축 접지 브러시는 언제 점검해야 하나요?

마모 때문에 교체할 일은 대개 없습니다. 축전류용으로 설계된 브러시는 연속 사용 기간이 10년에서 20년대입니다. 그런데 브러시가 붙어 있는 것과 지금도 듣고 있는 것은 다릅니다. 마모가 아닌 이유로 효과가 사라지는 경우가 있고, 그건 눈으로 보이지 않습니다.

먼저 어떤 브러시가 달려 있는지 확인하십시오

여기서 답이 갈립니다. 「브러시」라고 부르는 것 중에 정말로 소모품인 것이 섞여 있습니다.

종류	정비 필요성	연속 사용 기간
카본 브러시	있음 — 마모가 빠름	1년 이내
실버 그라파이트 브러시	없음	10년 이상
카본 파이버 브러시	없음	20년 이상

카본 브러시는 원래 전동기의 정류자용으로 쓰이던 것을 축전류 대응에 가져다 쓴 것입니다. 값이 싸지만 마모를 전제로 한 부품이라 1년 안에 교체해야 합니다. 반면 실버 그라파이트와 카본 파이버는 마모 정비를 전제로 하지 않습니다.

※ 설비를 인수받아 운영하시는 경우 무엇이 달려 있는지 모르는 상태인 경우가 많습니다. 그것부터 확인하십시오. 카본이라면 교체 주기가 있는 것이고, 나머지라면 아래 내용이 해당됩니다.

마모가 아니어도 효과가 떨어집니다

브러시는 축전류가 베어링을 지나지 않고 빠져나갈 길을 만드는 부품입니다. 그 길은 브러시 하나가 아니라 축 표면 → 접촉면 → 브러시 → 체결부 → 프레임으로 이어진 사슬입니다. 어느 고리 하나가 끊겨도 전류는 다시 베어링 쪽으로 갑니다.

지점	무엇이 생기나
1 축 표면	그리스가 묻거나 산화막이 끼면 접촉 저항이 올라갑니다. 정비 중 축에 도장을 하면 절연이 됩니다
2 접촉면	마모, 그리고 분진이 눌러 붙어 도통이 나빠지는 경우
3 체결부	도장 위에 볼트를 조인 경우, 진동으로 풀린 경우, 부식
4 접지 경로	접지선 단선, 단자 이완

네 가지 중 마모는 하나뿐입니다. 나머지 셋은 브러시가 새것이어도 생기고, 브러시만 들여다봐서는 구별되지 않습니다.

※ 3번이 특히 흔합니다. 모터 프레임은 대개 도장돼 있고 도장은 절연체입니다. 페인트가 벗겨진 면에 체결해야 하는 것이 이 때문입니다.

판정은 눈이 아니라 축전압으로 합니다

위의 네 가지가 결국 하나의 값으로 나타납니다. 축전압입니다. 길이 살아 있으면 낮게 나오고, 어디선가 끊기면 올라갑니다.

그래서 실무에서 할 일은 간단합니다.

1	브러시를 설치한 직후에 축전압을 재서 기록해 둡니다 — 이 값이 그 설비의 기준선이 됩니다
2	정기 정비 때 같은 조건에서 다시 잽니다
3	기준선보다 뚜렷하게 올라갔으면 사슬 어딘가가 끊긴 것입니다

설치 직후 값을 안 남겨 두면 나중에 잰 값이 높은 건지 원래 그런 건지 알 수 없습니다. 기준선을 남기는 것이 점검의 절반입니다. 일반적인 목표는 1Vp-p 이하이지만 설비마다 조건이 달라 절대적인 선은 아닙니다.

※ 측정은 오실로스코프나 전용 계측기로 합니다. 멀티미터로는 판정할 수 없습니다 — 실효값을 내놓기 때문입니다.

이럴 때는 예정에 없어도 재보십시오

모터를 오버홀하거나 재권선한 뒤	분해·조립 과정에서 브러시를 빼고 다시 안 다는 경우가 생깁니다. 축을 재가공하거나 도장했을 수도 있습니다
인버터를 교체·증설한 뒤	반송 주파수나 케이블 길이가 달라지면 축전압 크기가 달라집니다
베어링을 교체한 뒤	같은 자리가 또 상했는지 확인할 기준이 필요합니다
베어링 소음·진동·온도가 올라갈 때	전기적 손상인지 기계적 손상인지 가르는 첫 단서가 됩니다

첫 줄이 현장에서 가장 자주 나옵니다. 정비 업체는 브러시를 축전류 대책이 아니라 부속물로 보는 경우가 있어, 떼어 놓고 조립 때 빠뜨려도 아무도 모릅니다. 몇 달 뒤 베어링이 다시 상하고 나서야 드러납니다.

베어링을 열어 볼 기회가 있다면

정비로 베어링을 분해하게 되면 손상 모양을 함께 보십시오. 전기적 손상은 자국이 다릅니다. 궤도면이 잿빛으로 거칠어지는 프로스팅, 회전 방향과 직각으로 줄무늬가 생기는 플루팅이 그것입니다. 기계적 마모와 구별하는 방법은 따로 정리해 두었습니다.

이 자국이 보이는데 브러시가 달려 있었다면, 브러시가 그 기간 동안 일을 못 하고 있었다는 뜻입니다.

브러시가 제대로 붙어 있어도 연결에 쓰는 선의 종류와 길이에 따라 고주파에서 임피던스가 크게 달라집니다. 접지선이 물려 있다는 사실만으로 판단하지 마십시오. 연속 사용 기간과 정비 필요성은 자사 공급 제품 기준이며, 설치 환경과 회전 속도에 따라 달라집니다.