글쓴이 : SOONDORI
일본 국화수전자공업주식회사가 만든 70년대의 초 빈티지 Withstanding Voltage Tester. 귀엽다.
출력 전압 AC 0~3KV, 감지 전류 ~10mA, 210mm × 140 × 220, 4.7Kg, 1979년 이전.
사용 방법은, 1) 3KV 이하 테스트 전압과 mA 단위 누설 전류 검출점을 설정하고…
(출처 : https://buyee.jp/item/yahoo/auction/x1067542383?conversionType=search_suggest)
2) Test On 램프가 점등하면 <TEST> 버튼 누름. Test On 상태에서 잠시 고압 라인을 Cut Off 하려면 <Reset> 버튼 누르기, 3) 전용 고압 Gun을 어떤 대상 장치에 갖다 댄다, 4) KV 고압이 인가되고 지정 전류량의 초과분이 검출되면 <NG> 램프 점등, 5) 이후 대상 장치의 최종 상태 파악은 사용자 몫.
(▲ 위와 같은 도구를 이용해서 고압을 인가하는 테스트를 ‘유전체 강도 테스트(Hi Pot Test; High Potential Test)’라고도 함)
전원 라인, 하우징, 각종 단자 등의 절연이 깨지면 Leak Current가 흐를 것이고 그러면서 내부 회로에 전기 충격이 전가될 수도 있는데… 상황은, 완전히 고장 나거나 반쯤 오락가락하거나 혹은 끄떡없이 정상 작동하거나. 이후 국가든 위임받은 기관이든 테스트 증빙서를 발급해준다.
이런 장치가 왜 필요할까?
새로 TV를 샀는데 그것이 벽면 콘센트에 물리면 외부 써지, 낙뢰 등에 의해 영구 손상을 입을 수 있고 그러다가 사람이 위험해질 수도 있으니까 미리 검사, 확인해두는 것. 우리나라에서는 <KS C UEC 60950-1(정보기술기기의 안전성)> 등 규정에 따라서 대상 장치의 동작 전압에 KV 단위 초과 전압을 더하여 테스트한다. KC 인증을 진행하면 만나게 되는 항목이고…
내부 회로는?
사실 그게 가장 궁금한데 초 빈티지급 장치인지라 일체 정보가 없음. 꿩 대신 닭으로, 상급 TOS 8750 모델의 사진 자료를 살펴보면…
(▲ 이 모델은 타이머를 내장하고 검출 누설 전류량에 따른 Good, NG 여부를 분리해서 표시해준다. 출처 : https://aucview.com/yahoo/r1027172422/)
아래에서, 우상단 커다란 부품이 고압 생성용 트랜스포머. 그 옆쪽 밑에 있는 것이 IGBT, SSR 등으로 추정되는 소자. 우하단의 커다란 PCB는 Voltage Clamp 회로일 듯.
(▲ 1차 측 구동회로에 대한 Spike 침해가 적은 복권형? 출처 및 정보 열람 : https://blog.goo.ne.jp/trance-tenshi/e/b88a0161e370bbbdfff0543b1448af76)
대체로… 마이크로 컨트롤러 등 적당한 수단으로 IGBT를 단속하되 고압 코일의 자력선 붕괴를 이용하여 KV 단위 고전압을 만드는 일반 원리가 그대로 적용되었다고 본다.
한편, 1차 측 수백 V로 구동하는 CD(Capacitor Discharge) 방식도 가능할까? KV 고압은 쉽사리 유기되겠지만, 왠지 모르게 2차 파형의 직/간접 통제가 힘들 듯하다. 그냥 오토바이용 경량급 점화장치로서나…
○ 모던한 그리고 특별한 위용이 느껴지는 Kikusui TOS-5101 내압 시험기에서 자꾸 절연 단자를 주목하게 됨. 고품질의 특수 절연단자일 것이라…
AC 10KV/50mA, DC 10KV/5 mA, 430mm × 177 × 370, 21kg.
○ 아래는 지인의 간곡한 요청으로 두 달을 쉬엄쉬엄 그러나 계속 끙끙대면서, 완전히 임기응변으로 만들었던 60KV 생성 DIY 장치.
Kikusui 장치와 기본 원리가 같다. 단, 내압 테스터가 아니기 때문에 누설 전류 검출 기능은 없음. (관련된 요소 기능은 몇 개의 글로 등록)
70cm 쯤 떨어진 위치의, 프로브를 연결하지 않은 키슬리 멀티미터가 마치 귀신들린 것처럼 EMF 방사 전력에 의해 1.*V를 지시하는 상황에서, 부품통의 이것저것을 죄다 끌어다 써도 모자라는 판에, “도대체 왜 이러지?” 뭘 날리고 응급 대체하고…
* 관련 글 : 6만 볼트의 힘 그리고 경로 저항
호기심과 학습 욕구가 없었다면 도전할 수 없었던 것을 우격다짐으로 만들고 난 후의 결론은,
“고압은 돈이 많이 드는 분야. 제대로 된 절연 부품 하나가 작게는 몇십 만 원인데 그런 것을 DIYer 부품통의 것으로, 꼴랑 500원짜리로, 모자라는 부품 수치로 대응하려니 정말 답이 없음. 하늘이 무너져도 다시는 안 한다!”
그리하여… 고압, 초고압 분야에서 전문적으로 활동하며 상용 제품을 만드는 엔지니어분들, 그런 회사들이 얼마나 대단한지를 확실히 깨닫게 되었다.
60KV이든 3KV이든… 막무가내로 점프하는 고압을 철저히 잘 통제하고 있을 Kikusui 장치는 얼마나 대단한 것인지? 연장된 시각에서 765KV 송전 솔루션은 또… 도대체 얼마나 대단한 것인지? 경험을 해보니 뭐든 상상이 됨.
○ 일본 IEEE 자료.
이런 회로의 핵심은, 1) AC 전원 변동과 무관한 KV 출력의 통제, 2) 정밀한 센싱 두 가지일 듯.
(▲ AC 생성 : 1차 측에서 다단 AC 배압을 하고 있다. ▼ AC 회로의 다단 배압 후 다시… Cockcroft-Walton DC 배압 회로를 가지고 최종 출력을 생성. 출처 및 정보 열람 : https://jeea.or.jp/course/contents/02202/)
* 관련 글 : Cockcroft-Walton 배압 회로와 입자 가속기
