번개는 본질적으로 뇌우 구름과 지면 사이 또는 그 사이의 특정 지점까지 전하가 축적되어 공기 절연을 방해할 때 발생하는 거대한 스파크 방전입니다. 낙뢰는 주로 다음과 같은 이유로 발생합니다.
1. 직접 번개
최악의 경우에는 건물, 장비, 사람에게 직접적으로 번개가 치는 경우도 있습니다.
트리거 조건: 지상의 물체(예: 높은 건물, 나무, 송전탑, 나무, 탑, 고립된 사람)는 뇌운과 함께 가장 강한 전기장을 형성하여 전하 방전의 최단 경로가 됩니다.
2.간접 번개 효과(더 일반적이고 더 넓은 범위)
번개가 장치에 직접 닿지 않더라도 다음과 같은 원인으로 파괴적인 서지(일시적)가 발생할 수 있습니다.
· 유도낙뢰(정전기 유도와 전자기 유도로 구분):
• 정전기 유도: 대전된 뇌운이 머리 위로 지나갈 때 아래의 가공 전선에 다량의 반대 전하를 유도합니다. 구름이 다른 대상으로 방전되면 이러한 결합 전하가 즉시 방출되어 선을 따라 이동하는 고전압 서지가 생성됩니다.-
전자기 유도: 낙뢰 채널의 강력하고 일시적인 전류는 주변 금속 루프(예: 전력선 루프, 신호선)에 매우 높은 전압을 유발할 수 있습니다.
· 전도(접지 전위 상승):
• 낙뢰가 건물의 낙뢰 보호 시스템이나 인근 대지에 떨어지면 엄청난 양의 번개 전류가 접지 저항을 통과하여 접촉 지점의 전위가 순간적으로 수십만 또는 심지어 수백만 볼트까지 상승합니다. 이러한 높은 전위는 장치의 접지선을 통해 내부 장치에 "플래시백"되어 장치 전체에 파괴적인 전위차를 발생시키고 장치를 파괴할 수 있습니다.
· 번개 급증 침입:
• 번개는 먼 전선, 전화선, 케이블 선 등에 부딪칩니다. 거대한 번개 전류가 파동의 형태로 이러한 금속 도체를 따라 이동하여 연결된 장치를 침입하고 손상시킵니다.
2부: 보호를 위해 SPD를 사용하는 방법
서지 보호 장치의 목적은 낙뢰를 방지하는 것이 아니라 낙뢰 발생 시 안전하고 낮은{0}}임피던스 경로 낙뢰 전류 및 서지 에너지를 제공하여 장치의 전압을 안전한 수준으로 제한하는 것입니다.
1. 사민당의 핵심작동원리
"스마트 스위치" 또는 "전압 감지 밸브"로 생각하십시오.
정상 작동 중: SPD는 높은 임피던스이며 본질적으로 회로에 거의 영향을 주지 않는 개방 회로입니다.
서지/과전압이 발생하는 경우: 발생: SPD는 나노초 단위로 낮은 임피던스 상태(매우 빠르게)가 되어 대규모 전류 서지를 접지로 빠르게 전도하고 전달합니다.
서지가 가라앉은 후: SPD는 자동으로 고임피던스 상태로 재설정되고 회로는 정상으로 돌아갑니다.
2.올바른 SPD 보호 시스템: 다{1}}단계 보호
포괄적인 보호를 제공하기 위해 다중 방어선과 같은 계층적 보호 개념이 자주 사용됩니다.
카테고리 1 / I(이전의 B 클래스):
설치 위치: 주 배전반(서비스 입구).
기능: 대부분의 낙뢰는 직접 또는 유도 낙뢰(보통 10/350μM 파형)에서 높은 에너지를 방출합니다. 방전 용량이 높은 SPD는 일반적으로 스파크 갭을 기준으로 사용됩니다.
목표: 가장 큰 뇌우로부터 건물 전체의 전기 시스템을 보호합니다.
카테고리 2/II(이전 C 클래스):
위치: 배전반(예: 바닥 패널) 또는 주요 장비 배전반(예: 서버실, 에어컨, 엘리베이터).
기능: 유형 1 SPD를 통해 잔류 전압을 추가로 제한하고 잔류 에너지를 흡수합니다. MOV(Metal Oxide Varistor) 기반의 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)가 일반적으로 사용됩니다.
목적: 특정 지역의 배전 회로 및 장비를 보호합니다.
카테고리 3 / III(이전 D):
위치: 민감한 장비용 플러그 스트립이나 장치 내부의 서지 보호 모듈과 같은 장치의 전면 끝입니다.
기능: 장치가 안전하게 견딜 수 있는 수준(보통 1.5kV 미만)으로 전압을 고정하여 정밀한 보호 기능을 제공합니다.
목표: 가장 민감하고 값비싼 전자 장비(예: 서버, 의료 장비, 산업용 PLC)에 대한 최종 방어선을 제공합니다.
신호 SPD: 네트워크 케이블, 전화선, 감시 비디오 케이블과 같은 회선에도 특수 신호 처리 시스템이 필요합니다. 동일한 방식으로 작동하지만 신호 라인의 전압 레벨 및 인터페이스 유형에 맞게 설계되었습니다.
3.SPD 설치 핵심사항
• 양호한 접지가 전제조건입니다. SPD SPD는 낮은-임피던스 접지 시스템 없이 에너지를 효율적으로 전달합니다. 접지는 낙뢰 보호의 기초입니다.
• 짧고 두꺼운 연결 와이어: SPD 연결 및 접지 와이어는 리드 인덕턴스를 최소화하기 위해 가능한 한 짧고 두꺼워야 합니다. 리드가 지나치게 길면 눈에 띄는 유도 전압이 발생하여 보호 효과가 크게 저하될 수 있습니다.
조정: SSD의 여러 단계에서는 단일 SPD의 과부하를 방지하도록 설계된 점진적인 방전을 보장하기 위해 에너지 조정이 필요합니다.