ETRI, 과전류 즉시 차단 전류센서 모듈 개발

국내 연구진이 전자파를 측정하는 새로운 개념의 전류 센서 모듈을 이용해 전자식 과전류 차단기를 개발하는 데 성공했다.

한국전자통신연구원(ETRI)는 23일 세계 최초로 전자파를 측정하는 비코일 방식의 전류 센서 모듈을 개발했다고 밝혔다.

지금까지 전류를 검출하는 방법으로는 주로 열이나 자기장을 이용했지만 특정 범위에 있는 전류를 측정하지 못하거나 심한 오차, 느린 측정 속도 등 여러 한계가 있었다.

이에 연구진은 기존 방식과 달리 ‘전자파’를 이용했다. 회로에 전선과 센서선을 나란히 배치해 이로부터 유도되는 전력 주위에 발생하는 전자파를 측정하는 방식이다.

개발된 센서 모듈은 크고 작은 범위의 전류 측정이 가능하지만, 연구진은 최대 800암페어(A)까지 높은 전류를 흘렸을 때도 유도 전류를 측정할 수 있음을 실험으로 확인했다.

전자파로 측정하는 비접촉 방식이기에 전력 손실도 적고 크기도 수 밀리미터(㎜)로 매우 작게 만들 수 있다. 관련 제작비용도 적어 대량 생산에도 유리하다.

또 열보다 전자파를 활용하기에 측정 속도도 5배 빠르다. 기존에 합선시 강한 자기장을 이용하는 경우 최대 20ms(밀리미터초)로 측정됐지만 이번 센서로 완전 전자식 차단기를 만들면 최소 4ms 이내로 측정할 수 있어 안전한 전력 차단이 가능하다.

연구진은 해당 전류 센서를 토대로 ▲센서 주위 잡음제거 ▲전류값 전송 사물인터넷(IoT) 통신 ▲전력 차단 등을 프로그램으로 처리하도록 지능화한 모듈 ▲모터 제어용 과전류 차단 릴레이(Overload Relay)도 만들었다. 사용자가 원하는 기능을 담아 자유롭게 시스템 개발도 가능하다.

이번에 개발된 모듈은 가정, 높은 전류가 필요한 공장이나 기지국, 전기차 등에서 전류 모니터링 시스템, 전력 차단기, 직류-교류 전력 변환기 과전류 보호 등으로 효과적인 활용이 이뤄질 것으로 연구진은 예상하고 있다.

ETRI 김현탁 연구전문위원은 “이번 기술로 제4차 산업혁명 스마트 공장 핵심 기반 기술을 만드는 모범 사례가 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.