SPD 선정 및 설치방법

1. SPD의 선정요소

① 정격전압 및 최대연속사용전압

1) 정격전압 (Un) : SPD가 적용되는 전원 계통의 기준 전압

ex) 380/220V 계통 → 일반적으로 단상은 Un 220V, 3상은 380V SPD 선택

2) 최대연속사용전압 (Uc): 연속적으로 SPD에 인가할 수 있는 최대 전압의 실효값

- Uc는 계통의 최고전압보다 높아야 함

- Uc가 낮으면 통상의 계통전압에서 오동작이나 손상이 발생할 수 있으며, 높으면 보호 성능의 저하가

발생함. 너무 낮아도, 높아도 문제가 발생함.

ex) 220V 계통 → Uc 275V or 320V SPD 사용(O), Uc 550V사용(X)

② 방전능력 및 보호성능

1) 공칭방전전류 (In): SPD를 통해 흐르는 8/20의 전류파형의 파고값

2등급 SPD의 주요 평가 기준, 반복적으로 견딜 수 있는 방전 전류값(형식 시험시 15회 시험후 손상

및 이상이 없어야 함)

ex) 주로 건물의 분전반에서 In 20~40kA를 적용함.

2) 최대방전전류 (Imax): 8/20 파형과 크기를 가지며 SPD에 흐르는 전류의 최대값. Imax는 In보다 크거

나 같다. 2등급 SPD가 1회 견딜 수 있는 최대 서지 전류.

3) 임펄스 방전전류 (Iimp): 규정된 시간, 규정된 전하 및 특성에너지(W/R)를 가지고 SPD에 흐르게 하는

방전전류의 파고값. 10/350 파형으로 직격뢰에 준하는 특성을 가짐. 1등급 SPD의 주요 평가 기준.

4) 전압보호레벨 (Up): 규정된 임펄스 충격전압 및 방전전류를 SPD에 가하였을 때 SPD 단자에 나타날

것으로 예상되는 최대 전압. SPD가 낙뢰나 서지로 인해 동작 시 기기에 인가되는 잔류 전압

③ 전원 계통 및 접지 방식

1) 전원 계통 구성 확인

단상 2선식/ 3상 3선식/ 3상 4선식 확인. 선 수에 따라 SPD 극(POLE) 수 결정

ex) 3상 4선식 → L1, L2, L3, N 보호 필요 / 단상 2선식 → L, N 보호 필요

2) 접지 방식 (TN, TT, IT): 접지 방식에 따라 SPD 연결 방식이 달라짐

중성선(N)과 접지(E)의 관계가 중요. 계통과 접지를 모르면 SPD를 잘못 연결할 수 있으며,

잘못된 연결은 보호 실패로 이어짐.

ex) TT 방식 → N-PE 보호용 SPD 추가 필요

④ 설치 위치 및 환경 조건

1) 설치 위치: 전원인입부(수배전반), 분전반, 기기 전단 구분 필요

위치에 따라 SPD Type 결정

ex) 수배전반 → Type 1

제어반 → Type 2

특별히 보호가 필요한 기기 및 설비 전단 → Type 3

2) 설치 환경: 실내/실외, 온도, 습도, 분진 조건 고려

ex) 실외 분전반 → 방수·방진 등급(IP) 고려

2. SPD의 설치 방법(KESC 제330절 피뢰시스템 330.4.2 서지보호장치의 시설 참조)

① SPD 설치 위치별 SPD 선정

- 보호 대상과의 거리는 최소화한다(연결 리드의 길이는 일반적으로 0.5m 이하).

- 거리 증가 시 보호 효과는 감소한다

- 건축물에 인입되는 전원인입점(수배전반)에 반드시 1등급 SPD 설치

KESC 표 330-13 및 KS C IEC 60364-5-53 표 4

건물이 직접 낙뢰에 대해 보호받을 때 임펄스 방전 전류(Iimp)

- 분전반마다 추가 보호(2등급 SPD의 설치)를 고려한다.

KESC 표 330-14 및 KS C IEC 60364-5-53 표 3

전원 계통과 연결 형태에 따른 공칭 방전 전류(In)

- 특별한 보호가 필요한 경우 보호대상에 추가 보호(3등급 SPD의 설치)를 고려한다

② 전원계통(TT, TN, IT 등) 및 최대연속사용전압을 고려하여 설치

- 교류에서는 SPD의 최대 연속 동작 전압 Uc가 다음의 표의 요구보다 높거나 같아야 한다.

③ 서지보호기의 연결 형태

KS C IEC 61643-12 표 3 - 다양한 LV 시스템의 보호 가능 모드

1) CT1(connection type CT1)은 주로 공통모드 보호를 제공하고, CT2 (connection type CT2)는

공통모드 보호와 차동모드 보호의 조합을 제공한다.

2) CT1(예를 들어 3+0 또는 4+0 구성)은 각각 충전선(상전선 및 중성선)과 PE 사이 또는 각 상전선과

PEN 사이에 보호모드를 제공하는 SPD 조합으로 3상 계통에 적용하기 위한 CT1의 예는 그림 330-7

과 같다.

3) CT2(예를 들어 3+1)은 각 상전선과 중성선 사이 그리고 중성선과 PE 사이에 보호모드를 제공하는

SPD 조합으로 3상 계통에 적용하기 위한 CT2의 예는 그림 330-8과 같다.

4) 연결 형태 CT1은 중성선과 PE 사이에 연결된 SPD 소자의 고장 가능성 때문에, TT 계통에 설치할

때에는 RCD 부하측에 설치하여야 하며, 그림 330-9와 그림 330-10은 SPD 설치 예이다.

④ 저압 접지계통별 SPD 접속방법

⑤ SPD 분리기는 다음에 따른다.

1) SPD 분리기는 다음의 기능을 만족할 것

- 배리스터에서 발생하는 열폭주 등으로부터 SPD 과열 보호

- SPD 내부단락에 대한 보호

- 간접접촉에 대한 보호(외함을 절연체로 제작하는 경우 제외)

2) SPD 분리기 중 과전류 기능은 배선차단기 또는 퓨즈를 이용하며, 열보호 기능은 SPD 소자(MOV 등

전류제한형 소자)가 과열될 때 이를 전로로부터 분리하는 기능으로 제조자가 제시할 것

3) 상태표시기의 부품을 교체할 수 없는 경우는 최소 50회 이상 동작 성능을 갖출 것

4) Ⅰ등급 SPD용 보호장치의 정격은 일반적으로 대용량을 시설할 것

5) SPD를 누전차단기 부하측에 설치하는 경우에는 임펄스부동작형 누전차단기를 시설할 것

6) SPD를 누전차단기의 전원측에 설치하는 경우에는 SPD가 고장을 일으킬 때 확실히 계통으로부터

분리할 수 있는 차단능력을 가진 보호장치를 시설할 것

⑥ SPD 연결도체 길이와 연결도체 단면적은 다음에 적합하여야 한다.

1) SPD 연결도체의 길이는 상전선에서 SPD, SPD에서 주접지단자(또는 보호선)까지 가능한 50㎝ 이하일

것. 다만, SPD 연결도체 길이가 50㎝를 넘을 경우에는 연결도체의 전압강하를 고려하여 SPD의

전압보호레벨( )을 표 330-17에 따라 선정하고, 연결도체의 전압강하를 포함하는 실효보호레벨( )

이 기기에 요구되는 임펄스 내전압( )을 초과해서는 안 된다.

(예, 230/400 V 설비의 는 2.5 kV, 120~240 V 설비에서는 1.5 kV임)

“ks c iec 60364-4-44 표4. 요구되는 장비의 정격임펄스전압”에서 각 범주 별 장비

과전압 Ⅳ(매우높은정격 임펄스전압 장비): 예, 계기,원격제어시스템

과전압 Ⅲ(높은정격임펄스전압 장비): 예, 배전반, 개폐기,아웃렛소켓

과전압 Ⅱ(통상정격임펄스전압 장비): 예, 배전 가전용 전기기기, 도구

과전압 Ⅰ(감축임펄스전압 장비): 예, 민감한 전자 장비

2) 주접지단자 또는 보호도체와 SPD 사이의 도체의 최소 단면적은 표 330-18을 만족하여야 하고, SPD

및 과전류 보호장치를 충전선에 연결하는 도체는 예측되는 예상 단락 전류를 견딜 수 있는 정격이어야

하며, 다음 단면적 이상일 것

- I등급 SPD : 구리 6 ㎟ 이상

- II등급 SPD : 구리 2.5 ㎟ 이상