메인 및 분기 패널용 SPD kA 정격 선정 방법

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패널 암페어를 서지 보호 장치(SPD) kA 정격으로 변환하는 보편적인 공식은 없습니다. 2,000 A 배전반이라고 해서 자동으로 200 kA SPD가 필요한 것은 아니며, 100 A 패널이라고 해서 자동으로 더 작은 서지 정격이 필요한 것도 아닙니다. 부하 전류와 서지 전류는 서로 다른 현상을 설명합니다.

SPD kA 정격을 선택하려면 먼저 인용된 전류가 실제로 무엇을 의미하는지(In, Imax, Iimp, 모드당, 위상당 또는 극당)와 그 이면의 테스트 파형을 확인하십시오. 그런 다음 설치 위치, 예상 노출 정도, 상류 및 하류 보호, 보호 기능 상실 시의 결과, 전압 보호 레벨, 가용 고장 전류, 그리고 해당 제품에 대해 제공된 증거를 평가하십시오.

다음의 실용적인 원칙은 게이트키퍼 전략(Gatekeeper Strategy) 타당합니다. 모든 패널에 대해 가장 큰 헤드라인 수치를 구매하지는 말되, 노출되거나 중요한 위치에 있는 교체하기 어려운 SPD를 과소 사양으로 지정하지 마십시오. 시스템 증거와 운영상의 결과가 정당화되는 곳에 용량을 할당하십시오.

주요 내용

패널 암페어 정격은 필요한 SPD kA 정격을 계산하지 않습니다.
더 큰 서지 전류 수치가 자동으로 더 낮은 Up 또는 전압 보호 정격(VPR)을 의미하지는 않습니다.
kA 용량은 고정된 서비스 수명 정격이 아닙니다. 이를 보장된 서지 횟수나 연수로 변환할 수 없습니다.
동일한 표준, 파형, 유형 및 선언 기준 하에서 In과 In, Imax와 Imax, 그리고 Iimp와 Iimp를 비교하십시오.
정격이 모드별, 상별, 극별 또는 전체 SPD 어셈블리에 대해 명시되었는지 확인하십시오.
설치 위치는 중요하지만, 모든 인입구 및 분기 패널에 적합한 범용 kA 표는 없습니다.
단락 전류 정격(SCCR)은 가용 고장 전류에 대한 별도의 안전 점검 항목이며, 서지 전류 용량이 아닙니다.
교체 접근성, 표시, 원격 신호 및 문서화된 조정은 kA 용량을 추가로 구매하는 것만큼 중요할 수 있습니다.

서비스 인입구, 분전반 및 중요 부하에서 SPD 서지 전류 용량을 선택하기 위한 게이트키퍼 용량 검토

비교하려는 kA 수치를 식별하는 것부터 시작하십시오

“40 kA”, “100 kA” 또는 “200 kA”라고만 기재된 SPD 견적은 불완전합니다. 해당 수치는 관련 정격, 파형, 보호 모드 및 제품 표준이 명시될 때만 의미가 있습니다.

표시 또는 선언	일반적으로 설명하는 내용	선정 용도	비교 범위
In	정의된 시험 조건 하에서의 공칭 방전 전류	해당 SPD 등급 내에서의 반복 동작 비교	동일한 표준 및 파형 하에서만 비교
아이맥스	최대 방전 전류, 일반적으로 IEC Type 2 SPD의 8/20 µs 전류 파형과 관련됨	최대 시험 방전 전류 여유	정상적인 반복 동작이나 보장된 수명으로 간주하지 말 것
임프	IEC 관행에서 Type 1 낙뢰 전류 동작에 사용되는 임펄스 방전 전류	Type 1 임펄스 전류 선택	서로 다른 파형과 듀티를 고려하지 않은 채 Imax와 수치적으로 비교하지 마십시오
모드당	L–N 또는 L–PE와 같은 하나의 보호 경로에 대해 선언된 용량	모드 수준 비교	어떤 모드가 존재하고 정격이 지정되었는지 확인하십시오
상당	제조업체가 명시한 관례에 따라 한 상과 관련된 경로에 대해 선언된 용량	상(Phase) 수준 제품 비교	모든 제조업체가 동일하게 계산한다고 가정하지 마십시오
극(pole)당	하나의 보호 극 또는 모듈에 할당된 용량	모듈형 SPD 비교	극이 전체 보호 모드를 어떻게 구성하는지 확인하십시오
SCCR	지정된 조건 하에서 명시된 예상 단락 전류에 대한 적합성	고장 전류 안전 점검	In, Imax 또는 Iimp 대신 사용하지 마십시오

상세한 정의 및 시험 의무 구분에 대해서는 다음의 VIOX 가이드를 참조하십시오: SPD에서의 Imax 대 In. 이 페이지는 실제 배전 위치의 용량을 선택할 때 이러한 정격을 어떻게 활용해야 하는지에 중점을 둡니다.

25 kA Iimp가 40 kA Imax보다 “작지” 않은 이유

흔히 발생하는 조달 오류는 파형을 무시한 채 수치만 비교하는 것입니다. 10/350 µs 파형의 Iimp로 표시된 Type 1 정격과 8/20 µs 파형의 Imax로 표시된 Type 2 정격은 서로 다른 시험 의무를 나타냅니다. 피크 수치만으로는 어떤 장치가 더 큰 적용 능력을 갖추었는지 판단할 수 없습니다.

먼저 설치 장소에 Type 1, Type 2 또는 Type 3 의무가 필요한지 결정하십시오. 그런 다음 해당 요구 사항 내에서 제품을 비교하십시오. VIOX Type 1 대 Type 2 대 Type 3 가이드 전체 유형 및 파형 결정권을 보유합니다.

더 높은 kA 정격이 증명하는 것과 증명하지 못하는 것

유사한 제품군 내에서 추가적인 서지 전류 용량은 가혹하거나 반복적인 서지 노출에 대해 더 많은 설계 여유를 제공할 수 있습니다. 이는 더 큰 보호 부품, 병렬 경로, 다른 내부 아키텍처 또는 기타 설계 선택을 통해 달성될 수 있습니다. 그러나 표기된 용량만으로는 전류가 내부적으로 어떻게 분배되는지, 보호 요소가 어떻게 노후화되는지, 또는 전체 SPD가 언제 수명이 다하는지 알 수 없습니다.

더 높은 kA 값이 지 그 자체로 다음을 증명하지는 않습니다:

더 낮은 Up 또는 VPR;
더 빠른 응답;
특정 횟수의 생존 가능한 이벤트;
10년, 15년 또는 20년의 서비스 수명;
더 나은 열 차단;
더 높은 SCCR;
올바른 전압 또는 접지 시스템 호환성;
다른 SPD와의 성공적인 협조;
대상 시장에 대한 유효한 인증.

이것이 바로 “kA는 수명과 같다”는 말이 너무 과장된 이유입니다. 용량이 견고성에 기여할 수는 있지만, 실제 수명은 스트레스의 크기, 파형, 지속 시간 및 빈도, 일시적 과전압, 주변 조건, 내부 구조, 보호 차단, 그리고 설치 상태 자체에 따라 달라집니다. 제조업체가 검증한 반복 사용 또는 내구성 증거가 Imax만으로 추론한 수명 예측보다 더 유용합니다.

게이트키퍼 용량 검토

원래의 Gatekeeper 아이디어는 고정된 kA 단계가 아닌 5단계 검토로 다루어질 때 신뢰성을 갖게 됩니다.

1. 위치: SPD가 어디에 설치될 것인가?

해당 장치가 인입구, 주 배전반, 분전반, 분기 회로 또는 제어반에 있는지, 아니면 중요 장비와 직접 연결되어 있는지 확인하십시오. 위치에 따라 서지 환경, 가용 단락 전류, 상단에 이미 설치된 보호 장치, 교체 난이도가 달라집니다.

IEEE C62.41.2는 표준화된 파형과 위치 관련 스트레스 매개변수를 사용하여 저전압 AC 회로의 서지 환경을 특성화합니다. 이는 동일한 위치의 모든 패널이 하나의 상업용 kA 규격을 사용해야 한다는 보편적인 규칙을 만드는 것은 아닙니다. 선택된 정격은 여전히 프로젝트 및 제품 근거와 연관되어야 합니다.

2. 노출: 어떤 서지원이 이 위치에 도달할 수 있습니까?

모든 주 패널이 동일한 “일상적인 충격”을 받는다고 가정하기보다는 공급 전원과 설치 상태를 검토하십시오. 관련 입력 사항은 다음과 같습니다:

가공 또는 지중 인입 공급;
국부적인 낙뢰 노출 및 프로젝트의 낙뢰 위험 평가;
외부 피뢰 시스템의 존재 여부;
건물 외부로 나가는 긴 옥외 급전선 또는 회로;
유틸리티 및 커패시터 뱅크 스위칭;
대형 유도 부하, 접촉기, 모터, 드라이브 및 기타 국부적 스위칭 소스;
건물로 인입되는 도전성 서비스;
이전 이벤트 기록, 전력 품질 모니터링 또는 현장별 장애 증거.

시설에 모니터링 데이터가 없는 경우 연간 이벤트 횟수를 임의로 생성하지 마십시오. 실제로 존재하는 노출 증거를 기록하고 데이터가 없는 경우 불확실성을 명시하십시오.

3. 결과: 보호 장치를 사용할 수 없는 경우 어떤 일이 발생합니까?

동일한 전기적 노출이라도 시설에 따라 서로 다른 구매 결정을 정당화할 수 있습니다. 접근 가능한 비중요 패널의 교체형 SPD는 제어된 셧다운 없이는 중단할 수 없는 공정을 담당하는 SPD와 동일한 운영상의 문제가 아닙니다.

평가:

하위 장비의 값 및 감도;
계획된 정전의 비용 및 기간;
전체 시설을 중단하지 않고 SPD를 분리 및 교체할 수 있는지 여부;
예비 카트리지 또는 전체 교체 장치가 재고로 있는지 여부;
보호 기능 상실을 현장에서 확인할 수 있는지 여부;
무인 또는 분산된 현장에 원격 표시가 필요한지 여부.

용량은 결과를 관리하는 한 가지 방법일 뿐입니다. 교체 가능한 모듈, 지원되는 경우의 이중화, 상태 시각화, 원격 접점, 접근 가능한 장착 방식, 문서화된 교체 절차는 단순히 가장 큰 kA 수치로 선택하는 것보다 더 큰 가치를 제공할 수 있습니다. 무인 패널의 경우 다음의 VIOX 가이드를 참조하십시오: SPD 원격 신호.

4. 아키텍처: 상위 및 하위에는 어떤 보호 장치가 존재하는가?

상류측 SPD가 있다고 해서 모든 하류측 SPD가 불필요해지는 것은 아닙니다. 하류측 패널은 여전히 잔류 유입 스트레스와 국부적으로 발생하는 과도 현상의 영향을 받을 수 있습니다. 반대로, 관련 없는 여러 SPD를 추가한다고 해서 이들이 조정(coordination)되었다고 볼 수는 없습니다.

용량 선정 단계에서 다음 사항을 기록하십시오:

각 상류측 위치에서의 SPD 유형 및 정격;
단계 간 거리 및 도체 경로;
하류측 장비의 임펄스 내전압 요구사항;
각 후보 제품의 Up 또는 VPR;
제조업체의 조정 지침;
전원, 신호, 데이터 및 제어 라인 인입 경로.

검증된 시스템 모델이나 테스트 없이 “20 kA가 2 kA가 되고 다시 0.3 kA가 된다”와 같은 고정된 순서를 계산하지 마십시오. 전류 분배 및 그에 따른 전압은 소스 및 배선 임피던스, SPD 특성, 연결 길이 및 보호 모드에 따라 달라집니다. VIOX를 사용하십시오 SPD 조정 및 캐스케이딩 가이드 전체 다단계 검증 작업을 위해.

5. 증거: 정확한 모델이 무엇을 증명할 수 있는가?

용량 결정은 제품 기록으로 확정될 때까지 완료된 것이 아닙니다. 정확한 데이터시트, 설치 지침 및 인증이 필요한 경우 시장별 인증 기록을 요청하십시오.

최소한 다음 사항을 확인하십시오:

정확한 모델 및 구성;
AC, DC 또는 PV 애플리케이션;
공칭 시스템 전압 및 Uc/MCOV;
Up 또는 VPR 및 해당 보호 모드;
In, Imax 또는 Iimp와 해당 시험 기준;
모드별, 상별, 극별 또는 조립품 선언;
Type 1, Type 2, Type 3 또는 해당 IEC 등급/시험 등급;
SCCR 또는 해당 단락 내량 정보;
필수 백업 퓨즈 또는 회로 차단기;
내부 차단기 및 상태 표시;
환경 및 외함 조건;
정확한 모델, 전압 및 구성에 대한 인증 범위.

그리고 VIOX SPD 데이터시트 가이드 전체 라벨 판독 순서를 제공합니다. 공란이거나 모호한 인용 필드는 추측으로 채우지 말고 미해결 상태로 두어야 합니다.

위치에 따라 달라지는 질문, 단순히 수치만이 아님

다음 매트릭스는 특정 공급업체의 제품 등급을 보편적인 엔지니어링 규칙으로 바꾸지 않으면서 유용한 메인 대 분기 로직을 유지합니다.

배전 위치	노출 관련 질문	운영 관련 질문	용량 결정	요청할 증빙 자료
인입구 또는 메인 배전반	공급 방식이 가공선입니까? 외부 LPS가 존재합니까? 위험 평가에서 요구하는 사항은 무엇입니까?	교체가 어렵거나 중단이 발생합니까? 원격 상태 확인이 필요합니까?	먼저 필요한 SPD 유형을 선택한 다음, 평가된 노출도에 적절한 여유를 두고 문서화된 전류 용량을 선택하십시오.	유형/시험 등급, Iimp 또는 적용 가능한 정격 전류, Up/VPR, Uc/MCOV, SCCR, 백업 보호, 설치 조건
주 배전반 또는 주요 분전반	상단에 어떤 SPD가 존재합니까? 긴 급전선이나 옥외 회로가 연결되어 있습니까? 대형 스위칭 부하가 존재합니까?	이 배전반의 차단으로 인해 어떤 부하가 영향을 받습니까?	동일한 제품군을 비교하고 상단의 잔류 스트레스와 국부적인 서지 원인을 모두 고려하십시오.	In/Imax 또는 적용 가능한 듀티, Up, 보호 모드, 협조 증거, 교체 가능성 및 표시
분기 또는 제어 패널	해당 패널이 메인 보드로부터 원격에 위치합니까? 모터, 드라이브, 솔레노이드 또는 민감한 제어 장치에 전원을 공급합니까?	정기 유지보수 중에 SPD를 교체할 수 있습니까?	메인 보드 정격 사양을 자동으로 복사하지 마십시오. 현장 노출 정도, 상위 아키텍처 및 장비의 중요도를 고려하여 선택하십시오.	올바른 유형, Uc, Up, In/Imax, 백업 OCPD, 리드 길이 및 설치 지침
중요 장비 또는 사용 지점	전원, 데이터 또는 제어 도체를 통해 어떤 과도 현상이 유입될 수 있습니까? 장비의 내성 수준은 어느 정도입니까?	가동 중단 또는 재시작에 따른 결과는 무엇입니까?	전압 보호, 협조, 인터페이스 호환성 및 유지보수성을 우선시하십시오. 단순히 더 큰 SPD kA 수치만으로는 과제를 해결할 수 없을 수 있습니다.	Up/VPR, Type 3 또는 장비 레벨 협조 증빙, 신호 라인 호환성, 상태 및 교체 방법

이 매트릭스에는 의도적으로 필수 사항이 포함되어 있지 않습니다. 150–300 kA 나 50–100 kA 대역. 상용 범위는 다양하며, 위치 라벨이 위험 평가, 프로젝트 사양 또는 제조업체의 적용 지침을 대신할 수는 없습니다.

두 가지 SPD 견적을 올바르게 비교하는 방법

한 견적서에서는 “모드당 50 kA”를 제시하고 다른 견적서에서는 “상당 100 kA”를 제시한다고 가정해 보십시오. 두 번째 수치가 더 커 보이지만, 이 견적들은 아직 비교 가능한 상태가 아닙니다.

다음 정규화 순서를 사용하십시오:

전기 시스템을 일치시키십시오. 공칭 전압, 배선 구성, 접지 방식 및 AC/DC 적용 여부를 확인하십시오.
SPD 유형 및 표준을 일치시키십시오. Type 1의 Iimp 값과 Type 2의 Imax 값을 동일한 테스트인 것처럼 비교하지 마십시오.
정격 전류 명칭을 일치시키십시오. In은 In과, Imax는 Imax와, 또는 Iimp는 Iimp와 비교하십시오.
파형 및 테스트 기준을 일치시키십시오. 듀티(duty)가 없는 피크 값은 불완전합니다.
선언 근거를 표준화하십시오. 모든 보호 모드를 식별하고 게시된 값이 모드별, 상별, 극별 또는 전체 조립품에 대한 것인지 확인하십시오.
전압 보호를 비교하십시오. 필요한 모드에 대해 Up 또는 VPR을 확인하십시오. 더 높은 전류 용량이 부적합한 보호 수준을 보상하지는 않습니다.
고장 전류 적합성을 별도로 확인하십시오. 표시된 SCCR 및 필요한 상위 OCPD를 가용 고장 전류와 비교하십시오.
유지보수 용이성과 증빙 자료를 비교하십시오. 표시 장치, 원격 접점, 교체 가능한 모듈, 설치 제한 사항 및 모델별 인증을 검토하십시오.

견적 표준화 워크시트

분야	후보 A	후보 B	수락 결정
정확한 모델/구성			식별 가능해야 함
표준 및 SPD 유형			설치 위치에 맞아야 함
Uc/MCOV			실제 전기 시스템 전압 및 모드에 적합해야 함
모드별 Up/VPR			장비 보호 목적에 적합해야 함
In 및 파형			동일한 조건끼리 비교
Imax 및 파형			동일한 조건끼리 비교
해당되는 경우 Iimp 및 파형			Type 1 의무가 적용되는 곳에 필수
모드별/상별/극별 기준			정규화되어야 함
SCCR 및 필수 OCPD			가용 단락 전류 및 명시된 조건에 부합해야 함
상태/원격 표시			유지보수 계획과 일치
인증서 및 모델 범위			대상 시장에 대해 확인

이 워크시트는 영업용 헤드라인이 엔지니어링 사양으로 변질되는 것을 방지합니다.

서지 전류 정격과 SCCR을 혼동하지 마십시오

두 값 모두 kA로 표현될 수 있지만, 서로 다른 질문에 대한 답을 제공합니다.

서지 전류 정격 In, Imax, Iimp와 같은 정격은 정의된 과도 전류 부하를 설명합니다. SCCR SPD가 명시된 조건 하에서 사용하기에 적합한 예상 단락 전류 수준을 설명합니다.

SPD에 표시된 SCCR은 설치 지점에서 사용 가능한 고장 전류에 적합해야 합니다. 북미 지역 애플리케이션의 경우, 정확한 제품 리스팅, 전압, 구성 및 필요한 상단 과전류 보호 장치를 확인하십시오. SPD가 반드시 단락 전류를 자체적으로 차단하는 것은 아니며, 전체 보호 구성에는 내부 차단 장치와 외부 퓨즈 또는 회로 차단기가 포함될 수 있습니다.

UL의 공개 SPD 검증 자료는 관련 인증 장치에 대해 확인해야 할 표시 사항 중 전압, 주파수 또는 위상/DC 정보, VPR, In, MCOV 및 SCCR을 식별합니다. NEMA 서지 보호 연구소(Surge Protection Institute) 또한 회로에서 사용 가능한 고장 전류와 관련하여 SCCR을 설명합니다. 두 값 모두 제품의 광고된 최대 서지 전류 용량으로부터 추론해서는 안 됩니다.

설치 및 지역 코드 경계에 대해서는 VIOX를 검토하십시오 SPD 설치 요구사항 가이드.

수명 주기 비용을 약속이 아닌 워크시트로 활용하십시오

Gatekeeper Strategy의 예산 논리는 여전히 유용하지만, 임의로 설정한 제품 가격, 이벤트 횟수 또는 교체 주기가 아닌 프로젝트 입력값을 사용해야 합니다.

1회 교체 이벤트 비용 계산식:

교체 이벤트 비용
= 교체 SPD 비용
+ 전기 기술자 또는 유지보수 인건비
+ 계획된 또는 계획되지 않은 정전 시간 × 시간당 가동 중단 비용
+ 재시작, 검사 및 검증 비용
+ 해당되는 경우, 긴급 물류 비용

그런 다음 구매 가격 외의 요소를 기준으로 후보 제품을 비교하십시오:

비용 및 연속성 입력	중요한 이유
초기 제품 및 설치 비용	초기 차액을 산정
필수 셧다운 범위	교체가 단일 부하, 단일 패널 또는 시설 전체에 영향을 미치는지 여부를 보여줍니다
교체형 카트리지 또는 전체 장치 교체	인력, 예비 부품 및 접근 요건의 변경
로컬 및 원격 상태 표시	보호 손실을 감지하는 속도의 변경
문서화된 내구성 또는 반복 사용에 대한 증거	Imax로부터 수명을 추정하는 것보다 더 설득력 있음
예비 부품 가용성 및 교체 리드 타임	복구 위험에 영향을 미침
점검 및 검증 절차	고가 장치의 유지보수 가능성을 보장함

어렵거나 중요한 위치에서는 고용량 SPD가 경제적으로 합리적일 수 있지만, 그 결론은 더 큰 kA 단위의 제품이 10배 더 오래 지속된다는 보장된 주장이 아니라, 문서화된 제품 성능과 현장 영향 평가에 근거해야 합니다.

최종 SPD kA 선정 체크리스트

SPD 사양의 kA 항목을 승인하기 전에 다음 사항을 확인하십시오:

패널 암페어 정격이 SPD 서지 전류 계산에 사용되지 않았는지 확인하십시오.
필요한 SPD 유형 또는 테스트 등급이 확립되었는지 확인하십시오.
모든 kA 값이 In, Imax, Iimp, SCCR 또는 기타 명명된 정격으로 식별되는지 확인하십시오.
전류 정격의 근거가 되는 파형과 표준은 알려져 있습니다.
모드별, 상별, 극별 및 전체 조립품에 대한 선언이 표준화되었습니다.
Uc/MCOV는 실제 전기 시스템 전압 및 접지 방식과 일치합니다.
Up/VPR은 하위 장비 및 보호 목적에 적합합니다.
인입구, 배전, 분기 및 중요 부하 노출을 각각 별도로 평가했습니다.
상위 및 하위 SPD는 조정 검토를 위해 기록되었습니다.
SCCR과 지정된 백업 보호 장치는 가용 단락 전류 및 제품 지침에 적합합니다.
교체 접근성, 시각적 상태, 원격 신호 및 예비품 전략은 보호 기능 상실 시의 결과에 부합합니다.
정격 및 인증 요구 사항은 정확한 모델 문서에 의해 뒷받침됩니다.

올바른 결과는 “모든 곳에 가장 큰 kA를 적용하는 것”이 아닙니다. 이는 전류 정격, 위치, 보호 수준, 단락 전류 안전성, 유지보수성 및 제품 증빙 자료가 모두 일치하는 추적 가능한 선정 방식입니다.

사용 가능한 모델을 비교하려면 다음을 검토하십시오. VIOX SPD 제품군. 애플리케이션 지원을 받으려면 시스템 전압, 배선 및 접지 방식, 설치 위치, 상위 보호 장치, 가용 단락 전류, 요구 시장 및 후보 데이터시트를 다음으로 보내십시오. [email protected]. 그러면 VIOX는 헤드라인 kA 값을 전체 사양으로 간주하지 않고 관련 게시된 제품 정보를 식별할 수 있습니다.

메인 및 분기 패널용 SPD kA 정격 선정 방법

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