서지보호장치(SPD)의 설계 및 적용 기준

문서 내 토픽

1. 뇌서지 보호 시스템의 기본구성

SPD는 피뢰시스템의 등전위본딩 중 하나의 수단으로 볼 수 있다.
2. SPD 설치여부 및 등급선정

KS C IEC 62305-4에 따라 구조물의 피뢰 보호구역을 구분하고 그 경계부분에는 KECG-9102에 적합한 SPD를 설치한다. LPZ 0 ▶ 1 위치 = 1등급 SPD 선정, LPZ 1 ▶ 2 위치 = 2등급 SPD 선정, LPZ 2 ▶ 3 위치 = 3등급 SPD 선정.
3. 최대 연속사용전압(Uc) 선정

Uc는 설치 위치의 전압과 접지계통에 따라 Uo x 1.1배~최대 선간 전압 이상을 요구한다. SPD 제조사는 통상 계통과도 전압 1.32배와 전압 변동률 1.1배를 고려한다.
4. 전압보호레벨(Up) 선정

SPD의 보호대상은 전기통신 장비이므로 어떤 위치에 설치하더라도 해당 보호대상 장비들의 임펄스 내구성 이하로 서지전압을 억제시켜야 한다. Up L-PE ≤ 2.5 kV.
5. SPD 외부분리기의 선정

SPD 외부 분리기는 정격전류가 없고, 개폐기의 일종으로 차단용량 정격이 있으며, SPD의 서지전류 방전 시 그 흐름의 경로가 되므로 후단에 설치되는 SPD와 동등 이상의 서지전류에 대한 내성이 필요하다.

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1. 뇌서지 보호 시스템의 기본구성

뇌서지 보호 시스템의 기본구성은 전력계통에서 발생하는 과도전압으로부터 전기기기를 보호하기 위한 필수적인 요소입니다. 이 시스템은 주로 서지 흡수 소자, 서지 차단기, 접지 시스템 등으로 구성됩니다. 서지 흡수 소자는 과도전압을 흡수하여 기기를 보호하고, 서지 차단기는 과도전압을 차단하는 역할을 합니다. 접지 시스템은 서지 전류를 안전하게 방전시키는 중요한 부분입니다. 이러한 구성요소들이 유기적으로 작동하여 전기기기를 효과적으로 보호할 수 있습니다. 따라서 각 구성요소의 선정과 설치가 적절히 이루어져야 합니다.
2. SPD 설치여부 및 등급선정

SPD(서지 보호 장치)의 설치 여부와 등급 선정은 전력계통의 안전성 확보를 위해 매우 중요합니다. SPD 설치 여부는 전력계통의 과도전압 발생 가능성, 전기기기의 내전압 특성, 전력계통의 중요도 등을 종합적으로 고려하여 결정해야 합니다. SPD 등급 선정 시에는 계통의 최대 연속사용전압(Uc), 전압보호레벨(Up), 최대 서지 전류(Imax) 등의 요소를 면밀히 검토해야 합니다. 이를 통해 적절한 SPD를 선정하여 전기기기를 효과적으로 보호할 수 있습니다. 또한 SPD의 정기적인 점검과 관리가 필요합니다.
3. 최대 연속사용전압(Uc) 선정

최대 연속사용전압(Uc)은 SPD 선정 시 가장 중요한 요소 중 하나입니다. Uc는 SPD가 지속적으로 견딜 수 있는 최대 전압 수준을 의미합니다. Uc 선정 시에는 계통의 정격전압, 전압변동 범위, 과도전압 특성 등을 면밀히 분석해야 합니다. Uc가 너무 낮으면 SPD가 과도한 전압에 노출되어 파괴될 수 있고, 너무 높으면 SPD의 보호 성능이 저하될 수 있습니다. 따라서 계통의 특성을 고려하여 적절한 Uc를 선정하는 것이 중요합니다. 이를 통해 SPD의 신뢰성과 내구성을 확보할 수 있습니다.
4. 전압보호레벨(Up) 선정

전압보호레벨(Up)은 SPD가 전기기기를 보호할 수 있는 최대 전압 수준을 의미합니다. Up 선정 시에는 전기기기의 내전압 특성, 계통의 과도전압 특성, SPD의 성능 등을 종합적으로 고려해야 합니다. Up이 너무 높으면 전기기기가 과도한 전압에 노출될 수 있고, 너무 낮으면 SPD가 과도한 전압을 흡수하여 파괴될 수 있습니다. 따라서 전기기기와 계통의 특성을 면밀히 분석하여 적절한 Up을 선정해야 합니다. 이를 통해 전기기기를 효과적으로 보호할 수 있습니다.
5. SPD 외부분리기의 선정

SPD 외부분리기는 SPD 고장 시 계통으로부터 SPD를 분리하여 계통의 안전성을 확보하는 역할을 합니다. 외부분리기 선정 시에는 SPD의 최대 단락 전류, 계통의 단락 전류 특성, 분리기의 차단 용량 등을 고려해야 합니다. 외부분리기가 적절하게 선정되지 않으면 SPD 고장 시 계통에 심각한 피해를 줄 수 있습니다. 따라서 계통의 특성을 면밀히 분석하여 적절한 외부분리기를 선정하는 것이 중요합니다. 이를 통해 SPD 고장 시에도 계통의 안전성을 확보할 수 있습니다.

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