2025-07-08
SPD란 무엇인가?
서지 보호 장치(SPD)는 소비자 장치, 배선 및 부속품을 과도 전압으로 알려진 전기적 전력 서지로부터 보호하는 데 사용됩니다.
또한 컴퓨터, 텔레비전, 세탁기 및 화재 감지 시스템 및 비상 조명과 같은 안전 회로와 같이 설치에 연결된 민감한 전자 장비를 보호하는 데 사용됩니다. 민감한 전자 회로가 있는 장비는 과도 전압에 의해 손상될 수 있습니다. 서지의 영향은 즉시 고장을 일으키거나 장비에만 장기간에 걸쳐 나타나는 손상을 초래할 수 있습니다. SPD는 일반적으로 전기 설비를 보호하기 위해 소비자 장치 내에 설치됩니다.
외부 간섭의 결과로 전기 회로 또는 통신 회로에 전류 또는 전압이 갑자기 증가하면 서지 보호 장치가 매우 짧은 시간 내에 전도 및 션트하여 서지가 회로의 다른 장치를 손상시키는 것을 방지할 수 있습니다.
서지 보호 장치(SPD)는 정전을 방지하고 시스템 안정성을 향상시키는 비용 효율적인 방법입니다.
일반적으로 배전반에 설치되며 과도 전압을 제한하여 광범위한 응용 분야에서 전자 장치의 원활하고 중단 없는 작동을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.
SPD 유형
SPD 유형의 분류는 장치가 충족해야 하는 테스트와 관련이 있습니다. 전력 시스템용 SPD에 대한 테스트 요구 사항은 EN 61643-11:2012+A11:2018 저전압 서지 보호 장치를 준수해야 합니다. 저전압 전력 분배 시스템에 연결된 서지 보호 장치. 요구 사항 및 테스트 방법.
세 가지 테스트 클래스가 있습니다. EN 61643-11:2012+A11:2018의 소개에서는 Class I 테스트가 부분적인 전도성 번개 전류 임펄스를 시뮬레이션하기 위한 것이고 Class II 및 Class III 테스트는 더 짧은 기간의 임펄스를 포함한다고 조언합니다.
Class I 테스트는 10/350 µs 전류 임펄스(EN 623051:2011의 조항 E.5)로 수행됩니다. 이것은 표준 번개 임펄스를 나타냅니다.
Class II의 경우 공칭 방전 전류 In 8/20 µs 전압 임펄스로 테스트가 수행됩니다.
Class III의 경우 1.2/50 µs 전압 8/20 µs 전류 조합 파형 발생기로 테스트가 수행됩니다.
SPD는 둘 이상의 테스트 클래스에 따라 분류될 수 있습니다. 이 경우 선언된 모든 테스트 클래스에 대해 필요한 테스트가 장치에 적용되어야 합니다.
Type 1 SPD
테스트 Class I을 충족하는 Type 1 SPD는 직접적인 번개로 인한 높은 서지 전류를 안전하게 지구로 전환하고 과도 전압을 제한하여 설치 배선 및 연결된 장비의 손상을 방지하도록 설계되었습니다. 또한 인명 위험으로부터 보호합니다.
직접적인 번개로 인한 높은 서지 전류로부터 보호가 필요한 경우, 예를 들어 건물에 구조적 번개 보호 시스템(LPS)이 있거나 직접적인 타격의 위험이 있는 가공선이 있는 경우 Type 1 전원 SPD를 전기 서비스가 전기 설비로 들어가는 각 기원 또는 진입 지점에 최대한 가깝게 설치해야 합니다.
Type 2 SPD
테스트 Class II를 충족하는 Type 2 SPD는 전기 설비의 기원에 위치할 때 간접적인 번개로 인한 과전압의 위험을 해결하여 연결된 장비에 안전한 수준으로 과도 전압을 제한합니다. 이러한 배열은 직접적인 번개가 발생할 가능성이 없는 지역, 예를 들어 도시 지역의 설치에 적합합니다.
설치에 LPS가 설치되어 있지 않고 직접적인 번개의 영향으로부터 보호할 필요가 없는 경우 Type 2 SPD를 전기 설비의 기원에 최대한 가깝게 설치해야 합니다.
산업 설비에서는 Type 2 SPD를 설치 기원(들)에 설치된 Type 1 및/또는 Type 2 SPD의 다운스트림에 있는 하위 배전반 또는 보호할 장비 근처에 설치할 수 있습니다.
Type 3 SPD
설치 내의 민감한 장비는 Type 1 및/또는 Type 2 SPD에서 제공하는 보호 외에 Type 3 SPD에서 제공하는 보호의 이점을 얻을 수 있습니다.
Type 3 SPD는 Type 1 및/또는 2 SPD가 의도된 위치의 업스트림에 있는 설치에만 설치해야 합니다.
하위 배전반(일반적으로 Type 2+3 SPD), 과전압으로 인해 손상될 수 있는 것으로 간주되는 장비 근처 또는 내부에, 또는 고정 소켓 콘센트 또는 이동식 소켓 콘센트 트레일링 리드에 설치할 수 있습니다.
Type 3 SPD는 또한 구내에서 발생하는 스위칭 과도 현상으로부터 장비를 보호할 수 있습니다.
결합된 Type SPD(예: Type 1+2, Type 1+2+3, Type 2+3)
SPD는 둘 이상의 테스트 클래스(예: 테스트 Class I(Tl) 및 테스트 Class II(T2))에 따라 분류될 수 있습니다. 이 경우 선언된 모든 테스트 클래스에 대해 필요한 테스트가 수행되어야 합니다.
Type1+2 SPD는 번개 보호 시스템이 있거나 가공선으로 공급되는 직접적인 번개 위험이 있는 건물에서 첫 번째 배전반과 같은 흡입 위치 근처에 설치됩니다.
과도 전압이란 무엇입니까?
과도 전압은 이전에 저장되었거나 다른 수단에 의해 유도된 에너지가 갑자기 방출되어 발생하는 짧은 기간의 전기 서지로 정의됩니다. 과도 전압은 자연적으로 발생하거나 인위적으로 발생할 수 있습니다.
전기 배전 시스템에서 과도 전압은 회로의 전압 또는 전류의 진폭이 갑자기 증가하여 발생합니다. 스파이크 또는 전압 서지라고도 합니다.
이러한 전압 변동은 번개, 스위칭 작동 또는 높은 돌입 시동 전류 또는 기타 장비로 인한 대형 모터의 작동으로 인해 발생할 수 있습니다.
번개로 인한 과도 현상: 일반적인 유형 중 하나는 번개 과도 현상으로, 번개가 근처의 전선 또는 장비를 칠 때 발생합니다. 이로 인해 전압이 갑자기 급증하여 장비가 손상되고 정전이 발생할 수 있습니다.
스위칭 작동으로 인한 과도 현상: 또 다른 유형의 과도 전압은 스위칭 과도 현상이라고 하며, 대형 전기 부하가 켜지거나 꺼질 때 발생합니다. 이로 인해 전압이 갑자기 급증하여 근처 장비가 손상될 수 있습니다.
따라서 서지 보호 장비는 과도 전압의 영향을 줄이기 위해 전기 시스템에 필요하며, 연결된 시스템에서 과도한 전압을 다른 곳으로 전환합니다.
서지 보호 장치가 필요한 이유는 무엇입니까?
서지 보호 장치(SPD)는 손상, 시스템 가동 중단 및 데이터 손실을 유발할 수 있는 과도 전압의 유해한 영향으로부터 전자 장비를 보호하는 데 필수적입니다.
많은 경우 장비 교체 또는 수리 비용이 병원, 데이터 센터 및 산업 플랜트와 같은 중요 응용 분야에서 상당할 수 있습니다.
회로 차단기 및 퓨즈는 이러한 고에너지 이벤트를 처리하도록 설계되지 않았으므로 추가 서지 보호가 필요합니다.
SPD는 과도 전압을 장비에서 다른 곳으로 전환하여 장비를 손상으로부터 보호하고 수명을 연장하도록 특별히 설계되었습니다.
결론적으로 SPD는 현대 기술 환경에서 필수적입니다.
서지 보호 장치는 어떻게 작동합니까?
SPD의 기본 원리는 과도한 전압에 대해 접지로 가는 낮은 임피던스 경로를 제공하는 것입니다. 전압 스파이크 또는 서지가 발생하면 SPD는 과도한 전압과 전류를 접지로 전환하여 작동합니다.
이러한 방식으로 들어오는 전압의 크기가 연결된 장치를 손상시키지 않는 안전한 수준으로 낮아집니다.
작동하려면 서지 보호 장치에 하나 이상의 비선형 구성 요소(바리스터 또는 스파크 갭)가 포함되어야 하며, 이는 다른 조건에서 높은 임피던스 상태와 낮은 임피던스 상태 사이를 전환합니다.
그들의 기능은 방전 또는 임펄스 전류를 전환하고 다운스트림 장비의 과전압을 제한하는 것입니다.
서지 보호 장치는 아래 나열된 세 가지 상황에서 작동합니다.
A. 정상 상태(서지 없음)
서지 조건이 없는 경우 SPD는 시스템에 영향을 미치지 않으며 개방 회로로 작동하며 높은 임피던스 상태를 유지합니다.
B. 전압 서지 중
전압 스파이크 및 서지의 경우 SPD는 전도 상태로 이동하고 임피던스가 감소합니다. 이러한 방식으로 임펄스 전류를 접지로 전환하여 시스템을 보호합니다.
C. 정상 작동으로 복귀
과전압이 방전된 후 SPD는 정상적인 높은 임피던스 상태로 다시 전환됩니다.
이상적인 서지 보호 장치를 선택하는 방법?
서지 보호 장치(SPD)는 전기 네트워크의 필수 구성 요소입니다. 그러나 시스템에 적합한 SPD를 선택하는 것은 어려운 문제가 될 수 있습니다.
최대 연속 작동 전압(UC):
SPD의 정격 전압은 시스템에 적절한 보호를 제공하기 위해 전기 시스템 전압과 호환되어야 합니다. 낮은 전압 정격은 장치를 손상시키고 높은 정격은 과도 현상을 제대로 전환하지 못합니다.
응답 시간:
SPD가 과도 현상에 반응하는 시간으로 설명됩니다. SPD가 더 빨리 반응할수록 SPD에 의한 보호가 더 좋습니다. 일반적으로 제너 다이오드 기반 SPD가 가장 빠른 응답 시간을 갖습니다. 가스 충전 유형은 비교적 느린 응답 시간을 가지며 퓨즈 및 MOV 유형은 가장 느린 응답 시간을 갖습니다.
공칭 방전 전류(In):
SPD는 8/20μs 파형으로 테스트해야 하며 주거용 소형 SPD의 일반적인 값은 20kA입니다.
최대 임펄스 방전 전류(Iimp):
장치는 과도 이벤트 중에 고장이 발생하지 않도록 배전 네트워크에서 예상되는 최대 서지 전류를 처리할 수 있어야 하며 장치는 10/350μs 파형으로 테스트해야 합니다.
클램핑 전압:
이것은 임계 전압이며 이 전압 레벨 이상에서 SPD는 전력선에서 감지하는 모든 전압 과도 현상을 클램핑하기 시작합니다.
제조업체 및 인증:
UL 또는 IEC와 같은 공정한 테스트 시설에서 인증을 받은 잘 알려진 제조업체의 SPD를 선택하는 것이 중요합니다. 인증은 제품이 검사되었고 모든 성능 및 보안 요구 사항을 통과했음을 보장합니다.
이러한 크기 조정 지침을 이해하면 필요에 가장 적합한 서지 보호 장치를 선택하고 효과적인 서지 보호를 보장할 수 있습니다.
따라야 할 설치 규칙
전력 분배 시스템에 서지 보호기를 설치하는 것이 얼마나 쉬운지에도 불구하고 안전을 보장하고 잠재적인 위험을 줄이기 위해 적절한 절차를 따르는 것이 중요합니다.
배전 시스템에 SPD를 설치할 때 다음 단계를 따르십시오.
- 전원을 끄십시오: 모든 전기 수리를 시작하기 전에 전원을 끄고 원치 않는 이벤트가 발생하지 않도록 오프로드 절연기를 연결하십시오.
- 설치 위치: SPD에 적절한 위치를 선택합니다. 최상의 보호를 위해 SPD는 이상적으로 주 차단기에 가능한 한 가깝게 위치해야 합니다. 위치 요구 사항에 대한 자세한 내용은 제조업체의 서지 보호 장치 다이어그램을 참조해야 합니다.
- SPD 장착: DIN 레일에 원하는 위치에 SPD를 설치합니다. 장착 나사가 제자리에 단단히 고정되어 있는지 확인합니다.
- 접지 연결: 제조업체의 권장 사항에 따라 SPD를 접지합니다. 일반적으로 SPD에서 접지 버스 바까지 접지선을 연결해야 합니다.
- SPD 테스트: SPD를 설치한 후 장치를 다시 시작하면 모든 것이 제대로 작동하는지 확인할 수 있습니다. 특정 테스트 기술에 대한 자세한 내용은 서지 보호 장치 설치 설명서 또는 설계자의 지침을 참조하십시오.
면허가 있는 전기 기술자 또는 필요한 교육을 받은 기타 기술자만 SPD를 설치해야 합니다.
지속적인 보안을 유지하려면 SPD도 정기적인 테스트 및 유지 관리를 거쳐야 합니다.
서지 보호 장치(SPD) 고장의 원인은 무엇입니까?
서지 보호 장치(SPD)는 과도 전압에 대한 안정적인 보호를 제공하도록 설계되었지만 특정 요인으로 인해 고장이 발생할 수 있습니다. 다음은 SPD 고장의 근본적인 이유 중 일부입니다.
과도한 전력 서지:
SPD 고장의 주요 원인 중 하나는 번개, 전력 서지 또는 기타 전기적 장애로 인해 발생할 수 있는 과전압입니다. 위치에 따라 적절한 설계 계산 후 올바른 유형의 SPD를 설치하십시오.
노화 요인:
온도 및 습도와 같은 환경 조건으로 인해 SPD는 제한된 수명을 가지며 시간이 지남에 따라 저하될 수 있습니다. 또한 SPD는 빈번한 전압 스파이크로 인해 손상될 수 있습니다.
구성 요소 고장:
SPD에는 제조 결함 또는 환경 요인으로 인해 고장날 수 있는 금속 산화물 바리스터(MOV)와 같은 여러 구성 요소가 포함되어 있습니다.
부적절한 접지:
SPD가 제대로 작동하려면 접지가 필요합니다. SPD가 부적절하게 접지되면 오작동하거나 안전 문제가 발생할 수 있습니다.
서지 보호 장치는 얼마입니까?
서지 보호 장치의 비용은 장치의 종류, 원하는 보호 수준 및 응용 프로그램과 같은 위의 하위 섹션에 언급된 요소에 따라 다를 수 있습니다.
AC SPD의 가격 범위는 일반적으로 장치당 $10에서 $150 사이입니다. 특정 장치의 유형, 브랜드 및 기능이 가격에 영향을 미칩니다.
SPD를 선택할 때 필요한 보호 매개변수를 고려하는 것이 중요합니다. Type 1 SPD는 최고 수준의 보호를 제공하지만 Type 2 SPD보다 비용이 더 많이 들 수 있습니다.
항목 자체의 가격 외에 추가 설치 비용이 있을 수 있습니다. 장치가 올바르게 배치되고 최대 안전을 위해 조정되었는지 확인하려면 인증된 전기 기술자가 설치를 수행해야 합니다.
처음에는 추가 투자로 보일 수 있지만 고장난 장비를 수리하거나 교체하는 비용은 SPD를 설정하는 비용보다 훨씬 더 클 수 있습니다.
서지 보호 장치의 응용
서지 보호 장치(SPD)는 광범위한 산업, 상업 및 가정 분야에서 광범위한 응용 분야를 찾습니다. 전압 서지 및 과도 현상으로부터 전기 및 전자 장비를 보호하여 성능을 손상시키거나 저하시킬 수 있습니다.
산업, 상업, 주거용 저전압 SPD:
산업 환경에서 저전압 SPD는 컴퓨터 시스템, PLC 및 기타 전자 장치와 같은 민감한 장비를 서지 및 과도 현상으로부터 보호하는 데 일반적으로 사용됩니다. 이러한 SPD는 또한 모터 및 기타 중장비를 전력 서지 및 전압 스파이크로부터 보호하는 데 사용됩니다. 쇼핑몰과 같은 상업 지역에서도 전기적 장애로부터 중요한 장비를 보호하기 위해 저전압 SPD에 의존합니다. SPD는 컴퓨터, TV 및 가전 제품과 같은 전자 장치를 전압 서지로부터 보호하기 위해 주거지에 설치됩니다.
EV 충전 응용 분야용 SPD:
전기 자동차(EV) 충전 응용 분야의 새로운 시장에서 SPD는 EV 충전 시스템의 안전과 신뢰성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 SPD는 장비를 손상시키고 사용자에게 안전 위험을 초래할 수 있는 전압 스파이크 및 서지로부터 충전소를 보호합니다. 전기 자동차(EV) 충전 응용 분야의 새로운 시장에서 SPD는 EV 충전 시스템의 안전과 신뢰성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 SPD는 장비를 손상시키고 사용자에게 안전 위험을 초래할 수 있는 전압 스파이크 및 서지로부터 충전소를 보호합니다.
태양광 발전 응용 분야용 SPD:
태양광 발전 응용 분야에서도 번개 및 기타 전기적 장애로부터 보호하기 위해 SPD가 필요하며, 이는 태양광 패널 및 시스템의 기타 구성 요소의 성능을 손상시키거나 저하시킬 수 있습니다. SPD는 태양광 패널과 인버터 사이에, 인버터와 그리드 사이에 설치됩니다.
