이번 친환경 개폐장치 개발에 있어서도 LS산전은 수위를 지키고 있다.

이미 LS산전 지구환경정책에 따라 민수용 친환경 개폐장치 개발을 완료하고 시험을 마친 상태다. 이 달 말 시험성적 발행만을 기다리고 있다. LS산전이 개발한 제품은 SF6 Free 친환경 에폭시 절연을 실현한 고체절연개폐장치(Solid Insulated Switchgear, SIS)로서 차단기, 단로기, 접지개폐기 등을 일체화 시켜 친환경, 고기능, 무보수지향의 특고압 폐쇄배전반(25.8kV, 25kA 3s, 2000/630A, 70kV 1min, 150kVBIL)이다.

이 제품은 소형경량화를 이뤄냈으며, 모듈 설계로 유연한 시스템 구성을 가능케 할 수 있다. 이는 70% 이상을 호환이 가능하도록 함으로서 투지비를 최대한 줄일 수 있어 경제성도 확보할 수 있게 됐다.

아울러 친환경 에폭시 Embedding VI 차단 소호부에 대한 NET 인증을 획득했으며, 전동조작 장수명 조작기구(PMA) 방식을 채택함은 물론 절연 신뢰성(장기과전압, 기계수명, 열충격, 수분침투 등)도 확보하는 등 제품 신뢰성을 확고히 했다.

안전성에 있어서도 탁월하다는 지적이다. 각 상별 충전부를 반도전처리해 사용안전성을 확보함은 물론, 상분리형 dead 타입으로 3상 단락을 근본적으로 방지했다. 전기적 인터록으로 운전자 오조작을 방지할 수 있으며, 통전상태·동작상태 표시장치(Voltage Detector)도 채택해 사소한 인적실수도 일어나지 않도록 각별한 신경을 썼다.

LS산전은 한전승인사양서 제출 및 인증시험을 통해 한전공급유자격자 등록을 연내에 마칠수 있도록 진행할 예정이다.

이에 더해 현재 LS산전에서는 청정생산기술개발사업 일환으로 초고압 분야의 친환경 제품으로 DAIS 핵심기술을 개발 중에 있다.

지금은 초고압 GIS의 차단 및 절연매질로 SF6를 사용하고 있으나, 현재 개발 중인 DAIS는 차단부를 진공인터럽터로 절연매질은 Dry-Air를 목표로 진행하고 있으며, 초고압 제품을  친환경 제품으로 바꾸기 위한 가장 핵심 분야인 초고압 진공인터럽터 개발에 초점을 맞춰 진행 중으로 현재 초고압 진공인터럽터에 대한 시작품을 제작해 성능을 확인하고 있는 단계에 있다. 

<인터뷰> 김영근 Switchgear 연구팀장

“부품 모듈화로 가격경쟁력 확보”

에폭시를 이용한 고체절연개폐장치(SIS)를 개발하게 된 배경에 대해 김 팀장은 비록 SF6 가스 Free 친환경 제품이지만 초소형 사이즈 및 가격경쟁력이 없이는 글로벌 제품으로 살아남을 수 없다고 판단했기 때문이라고 지적했다.

“개발 초기 ‘기존 GIS 대비 80% 이하로 Down sizing’ 및 ‘기존 GIS 대비 동등 이하의 Cost Targeting’ 이 두 가지를 목표로 설정했습니다. 이 후 친환경 신제품이 성능에 있어서 국제규격을 준하면서 2가지 목표에 나타난 KPI(Key Performance Index)에 달성하기 위해서는 ‘VI+Dry Air+에폭시’보다는 ‘VI+에폭시’ 절연방식이 최적이라고 판단했습니다.”

물론 당시 상황으로서는 상당히 힘든 결정이었다고. 김 팀장은 모든 관계자들이 모인 자리에서 지금이 아니라 향후에 후회를 하지 않을 결정을 해야 한다고 강조했는데, 모두 SIS로 가는데 동의했다고 한다.

흔치 않은 기술이라 기술개발하는데도 힘이 들었지만, 특히 가격 경쟁력을 맞추는데 상당한 고심을 했다고 했다.

“기존 에폭시가 아니라 강도, 특성, 내열성이 우수한 고성능 에폭시를 사용해야 하는데 가격이 비쌉니다. 이에 우선 사이즈를 기존 GIS보다 70~80%로 줄였습니다. 아울러 대량생산품이 아니기에 단모선(민수), 복모선(한전), 수출용 등 모든 제품에 적용이 가능토록 대부분의 부품을 모듈화해 부품 생산 단가를 낮췄습니다. 이러한 노력으로 SIS의 경우 제조원가로 봤을 때 기존 GIS와 비교시 동등 또는 1.2배 정도로 맞출 수 있는 것입니다.”

처음 개발해 적용하는 제품이라 신뢰성 확보에도 많은 노력을 할애했다고 김 팀장은 설명했다. 특히 한전사양작업을 통해 한전규격에 기계수명 장기과압 내환경 에폭시물성규격을 규정해 전반적인 개폐장치의 기술수준을 높일 수 있도록 규격화했고, LS산전 또한 모든 신뢰성 시험을 진행해 신뢰성을 확보한 상태라고 했다. 이러한 신뢰성을 확보하기 위해 테스트하는데만 1년 6개월 이상이 걸렸다고.

“사실 우리의 기술 수준이 어느 정도인지 정확히 가늠하지 못하고 있었는데, 유럽을 방문했을 때 관계자들이 지금 상태 그대로 갖고 와도 구입하겠다는 말을 듣는 순간 세계 최고 수준임을 직감했습니다.”

즉 김 팀장은 현재 배전급 GIS 세계시장 규모가 약 100억 달러에 이르고 있지만, 시장 진출이 미진한 수준인데 SIS가 한전의 실계통에 적용된다면 충분히 해외로 나가는데 무리가 없을 것으로 판단했다.