낙뢰보호장치(SPD, Surge Protection Device)에 대하여 설명하고, 개략적인 SPD 설치 위치를 도식화하시오
**서지 보호 장치(SPD, Surge Protective Device)**는 과도한 전압이나 전류로부터 전기 설비를 보호하는 장치입니다123.
- 정상 상태: SPD는 정상적인 전압에서는 전류를 흘리지 않습니다4. 이 상태에서 SPD는 고임피던스 상태를 유지하며, 시스템에는 영향을 주지 않습니다2.
- 과도 전압 발생: 회로에 과도한 전압이 발생하면, SPD는 전도 상태(또는 낮은 임피던스 상태)로 전환합니다2. 이 상태에서 SPD는 과도한 전류를 소스 또는 접지로 전환시킵니다2.
- 전압 제한: SPD는 과도한 전압을 제한하거나 고정하여, 전압을 더 안전한 수준으로 유지합니다2. 이렇게 함으로써, SPD는 전기 설비를 과도한 전압으로부터 보호합니다2.
- 과도 상태 해제: 과도한 상태가 해제된 후에는, SPD는 자동으로 고임피던스 상태로 다시 재설정됩니다2.
따라서, 서지 보호 장치는 과도한 전압이나 전류로부터 전기 설비를 보호하는 중요한 역할을 합니다123.
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Surge Protective Device · 낙뢰 보호 · 과전압 보호 · 설치 위치
1. 낙뢰 보호장치
제어반 내부에 설치하여 외부에서 들어오는 이상 전류를 대지로 배출할 목적으로 설치한다.
최근 제어반 내부에 전원에 민감한 기기들이 많이 설치되면서 적용이 증가하고 있다.
외부에서 유입되는 이상 전압·전류를
대지로 방출하여 제어반 내부의 부하를 보호한다.
2. 정상상태 동작
정상상태에서 SPD는 고임피던스 상태를 유지한다.
Normal State
→
SPD High Impedance
따라서 입력되는 전원은 부하로 전달된다.
외부 전원
│
▼
[ Main 차단기 ]
│
├──────────────► 부하
│
[ SPD ]
│
X
고임피던스
정상상태에서는 SPD가 거의 전류를 흘리지 않고
전원이 부하로 공급된다.
3. 과전압 상태 동작
과전압이 발생하면 SPD가 과전압을 감지한다.
이후 매우 낮은 임피던스 상태로 변환되어 전류를 대지로 배출한다.
Overvoltage
→
SPD Low Impedance
Surge Current
→
Ground
외부 과전압
│
▼
[ Main 차단기 ]
│
├──────────────► 부하
│
[ SPD ]
│
▼
대지
과전압 상태에서는 SPD가 저임피던스로 변하여
서지 전류를 대지로 우회시키고
부하를 보호한다.
4. SPD 설치 위치
필기 그림에서는 외부전원 인입부의 Main 차단기 이후, 부하 앞단에 SPD를 병렬로 설치한다.
외부전원
│
▼
┌───────────┐
│ Main 차단기 │
└─────┬─────┘
│
●──────────────► [ 부하 ]
│
┌──┴──┐
│ SPD │
└──┬──┘
│
▼
접지
SPD는 전원선과 접지 사이에 병렬로 설치하여
이상 전압 발생 시 서지 전류를 접지로 방출한다.
5. 이미지 핵심 관계
| 상태 | SPD | 전류 경로 |
|---|---|---|
| 정상상태 | 고임피던스 | 전원 → 부하 |
| 과전압 상태 | 저임피던스 | 서지 → SPD → 대지 |
| 설치 위치 | 전원선-접지 간 병렬 | Main 차단기 이후, 부하 앞단 |
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