서지 보호: 무엇에 주목해야 합니까?

효과적인 서지 보호는 단순히 설치되는 것이 아닙니다. 이는 보호할 시스템과 현장의 주변 조건에 따라 개별적으로 조정되어야 합니다. 그렇기 때문에 디자인과 컨셉이 일관되어야 합니다. 이는 표준 및 규정을 고려하는 것부터 낙뢰 보호 구역에 따른 분류까지 많은 세부 사항을 고려해야 함을 의미합니다.

낙뢰 및 서지 보호 표준

국내 및 국제 표준은 낙뢰 및 서지 보호 개념 설정과 개별 보호 장치 설계에 대한 지침을 제공합니다.

IEC 62305에 따른 낙뢰 보호:

1부: 낙뢰의 특성

이 표준[1]의 1부에서는 낙뢰의 특징적인 특성, 발생 가능성 및 위험 가능성을 고려합니다.

파트 2: 위험 분석

이 표준[2]의 2부에 따른 위험 분석에서는 우선 물리적 시스템에 대한 낙뢰 보호의 필요성을 분석하는 프로세스를 설명합니다. 건물에 직접적으로 낙뢰가 치는 등 다양한 손상 원인과 이로 인해 발생하는 손상 유형이 주목됩니다.

• 건강이나 인명 손실에 미치는 영향

• 대중을 위한 기술 서비스 손실

• 대체할 수 없는 문화적 중요성을 지닌 물건의 손실

• 재정적 손실

재정적 이익은 다음과 같이 결정됩니다. 낙뢰 보호 시스템의 연간 총 비용은 보호 시스템이 없는 잠재적 손상 비용과 어떻게 비교됩니까? 비용 평가는 낙뢰 보호 시스템의 계획, 조립 및 유지 관리에 대한 지출을 기반으로 합니다.

파트 3 및 4: 계획 지원 및 사양

위험 평가에서 낙뢰 보호가 필요하고 비용 효율적이라고 판단되면 이 표준의 3부[3] 및 4[4]를 기반으로 특정 보호 조치의 유형과 범위를 계획할 수 있습니다. 위험 관리에 의해 결정된 낙뢰 보호 수준은 조치의 유형과 범위를 결정하는 데 결정적입니다.

매우 높은 수준의 안전이 요구되는 물리적 구조물의 경우 거의 모든 공격을 포착하고 안전하게 수행해야 합니다. 더 높은 잔여 위험이 허용되는 시스템의 경우 더 낮은 진폭의 공격은 캡처되지 않습니다.

IEC 60364-4-44에 따른 서지 보호

이 표준[5]은 서지 전압으로부터 전기 설비를 보호하기 위해 저전압 시스템에서 서지 보호 장치를 사용하는 조건을 설명합니다. 따라서 적용 영역은 대기 영향이나 전원 공급 시스템에 의해 전송되는 스위칭 절차의 결과로 발생하는 서지 전압으로 제한됩니다. 구조 시스템의 직접적인 낙뢰는 고려되지 않으며 공급 라인 내부 또는 근처에서의 낙뢰만 고려됩니다.

마찬가지로, 폭발 위험이 있는 구조 시스템뿐만 아니라 환경에 피해를 줄 수 있는 구조적 적용(예: 석유화학 시스템 또는 원자력 발전소)도 표준 적용에 포함되지 않습니다. 이러한 프로세스에는 낙뢰 표준 IEC 62305가 독점적으로 사용됩니다.

과도 과전압이 다음에 영향을 미칠 수 있는 경우 서지 보호 장치를 사용해야 합니다.

• 인간의 삶(예: 안전 시스템, 병원)

• 공공 및 문화 기관(예: 공공 서비스 손실, IT 센터, 박물관)

• 산업 또는 비즈니스 활동(예: 호텔, 은행, 생산 시스템, 농장).

기본 보호 조치 및 장비

낙뢰 및 서지 전압으로부터 구조 시스템을 일관되게 보호하려면 서로 맞춤화된 다양한 보호 조치 또는 장비가 필요합니다. 크게 다음과 같이 나눌 수 있습니다.

• 외부 낙뢰 보호

• 내부 낙뢰 보호

• 접지 및 등전위 본딩

• 통합 SPD 시스템

외부 번개 보호

외부 낙뢰 보호(그림 15)는 보호 대상 근처에 오는 낙뢰의 방향을 바꾸고 낙뢰 전류가 낙뢰 지점에서 접지로 전달되는 것을 목표로 합니다. 따라서 열, 자기 또는 전기 효과로 인해 손상이 발생할 수 없습니다. 외부피뢰 보호는 체계적이다. 즉, 수뢰부, 피뢰기, 접지시스템으로 구성된다.

내부 번개 보호

내부 낙뢰 보호 시스템은 시스템 내부에서 위험한 스파크 형성을 방지해야 합니다. 스파크는 외부 피뢰 시스템이나 구조 시스템의 다른 전도성 부분의 낙뢰 전류로 인해 발생할 수 있습니다.

내부 피뢰 시스템은 등전위 본딩과 외부 피뢰 시스템의 전기 절연으로 구성됩니다.

낙뢰 보호 등전위 본딩은 전위차를 방지하는 조치의 조합입니다. 주로 낙뢰 보호 시스템을 금속 설비, 내부 시스템은 물론 시스템 내의 전기 및 전자 시스템에 연결합니다. 이는 등전위 본딩 라인, 서지 보호 장치 또는 스파크 갭 절연을 통해 발생합니다.

접지 및 등전위 본딩

접지 시스템은 포착된 낙뢰 전류를 접지로 분배하고 방전하는 것을 목표로 합니다. 여기서는 접지 저항보다 접지 시스템의 유형이 더 중요합니다. 낙뢰 전류는 고주파 전류처럼 동작하는 매우 짧은 펄스입니다. 효과적인 등전위 본딩도 중요합니다. 등전위 본딩은 도체를 통해 모든 전기 전도성 부품을 서로 연결합니다. 활성 도체는 서지 보호 장치로 보호됩니다. 그렇게 함으로써,모든 유형의 커플링으로부터 보호합니다.

조율된 SPD 시스템

조정된 SPD 시스템은 서로 조정되는 서지 보호 장치의 다중 레벨 시스템으로 이해됩니다.

고성능 SPD 시스템을 달성하려면 다음 단계를 권장합니다.

• 구조 시스템을 낙뢰 보호 구역으로 분할

• 적절한 SPD를 사용하여 서로 다른 영역 사이를 교차하는 모든 라인을 로컬 등전위 본딩에 통합합니다.

• 다양한 유형의 SPD 조정: 개별 구성 요소의 과부하를 방지하기 위해 장치는 서로 선택적으로 주소를 지정해야 합니다.

• 활성 컨덕터와 등전위 본딩 사이의 SPD 병렬 연결을 위해 짧은 공급 라인을 사용합니다.

• 보호선과 비보호선을 별도로 배치

• 해당 SPD를 통한 지상 장비만(권장)

번개 보호 구역

구조 시스템 내에서 서지 보호 장치를 설치할 위치를 결정하는 것은 낙뢰 보호 표준 IEC 62305[4]의 4부에 설명된 낙뢰 보호 구역 개념을 기반으로 합니다.

구조 시스템을 낙뢰 보호 구역(LPZ)으로 나누고 낙뢰 보호 수준을 낮추면서 외부에서 내부로 분할합니다. 외부 구역에서는 저항 장비만 사용할 수 있습니다. 그러나 내부 구역에서는 민감한 장비도 사용할 수 있습니다. 개별 영역은 다음과 같이 특성화되고 이름이 지정됩니다.

LPZ 0A

직접적인 낙뢰가 발생할 수 있는 건물 외부의 보호되지 않은 구역이 있을 수 있습니다. 선로에서 낙뢰 전류의 직접 결합, 낙뢰의 감쇠되지 않은 자기장

LPZ 0B

비행 터미널을 통해 직접적인 낙뢰로부터 보호되는 건물 외부 영역. 번개의 감쇠되지 않은 자기장은 라인에 서지 전류만을 유도했습니다.

LPZ 1

여전히 고에너지 서지 전압이나 서지 전류 및 강한 전자기장에 노출될 수 있는 건물 내부 영역

LPZ 2

이미 상당히 약화된 서지 전압이나 서지 전류 및 전자기장에 여전히 노출될 수 있는 건물 내부 영역입니다.

LPZ 3

서지 전압이나 서지 전류가 극히 낮거나 거의 없고 전자기장이 매우 약하거나 존재하지 않는 건물 내부 영역입니다.

구역 사이를 교차하는 모든 라인은 조화된 서지 보호 장치를 사용해야 합니다. 해당 전력 값은 법적 사양이나 위험 분석을 통해 결정되는 달성해야 할 보호 등급을 기반으로 합니다. 서지 보호 장치를 선택할 때 낙뢰 전류의 50%가 접지로 방전된다는 가정 하에 표준을 기준으로 사용하십시오. 낙뢰 전류의 다른 50%는 주전원을 통해 전기 설비로 전달됩니다.등전위 본딩은 SPD 시스템에서 멀리 떨어진 곳에서 수행되어야 합니다.