연구진이 전류 센서와 모듈에 높은 전압을 걸어 차단이 잘 이뤄지는지 실험하고 있다. ETRI 제공
대용량 전기를 다루는 곳에서 과전류 차단에 효과적인 전자식 과전류 차단기를 국내 연구진이 개발했다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 전자파를 측정하는 비코일 방식의 전류 센서 모듈을 개발했다고 23일 밝혔다.
전자식 과전류 차단기에서 전력도선에 흐르는 전류를 측정하는 장치로 지금까지 전류를 검출하는 방법은 주로 열이나 자기장을 이용했다.
기존 센서는 오차가 심하거나 측정이 느려 장비가 고장 나거나 화재, 인명 사고가 발생하는 경우가 많았다.
연구진은 기존 방식과 달리 전자파를 이용했다. 회로에 전선과 센서선을 나란히 배치해 이로부터 유도되는 전력 주위에 발생하는 전자파를 측정하는 방식이다.
개발한 센서 모듈은 크고 작은 범위에서 전류 측정이 가능하지만, 연구진은 최대 800암페어(A)까지 높은 전류를 흘렸을 때도 유도 전류를 측정할 수 있음을 실험으로 확인했다.
전자파로 측정하는 비접촉 방식이기 때문에 전력 손실도 적고 크기도 수 밀리미터(㎜)로 매우 작게 만들 수 있다고 연구진은 설명했다. 관련 제작비용도 적어 대량 생산에도 유리하다는 게 연구진의 설명이다.
특히 열보다 전자파를 활용하면서 측정 속도도 5배 빠르고 기존에 합선 시 강한 자기장을 이용하는 경우 최대 20ms(밀리미터초)로 측정이 가능하다.
해당 센서로 완전 전자식 차단기를 만들면 최소 4ms 이내로 측정할 수 있어 안전한 전력 차단이 가능하다고 연구진은 설명했다.
연구진은 해당 전류 센서를 토대로 센서 주위 잡음제거와 전류 값 전송 사물인터넷(IoT) 통신, 전력 차단 등을 프로그램으로 처리하도록 지능화한 모듈, 모터 제어용 과전류 차단 릴레이(Overload Relay)도 만들었다.
높은 전류가 필요한 공장이나 기지국, 전기차 등에서 전류 모니터링 시스템, 전력 차단기, 직류-교류 전력 변환기 과전류 보호 등으로 효과적인 활용이 이뤄질 전망이다.
연구진 기술은 동아전기공업주식회사에 이전을 마치고 상용화를 추진 중이다.