서지 보호기 또는 SPD라고도 하는 서지 보호 장치는 전기 회로에서 발생할 수 있는 전압 서지로부터 전기 부품을 보호하도록 설계되었습니다.

외부 간섭의 결과로 전기 회로 또는 통신 회로에서 전류 또는 전압의 급격한 증가가 발생할 때마다 서지 보호 장치는 매우 짧은 시간 내에 전도 및 분로하여 서지가 회로의 다른 장치를 손상시키는 것을 방지합니다. .

서지 보호 장치(SPD)는 정전을 방지하고 시스템 신뢰성을 향상시키는 비용 효율적인 방법입니다.

일반적으로 배전반에 설치되며 일시적인 과전압을 제한하여 광범위한 응용 분야에서 전자 장치의 원활하고 중단 없는 작동을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.

SPD는 과도 서지로부터 과도한 전압을 보호 장비로부터 우회시키는 방식으로 작동합니다.이는 일반적으로 과도한 전압을 흡수하여 접지로 방향을 전환하여 연결된 장치를 보호하는 MOV(금속 산화물 배리스터) 또는 가스 방전관으로 구성됩니다.

전력 서지는 낙뢰, 전력망 전환, 잘못된 배선, 고전력 전기 장비의 작동 등 다양한 이유로 인해 발생할 수 있습니다.또한 모터 시동이나 대형 가전제품의 켜기/끄기 등 건물 내부에서 발생하는 이벤트로 인해 발생할 수도 있습니다.

SPD를 설치하면 다음과 같은 여러 가지 이점을 얻을 수 있습니다.

손상을 주는 전압 서지로부터 민감한 전자 장비를 보호합니다.

컴퓨터 시스템의 데이터 손실 또는 손상을 방지합니다.

전기적 교란으로부터 기기 및 장비를 보호하여 수명을 연장합니다.

전력 서지로 인한 전기 화재 위험을 줄입니다.

소중한 장비가 안전하게 보호되고 있으니 안심하세요.

SPD의 수명은 품질, 발생하는 서지의 심각도, 유지 관리 관행과 같은 요소에 따라 달라질 수 있습니다.일반적으로 SPD의 수명은 5~10년입니다.그러나 최적의 보호를 보장하려면 SPD를 정기적으로 검사 및 테스트하고 필요에 따라 교체하는 것이 좋습니다.

SPD의 필요성은 지리적 위치, 현지 규정, 연결된 전자 장비의 민감도 등의 요인에 따라 달라질 수 있습니다.특정 요구 사항을 평가하고 전기 시스템에 SPD가 필요한지 결정하려면 자격을 갖춘 전기 기술자 또는 전기 엔지니어와 상담하는 것이 좋습니다.

SPD 제조에 사용되는 몇 가지 일반적인 서지 보호 부품으로는 MOV(금속 산화물 배리스터), ABD(이전에는 실리콘 애벌랜치 다이오드 또는 SAD로 알려짐) 및 GDT(가스 방전관)가 있습니다.MOV는 AC 전원 회로 보호에 가장 일반적으로 사용되는 기술입니다.MOV의 서지 전류 정격은 단면적 및 구성과 관련이 있습니다.일반적으로 단면적이 클수록 장치의 서지 전류 정격이 높아집니다.MOV는 일반적으로 원형 또는 직사각형 형상이지만 7mm(0.28인치)에서 80mm(3.15인치) 범위의 다양한 표준 치수로 제공됩니다.이러한 서지 보호 부품의 서지 전류 정격은 매우 다양하며 제조업체에 따라 다릅니다.이 절의 앞부분에서 설명한 것처럼 MOV를 병렬 어레이로 연결하면 개별 MOV의 서지 전류 정격을 더하여 어레이의 서지 전류 정격을 얻을 수 있으므로 서지 전류 값을 계산할 수 있습니다.이를 위해서는 운영 조정을 고려해야 합니다.

어떤 구성 요소, 어떤 토폴로지, 특정 기술의 배포가 서지 전류 전환을 위한 최상의 SPD를 생성하는지에 대한 많은 가설이 있습니다.모든 옵션을 제시하는 대신 서지 전류 등급, 공칭 방전 전류 등급 또는 서지 전류 기능에 대한 논의가 성능 테스트 데이터를 중심으로 이루어지는 것이 가장 좋습니다.설계에 사용된 구성요소나 배치된 특정 기계 구조에 관계없이 중요한 것은 SPD가 해당 애플리케이션에 적합한 서지 전류 정격 또는 공칭 방전 전류 정격을 가지고 있다는 것입니다.

IET 배선 규정 최신판 BS 7671:2018에는 위험 평가를 수행하지 않는 한 과전압으로 인해 다음과 같은 결과가 발생할 수 있는 경우 일시적인 과전압에 대한 보호가 제공되어야 한다고 명시되어 있습니다.

인명에 심각한 부상 또는 손실을 초래하는 경우또는

공공 서비스 중단 및/또는 문화유산 손상을 초래하는 경우또는

상업 또는 산업 활동이 중단되는 결과를 초래합니다.또는

같은 장소에 있는 다수의 개인에게 영향을 미칩니다.

이 규정은 가정, 상업, 산업을 포함한 모든 유형의 건물에 적용됩니다.

IET 배선 규정은 소급되지 않지만 이전 버전의 IET 배선 규정에 따라 설계 및 설치된 설비 내의 기존 회로에 대한 작업이 수행되는 경우 수정된 회로가 최신 버전을 준수하는지 확인해야 합니다. 버전에서는 전체 설치를 보호하기 위해 SPD가 설치된 경우에만 유용합니다.

SPD 구매 여부에 대한 결정은 고객의 몫이지만, SPD 생략 여부에 대해 충분한 정보를 바탕으로 결정을 내릴 수 있도록 충분한 정보를 고객에게 제공해야 합니다.결정은 안전 위험 요소를 기반으로 이루어져야 하며 컴퓨터, TV 및 필수 장비와 같이 전기 설비 및 이에 연결된 장비 비용에 비해 몇 백 파운드에 불과한 SPD의 비용 평가에 따라 이루어져야 합니다. 예를 들어 연기 감지 및 보일러 제어 등이 있습니다.

적절한 물리적 공간을 사용할 수 있는 경우 서지 보호 장치를 기존 소비자 장치에 설치할 수 있으며, 충분한 공간을 사용할 수 없는 경우 기존 소비자 장치에 인접한 외부 인클로저에 설치할 수 있습니다.

일부 정책에서는 장비에 SPD가 적용되어야 하며 그렇지 않으면 청구 시 보상이 제공되지 않는다고 명시되어 있으므로 보험 회사에 문의하는 것도 좋습니다.

서지 보호기(일반적으로 낙뢰 보호라고 함)의 등급은 파티션의 접합부에 설치되는 IEC 61643-31 및 EN 50539-11 세분화 낙뢰 보호 이론에 따라 평가됩니다.기술 요구 사항과 기능은 다릅니다.1단계 낙뢰 보호 장치는 0-1 구역 사이에 설치되며, 흐름 요구 사항이 높으며 IEC 61643-31 및 EN 50539-11의 최소 요구 사항은 Itotal(10/350) 12.5ka이고 두 번째와 세 번째는 레벨은 주로 과전압을 억제하기 위해 1-2 구역과 2-3 구역 사이에 설치됩니다.

서지 보호 장치(SPD)는 손상, 시스템 가동 중지 시간 및 데이터 손실을 유발할 수 있는 과도 과전압의 유해한 영향으로부터 전자 장비를 보호하는 데 필수적입니다.

많은 경우, 장비 교체 또는 수리 비용이 상당할 수 있으며, 특히 병원, 데이터 센터, 산업 플랜트와 같은 업무상 중요한 응용 분야에서는 더욱 그렇습니다.

회로 차단기와 퓨즈는 이러한 고에너지 이벤트를 처리하도록 설계되지 않았으므로 추가적인 서지 보호가 필요합니다.

SPD는 장비에서 일시적인 과전압을 우회하여 손상을 방지하고 수명을 연장하도록 특별히 설계되었습니다.

결론적으로 SPD는 현대 기술 환경에서 필수적입니다.

SPD 작동 원리

SPD의 기본 원리는 초과 전압에 대해 접지에 대한 낮은 임피던스 경로를 제공한다는 것입니다.전압 스파이크 또는 서지가 발생하면 SPD는 초과 전압과 전류를 접지로 전환하여 작동합니다.

이러한 방식으로 들어오는 전압의 크기는 연결된 장치를 손상시키지 않는 안전한 수준으로 낮아집니다.

작동하려면 서지 보호 장치에는 서로 다른 조건에서 고임피던스 상태와 저임피던스 상태 사이를 전환하는 하나 이상의 비선형 구성 요소(배리스터 또는 스파크 갭)가 포함되어 있어야 합니다.

이들의 기능은 방전 또는 임펄스 전류를 전환하고 하위 장비의 과전압을 제한하는 것입니다.

서지 보호 장치는 아래 나열된 세 가지 상황에서 작동합니다.

가. 정상상태(서지 없음)

서지 조건이 없는 경우 SPD는 시스템에 영향을 주지 않고 개방 회로로 작동하며 높은 임피던스 상태를 유지합니다.

B. 전압 서지 중

전압 스파이크 및 서지가 발생하는 경우 SPD는 전도 상태로 전환되고 임피던스가 감소합니다.이러한 방식으로 임펄스 전류를 접지로 전환하여 시스템을 보호합니다.

C. 정상 작동으로 복귀

과전압이 방전된 후 SPD는 정상적인 고임피던스 상태로 다시 전환되었습니다.

서지 보호 장치(SPD)는 전기 네트워크의 필수 구성 요소입니다.그러나 시스템에 적합한 SPD를 선택하는 것은 어려운 문제일 수 있습니다.

최대 연속 작동 전압(UC)

SPD의 정격 전압은 시스템에 적절한 보호를 제공하기 위해 전기 시스템 전압과 호환되어야 합니다.정격 전압이 낮을수록 장치가 손상되고 정격이 높을수록 과도 현상이 제대로 전환되지 않습니다.

응답 시간

이는 SPD의 시간이 과도현상에 반응하는 것으로 설명됩니다.SPD의 응답 속도가 빠를수록 SPD의 보호 성능이 향상됩니다.일반적으로 제너 다이오드 기반 SPD는 가장 빠른 응답을 제공합니다.가스 충전형은 상대적으로 응답 시간이 느리고 퓨즈 및 MOV 유형은 응답 시간이 가장 느립니다.

공칭 방전 전류(In)

SPD는 8/20μs 파형에서 테스트해야 하며 주거용 소형 SPD의 일반적인 값은 20kA입니다.

최대 임펄스 방전 전류(Iimp)

장치는 과도 현상 중에 오류가 발생하지 않도록 배전망에서 예상되는 최대 서지 전류를 처리할 수 있어야 하며 장치는 10/350μs 파형으로 테스트되어야 합니다.

클램핑 전압

이는 임계 전압이며 이 전압 레벨 이상에서는 SPD가 전력선에서 감지하는 모든 과도 전압을 클램핑하기 시작합니다.

제조업체 및 인증

UL이나 IEC와 같은 공정한 테스트 시설에서 인증을 받은 유명 제조업체의 SPD를 선택하는 것이 중요합니다.인증은 제품이 검사를 거쳐 모든 성능 및 보안 요구 사항을 통과했음을 보장합니다.

이러한 크기 조정 지침을 이해하면 요구 사항에 가장 적합한 서지 보호 장치를 선택하고 효과적인 서지 보호를 보장할 수 있습니다.

서지 보호 장치(SPD)는 일시적인 과전압에 대해 안정적인 보호를 제공하도록 설계되었지만 특정 요인으로 인해 오류가 발생할 수 있습니다.다음은 SPD 실패의 몇 가지 기본 이유입니다.

1.과도한 전력 서지

SPD 오류의 주요 원인 중 하나는 과전압이며, 낙뢰, 전력 서지 또는 기타 전기 장애로 인해 과전압이 발생할 수 있습니다.반드시 위치에 따른 적절한 설계 계산 후 올바른 유형의 SPD를 설치하십시오.

2. 노화 요인

온도 및 습도를 포함한 환경 조건으로 인해 SPD는 유효 기간이 제한되어 있으며 시간이 지남에 따라 성능이 저하될 수 있습니다.또한 SPD는 빈번한 전압 스파이크로 인해 손상될 수 있습니다.

3. 구성 문제

Wye로 구성된 SPD가 델타를 통해 연결된 부하에 연결된 경우와 같이 잘못 구성되었습니다.이로 인해 SPD가 더 높은 전압에 노출되어 SPD 오류가 발생할 수 있습니다.

4. 구성 요소 오류

SPD에는 MOV(금속 산화물 배리스터)와 같은 여러 구성 요소가 포함되어 있으며 제조 결함이나 환경 요인으로 인해 오류가 발생할 수 있습니다.

5. 접지 불량

SPD가 제대로 작동하려면 접지가 필요합니다.SPD가 잘못 접지되면 오작동하거나 안전 문제가 발생할 수 있습니다.