600 kW 고속 펌프용 전동기 절연저항 저하 RCA 사례
이번 사례는 PAPER PLANT의
600kW-2P-660V-160Hz INVERTER구동용 초고속 펌프용 전동기의 절연저항 저하 사례입니다
제지 생산공정의 핵심설비에 사용되는 본 전동기가 운전 중 이상으로 정지하였습니다.
본 전동기는 단순 예비설비가 아니라 이상 발생 시 생산라인 전체 정지로 이어질 수 있는 중요 전동기입니다.
따라서 이번 점검의 목적은 단순히 전동기를 정상상태로 복구하는 것이 아니었습니다.
왜 절연저항이 낮아졌는가?
권선 자체의 문제인가, 운전환경의 문제인가?
같은 현상이 다시 발생하지 않으려면 무엇을 바꾸어야 하는가?
이 질문에서 ROOT CAUSE ANALYSIS(원인분석)를 시작했습니다.
현장에서는 1 MΩ 미만, 공장에 입고되어 입고검사 결과 1,000 MΩ
운전정지 직후 전동기 케이블을 분리하고
측정한 절연저항은 일부 상에서 1 MΩ 미만이었습니다.
그러나 당시 권선온도는 약 120°C였으며,
전동기를 철거하여 공장에 입고한 후에는 절연저항이 약 1,000 MΩ 수준으로 회복되었습니다.
하나의 측정값만 보면 ‘절연불량’입니다.
그러나 온도, 운전환경, 시간에 따른 변화까지 함께 보면 판단은 달라집니다.
분해하니 숫자에서 보이지 않던 원인이 보였습니다
분해점검 결과,
- 고정자 내부의 광범위한 오염
- 공기 흐름을 따라 형성된 오염 흔적
- 회전자 표면의 녹과 산화
- 권선표면의 흑색 오염물
- 1차 세척·건조 후에도 남아 있는 고착성 오염 및 침착물
이 확인되었습니다.
본 전동기는 반페형으로 COOLING AIR 외부공기를 필터링하여 공급하고 있었지만,
필터는 먼지를 제거할 뿐 공기 중 수분까지 제거하지는 못합니다.
약 1년 동안 반복된 운전과 정지 과정에서
고온 운전 → 정지 → 냉각 → 고습공기 노출 → 흡습·국부 결로 가능성 → 재기동·건조가
반복되고, 그 과정에서 오염물과 산화물이 절연표면에 누적된 것으로 추정하였습니다.
권선 자체가 손상된 것인가?
권선 내부의 턴간 절연상태를 확인하기 위한 임펄스 시험은 양호하였습니다.
또한 건조 후 절연저항이 약 1,000 MΩ으로 회복되었습니다.
따라서 현재까지의 점검결과는 권선 내부의 명확한 단락이나 전면적인 절연파괴보다는,
높은 운전온도와 반복적인 고습노출,
흡습·건조 및 표면오염이 복합적으로 작용한 환경성 절연저하
가능성을 더 강하게 보여주었습니다.
이것이 LMCS의 진단 방식입니다
전동기 수명관리는 측정값에 ‘양호·불량’ 도장을 찍는 일이 아닙니다.
LMCS(LIFE-CYCLE MOTOR CARE SYSTEM)는 전동기의 상태를
관찰 → 측정 → 진단 → 원인분석 → 정비 → 재발방지 → 이력관리
까지 하나의 과정으로 연결합니다.
이번 사례에서도 절연저항 1 MΩ이라는 결과만 보았다면
‘권선불량’으로 끝날 수 있었습니다.
하지만 운전온도 → 절연저항 변화 → 분해 육안상태 → 오염과 산화 → 세척 후 상태 → 임펄스 시험 → 운전환경을
연결하자 정비의 방향이 달라졌습니다.
수명관리는 ‘수리 후 출고’에서 끝나지 않습니다
이번 전동기에 대해서는 정비와 함께 다음의 재발방지 방안을 제안하였습니다.
- 냉각공기의 습기 제거
- 온도·습도·이슬점 관리
- 정지 시 건조공기 또는 질소 공급 검토
- 장기정지 시 결로방지 대책
- 잔류오염물 정밀세척 및 국부 절연보강
- 권선온도와 절연저항의 변화추세 관리
특히 운전 중 표시 권선온도 약 130°C는 실제 HOT POINT가 아닐 수 있으므로,
F종 절연의 한계온도까지 사용하는 것이 아니라 온도여유를 확보하면서 열화속도를 관리하는 관점이 필요합니다.
수명관리 전문가 MESSAGE
전동기는 고장 나면 수리하는 설비가 아니라,
고장원인을 제거하며 수명을 관리해야 하는 생산자산입니다.
측정값 하나로 결론내리지 않습니다.
현상을 보고, 데이터를 연결하고, 원인을 찾아, 다시 발생하지 않도록 관리합니다.
이것이
한국중전기가 지향하는 LMCS 기반 전동기 수명관리 기술서비스입니다.
데이터는 진단의 시작이지 결과가 아닙니다.
진단의 최종 목적은 ‘고장 판정’이 아니라 ‘고객의 생산손실 예방’입니다.
→ 본 사례의 상세 점검결과와 ROOT CAUSE ANALYSIS는 첨부된 RCA 자료에서 확인하실 수 있습니다
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