직류 전류 고장 시 대규모 정전과 사고를 방지할 수 있는 직류전류 차단기가 개발됐다. 한국전기연구원은 안현모 박사 연구팀이 기존 전력반도체 스위치, 기계식 고속 스위치, 에너지 흡수장치 등의 장점만을 조합한 ‘42㎸(킬로볼트)급 하이브리드 직류 차단기’ 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 직류 송배전은 효율성이 높고 신재생에너지와 연계성이 높지만, 사고 시 고장 전류의 차단이 매우 어렵다. 특히 시간에 따라 크기와 방향이 주기적으로 변하는 교류(AC)와 달리 한 방향으로 흐르는 직류는 자연스럽게 전류가 0(제로)이 되는 ‘전류 영점’이 없다. 유급휴가 무급휴가 이 때문에 고장 전류를 차단하려면 전류를 강제로 0으로 만들어야 한다. 연구팀은 기계식 고속 스위치가 전력반도체 역할을 대체해 높은 비용과 송전 효율 문제를 개선했다. 전력반도체 스위치가 직류 고장 전류의 영점을 강제로 만들고, 기계식 고속 스위치는 전기 불꽃인 아크가 없어진 뒤 유도되는 과도한 차단 전압을 견딘다. 이어 에너지 흡수 장치 세계 산 는 차단 전압의 최대치를 제한하고 시스템 잔류 에너지를 흩어 사라지게 만든다. 개발된 직류 차단기는 21㎸·42㎸ 두 가지 타입으로, 이들을 적층해 전압을 확장할 수 있어 다양한 전압에 유연하게 활용할 수 있다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 직류 차단기 시제품 개발 및 공인시험기관 검증까지 마치고 국내외 기술이전을 통한 진행시 상용화를 추진할 계획이다. 안현모 전기연 선임연구원은 “직류 차단기를 통해 여러 지점 사이의 유연한 직류 송배전망 구현이 가능해 전기차 충전소 확대와 에너지 절감형 직류 가전제품 등에 기여할 것”이라며 “앞으로 100㎸급 이상의 고전압 직류 차단기 기술을 국산화해 직류 송전망 구축사업에 적극 참여할 계획”이라고 말했다. 든든학자금 생활비대출 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr
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