펄스 과전압 보호의 설계 및 설치

1.8. 펄스 과전압 보호의 설계 및 설치

1.8.1. 보호 설계의 원칙

정보기술 시스템의 과전압 보호를 설계할 때는 시스템의 구성을 반드시 고려해야 합니다.

전원선, 데이터 네트워크 입력, 통신선 입력, 센서 또는 변환기 연결 입력, 액츄에이터로 이어지는 라인은 정보기술 시스템에 과전압이나 잡음을 유입시키는 ‘통로’입니다. 이러한 연결선이 건물 외부에 설치되어 번개 위험이 있는 경우에는 위협이 휠씬 커집니다.

강한 전자기장에 의해 발생하는 고주파 성분도 또 다른 위험요소입니다. 이런 경우에는 적절한 고주파 필터 또는 필터와 서지보호장치 조합을 보호 장비 근처의 전원선에 설치해야 합니다. 신호, 측정, 통신선에서 고주파 잡음을 억제하는 것은 매우 어렵고 이러한 현상은 보통 설계 오류나 잘못된 설치를 의미합니다. 신호의 갈바닉 절연은 라인 보호에 충분한 방법으로 간주되며, 데이터 라인의 갈바닉 절연은 주로 입력을 공통 모드 전압에서 분리하기 위한 것입니다. 하지만 사용되는 집적회로는 충분한 절연 저항을 갖지 못하며 이는 인쇄회로기판의 부적절한 설계, 납땜 잔여물, 회로간 기생 용량 등에 의해 더 낮아질 수 있습니다. 고 에너지 펄스가 발생할 경우 출력단에서 아크가 생기거나 펄스가 다른 회로에 중첩될 수 있습니다.

1.8.2. 과전압 보호 설계의 주요 규칙

■ 고품질의 프로젝트 준비

■ 적절하게 치수 산정된 등전위 본딩 바와의 연결 (유도 루프 발생 가능성에 유의)

■ 건물 입구에서 1차 보호로 라인 보호 실시

  - 낙뢰 방지기(10/350us 파형에서 최대 5kA 내성)

■ 측정 및 제어 장비는 SPD 타입3 설치로 보호

■ 데이터 라인이 전력선과 병렬로 배치되는 것을 방지

■ 적합한 낙뢰 방지기 및 서지보호장치의 선택 시 정격 전압, 전류, 최대 신호 주파수를 반드시    고려

SPD의 복합성과 조정은 과전압 보호의 핵심 원칙입니다. 복합성은 장치의 모든 입력(전원, 데이터, 통신 인터페이스)이 보호된다는 의미이고, 조정은 서로 다른 보호 효과를 가진 체계적으로 배치한다는 것을 뜻합니다.

낙뢰방지기는 실외선(케이블)이 건물로 진입하는 지점 바로 뒤에 설치하는 것이 권장됩니다.

거치 보호와 중,세밀 보호 사이의 최소거리는 5m가 확보되어야 합니다.

서지보호장치의 정확한 작동은 올바른 접지에 달려 있습니다. SPD의 PE단자는 최소 2.5㎟의 황록색 와이어 또는 최소 4㎟ 단면적의 와이어로 적절한 접지점에 연결해야 합니다. 보호장치(SPD)의 접지는 해당 장비가 적용받는 EN기준을 충족하는 보호 접지를 반드시 사용해야 합니다.

보호장비가 전원망에 연결되어 있지 않은 경우에도 EN기준에 따라 별도의 접지를 사용해야 하며, 이 접지는 장비의 프레임(쉴드 등)에 연결해야 합니다. 접지저항은 5Ω을 넘지 않아야 하며, 보호 장치의 명시된 성능은 2Ω이하에서 보장됩니다.

SPD의 입,출력 단자는 0.35 ~2.5㎟의 와이어 연결이 가능합니다. SPD와 보호 장비의 올바른, 잘못된 사례는 그림 16 및 그림 17에 나와 있습니다.

설치 시, 처리되지 않은 입력선은 처리된 출력선과 최대한 멀리 떨어져야 합니다. 쉴드 케이블 네트워크의 쉴드 접지 방식은 보호장치 설치와 무관하지만, 쉴드의 노출된 끝은 번개 방지기로 펄스 과전압에 대비하여 보호해야 하며, 자세한 내용은 그림 20 및 21을 참고하세요

이 보호 기능은 이미 커넥터 연결 방식의 SPD에서 적용되어 있습니다. 쉴드선은 접지와 완전한 서지보호를 통해 안전하게 보호됩니다.

SPD는 보호 대상 장비로 연결되는 출력선이 최대한 짧게 설치될 수 있도록 배치되어야 합니다. SPD연결 방향을 반드시 확인하세요 : 입력은 라인 쪽, 출력은 보호 장비 쪽으로 연결해야 합니다. 방향은 SPD 본체에 IN/OUT 문자로 표시되어 있습니다. 서지보호장치의 방향이 올바르지 않으면, 보호 성능이 저하되거나 장치가 손상될 수 있습니다.

다음의 그림 23은 통신선에 보호장치(SPD)를 연결하는 방법을 보여줍니다.