절연 부싱은 절연 베어링과 뭐가 다른가요?

절연하는 자리가 다릅니다. 절연 베어링은 베어링 자체를 특수품으로 바꾸는 것이고, 절연 부싱은 표준 베어링은 그대로 두고 그 주변을 절연하는 것입니다. 목적은 같지만 현장에서 챙길 것이 달라집니다.

무엇이 다른가

	절연 부싱·슬리브	절연 베어링
절연 위치	베어링과 하우징 사이의 별도 부품	베어링 자체(외륜 코팅·세라믹 볼)
베어링	표준품 그대로	특수품으로 교체
교체할 때	표준 베어링만 조달하면 됨	매번 특수 베어링
설치	하우징 치수·가공을 봐야 함	기존 자리에 그대로

부싱이 나은 점

베어링을 표준품으로 계속 쓸 수 있습니다. 베어링은 소모품이라 언젠가 갈아야 하는데, 절연 베어링을 쓰면 그때마다 특수품을 구해야 합니다. 납기와 재고가 걸립니다. 부싱은 한 번 넣어 두면 그다음부터는 흔한 베어링을 쓰면 됩니다.

그리고 절연을 두껍게 잡을 수 있습니다. 코팅형 절연 베어링의 절연층은 수백 마이크로미터 수준인데, 별도 부품인 부싱은 그런 제약이 덜합니다. 절연층이 얇으면 고주파가 정전용량을 통해 건너간다는 점을 생각하면, 두께를 확보할 수 있다는 것은 고주파 쪽에 유리한 조건입니다.

베어링 쪽이 나은 점

반대로 절연 베어링은 부품이 늘지 않습니다. 베어링과 하우징 사이에 뭔가를 끼우지 않으니 설치가 간단하고 치수 정밀도를 지키기 쉽습니다. 끼워맞춤이 틀어지면 베어링 수명 자체가 짧아지므로 이 점은 가볍지 않습니다.

그리고 다음 절에서 볼 단락 경로가 부싱 쪽에 더 많습니다. 절연 구간이 하우징 바깥으로 나올수록 건드릴 것이 늘어나기 때문입니다.

⚠ 한 군데만 뚫려도 무의미합니다

가장 중요한 대목입니다. 부싱을 제대로 넣어도 다른 금속 부품이 그 절연을 건너뛰면 전부 무효가 됩니다. 전류는 우회로가 하나만 있으면 그리로 갑니다.

• 체결 볼트 — 그래서 볼트에도 절연 부싱과 절연 와셔를 함께 씁니다. 「절연 부싱」이라는 말이 이 볼트 부싱을 가리키는 경우도 많습니다
• 다웰 핀·위치 결정 핀 — 조립 정밀도 때문에 쓰는 부품인데 그대로 두면 금속 다리가 됩니다
• 급유·배유 배관 — 금속 배관이 하우징과 본체를 잇습니다. 발전기 쪽 문헌은 절연이 베어링뿐 아니라 오일 배관까지 미쳐야 한다고 명시합니다
• 온도 센서·진동 센서 배선 — 실드가 접지되어 있으면 그 경로로 이어집니다

그래서 절연 저항을 재서 확인합니다. 수력 발전기 정비 기준을 예로 들면, 설치 전 각 패드는 1,000V 절연저항계로 100MΩ 이상, 조립 후 급유 전에는 5MΩ 이상을 봅니다.

눈여겨볼 것은 기름을 넣은 뒤 기준이 0.3MΩ으로 내려간다는 점입니다. 기름이 들어가는 것만으로 측정값이 크게 떨어집니다. 절연은 시간이 지나면서 나빠지는 것이고, 오염·수분·금속 가루가 쌓이면 더 떨어집니다.

※ 위 수치는 수력 발전기(패드 베어링) 정비 기준의 예로, 설비 종류에 따라 기준이 다릅니다. 적용 기준은 제조사 지침을 따르십시오.

언제 적용하나

구매 사양에 기준을 못 박아 두는 곳도 있습니다. EPRI 대형 모터 구매 사양은 1,005마력(750kW) 이상이거나 축전압이 100mV를 넘는 경우 베어링을 절연하도록 정하고 있습니다.

이 기준에서 읽어야 할 것은 「축전압을 재서 정한다」는 부분입니다. 출력만으로 자동으로 정해지는 것이 아니라 실제 값을 보고 판단합니다.

국내에는 이에 해당하는 규정이 없습니다. 삼상유도전동기를 다루는 효율관리기자재 운용규정이 있지만 대상이 0.75~375kW이고 내용도 효율 기준입니다. 750kW는 그 범위를 한참 넘어서는 크기이고, 축전류 대책을 정한 국내 기준은 따로 없습니다. KEC 에도 축전류에 관한 규정은 없습니다.

그래서 실무에서는 국제 규격과 구매 사양이 그 자리를 대신합니다. IEC TS 60034-25 는 인버터로 구동하는 교류 기기의 적용 지침이고 축 접지 시스템을 다루는 절을 따로 두고 있습니다. NEMA MG 1 Part 31 도 축전압과 베어링 절연을 언급합니다. 설비를 발주하실 때 이런 규격을 사양서에 넣어 두면 판단 기준이 생깁니다.

그리고 부싱이든 베어링이든 절연만으로는 절반입니다. 길을 막았으면 회전자에 쌓인 전하가 나갈 길을 따로 내줘야 합니다. 한쪽은 절연, 반대쪽에는 축전류 저감 장치를 두는 구성이 표준인 이유입니다. 양쪽을 다 막으면 전류는 커플링을 타고 피구동 기계로 넘어갑니다.

※ EPRI 기준은 대형 모터 구매 사양에 인용되는 값이며, 절연 저항 기준과 배관 절연에 관한 내용은 발전기 정비 자료를 참고했습니다.