서지보호기 - 원리

서지보호기 (Surge Protective Device)란?

 

SPD란 말 그대로 Surge로부터 각종 장비들을 보호하는 장치입니다. SPD는 과도전압과 노이즈를 감쇄시키는 장치로써 SPD 또는 TVSS (Transient Voltage Surge Suppressor)라고 불리는데, 업계의 전문가들은 SPD라고 부르고 있습니다. 용어 SPD와 TVSS는 상호 호환되어 사용됩니다. SPD는 전력선이나 전화선, 데이터 네트워크, CCTV회로, 케이블 TV회로 및 전자장비에 연결된 전력선과 제어선에 나타나는 매우 짧은 순간의 위험한 과도전압을 감쇄시키도록 설계된 장비입니다.

서지보호기의 설치를 통한 보호

 

SPD (서지보호기)를 설치하는 목적은 어떠한 이유로 해서 계통에 서지 전류가 들어올 때, 그 전류가 부하를 통해 흐르지 않고 서지보호기 자신을 통해 흐르도록하여 부하에서 발생하는 전압강하가 과다하게 상승하는 것을 막아서 부하를 보호하려는 것입니다. 이는 계통에 서지가 들어올 경우에, 임피던스가 낮은 통로 (즉 SPD)를 통해 서지 전류를 흘려줌으로써 계통의 보호가 가능합니다. MOV는 정상상태에서 매우 큰 임피던스를 가지는 부품입니다. 여기에 전압 서지가 걸리면 MOV의 임피던스가 급격히 낮아지면서 서지를 부하가 아닌 다른 통로로 흘려보내는 저임피던스 통로가 형성됩니다. 서지보호기에는 막대한 전류가 흘러도 전압이 크게 상승하지 않습니다.


서지보호기 - 동작원리

서지보호기의 설치를 통한 보호

 

각각의 다른 종류의 서지보호기는 여러가지 서지보호소자의 조합으로 서지보호기를 구성합니다. 그러한 서지보호기 소자들은 서지에 대한 각각의 반응 특성대로 동작하여 서지 또는 불꽃방전으로부터 기기를 보호합니다. 서지는 전압의 급격한 변동의 형태로 나타나며 이러한 서지는 AC 전원선, 통신선을 통하여 전기기기의 회로에 물리적인 손상을 줍니다. 따라서 서지보호소자가 쓰이고 대표적인서지보호소자는


가스방전과
가변저항소자 (MOV)

제너다이오드

 

서지보호기 - 종류 (특성별)

전압 스위칭형 SPD

 

방전형 SPD의 특성
SPD의 방전 개시 전압을 초과하는 서지가 유입되면 순간적으로 1 ~ 2 cycle 동안 방전이 이루어지며 방전시 단락 상태가 되어 급격한 전류가 SPD를 통하여 흐르게 되어 순간 전압 강하를 동반하게 됩니다.
소자의 구성
방전형 SPD에는 방전 소자인 Gas Tube, Air Gap 소자들이 사용됩니다.
동작 원리
방전 개시 전압 이하에는 개방 상태로 있으며 방전 개시전압을 초과한 전압에 대해서는 순간 단락의 도통 상태가 됩니다. 도통 상태는 최대 약 2 cycle 동안 지속되며 서지가 제거되면 자동적으로 개방 상태로 복귀합니다.

전압 억제형 SPD

 

전압 억제형 SPD의 특성
50mm2의 넓은 봉의 표면적과 전해질의 지중 침투를 통하여 넓은 접촉 표면적을 가지게 합니다.
특수 전해질의 침투효과
전해질의 대지침투를 통하여 대지와의 접촉을 극대화 시켜 접지극 면적의 극대화를 실현합니다.
주변토양의 이온화
GEM-Rod주변에 접지저감재를 충진하여 주변토양의 전도성을 극대화합니다.