과전압은 특정 네트워크의 최대 전압을 초과하는 것입니다. 서지 전압은 위상과 접지 사이의 급격한 전압 점프를 말하며 1초도 걸리지 않습니다. 이러한 전압 강하는 라인뿐만 아니라 연결된 전기 제품에도 위험합니다. 이러한 상황을 방지하기 위해 서지 보호기가 사용됩니다.
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서지 보호기란 무엇이며 어떤 역할을 합니까?
서지 보호기는 최대 1kV의 전기 설비를 보호하는 서지 보호 장치입니다. 이 장치는 전류 펄스를 접지로 전환하여 전력망의 과전압과 낙뢰로부터 보호합니다.
서지 보호기는 저전압 배전 시스템에서만 사용됩니다. 이 장치는 산업 플랜트와 주거용 건물 모두에 적합합니다.
SPD에는 두 가지 유형이 있습니다.
- OPS - 주전원 서지 억제기;
- OIN - 서지 전압 제한기.
작동 원리 및 장치
SPD의 작동 원리는 적용된 전압에 대한 저항의 반도체 저항 형태의 비선형 요소인 배리스터를 사용하는 것입니다.
SPD에는 두 가지 유형의 보호 기능이 있습니다.
- 불균형(동위상) - 과전압이 발생하면 장치가 펄스를 접지로 보냅니다(위상에서 접지로, 중성에서 접지로).
- 대칭(차동) - 과전압이 발생하면 에너지가 다른 활성 도체(위상 - 위상 또는 위상 - 중성선)로 전송됩니다.
서지 보호기의 원리를 더 잘 이해하기 위해 여기에 작은 예시.
회로의 정상 전압은 220V이지만 바로 이 회로에서 펄스가 발생하면 전압이 급격히 상승합니다. 번개가 칠 때. 갑자기 전압 스파이크서지 보호기의 서지는 저항을 감소시켜 단락을 일으키고, 이는 차례로 회로 차단기를 작동시켜 회로 자체의 연결을 끊습니다. 따라서 전기 장비는 전압의 급격한 변화로부터 보호되어 고전압 펄스가 통과하는 것을 방지합니다.
서지 보호기의 종류
서지 전압 서지 보호기는 단일 및 이중 입력 버전으로 제공되며, 다음과 같이 세분화됩니다.
- 스위칭;
- 제한;
- 결합.
스위칭 서지 보호기
스위칭 장치의 특징은 강한 전압 임펄스가 발생하면 즉시 0으로 떨어지는 높은 저항입니다. 스위칭 장치의 작동 원리는 서지 피뢰기를 기반으로 합니다.
서지 억제기(서지 억제기)
과전압 피뢰기는 또한 높은 저항이 특징입니다. 저항의 감소가 점진적이라는 점에서만 스위칭 장치와 다릅니다. 서지 피뢰기는 구성에 사용된 배리스터를 기반으로 합니다. 배리스터의 저항은 적용된 전압과 비선형 관계에 있습니다.전압이 갑자기 증가하면 바리스터를 통해 직접 흐르는 전류도 갑자기 증가합니다. 배리스터 따라서 전기 임펄스가 부드럽게 된 후 라인 전압 제한기가 원래 상태로 돌아갑니다.
조합 서지 보호기
조합형 서지 보호기는 서지 피뢰기와 배리스터를 모두 결합하고 서지 피뢰기와 서프레서의 기능을 모두 수행할 수 있습니다.
서지 보호기의 등급
보호 수준에 따라 세 가지 유형의 장치만 있습니다.
- 클래스 I 장치(과전압 카테고리 IV) - 직접적인 낙뢰로부터 시스템을 보호하고 주 배전반 또는 입력 및 출력 스위치기어(IED)에 설치됩니다. 건물이 개방된 지역에 있고 많은 키 큰 나무로 둘러싸여 있어 낙뢰 노출 위험이 있는 경우 이 장치를 사용해야 합니다.
- 클래스 II 장치(과전압 카테고리 III) - 스위칭 효과, 즉 내부 네트워크 과전압으로부터 네트워크를 보호하기 위해 클래스 I 장치에 대한 보완으로 사용됩니다. 배전반에 설치됩니다.
- 클래스 III 장치(과전압 카테고리 II) - 잔류 대기 및 스위칭 과전압으로부터 보호하고 클래스 II의 장치를 통과하는 고주파 간섭을 제거하는 데 사용됩니다. 설치는 기존 소켓 또는 정션 박스뿐만 아니라 고정해야 하는 전기 제품 자체에서 수행됩니다.
전류 방전 정도에 따른 분류:
- 클래스 B - 45 ~ 60kA의 방전 전류로 공기 또는 가스 방전. 그들은 주 배전반 또는 입력 분배 장치의 건물 입구에 설치됩니다.
- 클래스 C - 방전 전류가 약 40kA인 배리스터 모듈. 그들은 추가 패널에 설치됩니다.
- 지하 케이블 진입이 필요한 경우 클래스 C와 D가 함께 사용됩니다.
중요한! SPD 사이의 거리는 배선 길이를 따라 최소 10미터 이상이어야 합니다.
서지 보호기를 선택하는 방법은 무엇입니까?
서지 보호기를 선택할 때 가장 먼저 할 일은 건물에 사용되는 접지 시스템을 결정하는 것입니다.
접지 시스템에는 세 가지 유형이 있습니다.
- 1상이 있는 TN-S;
- 3상이 있는 TN-S;
- 3상이 있는 TN-C 또는 TN-C-S.
장치를 구입할 때 온도 허용 오차에 주의하는 것도 마찬가지로 중요합니다. 대부분의 서지 보호기는 -25도까지의 온도에서 작동하도록 설계되었습니다. 귀하의 지역이 매우 추운 기후이고 겨울이 혹독할 수 있는 경우 스타터 패널은 실외에 있어서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 장치가 고장날 것입니다.
서지 보호기를 선택할 때 다음 요소도 고려해야 합니다.
- 보호할 장비의 중요성
- 물체에 대한 노출 위험: 지형(도시 또는 교외, 평평한 개방 지형), 특수 위험 영역(나무, 산, 물), 특수 효과 구역(건물에서 50미터 미만의 낙뢰 선, 위험).
SPD를 설치해야 하는 상황으로 인해 적절한 클래스가 선택됩니다(I, II, III).
장치의 내전압을 고려하는 것도 중요합니다. 클래스 I 장치의 경우 이 수치는 4kV를 초과하지 않습니다. 클래스 II 장치는 최대 2.5kV의 전압 레벨과 최대 1.5kV의 클래스 III를 견딥니다.
서지 보호기를 선택할 때 또 다른 중요한 매개변수는 최대 연속 작동 전압(서지 보호기에 영구적으로 적용되는 AC 또는 DC 전류의 유효 값)입니다. 이 매개변수는 네트워크의 정격 전압과 같아야 합니다. 자세한 내용은 IEC 표준 61643-1, 부록 1에서 확인할 수 있습니다.
장비를 보호하기 위해 서지 보호기를 연결할 때 부하에 공급할 수 있는 정격 DC 또는 AC 전류를 고려하는 것이 중요합니다.
개인 가정에서 서지 보호기를 연결하는 방법은 무엇입니까?
SPD의 설치는 정격 전압에 따라 220V(단상) 및 380V(3상)로 이루어집니다.
연결 방식은 연속성 또는 안전을 목표로 할 수 있으므로 우선 순위를 결정해야 합니다. 첫 번째 경우에는 소비자에 대한 공급 중단을 방지하기 위해 낙뢰 보호 기능이 일시적으로 중단될 수 있습니다. 두 번째 경우, 낙뢰 보호 시스템은 몇 초라도 분리되어서는 안 되지만 전원을 완전히 차단하는 것은 가능합니다.
단상 TN-S 접지 시스템의 배선도
단상 TN-S 네트워크를 사용하는 경우 위상, 중성선 작동 및 중성선 보호 도체를 SPD에 연결해야 합니다. 위상과 영점은 먼저 해당 단자에 연결된 다음 장비 라인에 루프됩니다. PE 도체는 보호 도체에 연결됩니다. 서지 보호기는 입력 차단기 직후에 설치됩니다. 연결 프로세스를 용이하게 하기 위해 장치의 모든 연락처가 표시되므로 문제가 없어야 합니다.
다이어그램 설명: A, B, C - 전기 네트워크의 위상, N - 작동 중성선, PE - 보호 중성선.
팁. 장치 자체에 직접 배치되는 SPD의 추가 보호를 위해 퓨즈를 사용하는 것이 좋습니다.
TN-S 접지 시스템의 3상 네트워크 배선도
TN-S 3상 네트워크는 전원 공급 장치에서 나오는 5개의 도체, 3상, 작동 중성 도체 및 보호 중성 도체가 있다는 점에서 단상 네트워크와 다릅니다. 3상과 중성선이 단자에 연결됩니다. 다섯 번째 보호 도체는 기기 본체와 접지에 연결됩니다. 즉, 일종의 점퍼 역할을 합니다.
TN-C 3상 시스템의 배선도
TN-C 접지 연결 시스템에서 보호 도체와 보호 도체는 하나의 도체(PEN)로 결합되는데, 이것이 TN-S 접지와의 주요 차이점입니다.
TN-C 시스템은 더 단순하고 이미 구식이며 오래된 주택에서 흔히 볼 수 있습니다. 현대 표준에 따르면 중성 작업과 중성 보호 도체가 별도로 위치하는 TN-C-S 접지 시스템이 사용됩니다.
서비스 요원의 감전 및 화재 발생 상황을 방지하려면 최신 시스템으로 전환해야 합니다. 물론 TN-C-S 시스템은 갑작스러운 과전압에 대한 보호 기능이 더 뛰어납니다.
세 가지 변형 모두에서 서지 전류는 접지 케이블 또는 공통 보호 도체를 통해 접지되어 펄스가 전체 라인과 장비를 손상시키는 것을 방지합니다.
배선 오류.
1. 접지 루프가 불량한 전기실에 서지 보호기를 설치합니다.
그러한 실수를하면 잘못된 접지 루프로 보호하는 것이 아무 소용이 없으므로 보호 기능이 없기 때문에 첫 번째 낙뢰에서 모든 기기뿐만 아니라 패널 자체도 잃을 수 있습니다.
2. 사용하는 접지 시스템에 적합하지 않은 잘못된 서지 보호기.
기기를 구입하기 전에 집에서 어떤 접지 시스템을 사용하는지 확인하고, 기기를 구입할 때는 기술 문서를 주의 깊게 읽고 실수하지 않도록 하세요.
잘못된 유형의 서지 보호기를 사용합니다.
위에서 이미 다루었듯이 서지 보호기에는 3가지 등급이 있습니다. 각 클래스는 특정 패널에 해당하며 규칙 및 규정에 따라 설치해야 합니다.
4. 한 종류의 서지 보호 장치만 설치하십시오.
안정적인 보호를 위해 한 등급의 서지 보호기를 설치하는 것만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다.
5. 클래스와 목적지가 혼동됩니다.
아파트 배전반에는 B급 기기가, 건물 배전반에는 C급 기기가, 전자기기 앞에는 D급 기기가 설치되는 일도 발생한다.
물론 SPD는 좋고 필요한 것이지만 가정의 전원 공급 장치에서 사용하는 것은 필수는 아닙니다. 이 장치를 연결하는 경우 각 접지 시스템에 대해 개별적으로 선택된다는 점을 기억해야 합니다. 이러한 이유로 문제를 방지하기 위해 구입 직전에 숙련된 전기 기술자의 서비스를 이용하는 것이 좋습니다.
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