"'두꺼비집' 안 열어 봐도 전기 흐름 확인"..세계 최초 개발

한국전기연구원

한국전기연구원이 개발한 에너지 하베스팅 기반 ‘무선 통전 알림 기술’

[아시아경제 김봉수 기자] '두꺼비집'으로 알려진 배전반을 열지 않고도 전기 설비의 단전 여부 등 전기 흐름을 확인할 수 있는 기술이 개발됐다. 감전 사고를 크게 줄일 수 있다는 분석이다.

한국전기연구원(KERI)은 배준한 기업총괄지원실 박사가 위험한 고전압 전기설비의 내부 통전(通電) 여부를 문을 열지 않고 외부에서 안전하게 확인할 수 있는 ‘에너지 하베스팅 기반 무선 통전 알림 기술’을 세계 최초로 개발했다고 10일 밝혔다.

국내 주택은 물론 아파트, 상가, 빌딩 등 공동건물, 시설 등엔 '배전반', 일명 '두꺼비집'으로 불리는 설비가 있다. 전기의 배분 및 개폐·안전·계량 등을 수행하는 장치다. 대부분은 가정용 전압 220V의 약 30배에서 100배에 해당하는 6.6kV와 22.9kV의 높은 전압을 사용하고 있다. 그동안 배전 설비의 전기흐름 상태를 확인하기 위해서는 작업자가 직접 문을 열고, 설비 내부 곳곳에 부착된 통전 표시기를 일일이 확인해야 했다. 이 과정에서 감전 사고가 빈번히 발생했고, 정전된 경우에도 남아있는 충전 에너지로 인한 사고 위험성도 컸다.

연구팀은 배전반의 문을 개방할 필요 없이 외부에 부착된 모니터로 통전 여부를 확인할 수 있게 만들어주는 기술을 고안했다. 핵심은 버려지는 에너지를 재활용하는 일명 ‘에너지 하베스팅’이다. 전기설비 주변에 누설되는 전계 에너지를 수집 및 변환해 전기를 생산하고, 이를 송신기의 전원으로 활용한다. 송신기는 전기가 흐르는지 여부를 무선 통신으로 수신기에 전달하고, 그 결과가 외부 모니터에 나타난다.

특히 무게 250g의 작은 송신기를 별도의 시공 없이 부스바(전선)에 부착하기만 하면 돼 활용성이 높다. 기존 전기 회로에 영향을 주지 않는 작은 크기에도 에너지 하베스팅의 효율성은 높여 최대의 전기를 생산하고, 스스로의 소비전력은 최소화하는 고난도의 기술을 실현했다. 안전성도 검증됐다. 에너지 하베스팅을 통해 충전된 전력을 기반으로, 갑작스러운 정전이 발생해도 통전 알림 모니터는 1분간 계속 작동하게 되며, 작업자는 상황을 더 면밀히 살펴볼 수 있다. 만일의 사태를 대비해 통전 상황임에도 불구하고 인위적인 문 개방이 이루어질 경우에는 즉각적인 경고 방송이 송출된다.

배 박사는 "별도의 전력 공급이나 배터리를 활용하지 않고, 주변의 에너지를 수집하여 만든 전기로 위험한 설비를 외부에서 점검한다는 측면에서 안전성과 편의성을 크게 높인 기술"이라며 "궁극적으로는 에너지 하베스팅으로 만든 전기를 활용해 통전뿐만 아니라 전압, 전류, 온도, 습도, 진동 등 각종 내부 상태를 한 번에 진단할 수 있는 ‘ICT 기반 스마트 전기설비 플랫폼’을 만드는 것이 목표"라고 말했다.

KERI는 이같은 원천 기술의 특허 출원을 마친 후 민간 업체에 기술 이전을 마쳤으며, 내년 중 제품화 및 시장 출시 예정이다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr