성을 키웠다. 차단기의 모든 타입은 수평형, 수직형의 취부 방식을 선택하여 사용할 수 있으며, 아크의 이격거리를 최소화하여 넓은 공간 활용이 가능하다.
HiAS는 HiAN형과 호환성을 갖도록 외형 크기를 통일하였으며, 인출입 방법을 스크류 방식으로 채택하여 안전성과 편리성을 추구할 수 있다.
기존 제품이 100KA 차단 용량을 제공하는 데 비해 현대의 차단기는 120KA의 용량을 보유하고 있어 국내 최대의 차단 용량을 자랑하고 있다. 그 동안 부족하였던 KERI 인증도 받았으며, 품질 검증을 토대로 국내 대형 조선 전장품에 사용되고 좋은 평을 얻고 있다. 특히 이 제품은 국내보다 해외에서 먼저 출시되어 좋은 반응을 얻고 있다.
CuCr의 낮은 아크전압 밸브
전체 생산 분량 중 60% 해외 수출
이외에도 고압진공차단기(VCB)는 신규격 IEC9227-100을 적용한 제품으로 7.2KV~25.8KV 8~40KA, 400~3150A 모든 타입이 개발되어 출시되였으며, 기존 제품 보다 소형, 경량화로 배전반 제작이 용이할 뿐만 아니라 더욱 향상된 개폐 성능을 갖고 있다.
과거에는 차단 매질로 SF가스를 많이 사용했으나 환경 오염에 대한 우려로 현재는 진공을 이용한 방식이 사용되고 있다. 아크소호 매질로서 진공은 환경 친화적이며 유지 보수가 필요치 않는다.
또한 메커니즘을 구현하는데 더욱 유리하며, 구동시키기 위한 에너지가 상대적으로 적게 든다는 장점이 있다.
기존의 경우 저용량에는 직교계가, 고용량에는 축자계가 따로 쓰였지만 현대중공업의 진공차단기는 모두 축자계 사용이 가능해 효율적이고 안정적인 차단이 가능할 것으로 전망되고 있다. 신형 VCB는 신규격인 IEC 62271-100을 적용하여 만들었으며, 전기종 3싸이클 차단시간을 갖고 있다. 기존 기계적 수명도는 2만회에서 3만회로 올렸으며, 부품수는 230종에서 160종으로 줄였다.
몸체 구조는 모든 타입을 밀폐형 구조를 사용해 내부오염을 방지하였으며, 7.2~17.5KV는 차단용량별 동일 프레임을 적용할 수 있다.
예를 들어 고객이 7.2KV를 주문할 경우 17.5KV의 차단 용량을 제공할 수 있다.
이외에도 현대의 진공밸브(VI)는 HAF VCB를 위한 기존 타입의 진공밸브와 개선형 진공밸브, 고용량 진공밸브가 있으며, 이 제품들은 CuCr의 낮은 아크전압으로 접점 손실을 최소화 시킬 수 있다.
특히 고진공, 고절연의 내력 실현으로 진공차단기, 진공접속기 및 변압기 탭체인저에 응용이 가능할 것으로 기대되고 있다.
한편 현대중공업은 울산과 헝가리 부다페스트, 미국 로스엔젤레스에 있는 산업 연구소를 통해 신제품 개발에 주력하고 있으며, 기술의 고도화뿐만 아니라 스마트한 디자인의 제품을 출시하기 위해 노력하고 있다.
