“조속기로프가 사라진다”…코네가 바꾸려는 엘리베이터 비상정지의 원리

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무선 전력·데이터 전송과 전자기계식 안전장치 결합…300m 운행거리에서 약 3톤 경량화

기계식 과속조절기 대신 전자식 감시로 전환…정전·센서 고장에도 안전성 확보할 수 있을까

[엘모아=편집부] 엘리베이터의 속도가 비정상적으로 빨라지면 무엇이 승강기를 멈추게 할까. 일반적인 로프식 엘리베이터에서는 과속조절기와 여기에 연결된 별도의 로프가 중요한 역할을 담당한다. 제어반이나 구동장치에 문제가 발생하더라도 기계적인 방식으로 비상정지장치를 작동시킬 수 있도록 설계된 안전체계다.

그런데 세계적인 승강기 제조사 코네(KONE)가 이 조속기로프를 없애겠다고 발표했다. 엘리베이터 카와 제어반을 연결하는 이동 케이블까지 제거하는 차세대 초고층 승강기 기술이다.

코네가 지난 10월 1일 발표한 신기술의 핵심은 단순히 부품을 가볍게 만드는 데 있지 않다. 기존 승강기에서 물리적인 연결로 구현하던 일부 기능을 전자식 제어와 배터리, 무선 통신으로 대체한다는 점이다.

특히 조속기로프를 제거하겠다는 계획은 승강기 안전장치의 작동 방식이 달라질 수 있다는 점에서 눈여겨볼 만하다.

조속기로프가 없는데 비상정지는 어떻게 작동할까?

일반적인 엘리베이터는 카가 움직이는 속도를 과속조절기에서 감시한다. 카와 연결된 조속기로프가 함께 움직이면서 조속기의 회전 속도가 변하고, 설정된 작동속도에 도달하면 기계적인 작동을 통해 로프를 붙잡는다.

이 과정에서 카에 설치된 비상정지장치가 작동해 가이드레일을 물고 카를 정지시킨다. 이는 구동기에 설치된 브레이크와는 별도로 승강기의 안전을 확보하는 중요한 장치다.

코네는 새로운 초고층 승강기 솔루션에 전자기계식 비상정지장치(Electromechanical Safety Gear)를 포함했다. 기존 로프 기반의 안전장치를 전자식 기술로 대체해 조속기로프가 필요하지 않도록 하는 방식이다.

이러한 전자식 안전체계에서는 카의 위치와 속도를 전자적으로 감시하고, 위험한 상태가 확인되면 비상정지장치를 전기적으로 작동시키는 구성이 가능하다. 최종적으로 카를 멈추는 것은 여전히 가이드레일에 제동력을 가하는 기계적인 장치다.

즉, 모든 안전장치를 전자장치로 바꾸는 것이 아니라 위험을 감지하고 비상정지장치를 작동시키는 방법을 바꾸는 것에 가깝다.

다만 코네는 이번 발표에서 해당 시스템의 구체적인 속도검출 방식과 안전회로 구성, 비상정지장치의 작동 에너지원 및 시험 결과를 상세히 공개하지는 않았다.

전기가 끊어지거나 센서가 고장 나면?

전자식 안전장치가 등장하면 반드시 따라오는 질문이 있다. 정전이나 센서 고장으로 정상적인 신호를 받을 수 없는 상황에서도 비상정지장치가 제대로 작동할 수 있느냐는 것이다.

기존 기계식 조속기는 별도의 전자제어 신호가 없어도 일정한 조건에서 기계적으로 비상정지장치를 작동시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나 전자식 시스템에서는 속도를 감지하는 센서, 안전제어부, 작동장치의 신뢰성이 모두 중요해진다.

승강기 안전기술 분야에서는 이미 전자식 과속 감지와 전자기계식 비상정지장치를 결합하는 방식이 개발돼 있다.

독일의 센서 전문기업 퀴블러(Kübler)는 안전인증을 받은 위치센서와 안전장치 작동 모듈을 조합해 기존 기계식 조속기를 대체하는 시스템을 공급하고 있다. 이 제품은 승강기 운행제어반과 독립적으로 안전기능을 수행하도록 설계됐으며, 비상정지장치의 상태 감시와 복귀 기능도 제공한다.

이는 조속기로프 없는 안전체계가 단순한 구상에 머물러 있는 기술은 아니라는 점을 보여준다. 다만 퀴블러의 제품과 코네의 새로운 시스템이 동일한 구조라는 의미는 아니다.

코네가 실제 시스템에서 어떤 형태의 고장 감지, 독립 전원, 안전장치 작동 구조를 채택했는지는 별도의 기술자료와 인증 내용을 통해 확인해야 한다.

결국 중요한 것은 로프를 없앴느냐가 아니다. 기존의 기계식 안전장치와 동등한 수준의 안전성을 확보하고, 전자장치의 고장까지 고려했는지가 핵심이다.

이동 케이블까지 제거…무선 승강기의 가장 큰 변화

코네가 제거하려는 또 다른 부품은 트래블링 케이블(Traveling Cable)이다.

일반적인 승강기는 카의 조명과 운전장치, 도어 관련 장치 등에 필요한 전력과 각종 제어·통신 신호를 전달하기 위해 이동 케이블을 사용한다. 카가 움직일 때 케이블도 함께 움직이므로 운행거리가 길어질수록 무게와 설치 공간에 대한 부담이 커진다.

초고층 승강기에서는 문제가 더욱 복잡해진다. 건물이 바람에 의해 흔들리면 길게 늘어진 케이블에도 진동이 발생할 수 있고, 이러한 움직임은 케이블의 안정적인 운용에 영향을 줄 수 있다.

코네는 이를 해결하기 위해 무선 데이터 전송과 배터리 기반의 전력 공급 기술을 활용한다. 또한 무선 전력 전송 및 자체 충전 기술을 초고층 솔루션에 포함하고 있다.

회사 측은 이동거리 300m의 엘리베이터에 해당 무선 솔루션을 적용할 경우 이동 케이블과 조속기로프를 없애 시스템 질량을 약 3,000kg 줄일 수 있다고 설명했다.

단순한 부품 두 종류의 제거이지만, 초고층에서는 3톤이라는 중량 감소가 상당한 의미를 갖는다. 움직이는 질량이 줄면 구동장치가 감당해야 할 부담과 구조 설계 조건에도 영향을 줄 수 있기 때문이다.

물론 새로운 기술이 유지관리를 없애는 것은 아니다. 기존에는 케이블의 마모와 손상, 조속기로프의 상태를 관리했다면, 새로운 시스템에서는 배터리 상태와 무선 통신의 신뢰성, 전자식 안전장치의 정상 작동 여부 등이 중요한 관리 항목이 될 수 있다.

유지관리 대상이 사라지는 것이 아니라 변화하는 셈이다.

실제 적용 무대는 725m 초고층 빌딩

코네는 새로운 고층빌딩 기술을 아랍에미리트 두바이에 건설되는 부르즈 아지지(Burj Azizi)에 적용할 계획이라고 밝혔다.

건물 높이는 725m이며 엘리베이터 59대와 에스컬레이터 15대가 설치될 예정이다. 승강기 최고속도는 초속 10m, 최장 단일 운행거리는 631.5m로 계획돼 있다.

기존 강철 로프보다 가벼운 탄소섬유 기반 UltraRope와 고효율 구동장치, 전자기계식 안전장치 및 배터리 기술 등이 활용된다.

여기서 주의할 점은 이번 프로젝트에 코네의 차세대 기술이 활용된다는 사실과 모든 승강기에 각각의 신기술이 동일하게 적용된다는 사실은 다르다는 것이다. 개별 승강기별 상세 적용 사양과 운행 성능은 추가 확인이 필요하다.

또한 현재는 건설 프로젝트에 대한 공급계획이 발표된 단계이며, 631.5m를 실제로 운행하는 승강기가 완공돼 상용 운행 중이라는 의미는 아니다.

로프가 줄어들수록 중요한 것은 안전성 검증

초고층 승강기의 발전은 오랫동안 속도와 운행거리, 구동장치의 성능을 높이는 방향으로 이뤄져 왔다. 그러나 코네의 이번 발표는 다른 방향의 기술적 변화를 보여준다.

필요한 구조물은 더 가볍게 만들고, 없어도 되는 물리적 연결은 제거하며, 그 기능을 전자제어와 새로운 안전장치로 대체하려는 것이다.

이러한 변화가 실제로 확대된다면 승강기 산업에서 속도 감지 기술, 전자기계식 안전장치, 안전제어 시스템, 배터리 및 통신 기술의 중요성도 더욱 커질 가능성이 있다.

국내에 도입할 경우에도 단순히 해외에서 개발된 신기술이라는 이유만으로 적용할 수 있는 것은 아니다. 해당 장치가 국내 승강기 안전기준에서 요구하는 기능과 성능을 충족하는지, 인증과 검사 절차를 어떻게 적용할 것인지 등을 검토해야 한다.

특히 조속기처럼 인명 안전과 직결되는 장치의 구조가 달라지는 경우에는 정상 작동 성능뿐 아니라 부품 고장과 전원 이상 등 비정상적인 상황에서의 안전성까지 검증할 필요가 있다.

코네의 새로운 기술이 주목받는 이유는 로프 몇 가닥을 없앴기 때문만은 아니다. 그동안 당연하게 여겨졌던 승강기 안전장치의 기계적 연결을 다른 방식으로 구현하려 한다는 데 있다.

조속기로프가 사라진 엘리베이터는 앞으로 등장할 수 있다. 그러나 사라져서는 안 되는 것은 어떠한 고장 상황에서도 승강기를 안전하게 정지시킬 수 있다는 신뢰다.

엘모아 한 줄 요약

코네가 조속기로프와 이동 케이블을 제거하는 차세대 승강기 기술을 공개했다. 핵심은 전자식 안전기술로 기존 기계적 연결을 대체하면서도 동등한 안전성을 입증할 수 있느냐다.

업계 체크포인트

• 조속기 기술 변화: 기계식 로프 대신 전자식 속도 감시와 전자기계식 비상정지장치 활용.

• 경량화: 300m 운행거리 기준 약 3톤의 시스템 질량 감소 효과 제시.

• 유지관리 변화: 로프·케이블 관리에서 센서·배터리·안전제어 시스템 관리로 확대 가능.

• 국내 적용 과제: 안전기준 적합성, 전원 이상 대응, 독립 안전기능 검증 필요.

엘모아 편집부

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