[뇌방전 연구 및 뇌해대책기술의 최신 동향 ③] 서지 보호 디바이스(SPD)의 최신 동향

SPD(서지 보호 디바이스)는 전기·전자기기, ICT장치, 각종 시스템을 경제적으로 보호하는 디바이스로 널리 보급되고 있다. 본고에서는 최근의 SPD를 둘러싼 IEC 국제표준 등의 기술정보로서 △저압전원시스템용 SPD △통신 및 신호회선용 SPD △직류시스템용 SPD △멀티 서비스 SPD △안전 중시의 SPD 분리기 △EMC 과제의 해결에 유망한 뇌절연·분리형 SPD에 대해 소개한다.

정리 편집부

뇌서지 과전압으로부터 전기·전자기기, ICT장치, 각종 시스템을 보호하기 위해서는 과전압을 보호대상기기 및 시스템의 내전압보다 충분히 낮은 수준으로 저감시킬 필요가 있다. 그 중요한 역할을 수행하는 것이 바로 서지 보호 디바이스(이하, SPD) 및 서지 보호 부품(이하, SPC)이다. SPD의 용어 및 정의는 JIS C 5381-11(2014)에 규정되어 있다. 그에 따르면 Surge protective device의 약어로, 정의는 「서지전압을 제한하고, 서지전류의 분류(分流)를 목적으로 한 1개 이상의 비선형 소자를 내장하고 있는 디바이스」이다. 그 기능은 「보호대상인 전기·전자설비, 통신장치 등에 인가되는 과전압이 역치 이상이 된 경우 저임피던스 상태로 전이되고, 직격뢰 전류의 일부 또는 유도뢰 등의 비직격뢰 서지전류 등을 등전위 본딩 및 접지로 분류시켜 포트-대지 간 및 포트-포트 간의 과전압을 억제, 시스템 전체를 등전위화하여 보호한다」고 되어 있다. 고압 분야에서는 이와 같은 기능을 하는 디바이스를 「피뢰기」 또는 「어레스터(arrester)」라는 용어를 사용해 지칭하고 있다. 본고에서는 저압배전시스템, 통신 및 신호회선용 SPD의 해설과 함께 IEC 최신 규격 동향인 △태양광 발전 시스템용 직류 SPD △각종 통신 서비스에 대해 1개의 SPD로 대응 가능한 멀티 서비스 SPD(MSPD) △ 안전 면에서 중요시되고 있는 SPD 분리기 △SPD 시스템 구축에 필수적이며 등전위 본딩의 결점인 EMC 과제 해결에 유망한 뇌절연·분리형 SPD에 대해 알아본다.

저압배전시스템용 SPD
시스템에 적합한 SPD의 선정과 적용
저압배전시스템에 접속된 전기·전자기기, ICT장치, 각종 시스템의 뇌서지 보호를 위해서는 적용회로에 적합한 SPD를 선정하고, 적절한 장소에 적절한 시공방법으로 설치하는 것이 중요하다. 이를 위해 JIS 규격에서는 [표 1]에 보이는 바와 같이 뇌서지의 크기에 따라 적용 장소에 요구되는 성능 및 그 시험방법이 등급별로 분류되어 있으며, 해당 SPD의 선정, 동작, 협조 등의 적용 기준이 규정되어 있다.