서지의 종류
서지는 발생 원인에 따라 아래와 같이 2종으로 구분할 수 있다.뇌서지 | 낙뢰로 인해 발생한 서지로 직격뢰와 유도뢰로 구분할 수 있다. ㆍ직격뢰 - 건축물에 낙뢰가 인가되거나, 건축물에 인입되는 선로에 낙뢰가 인가되었을 때 ㆍ유도뢰 - 건축물 인근에 낙뢰가 인가되거나, 건축물에 인입되는 선로 인근에 낙뢰가 인가되었을 때 |
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개폐서지 | 건축물 내부에서 발생하는 서지로 주로 커패시터 뱅크의 투입/차단, 대형 모터의 ON/OFF, 엘리베이터 구동, 사무기기 ON/OFF, 아크용접, 단락 등에 의해서 발생한다. |
뇌서지의 결합방식
낙뢰에서 유도되는 서지는 크게 3가지로 구분되는데, 각각 저항결합, 유도결합, 정전결합에 의해서 발생된다.저항 결합 |
낙뢰가 대지에 떨어지면 순간적으로 대지 전위가 상승합니다. 뇌격지점에 인근한 건축물(A)와 또 다른 건축물(B)는 전원, 신호용 케이블 등이 서로 연결되어 있으며, 뇌격지점과의 거리차이로 인해 (A)와 (B)에 접속한 접지 사이에는 대지전위의 차이가 발생합니다. 이로 인해 (A)에서 (B)로 연결된 전원 또는 신호 케이블을 통해서 서지가 발생합니다. |
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정전 결합 |
인접한 두 도체(서지가 흐르는 도체(A)와 인접한 도체(B)) 사이에는 정전용량이 있으며, 도체 (A)에 높은 전압상승률(dv/dt)을 가진 서지 전압이 흐르면 두 도체 사이에 서지가 전도되어 발생합니다. |
유도 결합 |
낙뢰가 피뢰침에 떨어지면 낙뢰전류(IL)가 인하도체를 통해 지면으로 방류됩니다. 이때 건축물 내부의 전원, 신호용 케이블 등의 도체에 서지전류로 인한 유도 기전력(서지)가 발생하여 발생합니다. |
저항결합
정전결합
유도결합
서지(surge)의 피해와 위험성
오늘날의 건축물은 필연적으로, 전기나 통신을 위해, 여러 가지 케이블로 상호연결 될 수밖에 없다.건물의 분류 | 종류 | 예상되는 뇌피해와 위험성 |
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일반건축물 | 주택(공동,단독) | 뇌서지, Iimp (뇌전자 임펄스),직격뢰 등에 의한 전기설비 파손,소손 |
극장,학교,백화점 | 상기 피해와 위험성, 조명 등 파손에 의한 패닉 발생, 화재경보기 고장 | |
은행,보험회사 | 상기 피해와 위험성, 컴퓨터 파손, 데이터, 통신불능에 의한 패닉 발생 | |
병원,실버홈 | 상기 피해와 위험성, 중환자실의 환자 위험 및 구급활동 곤란 | |
공장 | 상기 피해와 위험성, 설비파손 및 생산물의 정지 | |
미술관 | 문화적 유산의 손실 | |
특수건축물 | 전화국,이동통신사업장,발전소 | 공공서비스의 상실, 화재 등에 의해 주변에 2차 피해의 위험성 |
화약,군수품공장,석유정유소 | 화재, 폭발에 의한 플랜트 및 주변에 중대한 영향 | |
화학공장, 원자력플랜트, 생화학연구소 | 화재, 동작 불능에 의한 지역 및 지구환경에 유해한 영향 |
서지보호기의 필요성
아날로그시대에는 고압계통의 피뢰기(LA, SA)만 설치해도 큰 문제가 없었다. 그러나, 디지털시대로 진입하면서 많은 부분들이 반도체로 대체되어 낙뢰, 번개, 전력계통사고 또는 전기기기의 스위치 작동, 인접 부하의 변동에 의해 발생하는 '서지'에 극히 민감한 영향을 받아서 기기의 오동작이나 파손의 위험에 항상 노출되어 있다.서지에 관한 통계자료