피크전압 억제기 설명: 원리, 구성 요소 및 응용 분야

서지 아레스터: 원리와 응용

서지 아레스터는 뇌전으로 인한 구조물 및 전기 장비의 손상을 방지하는 중요한 장치입니다. 이 장치는 뇌전 전류를 신속하게 분산시키고 소산시켜, 장비와 인원을 보호합니다. 다음은 그 작동 원리에 대한 자세한 설명입니다.

1. 서지 아레스터의 기본 구조

서지 아레스터는 일반적으로 두 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다: 가스 방전관과 금속 산화물 변저기(MOV).

• 가스 방전관: 이는 아레스터의 핵심 구성 요소로, 특정 가스로 채워진 관 내부에 두 개의 전극이 포함되어 있습니다. 뇌전으로 인해 고전압이 발생하면, 가스 방전관은 이온화되고 분해되며, 이를 통해 안전하게 지면으로 뇌전 전류를 유도하는 저항 경로가 형성됩니다.

• 금속 산화물 변저기(MOV): 보조적인 구성 요소로서 MOV는 추가적인 과전압 보호를 제공합니다. 정상 조건에서는 MOV는 매우 높은 저항을 나타냅니다. 가스 방전관이 활성화되면, MOV는 신속하게 반응하여 잔여 전류를 제한하고 일시적 과전압을 클램핑합니다.

2. 서지 아레스터의 작동 원리

서지 아레스터의 작동은 균형 상태와 분해 상태로 나눌 수 있습니다.

• 균형 상태:
  정상 작동 조건에서, 뇌전이 없는 경우 가스 방전관과 MOV는 매우 높은 저항을 나타내며 효과적으로 비도전성이 됩니다. 아레스터는 회로에 영향을 미치지 않습니다.

• 분해 상태:
  뇌전이 구조물이나 장비에 치명적이면 고전압 서지가 발생합니다. 전압이 가스 방전관의 분해 임계값을 초과하면, 가스 방전관은 신속하게 이온화되어 저임피던스 경로를 형성합니다. 뇌전 전류는 관을 통해 지면으로 안전하게 유도되어, 장비와 인원을 보호합니다.

동시에 MOV는 중요한 역할을 합니다. 과전압에 대응하여 신속하게 저저항 상태로 전환되어, 서지 전류를 더욱 제한하고 보호 장비에 과도한 스트레스를 방지합니다.

3. 서지 아레스터의 응용

서지 아레스터는 주거 건물, 상업 시설, 산업 공장, 전력 네트워크 등 다양한 구조물 및 전기 시스템에서 널리 사용됩니다. 그 주요 기능은 뇌전으로 인한 손상을 방지하여 화재, 폭발, 장비 고장을 예방하는 것입니다.

아레스터는 적용 범위와 정격 전압에 따라 저전압, 중전압, 고전압으로 분류되며, 시스템 요구사항에 따라 적절히 선택할 수 있습니다.

4. 유지보수 및 테스트

신뢰성 있는 성능을 위해 서지 아레스터는 정기적인 유지보수와 점검이 필요합니다.

• 유지보수: 물리적 손상, 부식, 오염 등을 확인하기 위해 주기적인 시각 검사를 실시해야 합니다. 손상된 장치는 즉시 교체해야 하며, 주변 지역은 청결하게 유지되어야 하며, 작동을 방해할 수 있는 장애물을 없애야 합니다.

• 테스트: 서지 아레스터의 상태는 절연 저항을 측정하여 평가할 수 있습니다. 정상 조건에서는 저항이 매우 높습니다(거의 무한대). 저항이 크게 감소하면 잠재적인 실패를 나타내며, 교체가 필요합니다.

또한, 특수 모니터링 시스템을 사용하여 아레스터의 상태를 지속적으로 추적하여 문제를 조기에 발견하고 시기적절한 조치를 취할 수 있습니다.

요약

서지 아레스터는 뇌전으로부터 구조물 및 전기 장비를 보호하는 필수적인 보호 장치입니다. 가스 방전관과 금속 산화물 변저기를 결합하여, 뇌전 전류를 효과적으로 분산시키고 소산시킵니다. 그 작동은 정상 조건에서는 균형 상태이고, 서지 동안에는 저임피던스 경로가 형성되어 전류를 안전하게 지면으로 유도하는 분해 상태입니다. 다양한 설치에서 널리 사용되는 서지 아레스터는 정기적인 유지보수와 테스트가 필요하여 지속적인 신뢰성과 보호를 확보합니다.