SPD(서지억제기)의 통전 상태와 단락



서지(써지)가 들어와서 SPD에 서지 전류가 흐를 때 그 SPD는 단락상태인가?

- 단락일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. SPD는 크게 3가지로 나누어진다, 전압제한과 전압스위칭형 그리고 조합형으로(KSCIEC 61643-11 3.1.4, 3.1.5, 3.1.6 참조).

- 전압스위칭형 SPD는 서지에 의한 통전상태를 단락상태로 볼 수 있다.
서지전압이 해소된 상태에서도 전원전압에 의해 계속해서 통전상태가 유지되기 때문이다. 이때 흐르는 전류를
속류(follow current)라고 한다(KSCIEC 61643-11 3.1.12 참조).

형광등이나 수은등과 같이 전극 사이에서 일어나는 방전을 이용하는 기구에는 초기에 방전을 일으키기 위해
상대적으로 높은 전압을 인가해 주어야 한다(이 때문에 초크 코일이 필요하다). 그러나 일단 방전이 시작되면
공칭전압에서도 방전이 계속 유지될 뿐만 아니라 전압이 공칭전압의 90% 정도로 낮아져도 방전이 계속된다
(그림 1 참조). 이러한 특성 때문에 스위칭형 SPD는 전압이 걸리는 회로(모드)에 적용하기에는 적당하지 않다.

따라서 스위칭형 SPD는 Line-Line 모드 또는 Line-Neutral 모드에는 잘 적용되지 않고, Neutral-PE(Ground) 모드에 많이 적용된다.

- 전압제한형 SPD의 서지에 의한 통전상태는 단락상태가 아니다. 서지전압이 해소되면 통전상태가 해제되기
때문이다. 서지전압에 의해 방전이 시작되더라도 전압이 공칭전압의 130% 정도로 떨어지면 SPD의 통전상태도 해제된다(그림 2 참조). 이러한 특성 때문에 속류 차단 특성이 우수하여 제한형 SPD는 전압이 걸리는 모드에 적당하다. 따라서 제한형 SPD는 Line-Line 모드 또는 Line-Neutral 모드에는 잘 적용된다.

그러나 Neutral-PE(Ground) 모드에는 잘 적용되지 않는다. N-PE 사이에 걸리는 낮은 전압에 의해 수 uA ~ 수십 mA의 전류가 SPD를 통해 흐르기 때문이다. 이 전류에 의해 누전차단기가 동작할 수도 있다. 누전차단기는 Line나 Neutral 에서 PE(Ground)를 통해 흐르는 전류를 감지해서 동작하기 때문이다.
이러한 이유에서, SPD를 누전차단기의 1차에 설치해야 한다는 말이 나오는 것이다.