시스템의 안정성을 보장하는 서지보호장치(SPD)

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시스템의 안정성을 보장하는 서지보호장치(SPD)

2007년 7월 1일 (일) 12:41:00 | 지면 발행 ( 2007년 6월호 - 전체 보기 )

개요 및 필요성 최근의 고도화된 산업사회의 중추인 첨단정보통신기술 및 자동제어 시스템기술에서는 초고밀도집적회로인 Micro Processor 및 각종 IC칩을 사용하는 컴퓨터화 시스템이 매우 넓은 분야에서 사용되고 있다. 이러한 컴퓨터화 시스템의 사용은 과거의 재래식 장비에서는 거의 문제가 되지 않았던 직, 간접뇌(雷) 혹은 전력 계통의 스위치 개폐 동작에 의한 순간과도전압 형태의 서지(Surge)에 대한 내구성이 저하되는 현상을 수반하게 되어, 시스템의 안정성 등에 심각한 문제로 대두된다. 이러한 문제는 사용 중인 시스템의 다운, 장비의 손실 및 열화, 통신에러, 데이터 전송오류 등의 장애 발생으로 이어지게 되어 사용자에게 설비운용의 문제 및 심각한 경제적 손실을 야기하는 위협이 되고 있다. 이에 관한 대책기술의 검토가 90년대 이후 선진국에서부터 널리 이루어졌으며 최근에는 관련 국제규격이 IEC에 의하여 피뢰 및 뇌서지 보호에 관련한 일련의 규격으로 정비되었으며, 국내에도 이에 따른 관련 규정을 KS화하여 IEC규격을 도입한 KS C IEC 규격을 제정한 상황이다. 국내에 공급되는 제품의 기술 및 품질 안정성 수준 또한 천차만별이었으나, KS C IEC 61643-1의 전력용 SPD및 KS C IEC 61643-21의 통신용 SPD 규격의 전체항목에 대하여 실제적으로 시험 평가된 서지보호장치(SPD)의 채택을 통한 제품의 객관적 안정성 확보가 필요하다고 인정되고 있다. (주)비츠로이엔아이에서는 일본 오토와전기(주)의 축적된 경험기술 및 IEC(KS C IEC)의 시험평가를 통해 그 기능과 성능이 증명된 제품기술을 국내에 도입하여 한국적 환경에 적합한 높은 품질의 서지보호장치(SPD)를 공급하고 있다.낙뢰의 발생 및 피해에 대한 일반적인 고찰1. 뇌운의 발생과 낙뢰 일반적으로 낙뢰가 발생하기 위해서는 전기(전하)를 띤 뇌운(雷雲)이 존재해야 한다는 것은 잘 알려진 사실이다. 낙뢰를 발생하게 하는 뇌운의 형성에 관하여 가장 대표적인 이론은 다음과 같다.태양에 의해 지표면이 더워지게 되면 상승 기류가 형성되고, 대기중에 수분이 상승 기류를 타고 상층부로 올라가면서 냉각되어 빙결체로 되면서 구름을 형성하게 된다. 그 중에서도 뇌운의 경우는 규모가 크고 강력한 상승기류가 지속적으로 발생되는 것에 의하여 형성된다. 뇌운의 중심부에서 강력한 상승 기류가 있는 경우, 입자가 큰 물분자와 입자가 작은 물분자가 서로 부딪치게 되며, 이 때 큰 물분자는 마찰로 (-)전하로 대전되고, 중력의 영향으로 구름의 아랫 방향으로 이동하게 된다. 또한 작은 물분자는 (+)전하로 대전되어 구름의 상층부로 올라가게 된다. 이 결과 구름의 상층부는 (+)로 대전되고, 구름의 하층부는 (-)로 대전되는 형태가 된다. 이밖에, 특별한 과정에 의하여 생성되는 ‘Pocket 전하’라고 불리는 (+)대전체가 부분적으로 형성되기도 한다. 이렇게 형성된 뇌운의 중간에서 (+)전하와 (-)전하의 전기 방전 현상인 구름 내부방전이 발생하게 된다. 그리고 이러한 뇌운과 대지 사이에서 발생하는 방전 형상을 낙뢰라 부르는 것이다. 낙뢰는 건축구조물, 전기설비 뿐만 아니라 사람에게도 직접피해를 입히게 된다. 오늘날의 과학기술로도 낙뢰의 발생을 정확히 예측하는 것은 불가능하다. 뿐만 아니라 이러한 낙뢰의 발생을 막을 수도 없다. 그러므로 이러한 낙뢰로부터 건축물, 정보통신설비, 전기기기 및 가전제품들을 보호하기 위해서 피보호 대상에 대한 적절한 뇌피해 대책을 고안하는 것이 무엇보다 중요하다고 하겠다.2. 낙뢰의 에너지낙뢰 전압은 대략 1억V로 추정되며, 이 전압은 가정용 전압이 220V이므로 대략 45만배 이상이 된다. 낙뢰의 에너지를 대략 계산하게 되면, 10kWh에서 500kWh정도가 된다. 국내 일반 가정에서 사용하는 한달 최대전력량이 대략 300kWh~350kWh정도이므로 그 크기를 대략 짐작할 수 있다.

3. 국내 낙뢰 발생 분포 전 세계적인 기상 이변으로 인하여 뇌우 일수와 낙뢰 횟수가 증가하는 추세이다. 국내도 마찬가지로 년간 낙뢰 횟수가 증가하는 추세이지만 연간 발생 횟수의 편차가 심하게 나타난다. 최근 기상청에서 발행된 낙뢰연보에 따르면 최근 4년간 낙뢰발생 횟수는 2002년 95만6천707회에서 2003년 135만2천424회, 2004년 93만304회, 지난해 130만6천581회로 `격년 증감 현상이 뚜렷하게 나타나고 있다. 지난해 발생한 낙뢰를 월별로 분석한 결과 8월에 전체의 14.3%인 61만4천645회로 가장 많았고 1월이 184회로 가장 적었다. 낙뢰 분포 지역별로는 발생 편차가 심하며, 특히 충남 동북부지역에서 1만9천665회로 가장 많이 발생했고 강원 영동지방에서 436회로 가장 적었다. 서울에서는 지난해 1천264회가 발생한 가운데 양천구가 57회로 가장 많았고 강서구가 가장 적은 4회로 집계됐다. 일례로 2006년 8월 11일 경남 창원지역 하루 동안 발생된 낙뢰횟수만 총 2,357회 (정극성:152회, 부극성:2,390회, 운간:136회)로 이 지역에서만 당일 국내 발생 낙뢰의 거의 60%가 집중적으로 발생하였다.

4. 낙뢰로 인한 피해낙뢰로 인해 초래되는 가장 심각한 결과는 물론 인명에 대한 사고이지만, 이밖에도 시설물 및 건축 구조물의 파괴와 설비의 고장으로 인한 막대한 경제적 손실을 초래하기도 한다. 예를 들어 전화선, 전기배선과 연결되어 있는 변압기, 전기계측기, 옥내의 전기기기류 등이다. 매우 민감한 전자 장치에 의해 작동되는 기기가 증가하면서 낙뢰와 관련된 피해/사건의 수가 증가하고 있다.

특히 오늘날의 고도화된 정보/통신 사회에서 통신 및 전자 장비의 사용량이 급속히 증가하면서 이에 적용되는 고밀도집적회로인 Micro Processor 및 각종 IC칩은 직/간접뇌 혹은 개폐로 인한 순간과도전압의 형태의 서지(Surge)에 대한 내구성이 약하여 시스템의 안정성에 심각한 영향을 초래한다.낙뢰 피해 대책 개요낙뢰 피해 대책이란, 뇌환경 영향하에서 건축물을 낙뢰로부터 보호하는 시스템과 건축물 내부의 전기/전자기기 설비를 낙뢰로부터 보호하는 시스템을 포함하는 ‘총체적 뇌피해 대책’이라 할 수 있다. 일반적으로 건축물을 낙뢰로부터 보호하는 시스템을 ‘뇌보호 시스템’이라 부르며, ‘외부 뇌보호 시스템’과 ‘내부 뇌보호 시스템’으로 구분할 수 있다.건축물내의 전기/전자기기 설비를 낙뢰로부터 보호하는 시스템을 여기서는 ‘기기의 뇌서지 보호 시스템’이라 부른다.

1. 뇌보호 시스템뇌보호시스템은 건축물을 직격뢰로부터 보호하는 시스템이다.가. 외부 뇌보호 시스템직격뢰로부터 건축물등을 보호하는 시스템은 다음과 같은 요소로 구성된다.① 수뢰부 시스템 : 돌침, 피뢰침등 직격뢰를 받아서 대지로 분류하는 금속체를 말한다.② 인하도선 시스템 : 직격뢰를 받은 수뢰부로부터 대지까지 뇌전류가 통전하는 경로를 말한다. 구체적으로는 도선 및 건축물의 철골 철근등을 인하도선으로 사용한다.③ 접지 시스템 : 낙뢰 전류를 대지로 흘리는 것으로 동판, 접지봉, 접지선 등을 말한다. 건축물의 철근 콘크리트 기초 등을 접지로 이용하는 것을 권장하고 있다.나. 내부 뇌보호 시스템낙뢰를 수뢰부로 받아서 건축물을 보호하는데, 낙뢰가 발생한 경우 인하도선 시스템을 통해서 흐르는 낙뢰 전류로부터 건축물 내부의 도전성 부분(금속체)사이에 전위차가 발생하게 된다. 이러한 전위차로 인해서, 건축물 내부에 화재나 폭발을 일으킬 여지가 있는 불꽃이 발생하게 된다. 이런 위험을 방지하는 대책으로, 등전위 본딩과 안전 이격거리를 확보하는 것이 ‘내부 뇌보호 시스템’이라 한다.① 등전위 본딩 : 발생된 전위차 저감하기 위해서, 건축물 내부의 금속 부분을 도체처럼 서지 보호장치에 접속하는 것을 말한다. 주) 이러한 방법은 나중에 설명하는 전기/전자 설비의 뇌서지 보호시스템에도 비상하게 유효한 방법이 된다.② 안전 이격 거리 확보 : 발생된 전위차로 인하여 불꽃 방전이 일어나지 않게 거리를 두어서 절연하는 것을 말한다.

2. 뇌서지 유입 경로건축물 내부에 시설되는 설비, 기기를 파손하는 뇌서지 침입 경로는 다음과 같다. 가. 전력선을 통해서 침입하는 뇌서지나. 통신선을 통해서 침입하는 뇌서지다. 지하에 매설된 접지 시스템을 통해서 침입하는 뇌서지라. 낙뢰가 안테나 등으로 침입하는 뇌서지마. 건축물의 피뢰설비 등으로 낙뢰가 침입할 때, 건축물의 철근, 철골 등으로부터 유도되는 뇌서지 이상에서 열거한 뇌서지 침입 경로마다 적절한 대책을 세워서 뇌서지에 의한 설비나 기기의 피해를 방지해야 한다. 예를 들어 전력선의 경우에 건축물의 인입구 뿐만 아니라 건축물 내부에 대한 적절하게 기기보호에 대응하는 등전위 본딩을 실시하여 단계적으로 뇌서지 침입을 막아야 한다. 즉, 뇌보호 영역 (Lightning Protection Zone ; LPZ)을 고려하여 다단계로 대책을 마련하는 것이 뇌서지 침입을 막는 효과적인 뇌피해 대책이 된다. 외부 뇌보호 시스템

건축물에 낙뢰가 발생한 경우, 건축물 내부에도 위험한 전위차가 발생하게 된다. 그래서 낙뢰가 발생하여 전원선, 통신선을 통하여 건축물 내부로 들어오는 뇌서지에 따라, 전기/전자기기 및 설비들이 소손되어 큰 피해를 입게 된다.1. 뇌피해 방지 기본 대책건축물에 뇌서지(이상전압, 낙뢰)가 유입하게 되면, 그러한 영향을 받는 건축 구조물내의 금속성 구조체들과 설비사이에서 발생하는 전위차로 인하여 다음과 같은 위험이 발생하게 된다.

(1) 건축 구조물내에 인원들의 감전 위험 (2) 기기류의 절연 파괴로 인한 파손 위험 등전위 본딩은 뇌피해 발생의 원인이 되는 뇌서지의 침입을 제어하기 위해 건축 구조물 내의 금속성 구조체, 설비기기간의 도체등을 이용하여 접속해서 금속성 구조체들 간의 등전위화하여 뇌피해를 방지하기 위한 것이다. 이러한 방법은 기본적인 뇌피해 방지법이다. 다음에서 제시하는 것은 방지 대책이다(1) 건축물 인입구에서 등전위 본딩건축물 내부로 들어오는 전력선, 통신선, 금속 수도관등을 건축물 인입구 근방은 등전위 본딩을 하는 것이 뇌서지 대책에 필요하다.(2) 전자기기 및 시스템보호컴퓨터를 뇌서지로부터 보호하기 위해서 각 보호영역에서 여러 차례 등전위 본딩을 실시해야 한다. 이러한 경우, 전원선 및 통신선은 서지 보호 기기(SPD)를 설치해야 한다. 뇌전자파 임펄스 보호 ; KS C IEC 61312 IEC 61024에서 규정하는 내부 뇌서지 방호 수단으로써 뇌보호 구역 LPZ(Lightning Protection Zone)개념을 도입한다.

1. LPZ (Lightning Protection Zone) 정의LEMP(Lightning Electromagnetic Pulse)의 세기가 다른 영역을 정하고, 영역의 경계 구역에서 본딩점의 위치를 설정하기 위하여 뇌보호구역(LPZ)를 분할하여야 한다.LPZ 0A : 직격뢰 지역에 해당되며 전체 뇌전류가 흐를 가능성이 있는 영역. 이 영역에 발생하는 전자장은 감쇠하지 않는다.LPZ0B : 직격뢰에는 해당하지 않지만 발생하는 전자계는 감쇠하지 않는 영역LPZ1: 직격뢰에 해당되지 않는 영역으로 이 영역내의 도전부분에 흐르는 전류는 LPZA0에 비하여 감소한다. 이 영역에서는 차폐대책을 수행하는 것으로 전자계를 현저하게 감소시키는 것이 가능하다.LPZ2: 전류 및 전자계의 영향을 현저히 감소시킬 필요가 있는 경우에는 건물 내에 차폐를 시공한 지역을 LPZ2 보다 보호를 강화한 경우는 LPZ3등으로 설정한다. 일반적으로 구역 번호가 높을수록 전자적 환경 파라미터는 낮아진다. 2. 뇌전자계보호시스템(LPMS : LEMP Protection Measures System) 구조물 혹은 구조물 주변에 뇌방전시 생기는 전자기현상으로 인해 발생되는 전기, 전자시스템의 피해대책 기술이 최종 국제 표준안이 총회에서 통과되어 국제규격으로 제정되어 뇌전자계임펄스(이하 LEMP : Lightning Electromagnetic Impulse)로부터 구조물 내부의 전기, 전자시스템의 영구적인 고장 위험을 줄일 수 있는 보호대책시스템 개념을 따르게 되었다. 규격에서는 여러가지 상황에 대한 뇌전자계보호시스템(LPMS : LEMP Protection Measures System)의 설계, 시공, 검사 및 관리에 대한 정보제공 및 효율적인 보호효과를 얻기 위한 전기, 전자시스템의 설계자와 보호대책 설계자간의 협력지침을 제시하고 있다. - 공간차폐와 보호 협조된 SPD를 적용한 LPMS : 방사자계와 전도성 서지를 보호하며, 연속되는 공간차폐와 보호 협조된 SPD를 적용하여 자계와 서지를 더욱 줄 일 수 있다.- LPZ1의 공간차폐와 LPZ1 입구에 보호협조된 SPD를 적용한 LPMS : 방사자계와 전도성 서지로부터 보호 - 보호 협조된 다수의 SPD를 적용한 LPMS : 자계의 위협이 작아 전도성 서지만의 보호가 요 구되는 장소에 적용저압서지 보호장치(KS C IEC 61643) KS C IEC 61643 규격은 저압배전시스템 및 데이터통신 시스템에 필요한 서지보호장치(SPD)의 선정 및 설치지침을 설명하며, 서지보호장치의 종합성 성능을 평가하고 확보하기 위한 시험방법을 구체적으로 규정하고 있다.1. 전력용 서지보호장치의 등급① Class 1 SPD 시설물에 직격뢰가 침입한 경우를 감안하여 설치하게되는 SPD로서, 직격뢰의 에너지를 감안한 파형인 10/350㎲ 파형으로 시험하며, 선로를 침입하는 분류 성분을 방류하기 위한 임펄스 전류치 (Iimp)를 갖는다. 뇌전류의 분류를 감안하여 선정하며 실용적인 임펄스 전류치를 규격에서 제안하고 있다. Class 1 의 시험을 통과한 SPD는 LPZ0A, LPZ0B 의 장소 및 LPZ1에서 사용한다. ② Class 2 SPD 간접뢰 및 선로동작에서 발생하는 서지전류를 감안하여 설치하게 되는 SPD로서 유도뢰 파형인 8/20㎲ 파형으로 시험한다. 공칭방전전류 In을 20kA 까지 단계별로 지정하고 있지만, 제품에는 최대방전전류 Imax로 표시한다. LPZ2 또는 LPZ3에서 사용한다. ③ Class 3 SPD Class 3 는 combination wave(1.2/50㎲ 전압파형, 8/20㎲ 전류파형)에 적합한 성능으로 규정한 SPD. Class 3는 개방 전압(open circuit voltage ; Uoc)로 표시한다.< 직격뢰(10/350㎲)의 에너지 > 기존의 뇌서지 피해 대책은 선로에 유입되는 유도뢰에 대한 것이 중심이 되어 8/20㎲를 표준 파형으로 적용하였다. 그러나 저압설비를 보호하기 위한 뇌보호의 경우 피뢰침 등의 외부 낙뢰 대책을 고려한 건물이나 산업시설등의 구조물에 대한 직접적인 낙뢰를 고려하고 있으므로, 유도뢰 뿐만 아니라 직격뢰에 대한 대책도 추구하고 있어 직격뢰의 방전에너지를 고려한 10/350㎲ 파형의 시험을 Class1 시험에 대하여 적용하고 있다.

뇌서지전류 파형을 동일한 최고 전류치를 기준으로 비교하여 보면 아래의 그림과 같다. 여러가지 변환의 요소를 감안하여도 10/350㎲파형은 8/20㎲파형의 거의 10배 이상의 에너지를 가지고 있다고 할 수 있다.

2. SPD의 동작원리사용하고 있는 전력시스템의 외부에서 유입되는 직, 간접의 뇌서지 및 내부의 각종 기기에서 개폐 스위칭, 기동 및 선로사고 등에 의하여 발생되는 서지의 순간과도전압을 시스템 내부에서 사용하고 있는 정밀·정확을 요하는 기기의 손상이 없이 저감시키고 그 에너지를 대지로 흘려보낸다. 또한 접지를 통하여 대지로부터 유입되는 서지 또한 억제함으로써 기기를 보호한다. 여러가지 원인 및 경로로 침입하는 과도전압에 신속하고 민감하게 반응하며, 높은 에너지를 처리할 수 있는 MOV(Metal Oxide Varistor)타입의 장치를 사용하여 과도전압의 크기를 기기의 내력에 적합한 수준의 보호레벨(Up)로 억제하고, 접지로 서지의 전류 Iimp(10/350㎲ 파형) 혹은 Imax(8/20㎲)를 즉시 배출시켜, 시스템 및 기기에 지속적으로 양질의 전력이나 신호를 공급하는 것이다. 3. SPD의 적용건축물 및 설비 기기의 뇌격에 대한 노출, 취약성의 정도 혹은 지리적 위치를 고려하여 KS C IEC 61312에서 규정하는 뇌보호구역(Lightning Protection Zone)의 기준에 따라, 또한 보호하고자 하는 기기의 중요성 및 운영중단시의 파급효과 등을 감안하여 SPD를 적용한다. 피보호 설비의 특성 및 위치에 따라 1단계 혹은 2단계 이상의 SPD에 의한 보호를 실시한다.피뢰침이 설치된 시설이나 직격뢰를 감안하고 설비의 절대적 안정성이 요구되는 선로의 인입부에는 10/350㎲ 파형의 Class 1 시험을 통과한 SPD를 설치한다. 직격뢰의 위험을 고려하지 않거나 1단계의 보호를 한 내부의 설비, 분전반 혹은 설비에 가까운 위치에는 간접뢰를 고려한 8/20㎲ 파형의 Class 2 시험을 통과한 SPD를 설치한다. 아래의 그림은 직격뢰를 고려한 Class1 SPD의 선정에 관한 개념을 나타낸다. 일반화를 위한 예로써 200kA 직격뇌를 가정하는 경우 (사실 낙뢰의 약 95%이상은 100kA 미만이다 : IEC 61024-1-1 Annex A, Basic values of lighting current parameters), 낙뢰의 에너지는 접지와 건물 내부의 도체로 분류되어 건물로 유입되며 건물로 서지전류의 50% 유입을 고려한다. 3상4선의 전력 회로, 통신선로 및 도전성 구조물로의 분류를 고려하면 1개 선로에 유입되는 뇌서지전류는 약 4% 수준으로 감안된다. 발생할 수 있는 최대의 낙뢰에너지로 200KA를 가정할 경우 약 8kA(10/350)의 서지 전류를 상정하게 된다. 만일 3상4선 회로와 접지만을 고려한 경우라면 Iimp 값은 … … . 건축물 안에서의 전류 배분 : 50%는 지면으로, 50%는 전기네트워크로 분류하며, 각 도체(3 L + N)에서 전류가 균등배분되는 것으로 하면 Iimp = 50kA / 4 = 25kA 수준이 된다. Class 2 SPD의 경우 Imax는 통상 뇌격밀도(회/㎢/년)를 감안하여 선정하는 것이 일반적이지만, 규격에서 제안하고 있는 것은 Imax=20kA 수준이다. 실용적으로 충분한 안전도를 고려하여 가장 일반적으로 사용할 수 있는 제품은 통상 1상의 L-G 기준의 최대방전전류 Imax=40kA로 충분한 내량을 갖는다고 할 수 있다. SPD는 자신의 전류내량보다 큰 서지가 유입하는 경우 제품 내부의 Thermal Disconnector 혹은 외부의 스위치에 의해 회로로부터 분리되면서 수명을 다하게 된다. 또한 선로의 이상에 의한 건전상의 전압 상승과 같은 AC전압의 순시전압과승(TOV:Temporary Over Voltage)의 경우 SPD가 파손되어서는 않된다. 따라서 규격에 따라 제품의 안정장치 TOV 성능이 적절히 시험된 SPD를 설치하는 것은 피보호 기기의 수명기간 동안 안정하게 동작하는 제품을 선택하는데 중요한 요소가 된다.

4. SPD 선정 절차 건축물 내에 설치되는 SPD는 이것이 설치되는 장소와 전기 계통의 종류, 건축물 뇌 예방 계통(LPS)의 유무등을 고려하여 다음과 같이 적절한 규격을 선정하여야 한다.SPD 타입과 전압보호수준 Up설비 인입구 부근 또는 주배전반 등에 설치하는 SPD는 LPS가 있는 건축물은 다음표의 내임펄스 범주 Ⅰ, LPS가 없는 건축물은 내임펄스 범주 Ⅱ에 준하도록 한다.① SPD의 최대연속동작전압 Uc SPD의 최대연속동작전압 Uc 는 설치되는 전기계통의 종류와 이것이 접속되는 장소에 따라 다음 표에서 제시하는 값 이하 이어야 한다. ② SPD의 순간 과전압 (UTOV) SPD는 저압계통내의 사고로 인한 순간 과전압(UTOV)에 견딜 수 있어야 하며, 고압계통내의 지락사고로 인한 (UTOV) 에 대해 기기를 보호하는 상전선 또는 중성선과 PE선간에 접속되는 주 SPD는 관련 규격의 시험에 합격한 것을 사용하여야 한다. ③ SPD의 공칭방전전류 (In) SPD의 공칭방전전류 In은 5kA 8/20㎲ 이상이어야 하며, 각 상에 설치하는 SPD의 보호선 측(또는 중성선측) 단자와 보호선간 또는 주접지단자간에 접속되는 SPD의 각 상별 공칭방전 전류 In는 3상 계통은 20kA 8/20㎲ 이상, 단상 계통은 10kA 8/20㎲이상이어야 한다.④ SPD의 임펄스 전류 (Iimp) SPD의 임펄스 전류 Iimp 는 KS C IEC 61312-1(뇌 전자임펄스 보호)에 따라 산출한 뇌임펄스전류(파형 10/350㎲)값 이상이어야 한다. Iimp 의 값이 불명확한 경우, 뇌 전류의 절반(50%)이 저압 전원측으로 흐른다고 보고 최대 100kA 정도의 뇌 전류가 흐르는 것으로 보고 있다. 또한, 저압 전원측으로 흐르는 것으로 보는 뇌 전류(50%)는 엄밀하게 수도 및 가스배관, 통신선에도 흐른다. 따라서 저압전선의 각 선에 흐르는 전류는 감소하게 된다.

5. SPD 선정 예시 및 적용 제품(1) 전원용 SPD Class 1 제품 (1단계 보호 영역)① 설치장소 : KS C IEC 61312의 LPZ0, LPZ1 구역, Main Tr. 2차, LV 인입부, 옥외 취약설비, 주배전반 등② 정격 : Iimp 25kA (10/350㎲)③ 적용회로 : 3상4선회로 및 1상2선회로④ 형식명 : LD122xxx⑤ 특장점 : Single MOV disk type SPDClass 2 제품 (2단계 보호 영역)① 설치장소 : KS C IEC 61312의 LPZ0내의 1차 보호된 설비, LPZ1 및 LPZ2구역 분전반(전산실, 방재센터, UPS분전반, 항온항습시설, OA장비, 신호장비) 및 피보호설비 전원② 정격 : Imax 40kA (8/20㎲)③ 적용회로 : 3상4선회로 및 1상2선회로④ 형식명 : Φ3w4 - LTxxxx Φ1w2 - LT122xxx⑤ 특장점 : Single MOV disk type SPD Common mode 및 differential mode의 full mode 보호 가능(2)통신/신호용 SPD ① 설치장소 : 통신/제어 데이터 신호선의 보호 ② 정격 : 임펄스 내구성 10kA (8/20㎲), 5kA (10/350㎲)③ 적용전압 : 5V/12V/24V/48V④ 형식명 : SL-GVxxx, SG-GVxxx⑤ 특장점 : Compact 크기 Din rail 형식의 조립가능 Plug-In 형식의 SPD 본체SPD의 설치 (KS C IEC 60364-5-53 건축 전기 설비)- 제5-53부 : 전기 기기의 선정 및 시공 - 절연, 개폐 및 제어공급 배전 계통별로 SPD의 설치, 선정, 시공 및 안전대책을 규정하고 있다.수용가 접지 형식에 따른 SPD 설치 방법① TN 계통의 서지보호장치의 시설② TT계통의 서지보호장치의 시설 Case 1③ TT계통의 서지보호장치의 시설 Case 2주. 1 : 전력공급점2 : 분전반3 : 주접지단자 또는 부스바4 : SPD4a : SPD 또는 방전갭5 : SPD의 접지계통6 : 피보호전기기기7 : 누전차단기F : 보호기(퓨즈, 차단기)RA : 설비의 접지극(접지저항)RB : 전력계통의 접지극(접지저항)

SPD 적용 실증 모의 시험 (1) SPD를 설치하지 않은 경우내부 또는 외부 요인으로 인하여 <그림 1>의 Surge파형은 일반 가정에서 사용하는 전기 기기의 절연 수준 이상의 높은 전압이다. Surge전압이 침입하면 그림.2처럼 벽면 콘센트 및 다른 기기에 소손을 입히게 된다.(2) SPD를 설치한 경우SPD를 전원 인입구 또는 분전반에 설치한 경우 내/외부에서 발생하는 Surge 전압을 제거하여 전기 기기의 절연 수준 이하로 제거하여 Surge에 의해 발생할 수 있는 사고를 확실하게 줄여 계통의 신뢰성 향상을 기대할 수 있다.