서지보호장치(SPD) 분류 및 접지방식

정의

서지보호장치는 과도 과전압을 제한하고 서지전류를 분류하는 장치다.

평소에는 전기를 거의 통과시키지 않다가, 과전압이 걸리는 순간만 전류를 대지로 뺀다.

전원용 SPD는 50Hz 또는 60Hz 교류 1000V 이하 전원에 쓰며 비선형소자를 내장한다.

이제 동작 기능에 따른 분류를 살펴본다.

동작 기능에 따른 분류

동작 기능에 따라 SPD는 전압제한형과 전압스위칭형으로 나뉜다.

전압제한형은 전압이 오르면 임피던스가 낮아져 과도전압을 클램핑한다. 대표 소자는 금속산화물 바리스터다.

전압스위칭형은 임계전압을 넘으면 순간적으로 저임피던스로 전환한다. 방전갭이 대표적이다.

두 소자를 조합한 제품이 많으며, 이는 각각의 약점을 줄이기 위해서다.

외부분리기

외부분리기는 SPD 내부 소자가 말기에 단락되면 SPD를 전원에서 분리하는 장치다.

전원 측 과전류 차단기와 달리, 목적은 SPD 자체의 열 손상과 화재를 막는 것이다.

그래서 SPD마다 외부분리기를 직렬로 시설한다.

접지방식 비교

접지방식은 개별 접지와 1점 접지로 나뉜다.

개별 접지는 SPD마다 별도 접지극에 연결하며, 접지 간 전위차가 생기기 쉽다.

1점 접지는 기준 접지점을 하나로 두어 접지 전위차를 줄이는 방식이다.

개별접지와 1점 접지를 혼동하는 것이 흔한 실수다.

시험 대비 정리

가장 흔한 실수는 동작 기능과 Type 1·2·3 분류를 섞는 것이다.

Type 1은 10/350 μs, Type 2는 8/20 μs 파형으로 시험한다.

채점은 두 동작 원리의 차이, 1점 접지의 목적, 외부분리기의 기능에서 갈린다.

정리하면 SPD는 계통 조건에 맞춰 선정하고, 외부분리기와 접지를 함께 설계한다.