AC SPD의 융단이 왜 자주 열까요

교류 과전압 보호기(또는 SPD라고도 함)가 자주 불량해지는 이유는 설계, 설치, 유지 관리, 외부 환경 요인과 관련이 있을 수 있습니다. 아래는 몇 가지 일반적인 원인과 설명입니다:

1. 저품질의 과전압 보호기

• 불충분한 정격 전압: 과전압 보호기의 정격 전압 또는 최대 연속 작동 전압(UC)이 실제 시스템 전압 또는 가능한 최고 고장 전압보다 낮다면, 정상 작동 중에 과도한 전압을 받게 되어 자주 손상되거나 불량해질 수 있습니다.

• 제조 결함: 저품질의 과전압 보호기는 내부 구성 요소 결함, 예를 들어 저품질의 변성저항이나 잘못된 납땜 등으로 인해 성능이 저하되고, 과전압 상황에서 고장될 수 있습니다.

2. 부족하거나 부적절한 프론트 엔드 보호

• 백업 보호 없음: 표준에 따르면, 과전압 보호기가 고장났을 때 지속적인 고장 전류(즉, 주파수 추종 전류)의 흐름을 방지하기 위해 과전압 보호기 상류에 차단기나 회로 차단기를 설치해야 합니다. 이러한 보호가 없다면, 과전압 보호기가 과전압으로 인해 고장났을 때 지속적인 고장 전류가 통과하여 과열되거나 심지어 화재가 발생할 수 있습니다.

• 잘못된 차단기 선택: 차단기가 설치되어 있다 해도, 그 정격 전류나 유형이 적절하지 않다면, 고장 전류를 적시에 차단하지 못하여 과전압 보호기에 과부하가 걸리고 손상될 수 있습니다.

3. 부적절한 접지

• 높은 접지 저항: 과전압 보호기의 접지선은 신뢰할 수 있는 접지 시스템에 연결되어 있어야 하며, 접지 저항이 표준(일반적으로 10옴 미만)을 충족해야 합니다. 접지가 좋지 않으면 번개 전류가 효과적으로 방전되지 않아 과전압 보호기가 과도한 전압과 전류를 견디게 되어 자주 불량해집니다.

• 부적절한 접지선 규격: 접지선의 단면적이 충분해야(일반적으로 최소 4 제곱밀리미터) 번개 전류를 처리할 수 있습니다. 접지선이 너무 얇으면 번개 침입 시 과열되어 고장될 수 있으며, 이는 과전압 보호기의 성능에 영향을 미칩니다.

4. 빈번한 번개 활동

• 번개 활동이 빈번한 지역: 특히 장비가 평야나 산정상(예: 태양광 시스템이나 변전소)에 설치된 지역에서는 과전압 보호기가 빈번하게 번개 침입에 노출될 수 있습니다. 과전압 보호기의 보호 수준이 이러한 빈번한 침입을 처리할 수 없다면, 자주 불량해질 수 있습니다.

• 유도 번개: 직접적인 번개 침입 외에도, 유도 번개는 전력선이나 통신선을 통해 과전압을 유발할 수 있습니다. 다중 단계 보호 조치가 부족하다면, 유도 번개는 과전압 보호기를 자주 작동시키고 결국 불량해질 수 있습니다.

5. 스위칭 과전압 및 일시적 전압

• 스위칭 장비로 인한 과전압: 대규모 전력 회로의 스위칭 작업, 유도 또는 캐패시터 부하의 연결 또는 분리, 대형 전기 시스템이나 변압기의 스위칭은 큰 스위칭 과전압 및 일시적 전압을 생성할 수 있습니다. 이러한 일시적 전압이 과전압 보호기의 용량을 초과하면, 자주 불량해질 수 있습니다.

• 전력망 변동: 전력망 전압이 불안정한 지역, 특히 전압 변동이 큰 경우, 과전압 보호기는 자주 작동할 수 있으며, 특히 최대 연속 작동 전압이 전압 변동 범위에 가까울 경우 더욱 그렇습니다.

6. 과전압 보호기의 부적절한 선택

• 잘못된 최대 연속 작동 전압(UC): 앞서 언급했듯이, 과전압 보호기의 UC는 시스템의 가능한 최고 지속 고장 전압보다 높아야 합니다. 만약 UC 값이 너무 낮다면, 과전압 보호기는 정상 작동 중에 과도한 전압을 받게 되어 자주 손상될 수 있습니다.

• 잘못된 잔여 전압(Ures): 잔여 전압은 과전압 보호기가 과전압 전류를 흡수할 때의 전압입니다. 만약 잔여 전압이 너무 높다면, 하류 장비를 손상시킬 수 있으며, 너무 낮다면 과전압 보호기의 최대 연속 작동 전압이 낮아져 자주 손상되기 쉽습니다.

7. 조화되지 않은 다중 단계 보호 설계

• 다중 단계 보호 부족: 번개와 일시적 전압을 효과적으로 보호하기 위해서는 전력 시스템의 다양한 단계에서 여러 단계의 과전압 보호기를 설치해야 합니다. 한 단계의 보호만 설치되거나, 단계 간의 조화가 부족하다면, 하나의 과전압 보호기가 너무 많은 과전압 에너지를 감당하게 되어 자주 불량해질 수 있습니다.

• 조화 문제: 다중 단계 과전압 보호기는 함께 작동해야 하며, 앞단 보호기는 먼저 대부분의 과전압 에너지를 흡수하고, 후단 보호기는 남은 에너지를 처리합니다. 만약 보호기들의 반응 시간이나 에너지 흡수 능력이 맞지 않다면, 한 단계가 과부하될 수 있습니다.

8. 노후화 또는 손상된 과전압 보호기

• 사용 기간 만료: 과전압 보호기는 제한된 사용 기간을 가지고 있으며, 시간이 지남에 따라 내부 구성 요소(예: 변성저항)가 열화되어 성능이 저하됩니다. 노후화된 과전압 보호기는 더 이상 효과적으로 과전압 에너지를 흡수하지 못하여 자주 불량해질 수 있습니다.

• 불량 유지 관리: 정기적인 점검과 유지 관리는 과전압 보호기가 좋은 상태를 유지하는 데 필요합니다. 유지 관리가 소홀하다면, 내부 구성 요소의 손상이나 접촉 불량으로 인해 과전압 보호기가 고장날 수 있습니다.

9. 외부 환경 요인

• 고온: 높은 주변 온도는 과전압 보호기의 성능에 영향을 미쳐 과열되어 결국 불량해질 수 있습니다. 특히 열 배출이 좋지 않은 야외 설치 과전압 보호기의 경우 더욱 그렇습니다.

• 습기와 부식: 습한 환경이나 부식성 가스는 과전압 보호기의 하우징과 내부 구성 요소를 부식시켜 절연 성능을 저하시키고, 단락 또는 불량의 위험을 증가시킵니다.

해결책

• 적절한 과전압 보호기 선택: 시스템의 전압 수준, 번개 활동 빈도, 전력망 안정성 등을 기반으로 최대 연속 작동 전압, 잔여 전압, 정격 방전 전류 등의 적절한 기술 매개변수를 가진 과전압 보호기를 선택하세요.

• 적절한 설치 및 접지: 과전압 보호기를 올바른 위치에 설치하고, 상류에 차단기나 회로 차단기가 있는지 확인하세요. 또한, 접지 시스템이 표준 요구사항을 충족하고, 접지 저항이 낮은지 확인하세요.

• 다중 단계 보호 구현: 전력 시스템의 다양한 단계에서 여러 단계의 과전압 보호기를 설치하여 적절한 조화와 효과적인 과전압 에너지 분배를 보장하세요.

• 정기적인 유지 관리 및 점검: 과전압 보호기의 상태를 정기적으로 점검하고, 노후화 또는 손상 징후가 있으면 교체하여 최적의 작동 상태를 유지하세요.