40KA 서지 보호기 정의, 작동 원리 및 사용 방법

24/11/2025

이 기사는 서지 보호기 제조업체가 40KA 서지 보호기가 무엇인지, 왜 필요한지, 작동 방식, 장점 및 전기 안전 분야에서 올바르게 사용하는 방법에 대해 작성했습니다.

BR-40 4P 유형 2 690V 800V 1000V AC 40kA 서지 보호기

1. 40KA 서지 보호기란 무엇입니까?

40KA 서지 보호기는 전압 제한 서지 보호기로, 일반적으로 접지(또는 라인 간) 도체당 40킬로암페어의 최대 방전 전류 서지 용량을 나타냅니다. 이 “40KA” 지정(일반적으로 Imax로 표시됨)은 보호 장치가 자체 손상을 일으키지 않고 안전하게 방전할 수 있는 최대 단일 낙뢰 전류 또는 서지 전류 값을 나타냅니다.

2. 40KA 서지 보호기가 필요한 이유는 무엇입니까?

전력 서지(또는 전기 서지)는 회로의 순간적인 과전압 또는 과전류 현상입니다. 주요 소스는 다음과 같습니다:

직접 낙뢰 또는 유도 서지: 낙뢰가 전원 공급선 근처에 떨어지면 매우 높은 전압과 전류가 유도됩니다.

내부 전력망 작동: 대형 장비의 시동 및 정지 또는 커패시터 뱅크 전환과 같은 작동도 전력망에서 작동 과전압을 생성할 수 있습니다.

이러한 서지는 지속 시간이 극히 짧지만 그 에너지는 엄청나므로 절연체를 파괴하고 회로를 소진시키며 데이터 손실을 일으키고 심지어 화재를 일으킬 수도 있습니다.

40KA 서지 보호기는 이러한 극도로 높은 에너지와 파괴력이 높은 서지에 대처하도록 설계되었으며 특히 낙뢰 위험이 중간에서 높은 수준에 이르는 지역과 중요한 수신 배전 캐비닛에 적합합니다.

3. 40KA 서지 보호기 작동 원리

40KA 서지 보호기 작동 원리는 “전압 클램핑” 및 “에너지 방전”입니다.”

모니터링 상태: 그리드 전압이 정상일 때 서지 보호기는 개방 회로와 동등한 고임피던스 상태를 나타내며 회로의 정상적인 작동에 영향을 미치지 않습니다.

서지 응답: 번개 또는 작동으로 인해 갑작스러운 과도 과전압이 발생하고 전압이 보호기의 활성화 임계값을 초과하는 경우 내부 부품(예: 배리스터 또는 가스 방전관)이 거의 즉시 활성화됩니다.

클램핑 및 방전: 보호기는 빠르게 낮은 임피던스 상태로 전환됩니다. 이는 큰 서지 전류가 접지로 빠르게 흐르는 경로를 제공합니다. 동시에 라인 간 전압을 안전한 수준으로 유지하여 위험한 전압이 장비 다운스트림에 도달하는 것을 방지합니다.

복구: 서지가 지나간 후 보호기는 자동으로 고임피던스 상태로 돌아가고 회로는 정상 작동을 재개합니다.

모든 과정이 단시간에 완료되어 위험이 장비에 도달하기 전에 해결됩니다.

4. 40KA 서지 보호 장치를 선택하는 이유는 무엇입니까?

40KA SPD를 선택하면 다음과 같은 구체적인 이점을 통해 더 높은 수준의 보호를 선택했다는 의미입니다.

4.1 강력한 방전 용량

40KA 방전 용량은 직간접적인 낙뢰로 인한 대부분의 심각한 서지에 대처하기에 충분하며 전체 전기 시스템에 대한 견고한 1차 방어선을 제공합니다.

4.2 더 긴 서비스 수명과 더 큰 내구성

방전 용량이 높다는 것은 보호 장치가 동일한 강도의 서지를 받을 때 내부 구성 요소가 스트레스를 덜 받아 노화가 느려지고 수명이 길어진다는 것을 의미합니다.

4.3 폭넓은 적용 가능성

40KA SPD는 주거용 건물, 상업용 건물, 공장, 통신 기지국 등 다양한 용도에 적합하며 특히 주 배전함의 1차 보호 장치로 적합합니다.

4.4 충분한 보호 마진 제공

예상치 못한 극심한 서지에 직면하더라도 40KA 보호기는 특정 버퍼를 제공하여 보호기 고장으로 인한 완전한 고장 위험을 줄일 수 있습니다.

4.5 교체 빈도 및 유지 관리 비용 절감

내구성이 더 높기 때문에 동일한 뇌우 조건에서 하위 수준 보호 장치만큼 자주 교체할 필요가 없으므로 장기적인 유지 관리 비용이 절감됩니다.

4.6 탁월한 잔류전압 제어

고품질 40KA SPD는 잔류 전압을 낮은 수준으로 유지하면서 큰 전류를 방전할 수 있습니다. 이는 장치에 전달되는 전압이 더 낮고 보호 효과가 더 좋다는 것을 의미합니다.

4.7 높은 설계 표준 충족

많은 중요한 산업 및 인프라 프로젝트에서는 설계 사양에 고급 SPD를 사용해야 하며 40KA는 일반적인 선택 중 하나입니다.

4.8 전체 보호 시스템의 신뢰성 향상

다단계 보호 시스템에서 강력한 1단계(40KA) SPD는 대부분의 서지 에너지를 효과적으로 공유하고 후속 보호 레벨에 대한 압력을 줄여 전체 낙뢰 보호 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.

5. 40KA SPD를 올바르게 사용하는 방법은 무엇입니까?

적절한 설치와 사용이 중요합니다. 그렇지 않으면 의도한 보호 효과가 손실됩니다.

올바른 선택 및 분류: 40kA SPD는 일반적으로 건물의 주 배전 캐비닛에 클래스 B 기본 보호 장치로 설치됩니다. 계층화된 보호 시스템을 형성하려면 클래스 C(일반적으로 약 20kA) 및 클래스 D(미세 보호) 장치와 함께 사용해야 합니다.

적합한 설치 위치 선택: 주 회로 차단기 하류의 인입 라인 입구에 설치해야 합니다.

양호한 연결을 보장하십시오. 리드에 유도된 전압을 줄이려면 연결 와이어가 짧고, 똑바르고, 두꺼워야 합니다. 연결선의 길이는 일반적으로 0.5m를 넘지 않아야 합니다.

안정적인 접지: SPD의 접지선은 저임피던스 접지 버스바에 연결되어야 하며 접지 저항은 사양(일반적으로 4Ω 이하)을 충족해야 합니다. 접지는 서지 에너지 방전의 최종 경로입니다. 접지 불량은 보호 실패와 동일합니다.

백업 보호: SPD 오류 시 단락을 방지하고 SPD 유지 관리 및 교체를 용이하게 하려면 SPD 앞에 적절한 백업 회로 차단기(예: 퓨즈 또는 공기 회로 차단기)를 직렬로 연결해야 합니다.

정기 검사 및 교체: 대부분의 SPD에는 상태 표시 창이 있습니다. 상태를 정기적으로 확인해야 합니다. 표시창에 오류가 표시되는 경우(일반적으로 정상인 경우 녹색, 오류인 경우 빨간색/검은색) 또는 SPD에 심각한 낙뢰가 발생한 것으로 알려진 경우 표시기가 정상으로 나타나더라도 확인하고 필요한 경우 즉시 교체하는 것이 좋습니다.

6. FAQ

40KA 서지 보호기로 전력 소비를 줄일 수 있나요?

아니요. 서지 보호기는 정상적인 조건에서 매우 높은 임피던스를 가지며 이를 통해 흐르는 전류는 마이크로암페어 범위에 있으므로 전력 소비는 무시할 수 있습니다. 설계 목적은 에너지 절약이 아닌 순간적인 고전압 서지로부터 장비를 보호하는 것입니다.

서지 보호기의 유형과 전력 소비에 미치는 영향

주요 유형에는 전압 스위칭(예: 가스 방전관) 및 전압 제한(예: 배리스터)이 있습니다. 둘 다 일반 대기 모드에서 전력 소비가 매우 낮으며 회로 에너지 소비에 영향을 미치지 않습니다. 유형 선택은 보호 수준과 위치(예: 주 배전함의 스위치 유형, 하위 배전함의 전압 제한 유형)를 기반으로 합니다.

서지 보호기 사양에서 “40KA”는 무엇을 나타냅니까?

이는 일반적으로 보호 장치의 최대 방전 전류 Imax를 나타내며, 이는 표준 8/20μs 낙뢰 전류 파형 테스트에서 보호 장치가 손상 없이 견딜 수 있는 최대 피크 전류입니다. 이는 방전 능력과 내구성을 측정하는 핵심 매개 변수입니다.

KA 등급은 어떻게 결정되나요?

KA 등급은 설치 위치의 뇌우 위험 수준, 전력 시스템 유형(TT/TN/IT), 건물 카테고리 및 보호 수준과 같은 요소를 기반으로 계산하거나 표를 조회하여 결정됩니다. 예를 들어 번개 활동이 자주 발생하는 지역이나 고층 건물의 주요 유입 라인에서는 더 높은 KA 값이 필요합니다.

40Ka 서지 보호기가 정전기 방전을 방지할 수 있습니까?

직접적으로 예방할 수는 없습니다. 정전기 방전(ESD)은 전압은 매우 높지만 전류는 매우 낮습니다. 에너지 스펙트럼과 지속 시간은 낙뢰 전류 서지와 완전히 다릅니다. 정전기로부터 보호하려면 특수한 ESD 보호 장치가 필요하며, 이 장치의 설계 및 작동 원리는 전력선에 사용되는 서지 보호기와 다릅니다.