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종속 접속된 산화아연바리스터 기반의 서지방호장치의 협조
Coordination of Cascaded Metal Oxide Varistor-Based Surge Protective Devices 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.29 no.6, 2015년, pp.70 - 77  

김태기 ,  신희경 (주식회사 엘피에스코리아) ,  이복희

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper describes the experimental results obtained from various installation conditions of cascaded metal oxide varistor(MOV)-based SPDs with the objectives to analyze the coordination of the cascaded surge protective devices(SPDs) and to propose the proper selection and installation methods of ...

주제어

#Metal Oxide Varistor   #Surge Protective Device   #Energy Coordination   #Decoupler   #Voltage Protection Level   #Cascaded SPDs  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 하위 SPD의 바리스터전압이 상위 SPD 바리스터전압보다 낮은 경우 에너지협조를 위해 감결합요소를 적용하면 되지만 전원회로에 인위적으로 저항 또는 인덕턴스와 같은 요소를 접속하는 것은 현실적으로 어렵다. 따라서 MOV 기반의 2개의 SPD 사이의 배선도체의 인덕턴스를 감결합요소로 활용할 수 있는 방법을 제안하기 위하여 본 연구의 주안점으로 선정하였다.
  • 본 논문에서는 전자기기를 직격뢰로부터 효과적으로 보호할 수 있는 종속 접속된 SPD의 설치방법을 제안하기 위한 실험적 연구를 수행한 결과를 기술하였다. MOV 기반의 등급 I SPD와 등급 II SPD가 2단 종속으로 접속된 경우 직격뢰 전류가 입사하였을 때 두 SPD 사이의 에너지분담과 전압보호레벨에 대하여 중점적으로 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
서지방호장치가 필요한 이유는 무엇인가? 최근 가정, 공공시설물, 사무실 건물, 공장 등에 정보통신설비의 보급으로 전원선과 각종 신호선 및 통신선으로 망상화되어 있어 다양한 경로를 통해 입사하는 뇌서지로 인해 전자기기의 파손에 따른 피해가 증가하는 추세이다[1-2]. 특히 정보통신설비에 침입하는 뇌서지의 대부분은 전원선을 경유하므로 전원용 서지방호장치(surge protective device : SPD)를 적절히 설치하면 피해를 줄일 수 있다. 전원선에 침입하는 직격뢰 및 접지를 통하여 입사하는 뇌격전류로부터 전기전자기기를 효과적으로 보호하기 위해서 2개 이상의 비선형 소자로 구성된 협조된 SPD를적용하는 것이 효과적이다.
협조된 SPD를 적용하지 못하면 어떤 문제가 발생하는가? SPD 간의 에너지협조가 이루어져야 하고 SPD의 잔류전압이 보호대상 기기의 임펄스내전압 이내가 되도록 해야 한다[3-4]. 만약 SPD의 설치방법이 적절하지 못하여 보호협조가 이루어지지 않으면 SPD 자체가 파손되거나 보호대상의 전자기기가 손상될 수 있다[2]. 종속 접속된SPD의 보호협조는 SPD의 정격, 설치방법, 설치위치와 밀접한 관련성이 있으며, 이에 대한 협조특성을 평가하여 적절히 적용해야 한다.
SPD를 다단 종속으로 설치할 경우 어떤 조건이 만족되어야 하는가? 직격뢰가 입사된 경우 뇌격전류가 대단히 크기 때문에 하나의 SPD로 방호할 수 없는 경우 SPD를 다단종속으로 설치한다. SPD를 다단 종속으로 설치하는 경우 기본적으로 각 SPD의 에너지분담과 전압보호레벨이 적절히 협조를 이루어야 한다. 종속 접속된 SPD의 협조는 주로V-I특성과 감결합요소 기반으로 해석할 수 있으며, 여기에서는 가장 많이 적용되는 2단 종속 설치된 SPD의 감결합요소 기반의 협조에 대하여 검토한다.
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참고문헌 (14)

  1. IEC 62305-4; Protection against lightning - Part 4 : Electrical and electronic systems within structures, pp. 83-84, 2010. 

  2. B. H. Lee, D. M. Lee, D. C. Cheong, S. B. Lee, and S. C. Lee, " Protection Effects According to the Conditions of Installations of SPDs for Information-Oriented Equipments", J. KIIEE, Vol.21, No.1, pp.35-41, 2007. 

  3. ANSI/IEEE C62.41.1 Guide on the Surge Environment in low - voltage(1000V and less) AC Power Circuits, pp.39 -27, 2002. 

  4. B. H. Lee and S. C. Lee, Protection of Information and Communication Facilities against Lightning, The Publishing Department of Inha University, pp.26-29 pp.128-150, 2004. 

  5. IEC 61643-12; Low-voltage surge protective devices - Part 12 : Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems - Selection and application principles, pp.27-38, 76-82, 2009. 

  6. R. B. Standler, Protection of Electronic Circuits from Overvoltages, John Wiley & Sons, pp.138-140, 1989. 

  7. N. Kokkinos and I. Cotton, "Energy vs Voltage Coordination of Surge Protective Devices", Proc. 29th ICLP, 6c-2-1-24, 2008. 

  8. B. H. Lee, H. K. Shin, "Energy Coordination of Cascaded Voltage Limiting Type Surge Protective Devices", J. KIIEE, Vol.27, No.2, pp.29-35, 2013. 

  9. The Study Committee of IEIEJ, Lightning Protection for Electrical and Electronic Equipment, IEIEJ, pp.265-270, 2011. 

  10. H. K. Shin, "Protection coordination of ZnO varistor based SPDs", Ph.D dissertation, Inha University, Korea, pp.47-48, 2014. 

  11. F. D Martzloff, "The Propagation and Attenuation of Surge Voltages and Surge Currents in Low-Voltage AC Power Circuits", IEEE Trans., Vol.PAS-102, No.5, 1983. 

  12. IEC 60364-5-53; Electrical installations of buildings - Part 5-53 : Selection and erection of electrical equipment - Isolation, switching and control, pp.6-10, 2005. 

  13. IEC 61643-11; Surge protective devices connected to low-voltage power systems - Part 11: Requirements and test methods, pp.16-19, 2011. 

  14. H. K. Shin, B. H. Lee, "Protection Characteristic of Two-Stage Cascaded SPD Systems", KIIEE, Vol.27, No.5, pp.95-103, 2013. 

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