K-water, 전력설비 절연진단 사업

우리 속담에 ‘소 잃고 외양간 고친다’는 말이 있다. 미리미리 준비했으면 엄청난 피해를 막을 수 있었

는데 그렇지 않았음을 비꼬는 속담이다. 이 속담에는 예방이 무엇보다 중요하다는 의미를 담고 있다.

전력설비의 경우 이 속담이 갖는 의미는 더욱 피부에 와 닿는다. 전력설비의 경우 사소한 고장에도

고객들에게 엄청난 피해와 불편을 초래하기 때문이다. 이에 전력설비에 대한 주기적인 점검을 통해

이상 유무를 감지하는 기술들이 연구개발 돼 적용되고 있다. 즉 고장이 발생한 후 대처하는 것이

아니라, 고장 발생 전에 미리미리 점검해 유지보수하거나 교체함으로써 고장 발생 자체를 차단하는 것

이다. 이러한 점검은 또 하나의 장점도 있다. 설계수명이 다 되면 혹시 발생할지 모르는 고장 때문에

교체를 하게 되는데, 멀쩡한 것도 교체 대상이 된다. 하지만 점검을 통해 비록 설계수명은 다 됐지만

제 기능을 발휘하는데 있어 전혀 문제가 없다는 결과가 나오면 그 설비를 계속 사용함으로써 교체

시기를 연장할 수 있어 그만큼의 경제성을 확보할 수 있게 된다. 이번에 소개하는 K-water연구원의

‘전력설비 절연진단 사업’ 역시 전력설비의 고장 예방과 수명연장이라는 두 마리 토끼를 한 번에 잡는

사업이다. 자세한 내용을 들여다 본다.

52 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine

電력질주Theme Focus

K-water(한국수자원공사)는 국내 유일의 물 전문 공기업이다. 통합 물 관리 전문기관인 K-water의

경우 댐을 이용한 수력발전을 통해 전력사업에 참여해 온 것은 다 아는 사실이다. 하지만 전력설비

절연진단 사업의 경우 관련업계에서는 이미 인정을 받고 있지만, 이 사실을 아는 일반인은 그리 많지

않다.

K-water가 전력설비 절연진단 사업을 개시한 것은 지금으로부터 17년 전인 1997년. K-water의

경우 전국적으로 다목적댐과 4대강 보, 조력발전소 및 수도사업장이 있다. 즉 전국에 있는 사업장에

발전기 약 90대, 변압기 약 250대, 전동기 약 500대, 그리고 수많은 고압케이블, 고압모터 기동반

등이 있다. 더욱이 이 설비들은 전기와 물을 생산하는 국가 주요시설로서 사고 시 정전 및 단수 발생

으로 큰 피해를 초래한다.

이에 K-water는 1997년부터 전력설비 정밀절연진단 기술 및 시험기기를 도입해 진단을 시작했다.

또한, 2004년에는 엔지니어링 활동주체로 등록했고 2010년에는 전력설비 개·대체 의사결정 기법을

개발했다. 2012년에는 전력케이블 절연진단(VLF, Very Low Frequency) 기술을 도입하는 등 다양한

진단관련 업무를 수행하고 있다.

그렇다면 전력설비 절연진단은 무엇이며, 왜 하는 것일까. 이러한 전력설비 절연진단에 대한 개념에

대해 K-water연구원 이은춘 팀장은 다음과 같이 제시했다.

“사람은 정기적으로 건강검진을 받습니다. 간단한 검사에서부터 CT, MRI 등 건강상태를 체크하고

문제가 있는 부분을 치료받습니다. 그 결과 현재 인간의 평균수명은 과거보다 많이 늘어났습니다. 이

와 마찬가지로 전력설비도 정기적인 검사가 필요합니다. 절연진단이란 사람의 건강검진처럼 전력설

비를 검사하는 것을 의미합니다. 주기적인 절연진단 결과를 바탕으로 경제적인 유지보수를 실시하여

설비수명을 연장하고 사고 없는 안정적인 설비운영을 실현하고 있습니다.”

이처럼 ‘발전기, 전동기, 변압기 등 전력설비의

수명은 얼마일까? 수명을 늘릴 수는 없을까?

고장이 나는 원인은 무엇일까?’ 등 다양한 의문

들에서 절연진단은 시작되었다고 할 수 있다.

전기사고는 대지와 도체와의 지락사고와 도체와

도체 간의 단락사고로 이뤄진다. 즉 도체를

둘러싸고 있는 절연체에 문제가 생겨서 발생

되는 것이다. 이에 대해 절연진단의 여러 시험

들을 통해서 절연체의 상태를 분석하고, 그

이상 유무를 사전에 파악하는 것이다.

K-water에서 전력설비 절연진단 사업과

관련해 시행하는 주요시험 항목에는 회전기

(발전기, 전동기)의 경우 6종류(DC시험 3종류, AC시험 3종류)가 있다. DC시험에는 △권선의 층간단락

및 단선상태를 파악할 수 있는 권선저항시험(Winding Resistance Test) △도체와 대지 간의 절연상태

전동기 절연파괴 사례

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K-water, 전력설비 절연진단 사업

측정 후 AC전압 인가 가능여부를 판정하는 절연저항시험(Insulation Resistance Test) △전류-시간특

성으로 절연물의 흡습, 오손 상태를 판정하는 성극비시험(Polarization Index Test) 등이 있다.

AC시험에는 △I-V특성으로 절연체 내 미소공극(Void) 방전에 의한 전류증가 여부를 판정하는

교류전류시험(AC Current Test) △V-tanδ특성으로 Void, 흡습, 오손 등 절연물 열화정도를 측정하는

유전체손실각시험(Dissipation Factor Test) △절연체 내부 공극(Void), 고전계 집중 코로나 발생

여부 등 국부결함을 검출하는 부분방전시험(Partial Discharge Test) 등이 있다. 이처럼 다양한 시험

결과, 이상이 있을 시에는 분해점검, 절연보강 및 재권선 등의 유지보수를 실시한다.

모든 시험들의 방법과 결과에 대한 판정기준은 IEEE와 일본전력중앙연구소(CRIEPI)에서 제시한 기

준에 의해 시행된다. 국제규격에 의거한 진단방법과 판정기준으로 전력설비 절연진단을 수행함으로

써 설비별 적정 주기의 유지보수에 의한 수명연장과 사고예방을 실현, 신뢰성 향상은 물론 과학적 자

산관리까지 두 마리 토끼를 다 잡고 있는 것이다.

무엇보다 K-water는 30여종의 진단 장비를 보유하고 있어 각 시험 시 최신의 고성능, 고정밀 진단

장비를 사용해 진행함으로써 신뢰성을 확보했다. 이 외에도 K-water는 수배전반의 기술성 및 경제성을

고려한 노후도 평가, 접지 및 피뢰설비 진단, 전력계통 전원품질 분석, 전동기 기동특성 분석 등

전력설비 현장에서 발생하는 많은 문제들에 대해서 진단을 실시하고 있다.

현재까지의 진단 실적을 보면 K-water가 2013년까지 17년간 진단한 누적 대수는 2,215대에 이른다.

수익 대체효과만 약 91억 원에 이른다고 한다. 최근에는 매년 약 200대를 진단하며 약 10억 원의

수익 대체효과를 거두고 있는데, 올 상반기에만 81대를 진단해 약 4억7,000만 원의 효과를 거둬왔다.

특히 그 중에 민간발전회사의 발전기도 2대 진단함으로써 대내외적으로 능력을 인정받고 있다.

K-water의 발전기 회전자 진단 모습

54 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine

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즉 현재까지 진단기술 및 판정방법과 관련해 상당한 기술력과 노하우가 축적되었음을 의미한다고

볼 수 있다. 이는 K-water에서 현재 절연진단 업무를 수행하는 직원들의 경우 모두 전문인력(기술사,

특급기술자)으로 구성돼 있어 가능한 부분이기도 하다.

K-water는 업무의 정확성을 높이고 그동안 쌓아온 노하우들을 널리 알리기 위해 교류활동에도

적극적이다. 우선 K-water와 여러 기관들이 매년 모여 진단장비 비교시험 및 기술교류를 실시하고

있다. 2012년에 처음으로 3개 기관, 올해에는 5개 기관이 모여 각 회사의 장비로 한 개의 시료에 대해서

측정한 결과를 비교하는 시험을 실시했다. 이는 국내에 제작사와 검교정전문기관이 없는 진단장비에

대한 측정값의 정확성을 확보하기 위함인데, 향후 매년 더 많은 기관들이 모여 실시할 예정이라고 한다.

또한, 학회, 워크숍, 세미나, 자산관리 연구회 등에 활발히 참석하여 진단 노하우를 공유하고

신기술을 배우는 등 진단기술력 향상에도 앞장서고 있다.

최신 고정밀 진단장비와 진단수행 경험을 바탕으로 결함검출 노하우를 보유하고 있는 K-water는

향후에도 무엇보다 앞으로는 지속적인 전력설비 절연진단을 통해 국가 주요설비에 대한 안정적이고

효율적인 운영으로 국민생활의 향상과 공공복리의 증진에 이바지 해 나간다는 방침이다.

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2011

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2012

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2013

진단대수

누적대수 : 2,215대

연도

K-water 절연진단 실적(1997~2013년)

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