서지는 아크 발생의 원인이 될 수 있으며, 두 현상 모두 매우 빠른 피해 속도와 급격한 절연파괴를 유발한다는 공통점이 있지만, 메커니즘과 영향에는 차이가 있습니다.

유입 속도 차이

• 서지의 피해는 순간적으로 발생합니다. 낙뢰, 스위칭, 대전류 차단 등에서 수 마이크로초~수 밀리초 이내에 높은 전압이 인가되어 절연이 단번에 파괴됩니다.

• 아크는 전기적 간극에서 국부적으로 발생하며, 한 번 발생하면 온도가 급상승(수천 도 이상)하여 즉각적인 표면 절연 손상이나 단락, 화재를 유발합니다. 아크 손상은 발생 즉시 국소적으로 집중되지만, 반복적이면 장비 전체에 심각한 열화가 누적될 수 있습니다.

원인 및 상호연관성

• 서지가 아크의 원인을 제공할 수 있습니다. 갑작스러운 높은 서지(과전압)가 절연 한계를 초과하면, 공기 중이나 절연체 표면에 아크 방전이 유도될 수 있습니다.

• 예) 낙뢰나 고장전류 차단 시, 서지에 의해 접점이나 절연간극에서 전위차가 급증하면 절연이 파괴됨과 동시에 아크 방전이 발생합니다.

• 개폐서지 등, 차단기에서 서지와 아크가 반복적으로 상호작용하며, 서지로 인해 생긴 아크가 서지 피해를 더 심화시킬 수 있습니다.

• 반대로, 아크가 반복적으로 일어나면 국소 열화로 절연 한계가 저하되고, 그 상태에서 다시 서지를 맞게 되면 절연파괴 및 아크방전이 쉽게 유도됩니다.

• 땅(대지)의 전위 상승으로 인한 서지가 장비 접점에 아크 발생을 촉진하기도 하며, 이는 장비 내 화재·단락 등 추가 피해로 이어집니다.

정리

즉, 서지는 아크 발생의 "직접적인 원인이 될 수 있고", 둘은 서로 영향을 주며 피해가 복합적으로 심화될 수 있습니다.