2025-07-09
SPD는 서지 보호 장치의 약자입니다.
이는 건물 내 전기 설비 및 연결된 장치, 즉 소비자 유닛, 모든 배선 및 소켓, 조명 등을 과도 전압으로 알려진 전기 '서지'로부터 보호하는 장치입니다.
서지 보호 장치(SPD)는 서지 보호기라고도 하며, 다양한 전자 장비, 기기 및 통신 회선에 대한 안전 보호 기능을 제공하는 전자 장치입니다. 외부 간섭으로 인해 전기 회로나 통신 회로에 스파이크 전류 또는 전압이 갑자기 발생하면 서지 보호 장치가 매우 짧은 시간 내에 전도 및 션트하여 서지가 회로의 다른 장비를 손상시키는 것을 방지할 수 있습니다.
서지 보호 장치(SPD)는 전자 장비의 낙뢰 보호에 필수적인 장치입니다. 서지 보호 장치의 기능은 장비 또는 시스템이 견딜 수 있는 전압 범위 내에서 전력선 및 신호 전송선에 침투하는 순간적인 과전압을 제한하여 보호 대상 장비 또는 시스템을 충격 및 손상으로부터 보호하는 것입니다. SPD는 AC 50/60HZ 전원 공급 시스템에 적합합니다.
서지 보호 장치의 유형
IEC/EN 61643-11에 따라 다양한 유형의 SPD가 있으며, 다음과 같이 분류됩니다.
- Type 1 / Class I / Class B
- Type 1+2 / Class I+II / Class B+C
- Type 2 / Class II / Class C
- Type 2+3 / Class II+III / Class C+D
- Type 3 / Class III / Class D
주요 매개변수
1. 공칭 전압 Un: 보호 대상 시스템의 정격 전압이 일치합니다. 이 매개변수는 선택해야 하는 보호기의 유형을 나타냅니다. AC 또는 DC 전압의 실효값을 표시합니다.
2. 정격 전압 Uc: 보호기 특성의 변화 및 보호 요소의 활성화를 유발하지 않고 보호기의 지정된 단자에 장기간 적용할 수 있는 최대 실효 전압 값입니다.
3. 정격 방전 전류 In: 8/20μs의 파형을 가진 표준 낙뢰파가 보호기에 10번 가해질 때 보호기가 견딜 수 있는 최대 임펄스 전류 피크 값입니다.
4. 최대 방전 전류 Imax: 8/20μs의 파형을 가진 표준 낙뢰파가 보호기에 한 번 가해질 때 보호기가 견딜 수 있는 최대 임펄스 전류 피크 값입니다.
5. 전압 보호 레벨 Up: 다음 테스트에서 보호기의 최대 값: 1KV/μs 기울기의 플래시오버 전압; 정격 방전 전류의 잔류 전압.
6. 응답 시간 tA: 이는 주로 보호기의 특수 보호 요소의 작용 감도 및 고장 시간을 반영합니다. 특정 기간의 변화는 du/dt 또는 di/dt의 기울기에 따라 달라집니다.
Type 1 SPD
Type 1 서지 보호 장치는 서비스 변압기의 2차 측과 서비스 장비 과전류 장치의 라인 측 사이, 그리고 와트시 미터 소켓 인클로저를 포함한 부하 측에 설치하도록 설계되었으며, 외부 과전류 보호 장치 없이 설치하도록 설계되었습니다.
Type 1 장치는 Type 2 응용 분야에도 이중 정격으로, 서비스 입구에 설치할 수 있는 최고 등급을 제공합니다.
Type 1 SPD는 10/350 μs 파형의 낙뢰 전류를 방전할 수 있습니다. 전기 설비의 기원인 1차 배전반에 설치됩니다.
Type 1 SPD는 자체적으로 필요한 보호 수준을 제공하지 않으며, 조정된 Type 2 장치와 함께 사용해야 합니다. 낙뢰 보호 시스템이 있는 설치에는 Type 1 SPD가 필요합니다.
Type 1 서지 보호 장치는 특히 기존 낙뢰 보호 시스템 또는 메쉬 케이지 응용 분야가 있는 산업 현장의 서비스 입구를 보호하기 위해 사용할 수 있는 최상의 솔루션으로 개발되었습니다.
Type 1 서지 보호 장치는 특히 강한 서지 전류 또는 직접적인 낙뢰 위험이 높은 지역(예: 피뢰침이 장착된 건물)에서 유용합니다.
Type 1 SPD는 10/350 µs 낙뢰 전류 파형을 특징으로 하며, 부하 센터의 주 회로 차단기, 예를 들어 주 배전반에 설치됩니다.
Type 1+2 SPD
Type 1+2 서지 보호 장치는 낙뢰 서지에서 생성된 전류를 방전하고 장비로 확산되는 것을 막아 낙뢰로부터 모든 전기 설비를 보호할 수 있습니다.
Type 1+2 SPD는 10/350 µs 및 8/20 µs 낙뢰 전류 파형을 특징으로 합니다.
Type 1+2 서지 보호 장치는 LPS가 장착된 AC 설비의 기원에 설치됩니다.
Type 1+2 서지 보호 장치는 금속 산화물 배리스터(MOV) 및/또는 가스 방전 튜브(GDT) 회로를 사용하여 교류 전력의 스파이크로부터 전기 장치를 보호합니다.
Type 1+2 SPD는 단상, 3상 및 3상+중성선 AC 네트워크, TN-C, TN-S, TN-C-S TT 및 IT 전원 공급 시스템을 보호하도록 다중 극 구성으로 연결되도록 설계되었습니다.
Type 2 SPD
Type 2 서지 보호 장치는 분기 패널에 있는 SPD를 포함하여 서비스 장비 과전류 장치의 부하 측에 설치하도록 설계되었습니다.
Type 2 SPD는 8/20 μs 전류 파를 방전할 수 있으며, 전기 설비의 과도 전압 손상을 방지하고 연결된 장비를 보호할 수 있습니다.
일반적으로 금속 산화물 배리스터(MOV) 기술을 사용합니다. 이 장치는 일반적으로 Type 1 장치가 필요하지 않은 경우 2차 배전반 및 1차 배전반에 설치됩니다.
Type 2 서지 보호 장치는 8/20 µs 낙뢰 전류 파형을 특징으로 합니다.
Type 2 SPD는 저전압 시스템의 서비스 입구 또는 과도 전압으로부터 보호하기 위해 민감한 장비 근처에 설치하도록 설계되었습니다.
Type 2 서지 보호 장치는 공칭 작동 전압(50/60Hz) Un = 120V 230V 400V ac 응용 분야 및 최대 연속 작동 전압(50/60Hz) Uc = 150V 275V 320V 385V 440V ac 응용 분야에 사용됩니다.
Type 2 SPD는 일반적으로 2차 배전반 또는 기계 제어 캐비닛에 설치되며, 실내 사용 또는 실외 사용을 위해 방수 상자에 고정됩니다.
Type 2+3 SPD
Type 2+3 서지 보호 장치는 일반적으로 보호 대상 장비 바로 앞에 설치됩니다.
Type 2+3 SPD는 전류 파(8/20 μs)와 전압 파(1.2/50 μs)의 조합을 특징으로 합니다.
기술 매개변수는 일반적으로 공칭 방전 전류(8/20 μs) In 및 개방 회로 전압(1.2/50 μs) Uoc입니다.
Type 3 SPD
이러한 SPD는 낮은 방전 용량을 가지고 있습니다. 따라서 Type 2 SPD의 보조 장치로만 설치해야 하며, 민감한 부하 근처에 설치해야 합니다.
Type 3 SPD는 전압 파(1.2/50 μs)와 전류 파(8/20 μs) 및 부하 전류 IL의 조합을 특징으로 합니다.
Type 3 서지 보호 장치는 일반적으로 보호 대상 장비 바로 앞에 설치됩니다.
Type 3 SPD는 일반적으로 보호 대상 부하 근처에 설치되어 24V 48V 60V 120V 230V의 민감한 장비를 보호하며, Type 2 서지 어레스터 설치 헤드와 함께 사용됩니다.
테스트를 거쳐 AC Type 3 서지 보호 장치로 확인된 어레스터는 Type 2 서지 어레스터 설치 헤드와 함께 민감한 장비 근처에 설치하도록 설계되었습니다.
주요 구성 요소
1. 스파크 갭
일반적으로 특정 간격으로 분리된 공기에 노출된 두 개의 금속 막대로 구성됩니다. 금속 막대 중 하나는 필요한 보호 장비의 전원 위상선 L1 또는 중성선(N)에 연결됩니다. 다른 금속 막대는 접지선(PE) 위상 연결에 연결됩니다. 순간적인 과전압이 발생하면 갭이 파괴되고 과전압 전하의 일부가 접지로 유입되어 보호 대상 장비의 전압 증가를 방지합니다. 스파크 갭의 두 금속 막대 사이의 거리는 필요에 따라 조정할 수 있으며 구조는 비교적 간단하지만 단점은 아크 소화 성능이 좋지 않다는 것입니다. 개선된 스파크 갭은 각도 갭입니다. 아크 소화 기능이 이전보다 우수합니다. 회로의 전력 F와 뜨거운 공기 흐름의 상승 효과에 의존하여 아크를 소화합니다.
2. 가스 방전 튜브(GDT)
가스 방전 튜브(GDT)는 서로 분리되어 특정 불활성 가스(Ar)로 채워진 유리관 또는 세라믹 튜브에 캡슐화된 한 쌍의 냉음극판으로 구성됩니다. 방전 튜브의 트리거링 확률을 높이기 위해 방전 튜브에 보조 트리거링제가 있습니다. 이 가스 충전 방전 튜브는 2극 유형과 3극 유형이 있습니다.
3. 금속 산화물 배리스터(MOV)
ZnO를 주성분으로 하는 비선형 저항을 가진 금속 산화물 반도체입니다. 양단에 가해지는 전압이 특정 값에 도달하면 저항은 전압에 매우 민감합니다. 작동 원리는 여러 반도체 P-N의 직렬-병렬 연결과 같습니다.
4. 과도 전압 억제(TVS) 다이오드
TVS 다이오드는 전압을 클램핑하고 제한하는 기능을 합니다. 역방향 고장 영역에서 작동합니다. 낮은 클램핑 전압과 빠른 작동 응답으로 인해 다단계 보호 회로의 마지막 몇 단계 보호 구성 요소로 사용하기에 특히 적합합니다.
5. 초크 코일
초크 코일은 페라이트를 코어로 사용하는 공통 모드 간섭 억제 장치입니다. 동일한 크기와 동일한 권선 수의 두 코일이 동일한 페라이트 토로이드 코어에 대칭적으로 감겨져 4단자 장치를 형성합니다. 공통 모드 신호의 큰 인덕턴스를 억제해야 하며, 차동 모드 신호의 작은 누설 인덕턴스는 거의 영향을 미치지 않습니다. 평형선에서 초크 코일을 사용하면 선의 차동 모드 신호의 정상적인 전송에 영향을 미치지 않으면서 공통 모드 간섭 신호(예: 낙뢰 간섭)를 효과적으로 억제할 수 있습니다.
Type 1, Type 2 및 Type 3 서지 보호 장치의 차이점은 무엇입니까?
SPD Type 1은 직접적인 낙뢰로 인한 높은 수준의 서지에 대한 1차 보호를 제공합니다. 건물 전체의 전기 시스템을 보호하기 위해 주 배전반에 설치되는 경우가 많습니다.
SPD Type 2는 2차 수준의 보호를 제공하며, 전기 스위칭 또는 인근 낙뢰로 인해 발생하는 대부분의 일반적인 서지를 효과적으로 보호할 수 있으며, 2차 배전반 또는 전기 패널에 설치됩니다.
SPD Type 3은 특정 단말 장비를 보호하도록 특별히 설계되었으며, Type 2 SPD의 보조 장치로 민감한 부하 근처에 설치해야 합니다.
전반적으로, 적절한 SPD 유형의 선택은 설치 위치, 최대 방전 전류, 전압 보호 수준 및 응용 분야를 포함한 여러 요인에 따라 달라집니다.
각 유형의 실제 응용 분야는 보호해야 하는 특정 시설 또는 장비의 특정 요구 사항에 따라 변경될 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
