최근 발생한 각종 화재 사례로 인해 국민적 관심이 뜨겁게 이어지고 있다.
지난 6월 경기 화성 소재 배터리 공장에서 23명의 희생자를 낸 화재 참사부터 8월 인천 청라지구 아파트 지하주차장에서 발생한 전기자동차 폭발 케이스까지 다양한 화재 사고가 여러 창구를 통해 언급되고 있다.
한국전력공사에 따르면, 지난해 화재 건수 총 3만8857건 중 전기적 문제로 인해 발생한 화재는 약 22.8%에 달하는 8871건으로 나타났다. 이 화재사고로 인해 도출된 피해액은 1823억 원으로, 이 중 원인조차 파악하지 못한 사례가 약 3000여건에 이르는 것으로 파악됐다.
불 시작되면 최소 ‘전소’ 산업현장 화재...“예지·예방이 최우선”
이러한 전기화재는 급속한 기술 발전으로 인한 현장 설비·설계 복잡성 증대, 미비한 화재 예방 시스템 구축, 화재 예방 관리 미흡 등이 원인으로 꼽힌다. 특히 산업현장 화재의 경우, 배전반이 발화 원인인 경우가 전체 1356건 중 494건으로 가장 많은 것으로 조사됐다.
배전반은 전기 시설에서 생성한 전기를 공급받아 전압을 사용처에 맞게 변환하고, 전력을 배분하는 역할을 한다. 해당 설비 안에는 계전기, 계폐기, 안전장치, 계기 등이 탑재돼 전력 터널로도 불린다. 이 때문에 수많은 케이블이 배전반 내부에 한데 형성돼 있다.
배전반 화재는 배전반이 있는 전기실이 통상 외부에 있는 경우가 많아, 인지하는 데 비교적 오랜 시간이 걸린다. 이에 발화점이 명확하고, 후속 조치가 빠르게 이뤄지는 타 화재에 비해 예방·소화가 까다로운 것이 현실이다. 일단 불 한 번 붙으면 대응이 어려워 전소는 시간문제다.
조용준 슈나이더일렉트릭코리아(이하 슈나이더) 파워프로덕트 사업부 팀장은 “배전반 화재는 주로 케이블 결선에 문제가 있거나, 모터 등 핵심 설비에 대한 점검이 수시로 이뤄지지 않아 발생한다”며 “기술 발전으로 인해 전기 사용량이 급속도로 증가하는 현시점에서 전기 설비 화재 예방에 대한 확실한 로드맵이 필요하다”고 강조했다.
실제로 최근 인공지능(AI)·빅데이터·정보통신기술(ICT) 기술의 심장으로 평가되는 ‘데이터센터’에도 배전반이 있기 때문에 고차원적인 화재 예방 방안은 필수로 요구된다. 이 양상에서 업계는 전기 배선의 접점을 여러 단위로 나눠 연결선을 없애 전력을 분배하거나, 데이터 기반 디지털 기술을 활용해 화재를 예방하는 등 다양한 방식을 고안하고 있다.
배전반 화재 ‘특급 소방수’ 슈나이더, 예지보전 솔루션으로 발화 ‘싹’부터 자른다
조용준 팀장은 배전반 운용 시 화재 발생에 취약한 지점을 우선 선별했다. 그는 여러 장비가 집약된 배전반 설계상 장비 노후화, 케이블 과열, 장비 열화현상(Hot Spot) 등에 의한 발화가 원인인 점을 분명히 지적했다. 결국 배전반에 대한 지속적인 유지관리가 해답이라는 것을 시사한 부분이다.
통상적으로 배전반 유지관리는 현장 작업자가 수시로 배전반을 점검하는 식으로 프로세스를 진행했다. 이는 안전사고 리스크를 유발하고, 측정 데이터가 정확하지 않다는 한계가 있다. 중소 규모 현장은 인력 관리·조달 문제로 인해 이 마저도 소홀한 경우가 많다.
이에 슈나이더는 화재 위험요소 감지에 특화된 배전반 예지보전 솔루션을 해결책으로 제시한다. 지능화된 스마트 전력 관리 기술을 통해 잠재적인 전기적 위험을 실시간으로 분석·감지하고, 대응 방안을 제시하는 것이다. 구체적으로, 전기 시스템 실시간 모니터링 및 자동 제어 기능을 제공해 화재 발생 요인을 사전에 차단할 수 있는 인사이트를 제공한다.
이 과정에는 ‘파워로직 히트태그(PowerLogic HeatTag)’, ‘파워로직 TH110·CL110(PowerLogic TH110·CL110)’, ‘클라마시스 스마트 환기 시스템(ClimaSys Smart Ventilation System)’가 활약하고 있다.
데이터 품은 현장 설비...화재 예방에 날개달다
앞선 소방수들은 각각의 특화된 임무를 수행한다. 먼저 파워로직 히트태그는 스마트 센서를 기반으로 배전반 내 과열을 탐지하는 솔루션이다. 제품 하부에 탑재된 팬(Fan)을 통해 배전반 내부 공기를 흡입하고, 스마트 센서가 온습도·가스·미세먼지 등에 대한 데이터를 측정한다. 이 데이터를 바탕으로 배전반 케이블에서 발생하는 열분해·열화현상 등을 사전에 감지한다.
여기에서 도출된 다양한 데이터는 설비에서 과열이 발생했을 때 원인 분석, 설비 구성요소 교체 시기 등 파생되는 인사이트를 도출하는 데도 활용된다. 이를 통해 다운타임(Downtime) 없이 과열 패널 교체가 가능하다. 작업자는 파워로직 히트태그를 통해 현장에 방문하지 않아도 실시간으로 지속적인 설비 모니터링 데이터를 확인할 수 있다.
이어 온디바이스 무선센서 파워로직 TH110과 CL110은 배전반 핵심 요소에 부착된다. TH110은 케이블·부스바 등에 장착돼 이들 부품에서 나타나는 열을 감지하며, CL110은 배전반 내부에서 패널 상태를 실시간으로 모니터링하는 역할을 한다.
슈나이더는 배전반 내부 온도 상승을 방지하는 방안으로 배기구 필터 및 팬 관리를 강조한다. 이 시각에서 탄생한 클리마시스 스마트 환기 시스템은 필터·팬 등 환기부의 가동 상태를 지속적으로 인식해 문제 발생 시 알람을 부여한다. 환기 부품 유지보수에 특화된 솔루션으로, 부품 교체 시점을 정확하게 안내한다.
해당 네 가지 솔루션은 IoT 기반 소프트웨어 아키텍처 ‘에코스트럭처(EcoStruxure)’를 모체로 삼는다. 슈나이더 에코스트럭처는 데이터 수집부터 분석·모니터링·제어까지 디지털 전환(DX) 기반 산업 설비 운영 자동화에 핵심 기술로 자리잡고 있다.
발열 모니터링 최적화 ‘에코스트럭처 파워 디바이스(EcoStuxure Power Device)’, 화재 위험 감지 및 경고 ‘에코스트럭처 파워 모니터링 엑스퍼트(EcoStruxure Power Monotoring Expert)’, 설비 데이터 자산 관리 및 활용 ‘에코스트럭처 에셋 어드바이저(EcoStruxure Asset Advisor)’ 등 플랫폼이 이에 해당한다.
이러한 플랫폼은 사용자가 직관적으로 설비를 운영·관리하도록 지원하는 것을 목적으로 한다. 화재 예방뿐만 아니라 다양한 영역에서 디지털 자동화를 실현할 수 있는 플랫폼이다. 에코스트럭처 기반 플랫폼은 모두 데이터를 기반으로 운용되기 때문에 현장·설비 디지털화를 유도하는 측면에서도 사용자 경쟁력 강화에 기여한다.
이 같이 슈나이더는 하드웨어·소프트웨어·플랫폼 등 다양한 형태의 디지털 턴키 솔루션을 제공해 화재 발생 가능성을 저감하고 있다. 실제로 지속적으로 과열이 발생하는 제조 현장 전기패널 내부에 히트태그를 공급해 화재를 방지한 레퍼런스도 보유했다.
아울러 산업 자동화, 전기 등 분야 업계 관계자를 대상으로 아카데미 프로그램을 진행하고 있다. 이 커리큘럼은 화재 예방 관련 인사이트와 슈나이더 제품 및 솔루션에 대한 정보를 다룬다. 특히 전기 분야에서는 전기 안전 및 화재 예방에 대한 교육을 온·오프라인으로 운영하고 있다.
조용준 팀장은 “다양한 채널과 파트너 협력체계를 토대로 DX 시대에 적합한 전략을 전개하고 있다”며 “제품 연구개발(R&D) 현황과 로드맵을 지속 재정립해 시장 내 입지를 다질 계획”이라고 전했다.
헬로티 최재규 기자 |
