서지보호장치(SPD)의 선정 기준 및 주요 성능 지표 이해

서지보호장치(SPD)의 선정 기준 및 주요 성능 지표 이해

최근 기후 변화로 인한 낙뢰 빈도 증가와 산업 설비의 고도화·정밀화로 인해, 미세한 서지(Surge) 원인으로 인한 장비 부품 파손 및 시스템 다운타임 피해가 급증하고 있습니다.

전기 및 전자기기를 안전하게 보호하기 위해서는 정밀한 서지보호장치(SPD, Surge Protective Device)의 도입이 필수적입니다. 이번 기술자료에서는 현장에 맞는 올바른 SPD를 선정하기 위해 반드시 확인해야 할 4가지 핵심 기술 지표를 알기 쉽게 정리해 드립니다.

1. 전압 보호 레벨 (Up, Voltage Protection Level)

Up는 서지가 발생했을 때 SPD가 제한(억제)하고 남은 양단간의 최대 전압을 의미합니다. 잔류 전압이라고도 불리며, 이 값이 보호하고자 하는 장비의 내전압(Impulse Withstand Voltage)보다 낮아야 장비를 안전하게 보호할 수 있습니다.

• Tip: Up 수치가 낮을수록 서지를 더 강력하고 안전하게 억제한다는 뜻입니다.

2. 최대 연속 사용 전압 (Uc, Maximum Continuous Operating Voltage)

SPD에 지속적으로 가해져도 성능 저하나 열화 없이 정상적으로 버틸 수 있는 최대 실효 전압입니다. 현장 전원 시스템의 정격 전압보다 충분한 마진을 두고 선정해야 하며, 이를 고려하지 않으면 정상 상태에서도 SPD가 과열되거나 파손될 수 있습니다.

3. 충격 전류 (Iimp)와 공칭 방전 전류 (In)

SPD의 용량과 등급(Class)을 결정하는 전류 플러시(Flush) 내성 지표입니다.

• $Iimp$ (Impulse Current): 주로 Class I (타입 1) SPD를 테스트할 때 사용하는 /350,mutext{s}$ 파형의 전류입니다. 직격뢰와 같이 에너지가 매우 큰 서지를 모방합니다.

• In (Nominal Discharge Current): 주로 Class II (타입 2) SPD에 적용되는 /20,mutext{s}$ 파형의 전류입니다. 유도뢰나 선로 개폐 시 발생하는 일반적인 서지를 뜻하며, 이 전류로 15회 이상 반복 동작해도 SPD가 정상 작동해야 합니다.

4. 서지 보호 소자의 특성 (MOV vs GDT)

SPD 내부에서 서지를 흡수하거나 바이패스(Bypass)시키는 핵심 소자에 따라 특성이 달라집니다.

• MOV (Metal Oxide Varistor): 반응 속도가 매우 빠르고 성능이 안정적이라 저압 전원 계통 SPD에 가장 널리 쓰입니다.

• GDT (Gas Discharge Tube) / Spark Gap: 대용량 서지 처리에 강하지만 반응 속도가 MOV에 비해 상대적으로 느릴 수 있어, 주로 조합형(하이브리드) 형태로 설계되어 상호 보완하도록 만듭니다.