광섬유센서를 이용해 전력설비 운용 과정에서 발생하는 아크방전을 정밀하게 모니터링, 피해를 최소화 할 수 있는 첨단 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국광기술원 나노광전연구센터(센터장 노병섭박사)는 지난 21일 전력제어시스템 전문기업인 ㈜지투파워(대표 김영일)와 공동으로 지능형 전자장치(IED: Intelligent Electronic Device) 가운데 하나인 ‘전력설비 아크플래시 방전 모니터링 광섬유센서’를 개발했다고 밝혔다.

개발한 광섬유센서 기술은 기존의 전기전자식 센서와 달리 전자기 노이즈에 의한 오작동이 발생하지 않은데다 원격 측정이 가능하다.

특히 하나의 광섬유센서 케이블을 이용, 고전압. 대전류 전력설비 운용과정에서 발생하는 아크방전의 정확한 위치를 정밀 모니터링 할 수 있어 아크방전에 따른 화재와 기기손실은 물론 인명피해를 최소화 할 수 있는 획기적 기술로 평가되고 있다.

광섬유 표면을 HSD(High Surface Detection) 처리해 수광효율을 극대화한 이 기술을 전력설비 운용에 적용할 경우 최대 40m 구간에 대한 아크방전 감지와 10cm 위치분해 능력, 1msec 이내의 신호처리가 가능하다.

아크플래시를 감지하는 역할을 하는 HSD 광섬유와 광신호를 전기신호로 변환하는 수광회로 △신호를 읽고 처리해주는 계측기 △센싱동작을 자가진단하는 스마트 광회로 등으로 구성된 광섬유센서는 전자제어시스템이나 지능형 운용소프트웨어 등과 연동할 경우 고부가가치화도 가능할 것으로 보인다.

그동안 아크방전 모니터링을 위한 지능형 전자장치(IED)는 전량 수입에 의존, 국산화가 시급한 실정이었다.

이번 기술개발을 이끈 광기술원 김명진 박사는 “첨단 산업의 다양화와 대용량화에 따른 전력시스템의 경제성과 안전성이 갈수록 중요해지고 있다”며 “이번에 개발한 광섬유센서 기술은 송전과 변전, 배전설비는 물론 부하설비용 안전감시 및 차단제어시스템 등의 전력설비 사고를 대비할 수 있는 핵심 기술”이라고 밝혔다.

이번 기술개발을 계기로 광기술원 나노광전연구센터는 전력계통에 활용되고 있는 각종 광학센서들에 대한 첨단기술 및 국산화 기술을 지속적으로 개발할 계획이다.

한편, 이번 연구결과는 한국광기술원이 산업통상자원부 에너지기술개발사업의 일환으로 수행됐다.