Surge Arrester와 SPD는 어떻게 다른가?
Surge Arrester와 SPD는 종종 서로 호환되는 비슷한 뜻으로 그냥 사용된다. 그러나 두 용어는 NEC와 UL, IEEE/ANSI 등에 서로 다른 뜻으로 정의되어 있다.
Surge Arrester(Secondary arrester)는 수전반(the service entrance panel)에 연결된 첫 번째 차단기(primary disconnect) 보다 앞(전원 쪽)에 설치되는 SPD이고, SPD는 첫 번째 차단기의 뒤(부하 쪽)에만 설치하는 것으로 되어있다. UL 1449에 의해 TVSS로 등록된 SPD를, 첫 번째 차단기의 전원 쪽에 사용하면 NEC를 위반하는 게 된다. 한 편, secondary surge arrester는 주차단기의 전원 쪽과 부하 쪽 모두에 설치할 수 있다.
(Surge Arrester는 대부분 옥외에 설치되며, fail-safe 기능이 없다.)
SPD에 표기되어 있는 여러 가지 사항들은 무엇을 의미하며 어느 것이 중요한가?
UL이 최소한의 요구사항을 정리하였는데, SPD를 선정할 때 고려해야 되는 몇 가지는 다음과 같다.
* 공칭전압 - SPD가 설치되는 계통의 전압에 맞아야 한다.
* MCOV - SPD가 도통(clamping)하지 않으면서 견딜 수 있는 최고전압.
* 단일서지정격전류 -8/20 파형에 대해, 정해진 서지전류에서 제한전압(clamping voltage)이 10%를 초과하여 변하지 않고 성능도 감소하지 않으면서 한 차례 견딜 수 있는 최대서지전류. SPD의 mode에 따라 부품의 수량과 종류가 다르기 때문에 mode별 용량으로 표기한다.
* SVR - 억제전압(제한전압). UL 1449에 따라, TVSS에는 SVR이 표기되어야 한다. 주어진 서지전류와 lead의 길이에서 나타나는 전압으로써 330, 400, 500, 600V 등으로 표기된다. SVR은 SPD의 억제 성능을 비슷하게 보여준다. 이 시험은 500A의 8/20 파형에서 시행된 것이므로 정격전류 등에서 일어나는 실제상황을 예측할 수는 없다. SVR 400V짜리 110V용 SPD가 SVR 600V짜리 220V용 SPD보다 좋은 것은 아니다. 또, SVR이 가장 낮은 SPD라 하더라도 lead 길이가 너무 길게 잘못 설치된다면 전혀 도움이 되지 않는다.
* 외함의 등급 - 외함에 대한 NEMA 등급은 SPD가 설치되는 곳의 주위환경에 맞아야 한다.
Surge, Transient, and Temporary over-voltage는 무엇이며 전형적인 특성은 무엇인가?
이들은 모두 과전압으로써 때때로 혼용되고 있다. 이 용어들의 중요한 차이점은 파형의 지속시간이다. Transient는 지속시간이 매우 짧고(< 10 usec) 에너지가 매우 작다. 이 transient는 전압 스파이크(voltage switching spikes)로 나타나며, 에너지가 매우 작지만, 반도체 기판의 접합점이 끊어지게 하는 데는 충분하다.
반면에 Surge(> 10 use & < 1 msec)는 에너지가 커서 가전제품이나 전자부품을 파괴하고 까맣게 태우는 원인이 된다.
Temporary over-voltage(TOV)는 전력회사의 전력계통에 사고가 발생할 때 생기며, 지속시간이 길어서(msec to seconds to hours) 매우 큰 손상을 일으킨다.
(주의) UL 1449는 이러한 상황에서 SPD에 불이 나거나 안전을 해치지 않도록 규정하고 있다. SPD는 TOV를 막아내도록 설계된 것이 아니다.