세계 최초 개발 “퓨란 간이분석 키트” 기술 첫 적용
[기계신문] 한국전력은 전력수요가 증가하는 여름철을 맞이하여 산업체가 보유한 전력설비의 사고가 대형 정전으로 확대되는 것을 예방하기 위해 삼성전자, SK에너지 등 97개 기업과 기관이 보유한 1,103대의 대용량 변압기에 대한 무상점검을 시행했다고 밝혔다.
반도체, 제철 등 주요 산업체 전기설비에 고장이 발생하면 조업 중단으로 인한 막대한 손실은 물론, 설비고장으로 인한 정전이 다른 고객에게 파급되어 대형 정전사고로 이어질 수 있다.
한국전력은 이번에 점검한 변압기의 절연유 분석결과 이상 징후가 발생될 경우, 해당 고객에게 그 결과를 통보하고 예방조치를 취하도록 권고할 예정이다. 한국전력은 2000년 4월 국내 최초로 변압기 진단기술 분야 국제공인시험기관(KOLAS)으로 인정받았다.
이번 무상점검에는 한전 전력연구원이 세계 최초로 변압기 수명을 현장에서 신속하게 진단할 수 있는 ‘퓨란 간이분석 키트’를 처음으로 적용했다. ‘퓨란(furan, C4H4O)’은 셀룰로오즈가 주성분인 변압기 내부의 절연지가 열화되며 생성되는 무색의 휘발성 유기화합물로 그 농도를 측정해 변압기의 열화상태를 예측할 수 있다.
기존 열화생성물 분석은 숙련된 전문가가 ‘고성능액체크로마토그래피’ 등 고가의 분석기기를 사용해야 하고, 분석시간이 오래 걸려 주변압기 관리자가 바로 분석결과를 알 수 없는 단점이 있었다. ‘고성능액체크로마토그래피’는 크로마토그래피의 한 종류로 혼합물의 성분물질이 이동상과 고정상에 대한 친화도에 따라 다른 시간대별로 컬럼을 통과하는 원리를 이용하며 HPLC는 이동상으로 액체를 사용한다.
반면 전력연구원이 개발한 ‘퓨란 간이분석 키트’는 변압기 열화에 따라 자연적으로 발생해 변압기 절연유에 녹아있는 열화생성물인 퓨란의 농도를 측정해 변압기의 열화정도 및 수명을 평가하는 기술로, 특히 퓨란의 농도에 따라 색이 변하는 시약을 이용함으로써 변압기 운영자가 현장에서 육안으로 절연유 색상 변화를 관찰해 쉽게 열화정도를 판단할 수 있다.
이 기술은 시료의 전처리 과정이 필요 없고, 고가의 분석기기나 전문분석기관에 분석 의뢰 없이 간단한 키트를 이용해 지시약의 색 변화만으로 분석결과를 알 수 있어 변압기 운영자 등 비전문가도 실험실이 아닌 현장에서 바로 측정이 가능하다. 또한 변압기의 열화 정도에 따라 빠른 대응을 통해 변압기의 고장 발생률을 감소시킬 수 있으며, 장기적인 분석결과를 취득해 변압기의 수명평가 및 잔류수명 예측이 가능하다.
한전 전력연구원은 2016년 제44회 제네바 국제 발명전시회에 ‘퓨란 간이분석 키트’를 출품하여 금상을 수상하였으며, 2018년 개발을 완료하여 보급에 나섰다.
한전 전력연구원 기획관리실 박상빈 차장은 “비전문가도 쉽게 사용할 수 있어 변압기를 사용하는 모든 산업체에서 적용 가능한 기술로, 퓨란 간이분석 키트를 사용하면 고가의 분석기기를 이용하여 3시간 이상 소요되던 기존 방법에 비해 분석 시간을 20분 이내로 단축하고 분석비용도 기존보다 1/5로 줄일 수 있다”고 설명했다.
한편, 한국전력은 지난 6월 13일(목) 전력연구원에서 이번 무상점검 대상 기업 관계자들이 참석한 가운데 「대용량 산업용 고객 변압기 열화진단 기술공유 워크숍」을 개최한바 있다.