전동기 하우징이 뜨겁고, 보호 차단이 자꾸 발생하며, 전류가 비정상적으로 높아지는 경우, 대부분은 모터 문제로 생각합니다. 하지만 현장에서는 그 원인이 펌프 내부 공기 혼입인 경우가 많습니다.
사례 1: 제철소 75kW 전동기의 조기 고장
한국의 한 제철소에서는 75kW 유도전동기가 운전 10분 만에 과열되어 멈추는 현상이 반복되었습니다. 처음에는 절연 불량이나 부하 불균형을 의심했지만, 실제 원인은 펌프 내부 공기 혼입이었습니다.
공기 때문에 물이 흐르지 않아 무부하 상태에서 공회전했고, 회전부의 마찰이 증가하며 전동기 과부하가 지속되었습니다. 결국 이 전동기는 3개월 만에 교체되었습니다.
공기가 전동기 과열을 유발하는 원리
- 유체 저항이 사라지면서 전동기 회전수가 올라가고, 전류 과다 소비
- 펌프가 설계 조건을 벗어나 작동하며 내부 마찰 증가
- 샤프트 및 베어링 가열로 씰 손상
- 유량 부족 → 전동기 반복 기동 → 보호릴레이 작동 빈도 증가
사례 2: 호텔 냉방 펌프 과열 사고
두바이의 한 5성급 호텔에서는 한여름 피크 타임에 냉수 펌프가 오후에만 3번 차단되는 사고가 발생했습니다. 조사 결과, 루프 상단의 에어락 발생으로 유량이 부족했고, 모터가 이를 보상하기 위해 과부하 상태로 지속 운전한 것이 원인이었습니다.
결국 일부 객실에서 냉방이 작동하지 않아 고객 불만이 접수됐으며, 원인은 단지 소량의 공기였습니다.
공기 혼입으로 인한 전동기 과부하 징후
- 모터 외부가 손으로 만지기 힘들 정도로 뜨거움
- 제어반 전류 수치가 평소보다 높음
- 펌프 소리가 평소보다 가볍거나 고음으로 울림
- 유량계 수치가 낮거나 ‘0’ 표시
- 모터가 자주 차단되거나 재기동 됨
방치 시 발생 가능한 문제들
- 권선 절연 열화 및 단락
- 베어링 과열로 인한 고착
- 펌프 씰 손상 및 누수
- 보호 릴레이 반복 작동 → 신뢰도 저하
- 모터 전체 소손
예방 방법: 현장에서 검증된 조치
- 시동 전 정확한 프라이밍 수행
- 모터 제어반에 온도 센서 및 경고 시스템 부착
- 고지점에 자동 에어 벤트 설치
- 소프트스타터 또는 VFD 적용으로 기동 전류 제어
- 정기적인 기포 확인 및 유량 점검
- 모터 용량 여유 확보로 과부하 여지 감소
- 운전자가 공회전 소리 식별할 수 있도록 교육
전동기가 약한 게 아닙니다. 공기 혼입이 모터를 과하게 일하게 만들고 있는 것입니다. 눈에 보이지 않는 공기의 위협, 제대로 파악하고 조치해야 고장 없는 설비를 유지할 수 있습니다.
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