서지 보호 장치(SPD)는 전압 스파이크와 서지로부터 전기 시스템을 보호하는 데 중요한 구성 요소입니다. 하지만 다른 장치와 마찬가지로 SPD도 고장이 발생할 수 있습니다. SPD의 고장 모드(개방 회로 및 단락 회로)를 이해하는 것은 지속적인 보호와 시스템 신뢰성을 보장하는 데 필수적입니다.
SPD의 개방 회로 고장
개방 회로 고장은 SPD, 특히 바리스터가 있는 SPD에서 일반적인 고장 모드입니다. 이러한 유형의 고장은 일반적으로 자연적 노화 과정이나 열 보호 메커니즘으로 인해 발생합니다. SPD가 수명이 다하면 내부 단로기가 작동하여 SPD가 작동하지 않게 됩니다. 이 단로기는 추가 손상을 방지하기 위해 SPD를 비활성화하도록 설계되었습니다.
가스 방전관이 있는 SPD에서 내부 단로기(열 보호)는 예상치 못한 추종 전류 또는 서지 전류로 인한 비정상적인 과열을 보호하는 데 사용될 수도 있습니다. 바리스터 기반 SPD에서 고장의 일반적인 원인인 열 폭주는 가스 방전관 또는 캡슐화된 스파크 갭이 있는 SPD에는 적용되지 않는다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
스파크 갭은 또 다른 유형의 SPD로, 전극 마모나 퇴색된 전자 점화 회로로 인해 더 이상 아크를 점화할 수 없을 때 개방 회로 모드에서 고장날 수 있습니다. 이 상태에서 SPD는 영구적으로 개방되어 시스템이 보호되지 않습니다.
개방 회로 고장을 감지하기 어려운 이유
개방 회로 고장의 과제 중 하나는 종종 눈에 띄지 않는다는 것입니다. SPD가 더 이상 작동하지 않기 때문에 시스템은 보호되지 않지만 고장의 즉각적인 징후는 없습니다. 이를 해결하기 위해 고장 표시 기능이 있는 SPD가 권장됩니다. 이러한 표시기는 SPD가 고장났을 때 사용자에게 경고하여 다음 서지 이벤트 전에 적시에 교체할 수 있도록 합니다.
SPD의 단락 회로 고장
단락 회로 고장은 심각한 결과를 초래할 수 있는 또 다른 중요한 고장 모드입니다. 이러한 유형의 고장은 지속적인 비정상 과전압(TOV) 또는 중성/위상 전환 또는 중성 분리와 같은 배전 시스템의 오류로 인해 발생할 수 있습니다. 또한 예상치 못한 에너지 수준의 서지도 단락 회로 고장으로 이어질 수 있습니다.
SPD가 단락 모드에서 고장나면 시스템에 상당한 영향을 미칩니다. 단락 전류는 고장난 SPD를 통해 흐르며, 과도한 에너지 소산과 화재 위험을 일으킬 수 있습니다. 이 위험을 완화하기 위해 SPD는 IEC 61643-11 표준에 명시된 대로 단락 내성 시험을 거쳐야 합니다.
과전류 보호 장치의 역할
단락 회로 고장에 대한 추가 보호를 위해 퓨즈, 회로 차단기 또는 RCD와 같은 외부 과전류 보호 장치가 종종 SPD와 함께 사용됩니다. 이러한 장치는 백업 보호 역할을 하여 단락 회로 전류를 차단하고 잠재적인 화재 위험을 방지합니다.
IEC 61643-11 표준 준수
IEC 61643-11 표준은 SPD의 고장 모드를 테스트하고 검증하기 위한 포괄적인 지침을 제공합니다. SPD에는 안전한 작동을 보장하기 위해 단로기(내부, 외부 또는 둘 다)가 있어야 한다고 명시하고 있습니다. 또한 이 표준은 이러한 단로기의 작동을 해당 상태 표시기로 표시해야 한다고 요구합니다.
열 보호 및 아크 소화 장치
열 보호는 SPD의 중요한 기능으로, 성능 저하나 과도한 스트레스로 인한 과열을 방지하도록 설계되었습니다. 그러나 이 테스트는 전압 스위칭 구성 요소 및/또는 ABD 장치만 포함된 SPD에서는 수행되지 않습니다.
강화된 안전을 위해 일부 SPD에는 아크 소화 장치가 장착되어 있습니다. Porsurge는 전력 시스템에서 영구적으로 안전하게 분리하고, AC 아크/단락을 차단하여 화재 위험을 방지하는 특허를 받았습니다.
결론
SPD의 고장 모드(개방 회로 및 단락 회로)를 이해하는 것은 시스템 보호를 유지하고 잠재적 위험을 예방하는 데 매우 중요합니다. IEC 61643-11 표준을 준수하고 열 보호 및 아크 소화 장치와 같은 기능을 통합함으로써 SPD는 서지 및 전압 스파이크에 대해 안정적이고 오래 지속되는 보호를 제공할 수 있습니다.
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