과전압은 특정 네트워크의 최대 정격 전압을 초과하는 것입니다. 서지 전압은 1초 미만의 1초 미만이 소요되는 상과 접지 사이의 갑작스러운 전압 서지를 말합니다. 이러한 전압 강하는 라인뿐만 아니라 라인에 연결된 전기 제품에도 위험합니다. 이러한 상황을 방지하기 위해 서지 보호 장치가 사용됩니다.
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SPD란 무엇이며 왜 필요한가요?
SPD는 최대 1kV의 전기 설비를 보호하는 서지 보호 장치입니다.이 장치는 전류 펄스를 접지로 전환하여 주전원의 과전압과 낙뢰 효과로부터 보호합니다.
SPD는 저전압 배전 시스템에서만 사용됩니다. 이 장치는 산업 기업과 주거용 건물 모두에 적합합니다.
SPD에는 두 가지 유형이 있습니다.
- OPS - 네트워크 서지 피뢰기;
- SPE - 서지 전압 제한기.
작동 원리 및 장치
SPD의 작동 원리는 적용된 전압에 대한 반도체 저항 저항기 형태의 비선형 요소인 배리스터를 사용하는 것입니다.
SPD에는 두 가지 유형의 보호 기능이 있습니다.
- 불균형(공통 모드) - 과전압의 경우 장치는 접지로 임펄스를 보냅니다(위상 - 접지 및 중성 - 접지).
- 대칭(차동) - 과전압의 경우 에너지가 다른 활성 도체(위상 - 위상 또는 위상 - 중성선)로 전달됩니다.
SPD의 작동 원리를 더 잘 이해하기 위해 우리는 작은 예시.
회로의 정상 전압은 220V이며, 바로 이 회로에서 임펄스가 발생하면 예를 들어 낙뢰 시 전압이 급격히 상승합니다. 날카로운 전력 서지, SPD의 저항이 감소하여 단락이 발생하여 회로 차단기가 작동하고 이어서 회로 자체가 분리됩니다. 따라서 급격한 전압 강하로부터 전기 장비를 보호하여 고전압 펄스가 흐르는 것을 방지합니다.
SPD의 품종
서지 보호 장치에는 1개 및 2개의 입력이 있으며, 로 세분화:
- 통근;
- 제한;
- 결합.
스위칭 보호 장치
스위칭 장치의 특징은 전압에 강한 임펄스가 발생하면 즉시 0으로 떨어지는 고저항입니다. 스위칭 장치의 작동 원리는 피뢰기를 기반으로 합니다.
주전원 과전압 제한기(SPD)
주 전압 제한기는 또한 높은 저항을 특징으로 합니다. 스위칭 장치와의 차이점은 저항의 감소가 점진적으로 발생한다는 것입니다. 서지 피뢰기는 설계에 사용되는 배리스터(저항기)의 작동을 기반으로 합니다. 배리스터의 저항은 배리스터에 작용하는 전압에 비선형적으로 의존합니다. 전압이 급격히 증가함에 따라 전류 강도도 급격히 증가하여 직접 통과합니다. 배리스터 그리고 그래서 이러한 방식으로 전기 충격이 완화되고 주전원 전압 제한기가 원래 상태로 돌아갑니다.
결합된 SPD
결합형 SPD는 어레스터와 바리스터를 결합하여 어레스터와 리미터의 기능을 모두 수행할 수 있습니다.
SPD 클래스
보호 수준에 따라 세 가지 유형의 장치만 있습니다.
- 클래스 I 장치(과전압 카테고리 IV) - 직접적인 낙뢰로부터 시스템을 보호하고 주 배전반 또는 입력 분배 장치(ASU)에 설치됩니다. 건물이 개방된 지역에 있고 키 큰 나무로 둘러싸여 있어 낙뢰에 노출될 위험이 있는 경우 이 장치를 사용하십시오.
- 클래스 II 장치(과전압 카테고리 III) - 스위칭 효과로부터 네트워크를 보호하기 위해 클래스 I 장치에 추가로 사용됩니다. 내부 네트워크 과전압에서. 배전반에 설치됩니다.
- 클래스 III 장치(과전압 카테고리 II) - 잔류 대기 및 스위칭 서지로부터 보호하고 클래스 II 장치를 통과한 고주파 간섭을 제거하는 데 사용됩니다. 설치는 일반 소켓 또는 정션 박스와 전기 제품 자체에서 모두 수행되며 고정되어야합니다.
전류 방전 정도에 따른 분류:
- 클래스 B - 45 ~ 60kA의 방전 전류로 공기 또는 가스 방전. 그들은 메인 실드 또는 입력 스위치 기어의 건물 입구에 설치됩니다.
- 클래스 C - 40kA 정도의 방전 전류를 갖는 배리스터 모듈. 추가 보드에서 설정됩니다.
- C 등급과 D 등급은 지하 케이블 진입이 필요할 때 함께 사용됩니다.
중요한! SPD 사이의 거리는 배선 길이를 따라 10미터 이상이어야 합니다.
SPD를 선택하는 방법?
SPD를 선택할 때 가장 먼저 할 일은 건물에 사용되는 접지 시스템을 결정하는 것입니다.
접지 시스템에는 세 가지 유형이 있습니다.
- TN-S 단상;
- 3상이 있는 TN-S;
- 3상이 있는 TN-C 또는 TN-C-S.
장치를 구입할 때 유지 온도에주의를 기울이는 것도 똑같이 중요합니다. 대부분의 SPD는 -25도까지의 온도에서 작동하도록 설계되었습니다. 귀하의 지역이 매우 추운 기후이고 겨울이 혹독한 경우 전기 패널을 외부에 배치해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 장치가 고장날 것입니다.
SPD를 선택할 때 다음 요소도 고려해야 합니다.
- 보호 장비의 중요성
- 물체에 대한 충격 위험: 지형(도시 또는 교외, 평평한 열린 지역), 특수 위험이 있는 영역(나무, 산, 저수지), 특수 충격 영역(건물에서 50m 미만의 거리에 있는 피뢰침, 위험하다).
SPD를 설치해야 하는 상황과 관련하여 적절한 등급(I, II, III)이 선택됩니다.
장치의 내전압을 고려하는 것도 중요합니다. 클래스 I 장치의 경우 이 표시기는 4kV를 초과하지 않습니다. 클래스 II 장치는 최대 2.5kV의 전압 레벨을, 클래스 III 장치는 최대 1.5kV까지 견딜 수 있습니다.
SPD를 선택할 때 또 다른 중요한 매개변수는 최대 연속 작동 전압(SPD에 지속적으로 적용되는 교류 또는 직류의 유효 값)입니다. 이 매개변수는 네트워크의 정격 전압과 같아야 합니다. 자세한 내용은 IEC 61643 - 1, 부록 1의 정보에서 찾을 수 있습니다.
장비를 보호하기 위해 SPD를 연결할 때 부하될 수 있는 정격 직류 또는 교류를 고려하는 것이 중요합니다.
개인 주택에 SPD를 연결하는 방법은 무엇입니까?
SPD는 전압 표시기에 따라 220V(1상) 및 380V(3상)가 설치됩니다.
배선도는 연속성 또는 보안을 목표로 할 수 있으므로 우선 순위를 지정해야 합니다. 첫 번째 경우에는 소비자 공급의 차질을 방지하기 위해 낙뢰 보호를 일시적으로 비활성화할 수 있습니다. 두 번째 경우에는 몇 초 동안이라도 낙뢰 보호를 끌 수 없지만 전원을 완전히 차단할 수 있습니다.
TN-S 접지 시스템의 단상 네트워크의 연결 다이어그램
단상 TN-S 네트워크를 사용하는 경우 위상, 제로 작동 및 제로 보호 도체를 SPD에 연결해야 합니다. 위상과 영점은 먼저 해당 단자에 연결한 다음 루프를 통해 장비 라인에 연결됩니다. 접지 도체는 보호 도체에 연결됩니다. SPD는 입문 기계 직후에 설치됩니다. 연결 프로세스를 용이하게 하기 위해 장치의 모든 연락처가 표시되므로 문제가 없습니다.
계획에 대한 설명: A, B, C - 전기 네트워크의 위상, N - 작동 중성선, PE - 보호 중성선.
참조. 장치 자체에 직접 설치된 SPD의 추가 보호를 위해 퓨즈를 사용하는 것이 좋습니다.
TN-S 접지 시스템의 3상 네트워크 배선도
단상 TN-S 네트워크의 3상 네트워크의 특징은 전원, 3상, 작동 중성선 및 보호 중성선에서 5개의 도체가 나온다는 것입니다. 3상과 중성선이 단자에 연결됩니다. 다섯 번째 보호 도체는 전기 제품의 몸체와 접지에 연결됩니다. 즉, 일종의 점퍼 역할을합니다.
TN-C 접지 시스템의 3상 네트워크 연결도
TN-C 접지 연결 시스템에서 작동 및 보호 도체는 하나의 와이어(PEN)로 결합되며, 이것이 TN-S 접지와의 주요 차이점입니다.
TN-C 시스템은 더 간단하고 이미 상당히 구식이며 구식 주택 재고에서 일반적입니다. 현대 표준에 따르면 TN-C-S 접지 시스템이 사용되며 여기에는 작동 도체가없고 보호 도체가 없습니다.
서비스 요원의 감전 및 화재 상황을 방지하려면 새로운 시스템으로의 전환이 필요합니다. 물론 TN-C-S 시스템에서는 갑작스러운 서지 서지에 대한 보호가 더 좋습니다.
세 가지 연결 옵션 모두에서 과전압의 경우 전류는 접지 케이블 또는 공통 보호 도체를 통해 접지로 향하여 임펄스가 전체 라인과 장비에 해를 끼치는 것을 방지합니다.
연결 오류
1. 접지 루프가 불량한 배전반에 SPD 설치.
이러한 실수를하면 잘못된 접지 루프로 보호하는 것이 의미가 없으므로 첫 번째 낙뢰에서 모든 전기 제품뿐만 아니라 배전반 자체도 잃을 수 있으므로 보호 기능이 없습니다.
2. 사용된 접지 시스템에 맞지 않는 SPD를 잘못 선택했습니다.
장치를 구입하기 전에 가정에서 어떤 접지 시스템이 사용되는지 확인하고 구입 시 실수를 피하기 위해 기술 문서를 주의 깊게 읽으십시오.
3. 잘못된 클래스의 SPD 사용.
위에서 이미 논의한 바와 같이 서지 보호 장치에는 3가지 등급이 있습니다. 각 등급은 특정 배전반에 해당하며 규칙 및 규정에 따라 설치해야 합니다.
4. 한 클래스의 SPD만 설치합니다.
안정적인 보호를 위해 한 등급의 SPD를 설치하는 것만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다.
5. 장치의 클래스와 대상이 혼동됩니다.
또한 클래스 B 장치는 아파트의 배전반에, 클래스 C 장치는 건물 ASU에, 클래스 D 장치는 전자 장비 앞에 배치되는 경우도 있습니다.
SPD는 확실히 좋고 필요한 것이지만 가정의 전원 공급 장치에 사용하는 것은 의무 사항이 아닙니다.이 장치를 연결하는 경우 각 접지 시스템에 대해 개별적으로 선택된다는 점을 기억해야 합니다. 이러한 이유로 문제를 피하기 위해 구매 직전에 숙련 된 전기 기술자의 서비스를 사용하는 것이 좋습니다.
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