서지 현상과 보호 대책

1. 서지 현상과 보호대책

1.1 서지의 발생 및 영향

서지 전압은 주로 전력설비의 개폐동작, 정전기방전, 뇌격방전 등에 의해서 발생된다. 
그리고, 전기/전자 장비는 전류, 전자유도, 정전유도, 빛, 전파간섭 등에 기인 발생하여
전력케이블 및 계측/데이터 전송선로로 침입하는 서지 전압에 노출된다. 

 

기본적으로, 외부 피뢰보호 시스템은 내부 피뢰보호 시스템과 조합될 때에 적합한 기능을
수행한다. 문제는 외부 피뢰보호 시스템에 뇌격전류가 간섭되거나 수뢰시에 장비배선
기판상의 데이터 리드선 및 회로도체에 전자기 결합현상을 유기한다는 것이다. 뇌격전류의
경로는 외부 피뢰보호 시스템의 피뢰도체 또는 인하도체만을 경유하는 것이 아니다.

 

뇌격전류가 전자장비와 인접한 공간에 설치된 피뢰 인하도선인 접지선에 흐르게 되면
동일한 양상으로 인접한 도체루프에 결합(Coupling)현상이 발생한다.
뇌격전류의 경로에 평행 또는 각도를 가지고 인접하여 설치된 모든 케이블도체에는 이와
같은 결합현상이 유기된다. 

 

1.2 서지의 보호대책

서지 전압 보호대책의 수행시에는 다음사항을 우선 고려하여야 한다. 

• 전위분리
• 등전위 접속

상기의 전위분리 및 등전위 접속 모두가 적절히 시행되어야만 그 효과가 있다. 전자유도 및
정전유도 영향을 견딜 수 있는 전체적인 전위분리는 실제적으로 시행 불가능하다. 그리고, 
완전한 등전위 접속을 위해서는 모든 선로의 도체가 고려되어야 한다. 이 등전위
접속에서는 서지 전압 발생시에 기 설정된 지점으로 서지가 이행되고 서로 다른 전위의
두 지점간에는 단락을 수행하는 등전위 접속장치(Equipotentializing Device)가 필요하다.
정상동작상태에서 이 등전위 접속장치는 회로에 영향을 미치지 않는 개로 스위치로 볼 수
있다. 이것은 서지 전압의 지속시간에 따라서 수[ns]이내에 단락이 되고 단지 수[ms]의
시간 동안 지속 유지된다.