3상 시스템용 서지 보호 장치와 서지 보호기의 차이점은 무엇입니까?

주요 차이점은 범위와 설치입니다. SPD는 패널 수준(L–L 및 L–G와 같은 주요 3상 서지 모드 포함)에서 전기 시스템을 보호하는 반면 서지 보호기는 끝점에서 하나의 장치를 보호합니다.

3상 시스템에서 서지 보호 장치(SPD)는 일반적으로 과도 과전압을 제한하고 서지 전류를 전환하여 3상 분배 구역을 보호하기 위해 서비스 입구 또는 분배 패널에 설치된 유선 패널 장착 장치입니다.

"Surge Protector"는 일반적으로 단일 부하(종종 플러그인 스타일) 근처에서 사용 지점 보호를 의미하며, 이로 인해 장비 단자에서 서지를 줄일 수 있지만 업스트림 배선 또는 전체 3상 배전 네트워크를 보호하지 못합니다.

이 기사에서는 3상 전기 분배에 사용되는 서지 보호 장치(SPD)와 사용 시점 장비 보호에 사용되는 서지 보호 장치의 차이점에 대해 설명합니다.

3상 전기 시스템에서 "서지 보호 장치"가 의미하는 것

엔지니어링 및 전기 배전 실무에서 서지 보호 장치 일반적으로 영구적으로 연결된 보호 부품 에 설치된 서비스 입구, 주 유통, 또는 다운스트림 패널보드 전력 시스템의 과도 과전압을 제한합니다.

3단계 상황에서 패널 장착형 SPD는 시설의 전기 인프라의 일부입니다. 그 임무는 "하나의 장치를 보호하는 것"이 아니라, 전기 시스템의 구역, 여러 다운스트림 회로 및 부하를 보호합니다.

패널 장착/배전 수준 보호 개념

배전 SPD는 설비 배선으로 깊숙이 전파되기 전에 서지 에너지를 차단할 수 있는 지점에 설치됩니다. SPD는 과도 이벤트 동안 낮은 임피던스 전환 경로를 제공하여 연결된 부하에 걸쳐 나타나는 전압을 제한합니다.

일반적인 3상 분포에서 SPD는 다음과 같은 관련 서지 모드를 해결하기 위해 선택되고 연결됩니다.

• L-G(라인-그라운드): 접지에 대한 위상 도체 상승
  
• L–L(라인-투-라인): 두 상도체 사이의 전압 스파이크
  
• (해당되는 경우) N–G(중립 대 접지): 중성선과 민감한 부하가 있는 시스템과 특히 관련이 있습니다.
  

SPD의 실제 효과는 다음과 같이 크게 달라집니다. 설치된 위치, 이름이 무엇인지뿐만 아니라. 유사한 내부 구성 요소를 가진 두 장치는 패널 위치, 도체 길이, 본딩 품질 및 리턴 경로의 임피던스에 따라 매우 다르게 작동할 수 있습니다.

설치 위치가 이름보다 중요한 이유

실제 설비에서 SPD와 보호 장비 사이의 배선 배선은 "이상"이 아닙니다. 저항과 인덕턴스를 가지고 있습니다. 서지는 빠른 이벤트이므로 배선 인덕턴스는 실제로 장비 단자에 도달하는 전압의 주요 요인이 됩니다.

패널 버스에 가깝게 설치되고 올바르게 접합된 패널 SPD는 명목 등급이 종이에 유사하게 나타나더라도 더 멀리 떨어진 긴 리드로 설치된 장치보다 훨씬 더 효과적으로 서지 스트레스를 줄일 수 있습니다.

짧은 참고: 3상 서지 동작(왜 다른 이유)

3상 시스템에서 서지 동작은 다음을 포함할 수 있습니다.

위상 대 위상 서지:
스위칭 이벤트, 결함 또는 커플링 효과는 위상(L1–L2, L2–L3, L1–L3) 사이에 스파이크를 생성할 수 있습니다. 이는 L-G가 수용 가능한 것처럼 보일 때에도 일부 장비(드라이브 및 전원 공급 장치와 같은)가 L-L 과도에 의해 스트레스를 받을 수 있기 때문에 중요합니다.

접지 시스템 영향:
접지 및 본딩 네트워크는 서지 전류를 얼마나 효과적으로 전환할 수 있는지를 결정합니다. 고임피던스 접지 경로, 불량한 본딩 또는 다중 병렬 경로는 서지 중에 잔류 전압을 증가시킬 수 있습니다.

임피던스 + 리드 길이 효과:
배선 인덕턴스를 통한 빠른 서지 전류는 추가 전압 강하를 생성합니다. 긴 도체로 설치되거나 제대로 라우팅되지 않으면 고품질 SPD도 "약한" 것처럼 보일 수 있습니다.

사람들이 일반적으로 "서지 보호자"를 의미하는 것 

용어 서지 보호기 다양한 제품 및 설치 스타일에 대한 일반 라벨로 널리 사용됩니다. 일상 언어에서는 종종 다음을 나타냅니다.

• 서지 억제 기능이 있는 플러그인 전원 스트립
  
• 특정 부하 근처의 사용 시점 장치
  
• 장비 전원 코드에 통합된 소형 보호 모듈
  

이 용어가 명확하게 전달되지 않기 때문에 이러한 광범위한 사용은 상업 및 산업 3상 설계에서 혼란을 야기합니다.

• 장치가 영구적으로 연결되어 있거나 플러그인이
  
• 실제로 보호하는 서지 모드(L–L 대 L–G),
  
• 3상 토폴로지용으로 설계되었는지 여부,
  
• 업스트림 보호와 조화를 이루는 방법.
  

즉, "서지 보호기"는 종종 소비자를 대면하는 또는 비공식의 기간, 동안 SPD(서지 보호 장치) 일반적으로 사용됩니다 시스템 수준의 엔지니어링 용어 배전 관행, 표준 및 설치 구역과 관련이 있습니다.

그렇다고 해서 사용된 장치가 "나쁘다" 또는 "쓸모없는"이는 것은 아닙니다. 이름만으로는 3단계 시스템에 대한 적합성에 대해 충분히 알려지지 않습니다.

핵심 차이점: 3상 시스템의 SPD 대 서지 보호기 

비교표: 서지 보호 장치 대 서지 보호 장치 

1) 설치 위치 및 시스템 역할

배전용 SPD는 설비 배선으로 더 깊이 전파되기 전에 서지 에너지를 차단하기 위해 서비스 입구, 주 배전반 또는 배전반에 설치됩니다. 3상 컨텍스트에서는 하나의 장치가 아닌 전기 시스템 영역에서 보호를 지원합니다.

일반적으로 서지 보호 장치(일반적으로 사용)는 장비나 용기 근처에 배치됩니다. 이는 로컬 보호에 도움이 될 수 있지만 동일한 3상 네트워크에 연결된 업스트림 피더, 패널 또는 기타 로드를 자동으로 보호하지는 않습니다.

2) 주역(구역 보호 대 장치 보호)

SPD는 시설의 전기 인프라의 일부입니다. 그 목적은 여러 다운스트림 회로와 부하에 걸쳐 과도 응력을 줄이는 것입니다.

서지 보호기는 일반적으로 특정 장치 또는 콘센트를 보호하기 위해 선택됩니다. 이는 현지화된 솔루션이며 상업용/산업 3상 분배 시스템의 전체 서지 환경을 다루지 않을 수 있습니다.

3) 3상 시스템의 토폴로지 적합 및 서지 모드

3상 시스템은 다음을 포함하여 여러 모드에서 급증할 수 있습니다.

• L-G(라인-그라운드)
  
• L–L(라인-투-라인)
  
• N-G(중립-지상) 해당되는 경우
  

3상 SPD는 일반적으로 시스템 구성과 관련된 모드를 해결하기 위해 선택되고 연결됩니다(3-와이어 대 4선, 델타 대 와이). "Surge Protectors"라고 불리는 많은 제품은 3상용으로 명시적으로 설계되지 않는 한 단상 지향적이며, 이는 불완전한 보호(특히 L-L 이벤트의 경우)로 이어질 수 있습니다.

4) 서지 에너지 노출 및 듀티 사이클

패널 장착형 SPD는 일반적으로 인프라 수준에서 작동하고 반복적인 스위칭 과도 현상과 장기간 사용되는 방해를 처리할 수 있기 때문에 더 높은 노출에 직면합니다.

사용 시점 장치는 일반적으로 더 작고 국부적인 과도 현상을 위한 것입니다. 업스트림 스테이징 없이 큰 서지가 부하 끝에 도달하면 사용 시점 장치는 의도한 것보다 더 많은 에너지를 흡수해야 할 수 있습니다.

5) 장비 단자에서의 전압 제한

사용 시점 보호는 장비에 더 가깝게 고정될 수 있으므로 장치 단자의 잔류 전압을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

그러나 분배 수준의 SPD는 시스템 초기에 서지 에너지를 줄여 패널, 피더 및 여러 다운스트림 회로에서 스트레스를 줄일 수 있습니다. 3단계 시설에서 최고의 성능은 일반적으로 하나의 보호 위치에만 의존하는 것이 아니라 단계적 보호에서 나옵니다.

6) 모니터링, 유지 보수 및 교체 가능성

상업용 및 산업용 설치는 종종 유지 관리 가능성과 가시성을 필요로 합니다. 분배 수준 SPD에는 종종 상태 표시 및 유지 관리 계획을 지원하기 위한 선택적 원격 신호 접점이 포함됩니다.

사용 시점 장치는 종종 기본 지표를 제공하며 인프라 구성 요소가 아닌 교체 가능한 액세서리로 취급됩니다.

3상 시스템의 SPD 유형

용어 SPD 유형 일반적으로 전원 시스템 내에서 SPD가 적용되는 위치와 방법을 나타내는 설치 범주를 나타냅니다. 3상 시스템에서 유형은 노출 수준과 조정에 영향을 미칩니다.

유형 1 서지 보호 장치

A 유형 1 서지 보호 장치 일반적으로 서비스 입구 측에서 사용되며 들어오는 전력 교란의 원인 또는 그 근처에서 더 높은 에너지 이벤트를 처리하기 위한 것입니다. 시설에 들어가는 서지 에너지를 줄이는 데 도움이 됩니다.

그것은 무엇을 교체하지 않는다:
배선 거리와 내부 스위칭으로 인해 시스템 내에서 여전히 손상을 주는 과도 현상이 발생할 수 있기 때문에 대형 시설에서 다운스트림 보호가 필요하지 않습니다.

유형 2 서지 보호 장치

A 유형 2 서지 보호 장치 일반적으로 배전반과 서브패널에 설치됩니다. 많은 3상 건물에서 이것은 분기 회로와 부하에 가깝기 때문에 가장 일반적인 "작업" 계층입니다.

패널에서 흔히 볼 수 있는 이유:
내부 스위칭 서지와 다운스트림 장비 상호 작용이 빈번한 분배 지점에서 실용적인 보호 기능을 제공합니다.

유형 3 서지 보호 장치

A 유형 3 서지 보호 장치 일반적으로 장비 수준 또는 사용 시점에서 사용됩니다. 일반적으로 가장 효과적입니다. 업스트림 유형 1 및/또는 유형 2 보호와 조정.

업스트림 보호에 대한 의존성:
3상 시스템에서, 서지 크기를 먼저 줄이기 위해 업스트림 SPD가 없는 경우 Type 3 장치만으로도 의도한 것보다 더 많은 에너지에 노출될 수 있습니다.

3상 서지 보호 장치에 대한 선택 지침 

• FDS20C/4-275 클래스 II
• 명칭: 유형2
• 분류: 클래스 II
• 보호 모드: L→PE, N→PE
• 공칭 전압 UN: 230VAC/50(60)Hz
• 최대 연속 작동 전압 UC(L-N): 275VAC/50(60)Hz
• 단락 내성 능력: 20kA
• 연속 작동 전류 IC: <20μA
• 대기 전력 소비 PC: ≤25MVA
• 최대 방전 전류(8/20μs) IMAX: 40kA
• 공칭 방전 전류(8/20μs) 에서: 20kA
• 전압 보호 레벨 업: ≤1.3kV
• 격리 저항: ＞1000MΩ
• 하우징 재료: UL94V-0
• 보호 정도: IP20

견적 받기

엔지니어는 일반적으로 3단계를 선택합니다. 서지 보호 장치 시스템의 전기 구성, 예상되는 서지 환경 및 구역 간 보호가 어떻게 조정되는지를 기반으로 합니다.

주요 엔지니어링 입력

시스템 전압 및 구성:
선택은 실제 시스템(3-Wire vs 4-Wire, Delta vs Wye)과 일치해야 합니다. 불일치로 인해 비효율적인 보호 모드 또는 부적절한 작동이 발생할 수 있습니다.

설치 구역:
서비스 입구 보호는 들어오는 서지를 대상으로 합니다. 분배 보호는 내부 및 다운스트림 노출을 목표로 합니다. 장비 수준 보호는 민감한 부하를 대상으로 합니다.

접지 배치 호환성:
접지 방법은 어떤 모드가 가장 중요한지, 서지 전류가 어떻게 반환되는지에 영향을 줍니다. 본딩이 좋지 않으면 장치 정격에 관계없이 잔류 전압이 증가할 수 있습니다.

조정 전략(단계적 보호):
엔지니어는 하나의 장치가 모든 것을 덮을 것으로 기대하기보다는 단계별 보호를 적용하여 각 계층이 가장 적합한 것을 처리하는 경우가 많습니다.

선택 확인(최대 6 글머리 기호):

• 시스템 토폴로지(3-Wire/4-Wire, Delta/Wye) 및 필요한 보호 모드 확인
  
• 설치 구역 선택(서비스 입구, 분배 패널, 장비 수준)
  
• 시스템의 공칭 및 공차 범위와의 정격 정격 호환성 확인
  
• 모니터링 요구 사항 확인(로컬 표시 대 경보에 대한 원격 접점)
  
• 납 인덕턴스를 최소화하기 위한 짧은 직접 전도체 라우팅 계획
  
• 에너지를 적절하게 공유할 수 있도록 업스트림/다운스트림 장치를 조정합니다.

3상 서지 보호의 일반적인 실수 

좋은 하드웨어라도 잘못 적용하면 성능이 저하될 수 있습니다. 3상 설치에서 흔히 볼 수 있는 실수는 다음과 같습니다.

• 잘못된 배치 또는 긴 리드: 불필요한 길이로 버스나 배선 도체에서 멀리 떨어진 SPD를 설치하면 잔류 전압이 증가합니다.
  
• 하나의 장치가 전체 시설을 보호한다고 가정합니다. 대규모 사이트는 종종 여러 배포 지점에서 단계적 보호가 필요합니다.
  
• 업스트림 조정 없이 사용 시점 보호 사용: 업스트림 서지 에너지가 감소하지 않으면 장비 수준 장치가 과도한 응력을 받을 수 있습니다.
  
• 접착/접지 품질 무시: 불량한 본딩은 임피던스를 증가시키고 서지 중에 장비에서 볼 수 있는 전압을 높입니다.
  
• 시스템 토폴로지와 일치하지 않고 선택: 보호 모드는 실제 3상 구성(3-와이어 vs 4-wire, 델타 vs 와이)에 맞아야 합니다.
  

이 차이가 OEM 3단계 프로젝트에 중요한 이유

OEM 3상 패널 프로젝트에서 SPD 선택은 종종 일반 제품 레이블이 아닌 실제 통합 제약에 의해 주도됩니다. 엔지니어는 특정 장착 형식, 배선 모드(해당되는 경우 L, L-G 및 중립 처리), 제어 시스템의 모니터링 접점, 인클로저 또는 열적 제약 조건을 요구할 수 있습니다. 이러한 경우 공장 제조 및 중국 기반 OEM 사용자 정의 지원은 의도한 보호 전략을 변경하지 않고도 프로젝트별 전기 및 기계 요구 사항을 충족하는 데 적합합니다.

결론 

3상 시스템에서 서지 보호 장치(SPD)는 일반적으로 전기 시스템의 섹션 전체에 걸쳐 과도 응력을 줄이기 위해 패널 또는 배전반에 설치된 분배 수준 구성 요소입니다. 서지 보호기라는 용어는 더 광범위하며 종종 사용 시점 보호를 의미하며, 이는 특정 장비 단자에서 도움이 될 수 있지만 시스템 수준의 노출을 다루지 않을 수 있습니다.

3단계 환경의 경우 올바른 배치, 토폴로지 일치 및 조정된 단계적 보호가 일반적으로 레이블보다 더 중요합니다. 잘 설계된 서지 전략은 보호를 단일 장치 결정이 아니라 시스템 엔지니어링 작업으로 취급합니다.

자주 묻는 질문