C IEC 61643-21 2007 - GROUND

KS C IEC 61643－21KSKSKSKSSKSKSKS KSKSKS SKSKS KSKS SKS KS

저전압 서지 보호 장치－제21부：통신망과신호망 접속용 서지 보호 장치－

성능요건 및 시험방법KS C IEC 61643－21：2007

산 업 자 원 부 기 술 표 준 원2007년 11월 30일 개정

http://www.kats.go.kr

2012-06-27, (주)그라운드에 라이센스를 부여하며 불법 복사 및 무단 배포를 금합니다.

KS C IEC 61643－21：2007

심의부회：전력기기부회

성 명 근 무 처 직 위

(위원장) 신 명 철 성균관대학교 교수

(위 원) 강 미 숙 영남대학교 화학과 교수

김 재 철 숭실대학교 교수

김 혜 림 한국전력연구원 책임연구원

박 현 숙 동아방송대 교수

홍 순 찬 단국대학교 교수

(당연직) 김 광 덕 대한전기협회 전기기술팀장

나 동 채 한국전력공사 표준품질팀장

임 승 학 한국전기공사협회 기술지원실장

전 기 중 한국전기안전공사 법정검사팀

부장

(간 사) 채 경 수 기술표준원 표준기술지원부 전기전자표준팀

표준열람 : 국가표준종합정보센터 (http://www.standard.go.kr)

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

제정자：산업자원부 기술표준원장 제 정 : 2005년 12월 6일

개 정：2007년 11월 30일 기술표준원 고시 제2007-1125호

심 의 부 회：산업표준심의회 전력기기부회

원안작성협력자：산업표준심의회 전력기기부회

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

이 표준에 대한 의견 또는 질문은 산업자원부 기술표준원 표준기술지원부 전기전

자표준팀(팀장 송양회 ☎ 02-509-7294)으로 연락하거나 웹사이트를 이용하여 주

십시오(http://www.kats.go.kr).

이 표준은 산업표준화법 제7조의 규정에 따라 5년마다 산업표준심의회에서 심의되

어 확인, 개정 또는 폐지됩니다.


KS C IEC 61643－21：2007

－i－

목 차 개요 ............................................................................................................................................................... 1 1 일반사항 ....................................................................................................................................................1

1.1 적용범위..........................................................................................................................................1

1.2 SPD 구성........................................................................................................................................1

1.3 표준의 적용 ....................................................................................................................................2

2 인용규격 ....................................................................................................................................................4

3 용어와 정의...............................................................................................................................................4

4 사용 조건과 시험 조건.............................................................................................................................7

4.1 사용 조건 ........................................................................................................................................7

4.2 시험 온도와 습도 ...........................................................................................................................8

4.3 SPD 시험........................................................................................................................................8

4.4 파형 허용 오차 ...............................................................................................................................8

5 요건 사항 ..................................................................................................................................................9

5.1 일반적인 요건.................................................................................................................................9

5.2 전기적 요건 ....................................................................................................................................9

5.3 기계적 요건 ..................................................................................................................................12

5.4 환경 요건 ......................................................................................................................................14

6 유형 시험 ................................................................................................................................................15

6.1 일반적인 시험...............................................................................................................................15

6.2 전기 시험 ......................................................................................................................................15

6.3 기계적 시험 ..................................................................................................................................24

6.4 환경 시험 ......................................................................................................................................27

6.5 합격 시험 ......................................................................................................................................28

부속서 A(참고) 한류 성분만 있는 장비.....................................................................................................42

부속서 B(참고) 전송 시험의 선택..............................................................................................................43

부속서 C(규정) 시험 순서 ..........................................................................................................................44

참고문헌 ...................................................................................................................................................... 45 해설 .............................................................................................................................................................46

그림 1 － SPD 구성 .................................................................................................................................. 2 그림 2 － 임펄스 리셋 시간 시험을 위한 시험 회로 ........................................................................... 29 그림 3 － 교류 내구성과 과부하 고장 모드 시험을 위한 시험 회로 .................................................. 30 그림 4 － 임펄스 내구성과 과부하 고장 모드 시험을 위한 시험 회로 .............................................. 31 그림 5 － 정격 전류, 직렬 저항, 응답 시간, 전류 리셋 시간, 최대 방해 전압과 동작 효율 시험을


KS C IEC 61643－21：2007

－ii－

위한 시험 회로 ....................................................................................................................... 32 그림 6 － 교류 내구성 시험을 위한 시험 회로 .................................................................................... 33 그림 7 － 임펄스 내구성 시험을 위한 시험 회로 ................................................................................. 34 그림 8 － 삽입 손실 시험을 위한 시험 회로 ........................................................................................ 35 그림 9 － 반사 손실 시험을 위한 시험 회로 ........................................................................................ 35 그림 10 － 종평형 시험을 위한 시험 회로 ............................................................................................ 36 그림 11 － 비트 에러율 시험을 위한 시험 회로 .................................................................................. 37 그림 12 － 근단 누화 시험을 위한 시험 회로 ...................................................................................... 38 그림 13 － 내열성/내습성과 환경 사이클 시험을 위한 시험 회로 ...................................................... 39 그림 14 － 환경 사이클 A(상대 습도 ≥ 90 %) ...................................................................................... 40 그림 15 － 환경 사이클 B ...................................................................................................................... 41 그림 A.1 － 한류 성분만 있는 장비의 구성 .......................................................................................... 42 표 1 － 일반적인 SPD 요건 적용 여부 ................................................................................................... 3 표 2 － 파형 허용 오차 ............................................................................................................................. 9 표 3 － 임펄스 제한 전압 시험시 전압과 전류 파형 ........................................................................... 16 표 4 － 임펄스 리셋 시간 시험시 전원 전압과 전류 ........................................................................... 17 표 5 － 교류 내구성 시험시 권장 전류값 .............................................................................................. 18 표 6 － 응답 시간 측정시의 시험 전류 ................................................................................................. 20 표 7 － 동작 효율 시험시 전류값 .......................................................................................................... 21 표 8 － 교류 시험시 전류값 ................................................................................................................... 21 표 9 － 임펄스 전류값 ............................................................................................................................ 22 표 10 － 그림 8의 표준 파라미터 .......................................................................................................... 23 표 11 － 종평형 시험시 임피던스값 ...................................................................................................... 23 표 12 － BER 시험의 시험 시간 ............................................................................................................ 24 표 13 － 나사가 있는 단자 또는 무나사 단자용 구리 도선의 연결부 단면적 ................................... 25 표 14 － 잡아당기는 힘(무나사 단자) .................................................................................................... 25 표 15 － 내열성과 내습성을 시험하기 위한 시험 시간 ........................................................................ 27 표 16 － 환경 사이클 시험 온도와 지속 시간 ...................................................................................... 28 표 B.1 － 여러 전송 시스템에 대한 SPD 시험 ..................................................................................... 43 표 C.1 － 표 1의 시험 순서 ................................................................................................................... 44


한국산업규격

KS C IEC 61643－21：2007

저전압 서지 보호 장치－제21부：통신망과 신호망 접속용 서지 보호 장치－

성능요건 및 시험방법

Low voltage surge protective devices－Part 21：Surge protective devices connected to telecommunications and signalling networks－

Performance requirements and testing methods 개요 이 규격은 2000년 제1판으로 발행된 IEC 61643－21, Low voltage surge protective devices－Part 21： Surge protective devices connected to telecommunications and signalling networks－Performance requirements and testing methods를 기초로, 기술적인 내용 및 대응국제표준의 구성을 변경하지 않고 작성한 한국산업규격이다. 1 일반사항 1.1 적용범위 이 규격은 직접 또는 간접적인 뇌 또는 기타 임시 과전압으로부터 전기 통신 네트워크를 보호하기 위한 서지 보호 장치에 적용된다. 이들 서지 보호 장치(SPD)는 동작 전압 범위가 교류 최대 1 000 V(실효값), 직류 최대 1 500 V인 전기 통신 네트워크를 보호하기 위한 것이다. 1.2 SPD 구성 이 표준에 따른 SPD 구성은 그림 1과 같다. SPD는 하나 이상의 전압 제한 성분으로 구성되며, 여기 에 한류 성분이 포함될 수 있다.


KS C IEC 61643－21：2007

2

a) 2단자 SPD

b) 3단자 SPD c) 3단자 SPD

d) 4단자 SPD e) 5단자 SPD

f) 다단자 SPD

a 공통 단자 C는 없을 수도 있다. V 전압 제한 성분 V, I 전압 제한 성분 또는 전압 제한 성분과 한류 성분 X1, X2, …, Xn 선로 단자 Y1, Y2, …., Yn 보호 선로 단자 C 공통 단자

그림 1 ― SPD 구성 1.3 표준의 적용 이 표준은 SPD의 유형 중 2가지 기본적인 유형을 대상으로 한다. 첫 번째 유형은 용기 내에 하나 이상의 전압 제한 성분을 포함하며, 한류 성분은 포함하지 않는 것


KS C IEC 61643－21：2007

3

이다. 그림 1의 SPD 구성은 모두 이 유형에 속할 수 있으며, 이러한 유형의 SPD는 5.1, 5.2.1, 5.3 의 요건을 모두 충족해야 한다(표 1 참조). 그림 1 b), 1 d), 1 e), 1 f)의 SPD는 도선 단자와 해당 보호 도선 단자 사이에 선형 성분이 포함될 수 있다. 이들 SPD는 5.2.2의 해당 요건도 충족해야 한다. 두 번째 유형은 용기 내에 전압 제한 성분과 한류 성분을 모두 포함하는 것이다. 그림 1 b), 1 d), 1 e), 1 f)의 SPD가 여기에 해당할 수 있다. 이러한 유형의 SPD는 5.1, 5.2.1, 5.2.2, 5.3의 요건을 모두 충족 해야 한다(표 1 참조). 한류 성분만을 가지는 보호 장비의 구성에 대해서는 부속서 A를 참조한다. SPD의 용도에 따라 추가적인 요건을 충족해야 하는 경우가 있다. 이러한 추가 요건에 대해서는 5.2.3과 5.4를 참조한다(표 1 참조). 5.2.3에서는 전기 통신 요건에 따른 SPD의 전송 시험 요건에 대해 다룬다. 5.2.3에서 제시된 요건은 SPD 적용 용도를 고려하여 선택한다. 전송 시험 요건의 선택에 대한 일반적인 가이드라인은 부속서 B를 참조한다. 5.4에서는 비통제 환경(4.1 참조) 전용 SPD의 환경 요건에 대해 다룬다. 5.4에서 제시된 요건의 적용 여부는 제조업체와의 협의를 거쳐 결정한다. 각 SPD 유형이 충족해야 할 요건에 대한 예를 표 1에 제시하였다. 시험 순서와 시험 견본의 수에 대해서는 부속서 C를 참조한다.

표 1 ― 일반적인 SPD 요건 적용 여부

SPD 유형 일반사항

5.1 전압 제한 성분

5.2.1 한류 성분

5.2.2 전송 요건

5.2.3 기계 요건

5.3 환경 요건

5.4

전압 제한 기능만 있는 SPD

예 예 아니요 아니요 예 아니요

전압 제한 기능과 한류 기능이 있는

SPD 예 예 예 아니요 예 아니요

전압 제한 기능이 있고 단자 사이에 선형 성분이 있는

SPD

예 예 예 아니요 예 아니요

전압 제한 기능과 한류 기능이 있으며 전송 능력이 보강된

SPD

예 예 예 예(부속서 B를 참조하여 시험

선택) 예 아니요

전압 제한 기능만 있으며 비통제 환경

전용으로 제작된 SPD

예 예 아니요

아니요 또는 예 (부속서 B를

참조하여 시험 선택)

예 예

전압 제한 기능과 한류 기능이 있으며

비통제 환경 전용으로 제작된 SPD

예 예 예

아니요 또는 예 (부속서 B를

참조하여 시험 선택)

예 예


KS C IEC 61643－21：2007

4

2 인용규격 다음의 인용규격은 이 규격의 적용을 위해 필수적이다. 발행연도가 표기된 인용규격은 인용된 판만 을 적용한다. 발행연도가 표기되지 않은 인용규격은 최신판(모든 추록을 포함)을 적용한다. KS C IEC 60050－702：2002, 국제 전기 기술 용어－제702장：발진, 신호 및 관련 장치 KS C IEC 60050－726：2002, 국제 전기 기술 용어－제726장：전송 선로 및 도파관 KS C IEC 60060－1：2001, 고전압 시험방법－제1부：정의 및 시험 조건 KS C IEC 60529：2006, 외곽의 밀폐 보호 등급 구분(IP코드) KS C IEC 60695－2－1－1：2002, 화재 위험성 시험－제2부：시험방법－제1절/시트 1：글로 와이어 완제품 시험 및 지침 KS C IEC 60950：2002, 정보 기술 기기의 안전성 KS C IEC 60999－1：2003, 접속 기구－동선용 나사형 및 꽂음형 전선 커넥터의 안전 요구사항－제 1부：0.2~35 mm2의 전선 커넥터 KS C IEC 61000－4－5：2003, 전기 자기 적합성(EMC)－제4부：시험 및 측정 기술－제5절：서지 내 성 시험 KS C IEC 61083－1：2006, 고전압 임펄스 시험을 위한 장비와 소프트웨어－장비를 위한 요구사항 KS C IEC 61180－1：2006, 저전압 장비에 대한 고전압 시험방법－제1부：정의, 시험 및 요구사항 KS C IEC 61643－1：2007, 저전압 배전 계통의 서지 보호 장치－제1부：성능 및 시험방법 IEC 60068－2－30：1980, 환경 시험－제2부：시험－시험 데이터베이스 및 관련 지침：감쇠열, 사이 클(12＋12시간 사이클) ITU－T 권고 사항 K.17：1988, 고체 장비를 이용한, 외부 간섭 차단 배치 상태의 점검을 위한 전력 공급 중계기 시험 ITU－T 권고 사항 K.30：1993, 정온도 계수(PTC) 서미스터 3 용어와 정의 이 규격에서 사용하는 주된 용어와 정의는 다음과 같다. 3.1 모델 번호 SPD 식별을 위해 SPD에 지정되거나 이 문서에서 제시된 코드 3.2 우선값 시험 관련 표에 수록된 변수의 값으로서, 통일성과 여러 보호 장비의 비교를 위해 우선 사용하도록 권장하는 값. 전기 통신 네트워크용 서지 보호 장비의 사용자와 제조업체에 공통적인 기준을 제시하 는 역할도 한다. 그러나 표에 제시된 우선값 이외의 값을 적용해야 하는 경우도 있다. 3.3 과부하 고장 모드 모드 1：SPD의 전압 제한 성분이 연결되지 않은 경우, 서지 보호 장비는 동작하나 전압 제한 기능

은 동작하지 않는다. 모드 2：SPD의 내부 임피던스가 매우 작아 SPD의 전압 제한 성분이 단락된 경우, 도선은 동작하지

않으나 단락 회로에 의해 장비가 보호를 받는다. 모드 3：SPD 전압 제한 성분의 네트워크 측에서 내부 개방이 발생한 경우, 도선은 동작하지 않으나

개방 도선에 의해 장비가 보호를 받는다.


KS C IEC 61643－21：2007

5

3.4 보호 일정한 영역을 넘어서 과도한 전기 에너지가 전달되지 않도록 하기 위한 방법과 수단을 적용하는 것. 3.5 전류 응답 시간 한류 성분이 특정 전류와 특정 온도에서 동작할 때 소요되는 시간 3.6 최대 연속 동작 전압 Uc SPD의 전송 특성을 해치지 않으면서 SPD 단자에 연속적으로 가할 수 있는 최대 전압(직류값 또는 실효값) 3.7 최대 차단 전압 SPD의 전송 특성을 해치지 않으면서 SPD의 한류 성분에 가할 수 있는 최대 전압(직류값 또는 실효 값). 최대 차단 전압은 SPD 내부의 한류 성분 배치 상태에 따라 Uc와 같거나 그보다 클 수 있다. 3.8 서지 보호 장치(SPD) 임시 과전압을 제한하고 서지 전류를 우회시키기 위한 장비. 하나 이상의 비선형 전압 제한 성분을 가진다. 3.9 전압 제한 모든 전압을 일정값 이하로 낮추는 SPD의 작용 3.10 한류 모든 전류를 일정값 이하로 낮추는, 하나 이상의 비선형 한류 성분을 가지는 SPD의 작용 3.11 비리셋식 한류 1회에 한해 전류를 제한하는 SPD의 작용 3.12 리셋식 한류 전류를 제한한 후 수동으로 리셋하는 SPD의 작용 3.13 자체 리셋 한류 전류를 제한한 후 방해 전류가 제거되면 자동으로 리셋하는 SPD의 작용 3.14 전압 클램프식 SPD 서지가 없을 때에는 션트 임피던스가 높고, 전압 서지가 있으면 임피던스가 급격히 감소하는 SPD. 전압 클램프 장치로 흔히 사용되는 것에는 바리스터와 억제 다이오드가 있다. 제한식 SPD라고도 한다.


KS C IEC 61643－21：2007

6

3.15 전압 스위치식 SPD 서지가 없을 때에는 션트 임피던스가 높고, 전압 서지가 있으면 임피던스가 급격히 감소하는 SPD. 전압 스위치 장치로 흔히 사용되는 것에는 공극, 가스 밀봉 튜브, 사이리스터가 있다. 쇠지레식 SPD 라고도 한다. 3.16 전압 보호 레벨 Up SPD가 단자 양단의 전압을 제한하는 능력을 나타내는 계수. 전압 보호 레벨은 최대 임펄스 제한 전 압값으로서 제조업체에서 지정한다. 3.17 다단계 SPD 둘 이상의 전압 제한 성분을 가지는 SPD. 전압 제한 성분들 사이에 직렬 성분이 있을 수도 있고 그 렇지 않을 수도 있다. 전압 제한 성분은 스위치식 또는 클램프식일 수 있다. 3.18 맹점 전압이 최대 연속 동작 전압 Uc보다 높아 SPD가 제대로 작동하지 않는 상태. SPD가 제대로 작동 하지 않는다는 것은 임펄스 시험시 다단계 SPD 중 작동하지 않는 단계가 있는 경우를 뜻한다. 이 경우, SPD 성분에 과부하가 걸릴 수 있다. 3.19 교류 내구성 SPD가 특정 크기의 교류 전류를 지정된 횟수만큼 흐르게 할 수 있는 능력 3.20 임펄스 내구성 SPD가 특정한 파형과 피크값을 가지는 임펄스 전류를 지정된 횟수만큼 흐르게 할 수 있는 능력 3.21 전류 리셋 시간 자체 리셋 한류기가 정상 상태 또는 정지 상태로 되돌아가는 데 걸리는 시간 3.22 정격 전류 한류 SPD의 한류 성분 동작 특성에 지장이 없이 SPD가 연속적으로 흐르게 할 수 있는 최대 전류 3.23 절연 저항 SPD의 지정 단자에 Uc가 걸렸을 때 양 단자 사이의 저항 3.24 반사 손실 반사 계수 역수의 모듈러스. 일반적으로 데시벨(dB)로 표시함. 비고 임피던스를 정의할 수 있는 경우, 반사 손실은 다음과 같이 계산된다.

20 log10MOD[(Z1＋Z2 )/(Z1－Z2 )]

여기에서


KS C IEC 61643－21：2007

7

Z1：불연속 발생 전 전송선의 특성 임피던스 또는 소스의 임피던스 Z2：불연속 발생 후의 임피던스 또는 소스와 부하 사이의 접합 지점에서 바라본 부하

임피던스 [IEV 702－07－25 개정판]

3.25 비트 에러율(BER) 주어진 시간 간격 동안의 비트 에러 수와 전체 전송 비트 수의 비율 3.26 삽입 손실 전송 시스템에 SPD를 삽입했을 때 생기는 손실. SPD 삽입 전후에 SPD 삽입 지점 뒷부분에 전달되 는 전력의 비에 해당한다. 삽입 손실은 보통 데시벨 단위로 표시한다[IEV 726－06－07 개정판]. 3.27 근단 누화(NEXT) 분산 채널에서 전류가 전달되는 방향의 반대 방향으로 전파되는 누화. 일반적으로, 분산 채널에서 근단 누화가 발생하는 단자는 분산 채널의 구동 단자 또는 그 근처가 된다. 3.28 종평형(아날로그 음성 주파수 회로) 복선 도선을 이루는 각 도선의 접지점에 대한 전기적 대칭성 3.29 종평형(데이터 전송) 평형 회로에서, 둘 이상의 도선들의 접지점(또는 공통점)에 대한 임피던스의 유사성. 공통 모드 간섭 에 대한 취약성의 척도가 된다. 3.30 종평형(통신 및 제어 케이블) SPD의 접지점에 대한 분산 공통 모드(종방향) 실효 전압(Vs)과 그로 인한 편차 모드(금속부) 실효 전압(Vm)의 비를 데시벨(dB)로 표시한 것. 비고 종평형을 dB로 표시하는 식은 다음과 같다.

20 log10Vs/Vm

여기에서 Vs와 Vm：동일한 주파수에서 측정한다.

3.31 종평형(전기 통신) SPD의 분산 공통 모드(종방향) 전압 Vs와 그로 인한 편차 모드(금속부) 전압 Vm의 비를 데시벨 (dB)로 표시한 것. 4 사용 조건과 시험 조건 4.1 사용 조건


KS C IEC 61643－21：2007

8

4.1.1 일반적인 사용 조건 a) 기압 기압 = 80~160 kPa. 해발 고도 －500~＋2 000 m에 해당하는 기압이다. b) 온도와 습도 통제 환경의 경우, 온도 범위는 －40~＋70 ℃, 습도 범위는 상대 습도 5~96 %이다.

통제 환경의 경우, 온도 범위는 －5~＋40 ℃, 습도 범위는 상대 습도 10~80 %이다.

4.1.2 특수 사용 조건 특수한 조건에서 SPD를 사용하는 경우, SPD의 설계와 용도를 고려해야 하며 제조업체에 문의해야 한다. 4.2 시험 온도와 습도 특정한 특성을 시험할 때 SPD가 온도에 대해 그다지 민감하지 않은 것으로 알려진 경우에는 (23± 2) ℃, 상대 습도 45~55 % 범위에서 시험을 실시할 수 있다. 그러나 온도에 민감한 시험의 경우에는 시험 목적에 적합한 온도 범위에서 시험을 실시해야 한다. 이 경우, 온도 범위는 4.1에서 언급한 범 위보다 좁을 수 있다. 특수한 SPD의 경우에는 선택된 온도 범위 중 한쪽 값만 최악의 시험 조건에 해당한다는 것이 알려 져 있을 수도 있다. 이런 경우, 최악의 시험 조건에 해당하는 온도에서 시험을 실시해야 한다. 동일 한 SPD에 대해서도, 이러한 온도는 6.에 설명된 시험방법에 따라 다를 수 있다. 극단적인 온도에서 시험을 실시해야 하는 경우, 열충격이 가해지지 않도록 SPD를 해당 온도까지 서 서히 가열 또는 냉각해야 한다. 특별한 언급이 없는 경우, 최소한 1시간 동안 SPD를 서서히 가열 또 는 냉각해야 한다. SPD는 시험 전에 충분한 시간 동안 열적 평형 상태에 있어야 한다. 특별한 언급 이 없는 경우, SPD는 최소 15분 동안 열적 평형 상태에 있어야 한다. 4.3 SPD 시험 이 표준에서 다루는 SPD는 SPD가 설치된 장소에서 연결부 또는 단자부를 이용하여 시험해야 한다. 또한 측정 역시 SPD의 연결부 또는 단자부에서 실시해야 한다. 받침대 또는 커넥터와 함께 사용할 SPD는 받침대 또는 커넥터와 함께 시험해야 한다. 받침대가 있는 경우, 가능한 한 SPD의 단자와 가 까운 위치에서 측정해야 한다. 측정에 사용하는 오실로스코프는 KS C IEC 61083－1에 적합한 것이어 야 한다. 그림 1 c), 1 e), 1 f)의 SPD는 전체 임펄스 전류를 통과시키는 공통 션트 성분(소자 또는 도선)을 가질 수 있다. 제조업체는 이러한 공통 션트 성분의 최대 임펄스 전류값을 명시해야 한다. 최대 임펄스 전류값은 각 도선 단자의 최대 전류 용량에 도선 단자의 수 n을 곱한 값보다 작을 수 있다. SPD의 모든 도선 단자는 공통 단자에 대해 동시에 시험을 해야 한다. 독립적인 션트 성분을 가지는 SPD 의 경우, 각 도선 단자는 공통 단자에 대해 독립적으로 시험을 실시한다. 샘플의 수와 허용 고장률은 제조업체와 사용자의 협의를 거쳐 결정한다. 4.4 파형 허용 오차 파형 파라미터 A/B[A = 앞서는 시간(밀리초 단위), B = 진폭이 절반으로 될 때까지 걸리는 시간(밀리 초 단위)]의 정의는 KS C IEC 60060－1을 따른다(KS C IEC 61000－4－5 참조). 표 2는 이 표준에 적 용되는 파형의 허용 오차이다.


KS C IEC 61643－21：2007

9

표 2 ― 파형 허용 오차

파형 관련 항목 1.2/50 또는 10/700

개방 전압

8/20 또는 5/300

단락 전류 기타 파형

피크 ±10 % ±10% ±10 % 앞서는 시간 ±30 % ±20 % ±30 % 진폭이 절반으로 될 때까지 걸리는 시간

±20 % ±20 % ±20 %

5 요건 사항 5.1 일반적인 요건 이 표준에서 다루는 모든 SPD는 다음의 요건을 충족해야 한다. 5.1.1 표시 사항과 문서 제공 아래 a)~n)에 해당하는 사항을 5.1.2에 명시한 방법에 따라 SPD 몸체에 표시하거나, 문서로 제공 하거나 포장 용기에 인쇄해야 한다. 약어를 사용한 경우, 약어 해설 자료를 제공해야 한다. 6.에 의 한 SPD 시험의 경우, 시험 조건을 문서로 명시해야 한다. a) 제조업체명 또는 상표 b) 제조연월일 또는 일련 번호 c) 모델 번호 d) 사용 조건 e) 최대 연속 동작 전압 Uc

f) 정격 전류 g) 전압 보호 레벨 Up

h) 임펄스 리셋(해당되는 경우) i) 교류 내구성 j) 임펄스 내구성 k) 과부하 고장 모드 l) 전송 특성 m) 기타 교체 가능 성분이나 방사성 동위원소의 사용 등에 관한 정보 n) 직렬 저항(해당되는 경우) 5.1.2 표시 방법 5.1.1의 항목 중, a) 제조업체명 또는 상표, b) 제조연월일 또는 일련 번호, c) 모델 번호, e) 최대 연 속 동작 전압은 SPD에 명확하게 표시해야 한다. SPD를 사용하는 동안 표시 내용이 지워지지 않도록 해야 한다. 특별 취급 등에 관한 사항은 문서로 제공하거나 포장 용기에 인쇄해야 한다. 6.1.2에 의 거하여 적합성 여부를 확인해야 한다. 5.2 전기적 요건 6.의 내용에 따라 SPD를 시험할 때 다음의 요건을 충족해야 한다.


KS C IEC 61643－21：2007

10

5.2.1 전압 제한 요건 전압 제한 성분만을 가지는 SPD의 경우, 5.2.1의 요건을 모두 충족해야 한다. 전압 제한 성분과 한류 성분을 가지는 SPD의 경우 5.2.1의 요건을 모두 충족해야 하며, 5.2.2 중 해당되는 요건을 충족해야 한다. 도선 단자와 보호 도선 단자 사이에 선형 성분을 가지는 SPD의 경우, 5.2.2 중 해당되는 요건을 충 족해야 한다. 5.2.1.1 최대 연속 작동 전압(Uc) 제조업체는 SPD의 최대 연속 작동 전압을 명시해야 한다. 6.2.1.1에 의거하여 적합성 여부를 확인 해야 한다. 5.2.1.2 절연 저항 제조업체는 절연 저항을 명시해야 한다. 6.2.1.2에 의거하여 적합성 여부를 확인해야 한다. 5.2.1.3 임펄스 제한 전압 표 3의 시험 조건에 따라 시험을 실시했을 때 임펄스 전압이 특정값 이하로 제한되어야 한다. 전압 제한값은 해당 전압 보호 레벨 Up를 넘지 않아야 한다. KS C IEC 61180－1 참조 5.2.1.4 임펄스 리셋 이 요건은 스위치식 SPD에만 적용된다. 표 3의 임펄스파를 가했을 때, SPD가 꺼지거나 정지 상태가 되지 않아야 한다. 임펄스파를 가하는 동안 표 4의 전압을 SPD에 가해야 한다. 특별한 언급이 없는 경우, SPD는 30 ms 이내에 높은 임피던스 상태로 복귀해야 한다. 5.2.1.5 교류 내구성 표 5의 전류를 이용하여 6.2.1.5에 의거하여 시험을 실시했을 때, 5.2.1과 5.2.2의 해당 요건을 충족 해야 한다. 5.2.1.6 임펄스 내구성 표 3의 전압 파형을 이용하여 6.2.1.6에 의거하여 시험을 실시했을 때, 5.2.1과 5.2.2의 해당 요건을 충족해야 한다. 5.2.1.7 과부하 고장 모드 6.2.1.7에 의거하여 시험을 실시했을 때 화재 위험, 폭발 위험 또는 전기적 위험이 없어야 하며, 독 성 증기가 방출되지 않아야 한다. 제조업체는 6.2.1.7의 고장 모드를 일으키는 임펄스 전류값(8/20)과 교류 전류값을 제시해야 한다. 5.2.1.8 맹점 제조업체에서 맹점과 관련된 정보를 제공하지 않은 경우, 6.2.1.8에 의거하여 다단계 SPD 시험을 실


KS C IEC 61643－21：2007

11

시해야 한다. 5.2.2 한류 요건 전압 제한 성분과 한류 성분을 모두 가지는 SPD의 경우, 한류 성분은 5.2.2의 해당 요건을 모두 충 족해야 한다. 도선 단자 사이에 선형 성분(예를 들면 저항, 인덕터)이 있는 SPD는 5.2.2.1, 5.2.2.2, 5.2.2.7, 5.2.2.8의 요건을 준수해야 한다. 5.2.2.1 정격 전류 제조업체는 정격 전류를 명시해야 한다. 6.2.2.1에 의거한 시험을 실시하여 정격 전류를 확인해야 한 다. 시험으로 인해 SPD의 한류 성분 동작 특성에 변화가 없어야 한다. 5.2.2.2 직렬 저항 제조업체는 직렬 저항값과 허용 오차를 명시해야 한다. 6.2.2.2에 의거한 시험을 실시하여 직렬 저항 값을 확인해야 한다. 5.2.2.3 전류 응답 시간 6.2.2.3에 의거하여 시험을 실시했을 때, 한류 성분은 제조업체가 명시한 응답 시간 이내에서 동작 해야 한다. 표 6의 시험 전류값을 적용한다. ITU－T 권고 사항 K.30 참조 5.2.2.4 전류 리셋 시간 하나 이상의 자체 리셋 한류 성분을 가지는 SPD는 6.2.2.4에 의거한 시험을 실시해야 한다. 특별한 언급이 없는 경우 리셋 시간, 즉 한류 성분이 정지 상태로 복귀할 때까지 걸리는 시간은 120초 이 내여야 한다. 이 요건은 수동 리셋 한류 성분을 가지는 SPD에는 적용되지 않는다. 5.2.2.5 최대 방해 전압 이 요건은 자체 리셋 또는 수동 리셋 한류 성분을 가지는 SPD에만 적용된다. SPD 제조업체는 한류 성분의 최대 방해 전압을 명시해야 한다. 6.2.2.5에 의거한 시험을 실시하여 최대 방해 전압값을 확 인한다. 시험 후에 한류 성분의 동작 특성이 나빠지지 않아야 한다. 5.2.2.6 동작 효율 시험 이 요건은 자체 리셋 또는 수동 리셋 한류 성분을 가지는 SPD에만 적용된다. 최대 방해 전압에서 SPD를 반복적으로 사용했을 때, 한류 성분이 충분히 동작할 수 있는 전류(표 7)가 흘러야 한다. 시 험을 실시한 후, 5.2.2.3, 5.2.2.4의 요건을 충족해야 한다. 5.2.2.7 교류 내구성 지정된 전류에서 SPD를 반복적으로 사용했을 때, 표 8의 교류 전류가 흘러야 한다. 시험을 실시한 후, 5.2.2.1, 5.2.2.2, 5.2.2.3의 요건을 충족해야 한다.


KS C IEC 61643－21：2007

12

5.2.2.8 임펄스 내구성 SPD에 지정된 피크 전류값의 서지를 지정된 횟수만큼 가했을 때, 표 9의 임펄스 전류가 흘러야 한 다. 6.2.2.8에 의거하여 서지를 가한 후, SPD의 한류 성분이 5.2.2.1, 5.2.2.2, 5.2.2.3의 요건을 충족 해야 한다. 5.2.3 전송 요건 전기 통신(예를 들면 음성, 데이터, 영상)에 이용되는 SPD는 5.2.1, 5.2.2의 요건 이외에도 5.2.3의 요 건을 충족해야 한다. 전송 요건 시험의 선택에 대해서는 부속서 B를 참조한다. 5.2.3.1 전기 용량 제조업체는 지정 단자 사이의 전기 용량값을 명시해야 한다. 6.2.3.1에 의거한 시험을 통해 전기 용 량값을 확인해야 한다. 5.2.3.2 삽입 손실 6.2.3.2에 의거한 시험을 실시하여 SPD를 삽입했을 때 신호 생성 장비와 측정 장비 사이에 전압 강 하가 있는지 확인해야 한다. 5.2.3.3 반사 손실 6.2.3.3에 의거한 시험을 실시하여 특정 주파수 영역에서 SPD 삽입으로 인해 정합 전송선으로 반사 되는 신호의 양을 결정해야 한다. 5.2.3.4 종평형 6.2.3.4에 의거한 시험을 실시하여 평형 회로에 사용된 SPD의 최저 종평형 허용 레벨을 결정해야 한 다. 종평형은 해당 주파수 영역 안에서 측정한다. 5.2.3.5 비트 에러율(BER) 6.2.3.5에 의거한 시험을 실시하여 SPD를 삽입했을 때 디지털 전송 시스템의 비트 에러가 발생하는 지 확인한다. 5.2.3.6 근단 누화(NEXT) 6.2.3.6에 의거한 시험을 실시하여 SPD를 삽입했을 때 한 회로에서 다른 회로로 커플링되는 신호의 양을 결정한다. 5.3 기계적 요건 SPD는 다음의 기계적 요건을 충족해야 한다. 그러나 기계적 요건 중 일부 내용은 국가에 따라 다를 수 있다. 5.3.1 단자와 커넥터 a) 단자와 커넥터는 SPD에 단단히 고정하여 조임 나사 또는 너트가 조여지거나 풀어지지 않도록 해


KS C IEC 61643－21：2007

13

야 한다. 조임 나사 또는 너트를 풀 때에는 공구를 사용해야 한다. b) 나사, 전류 전달 부품, 커넥터

1) 전기적 연결이든 기계적 연결이든, 연결부는 정상적인 사용에 따른 기계적 스트레스와 고전류 서지에 의한 기계적 스트레스를 견딜 수 있어야 한다. SPD를 설치할 때에는 절단형 나사를 사용하지 않아야 한다. 육안 검사를 실시하고 6.3.1.2에 의거하여 시험을 실시해야 한다.

2) 금속부의 복원력이 우수하여 절연 소재의 수축 또는 항복을 보상할 수 있는 경우 이외에 전기 적 연결부는 세라믹, 순운모, 기타 적절한 특성을 가지는 소재 이외의 절연 소재를 통해 접촉 압력이 전달되지 않도록 해야 한다. 육안 검사를 실시한다. 치수를 고려하여 소재의 적합성 여부를 결정한다.

3) 접지용 도선을 포함한 전류 전달 부품과 커넥터는 다음 소재로 제작해야 한다. － 구리 － 저온 사용 부품용 구리를 58 % 이상 포함하는 합금 － 내식성과 기계적 특성이 구리보다 우수한 소재로서, 비저온 사용 부품용 구리를 50 % 이상

포함하는 합금, 기타 금속 또는 코팅 금속 기계적 연결부에 대한 단자 요건에 대해서는 KS C IEC 61643－1을 참조한다.

c) 외부 도선용 무나사 단자

1) 단자는 다음과 같이 구성되어야 한다. － 각 도선은 독립적으로 고정해야 하며, 도선들은 동시에 또는 개별적으로 연결 또는 분리할

수 있어야 한다. － 도선은 허용되는 수만큼 확실하게 고정할 수 있어야 한다.

2) 단자에 고정된 도선에 과도한 손상이 가해지지 않도록 단자를 구성해야 한다. d) 외부 도선용 절연 침투 연결부

1) 절연 침투 연결부는 기계적 연결이 확실해야 한다. 육안 검사와 6.3.1.4에 의거한 시험을 실시한다.

2) 접촉 압력을 제공하는 나사는 SPD 고정과 회전 방지에는 이용할 수 있으나, 다른 부품을 고정 하기 위한 목적으로는 사용할 수 없다. 육안 검사를 실시한다.

3) 부드럽거나 변형이 쉬운 금속으로 된 나사는 사용할 수 없다. 육안 검사를 실시한다.

e) 내식성 소재：클램프(조임 나사 제외), 너트, 고정 클립, 스러스트 워셔, 철사, 기타 유사 부품은

내식성 금속으로 만든 것을 사용해야 한다(KS C IEC 60999－1 참조). 5.3.2 기계적 강도(장착) 기계적 안전성을 위해 적절한 장착 수단이 제공되어야 한다. 5.3.3 고형 물체와 수분 침투에 대한 저항성 SPD는 4.1의 사용 조건에서 제 기능을 수행할 수 있어야 한다. 건물 외부에 설치하는 SPD는 유리, 세라믹, 기타 자외선과 부식, 침식, 트래킹 등을 견딜 수 있는 적합한 소재로 제작한 방호벽 안에 보관해야 한다.


KS C IEC 61643－21：2007

14

전위가 다른 두 지점 사이의 표면 누설 거리는 충분히 커야 한다. 국가별로 다른 규정을 적용할 수 있다. 5.3.4 직접 접촉 방지 SPD의 동작 부분은 사용 중에 외부와 직접 접촉하지 않아야 한다. 이 요건은 Uc가 50 V(실효값) 또 는 71 V(직류값) 이상인 SPD에 적용된다. 접근 금지 SPD로 분류된 SPD 이외의 SPD는 설치, 연결된 후 공구를 사용하지 않고 제거할 수 있 는 부품이 제거된 후에도 동작 부분이 외부와 접촉하지 않아야 한다(6.3.4에 의거하여 분리한 부품을 점검한다). 접지 단자와 모든 동작 부분 사이의 저항은 낮아야 한다(KS C IEC 60529 참조). 국가별로 다른 규정을 적용할 수 있다. 5.3.5 화재 예방 용기의 절연부는 비가연성 소재 또는 자체 소화성 소재로 제작해야 한다. 국가별로 다른 규정을 적용할 수 있다. 5.4 환경 요건 4.1의 비통제 환경 전용 SPD는 사용자와 제조업체의 협의를 거쳐 다음의 환경 요건을 준수해야 한다. 5.4.1 내열성과 내습성 SPD를 표 15의 시간 동안 80℃, 상대 습도 90 % 조건에 노출시킨다. 이 시험은 비통제 환경 전용 SPD에만 적용되며, 6.4.1에 의거하여 실시한다. 노출 후, SPD의 전압 제한 성분은 5.2.1.2, 5.2.1.3의 요건을 충족해야 한다. SPD가 한류 성분을 가지는 경우, 한류 성분이 5.2.2.2, 5.2.2.3의 요건을 충족 해야 한다. 제조업체의 여러 SPD가 Uc 값 이외의 조건이 동일하고, Uc 값 차이로 인한 전압 제한 성분과 한류 성분의 정격 전압 변화를 제외한 다른 조건이 동일한 경우, 전압 보호 레벨이 가장 높은 SPD만 시 험을 실시한다. 5.4.2 임펄스 서지 환경 사이클 임펄스 전류가 흐를 때 습도가 높은 조건에서 SPD를 온도 사이클에 노출시킨다. 사이클 온도는 표 16에서 선택한다. 사이클 진행 중인 동안과 그 후에 SPD의 전압 제한 성분이 5.2.1.2, 5.2.1.3의 요건을 충족해야 한다. SPD가 한류 성분을 가지는 경우, 한류 성분이 5.2.2.2, 5.2.2.3의 요건을 충족해야 한다. 이 시험은 비통제 환경용 SPD에 대해서만 실시하며 6.4.2에 의거하여 실시한다. 제조업체의 여러 SPD가 Uc 값 이외의 조건이 동일하고, Uc 값 차이로 인한 전압 제한 성분과 한류 성분의 정격 전압 변화를 제외한 다른 조건이 동일한 경우, 전압 보호 레벨이 가장 높은 SPD만 시


KS C IEC 61643－21：2007

15

험을 실시한다. 5.4.3 교류 서지 환경 사이클 교류 전류가 흐를 때 습도가 높은 조건에서 SPD를 온도 사이클에 노출시킨다. 전류값과 전류 지속 시간은 표 5에서 선택하며, 사이클 온도는 표 16에서 선택한다. 사이클 진행 중인 동안과 그 후에 SPD는 5.2.1.2, 5.2.1.3의 요건을 충족해야 한다. 이 시험은 비통제 환경용 SPD에 대해서만 실시하며 6.4.3에 의거하여 실시한다. 제조업체의 여러 SPD가 Uc 값 이외의 조건이 동일하고, Uc 값 차이로 인한 전압 제한 성분과 한류 성분의 정격 전압 변화를 제외한 다른 조건이 동일한 경우, 전압 보호 레벨이 가장 높은 SPD만 시 험을 실시한다. 6 유형 시험 6.1 일반적인 시험 6.1.1 표시 사항과 문서 제공 5.1.1의 요건에 따른 표시 사항과 문서 제공 준수 여부를 확인한다. 6.1.2 표시 사항 표시 사항을 확인한다. 양각이나 음각으로 표시한 경우 이외에는 다음 절차에 따라 표시 내용이 지 워지는지 여부를 시험한다. 물에 적신 원면으로 15초 동안 표시 내용을 문지른다. 헥산 용매에 카리부탄올값이 29, 초기 비점 이 약 65 ℃, 비중이 0.68 g/cm3인 방향제가 최대 0.1부피% 녹아 있는 용액에 원면을 적신 후 15초 동안 표시 내용을 문지른다. 시험 후에 표시 내용이 잘 보여야 한다. 6.2 전기 시험 6.2.1 전압 제한 시험 6.2.1.1 최대 연속 동작 전압(Uc) 6.2.1.2에 의거한 절연 저항 시험을 실시하면서 Uc를 확인한다. 6.2.1.2 절연 저항 절연 저항은 단자의 양극에서 동시에 측정해야 한다. 시험 전압은 Uc와 같아야 하며, 단자 사이에 흐 르는 전류를 측정해야 한다. 절연 저항은 시험 전압을 전류 측정값으로 나눈 값이며, 제조업체에서 명시한 값보다 크거나 같아야 한다. 6.2.1.3 임펄스 제한 전압 표 3의 카테고리 C에서 선택한 임펄스를 해당 단자에 가하여 SPD를 시험한다. 전류값은 임펄스 내


KS C IEC 61643－21：2007

16

구성 시험(6.2.1.6 참조)에서 결정된 SPD의 에너지 용량을 기준으로 선택한다. 임펄스 제한 전압 시 험과 임펄스 내구성 시험은 동일한 임펄스를 사용하여 실시한다. 카테고리 A1, B, C, D와 SPD 사용 설명서에 기재된 파형을 이용하여 시험을 추가로 실시할 수 있다. 그러나 이것은 선택 사항이며, 해당 SPD에 필요한 경우에만 실시한다. 전류값은 제조업체에서 명 시한 SPD의 에너지 용량을 기준으로 선택한다. 임펄스 시험시 특별한 언급이 없으면 음 임펄스와 양 임펄스 각각 5개에 대해 시험을 실시한다. 임 펄스 발생 장치는 표 3의 개방 전압과 단락 전류 조건을 만족해야 한다. 부하가 없을 때 각 임펄스에 대한 전압 제한을 측정한다. 각 단자의 최대 전압 측정값은 전압 보호 레벨 Up를 넘지 않아야 한다. 임펄스는 충분한 시간 간격을 두고 가하여 열이 축적되지 않도록 한다. SPD마다 단자 특성이 다르므로 임펄스를 가하는 시간 간격도 달라지게 된다. 필요한 경우에는 그림 1 c), 1 e)의 X1－X2 단자에 임펄스를 가할 수 있다. 그림 1 c), 1 e)의 SPD를 시험하는 경우, 각 단자쌍(X1－C와 X2－C)은 동시에 또는 독립적으로 시험 할 수 있다. 공통 션트 성분(4.3 참조)이 있는 SPD의 경우, 임펄스를 가하지 않은 도선 단자의 전압 측정값은 Up

를 초과하지 않아야 한다.

표 3 ― 임펄스 제한 전압 시험시 전압과 전류 파형

카테고리 시험 유형 개방 전압a 단락 전류 최소 임펄스 수 시험 단자

A1 상승률

매우 느림.

≥ 1 kV 상승률

0.1~100 kV/s

10A, 0.1~2 A/μs

≥ 1 000 μs(지속 시간)

해당 없음. (NA)

A2 교류 표 5에서 선택 단일 사이클

B1 1 kV

10/1 000 100 A,

10/1 000 300

B2 1 kV 또는 4 kV,

10/700 25 A 또는 100 A,

5/300 300

B3

상승률 느림.

≥ 1 kV, 100 V/μs

10 A, 25 A 또는 100 A10/1 000

300

C1 0.5 kV 또는 1 kV

1.2/50 0.25 kA 또는 0.5 kA

8/20 300

C2 2 kV, 4 kV 또는 10 kV

1.2/50 1 kA, 2 kA 또는 5 kA

8/20 10

C3

상승률 빠름.

≥ 1 kV, 1 kV/μs

10 A, 25 A 또는 100 A10/1 000

300

D1 ≥ 1 kV 0.5 kA, 1 kA 또는 2.5 kA

10/350 2

비고 1

D2

에너지 높음.

≥ 1 kV 1 kA 또는 2.5 kA

10/250 5

비고 2

X1－C X2－C X1－X2

b

a 1 kV 이외의 개방 전압을 사용할 수도 있으나, 1 kV이면 SPD를 시험하는 데 충분하다. b 단자 X1－X2는 필요한 경우에만 시험한다.


KS C IEC 61643－21：2007

17

6.2.1.4 임펄스 리셋 SPD는 그림 2와 같이 연결해야 한다. 전원의 전압과 전류는 표 4에서 선택할 수 있으나, 이에 한 정되는 것은 아니다. 표 4의 전원은 널리 사용되는 대표적인 시스템 값이다. 용도가 다른 경우에는 해당 용도에 맞는 전원 전압, 전류값을 사용해야 한다. 임펄스 전압 파형과 전류 파형은 표 3의 카테고리 B, C, D에서 선택한다. 개방 전압의 피크값은 전압 제한 성분이 동작할 수 있도록 충분히 높아야 하며, 임펄스 전압의 극성은 전원 전압의 극성과 같아 야 한다. 리셋 시간은 임펄스를 가한 후 SPD가 높은 임피던스 상태에 도달할 때까지 걸리는 시간으 로 정의된다. 1분 이내의 간격을 두고 3개의 임펄스를 가한 후, 각 임펄스에 대한 리셋 시간을 측정한다. 반대 극 성에 대해서도 시험을 실시한다.

표 4 ― 임펄스 리셋 시간 시험시 전원 전압과 전류

전원 개방 전압 V

전원 단락 전류 mA

12 500 24 500 48 260 97 80

135 200a

a SPD와 병렬로 135~150 Ω 저항과 0.08~0.1 μF콘덴서를 연결할 수 있다.

6.2.1.5 교류 내구성 SPD를 그림 3과 같이 연결한다. 교류 단락 회로를 표 5에서 선택하고, 열이 축적되지 않도록 충분 한 시간 간격을 두고 정해진 횟수만큼 전류를 가한다. 개방 전압은 SPD 전체에 전류가 흐를 수 있 도록 충분히 커야 한다. 시험 전과 정해진 횟수만큼 교류를 가한 후, SPD는 5.2.1.2, 5.2.1.3, 5.2.1.4 (해당되는 경우), 5.2.2.2의 요건을 충족해야 한다. 표 5에서 선택한 전류를 해당 단자에 가한다. 필요한 경우에는 그림 1 c), 1 e)의 X1－X2 단자에 전류를 가할 수 있다. 그림 1 c), 1 e)의 SPD를 시험하는 경우, 각 단자쌍(X1－C와 X2－C)은 독립적으로 시험할 수 있다. 공통 션트 성분이 있는 SPD의 경우에는 4.3을 참조한다. 그 외 다단자 SPD의 경우에는 각 도선 단 자와 공통 단자를 독립적으로 시험한다.


KS C IEC 61643－21：2007

18

표 5 ― 교류 내구성 시험시 권장 전류값

각 단자에 가하는

48~62 Hz 단락

전류

Arms

지속 시간

초

횟수 시험 단자

0.1 1 5 0.25 1 5 0.5 1 5 0.5 30 1 1 1 5 1 1 60 2 1 5

2.5 1 5 5 1 5 10 1 5 20 1 5


a

a X1－X2 단자는 필요한 경우에만 시험한다. 6.2.1.6 임펄스 내구성 표 3의 카테고리 C에서 선택한 임펄스를 표 3에서 선택한 해당 단자에 가하여 SPD를 시험한다. 6.2.1.3의 임펄스 제한 전압 시험 때와 같은 임펄스를 사용해야 하며, 카테고리 A1, B, C, D와 SPD 사용설명서에 기재된 임펄스를 이용하여 시험을 추가로 실시할 수 있다. 그러나 이것은 선택 사항 이며, 해당 SPD에 필요한 경우에만 실시한다. SPD를 그림 4와 같이 연결한다. 열이 축적되지 않도록 충분한 시간 간격을 두고 표 3에서 지정된 최소 횟수만큼 임펄스 전류를 가한다. 지정된 횟수 중 절반은 극성을 서로 바꾸어 실시한다. 샘플의 극성을 서로 바꾼 후 시험을 실시할 수도 있다. 시험 전과 정해진 횟수만큼 교류를 가한 후, SPD는 5.2.1.2, 5.2.1.3(극성별로 하나의 임펄스를 가함.), 5.2.1.4(해당되는 경우), 5.2.2.2(해당되는 경우)의 요건을 충족해야 한다. 필요한 경우에는 그림 1 c), 1 e)의 X1－X2 단자에 임펄스를 가할 수 있다. 그림 1 c), 1 e)의 SPD를 시험하는 경우, 각 단자쌍(X1－C와 X2－C)은 독립적으로 시험할 수 있다. 공통 션트 성분이 있는 SPD의 경우에는 4.3을 참조한다. 그 외 다단자 SPD의 경우에는 각 도선 단 자와 공통 단자를 독립적으로 시험한다. 6.2.1.7 과부하 고장 모드 절연 저항 시험과 전압 제한 시험, 직렬 저항 시험을 실시하여 SPD가 3.3에서 설명한 과부하 고장 모드에 도달하였는지 확인한다. SPD가 과부하 고장 모드에 도달할 때 화재 위험, 폭발 위험, 전기적 위험 또는 독성 증기의 방출이 없어야 한다. SPD의 과부하 고장 모드 시험은 임펄스와 교류 전류를 가하면서 실시한다. 그림 1 c), 1 e)의 SPD를


KS C IEC 61643－21：2007

19

시험하는 경우, 각 단자쌍(X1－C와 X2－C)은 독립적으로 시험할 수 있다. 임펄스 시험과 교류 시험 에 대하여 다른 샘플을 사용할 수도 있다. a) 임펄스 과부하 SPD를 그림 4와 같이 연결한다. 제조업체에서 지정한 8/20 임펄스 전류 in을 가

한다.

itest = in(1＋0.5 N)

N = 0(itest = in)에서부터 N = 6까지 1씩 증가시키면서 차례로 시험을 실시한다. SPD가 과부하 고장 모드에 도달하지 않은 경우, 교류를 가하여 과부하 고장 모드 시험을 실시한다.

b) 교류 과부하 SPD를 그림 3과 같이 연결한다. 제조업체에서 지정한 교류 과부하 전류를 15분 동 안 가한다. SPD 전체에 전류가 통하도록 개방 전압(50 Hz 또는 60 Hz)이 충분히 커야 한다. 시험 결과에 따라 SPD를 하나 더 설치할 수도 있다.

6.2.1.8 맹점 시험 다단계 SPD에 맹점이 존재하는지 확인하기 위하여, 새로운 샘플을 이용하여 다음과 같은 시험을 실 시한다. a) Up 결정에 사용한 임펄스 파형을 선택한다. 임펄스를 가하면서, 오실로스코프를 사용하여 임펄스

제한 전압과 전압－시간 파형을 기록한다. b) 개방 전압을 a)의 값보다 10 % 줄이고, 양의 임펄스를 가하면서 오실로스코프로 제한 전압을 기록

한다. 제한 전압의 파형이 a)의 경우와 달라야 한다. 그렇지 않은 경우, 개방 전압을 낮추되, Uc보 다는 높아야 한다.

c) a)에서 사용한 전압값의 20 %, 30 %, 45 %, 60 %, 75 %, 90 %에 해당하는 양의 임펄스를 가하면서 제한 전압 파형을 기록한다.

d) 제한 전압 파형이 a)의 경우와 같아지는 개방 전압에서 멈춘다. e) 개방 전압을 5 % 줄인 다음, 시험을 다시 실시한다. b)의 파형이 얻어질 때까지 개방 전압을 5 %

씩 계속 줄여간다. f) 이 개방 전압에서 양의 임펄스 2개와 음의 임펄스 2개를 가한다. a)~f)의 과정을 거친 후, SPD가 5.2.1.2의 요건을 충족해야 한다. 6.2.2 한류 시험 6.2.2.1 정격 전류 SPD를 그림 5와 같이 연결한다. 시험 전원 전압은 정격 전류를 공급할 수 있도록 충분히 높아야 한 다. 주파수는 0(직류), 50 Hz 또는 60 Hz로 한다. 정격 전류 시험을 실시하는 동안에는 한류 기능이 동작하지 않아야 한다. 저항 Rs 또는 Rs1과 Rs2를 조절하면서 시험 전류를 가한다. 시험이 진행 중인 동안 최소 1시간 동안 정격 전류가 흘러야 한다. 시험이 진행 중일 때, 노출 부위의 온도가 너무 높아지면 안 된다(KS C IEC 60950의 4.5.1 참조). 6.2.2.2 직렬 저항 SPD를 그림 5와 같이 연결한다. 시험 전원 전압은 제조업체에서 지정한 최대 방해 전압보다 작아 야 한다. 주파수는 0(직류), 50 Hz 또는 60 Hz로 한다. 시험 전류가 정격 전류와 같아지도록 저항 Rs 또는 Rs1과 Rs2를 조절한다. 저항은 (e－IRs)/I가 된다(e


KS C IEC 61643－21：2007

20

= 전원 전압, I =그림 5의 전류계로 측정한 정격 전류). 6.2.2.3 전류 응답 시간 SPD를 그림 5와 같이 연결한다. 전원 전압은 제조업체에서 지정한 최대 방해 전압보다 작아야 한 다. 주파수는 0(직류), 50 Hz 또는 60 Hz로 한다. 초기 부하 전류가 정격 전류와 같아지도록 저항 Rs 또는 Rs1과 Rs2를 조절한다. 정격 전류에서 SPD 가 안정된 상태가 되도록 한다. SPD가 안정해지면 Rs 또는 Rs1과 Rs2를 낮추어 표 6의 시험 전류가 흐르도록 한다. 각 시험 전류에 대하여 한류 기능 응답 시간을 기록한다. 응답 시간은 전원을 공급한 후 전류가 정격 전류의 10 %로 떨어질 때까지 걸리는 시간이다. 시험 전류가 한류 성분의 최대 전류 한계를 초과하는 경우, 시험 전류는 한류 성분이 감당할 수 있는 최대 전류와 같도록 해야 한다.

표 6 ― 응답 시간 측정시의 시험 전류

시험 전류

A

1.5×정격 전류 2.1×정격 전류 2.75×정격 전류 4.0×정격 전류 10.0×정격 전류

6.2.2.4 전류 리셋 시간 SPD를 그림 5와 같이 연결한다. 전원 전압은 제조업체에서 지정한 최대 방해 전압보다 작아야 한 다. 주파수는 0(직류), 50 Hz 또는 60 Hz로 한다. 초기 부하 전류가 정격 전류와 같아지도록 저항 Rs 또는 Rs1과 Rs2를 조절한다. 정격 전류에서 SPD 가 안정된 상태가 되도록 한다. SPD가 안정해지면 Rs 또는 Rs1과 Rs2를 낮추어 SPD의 한류 기능이 동작할 수 있게 부하 전류를 증가시킨다. 전류가 정격 전류의 10 % 이하로 된 후 15분 동안 같은 상 태를 유지한다. Rs 또는 Rs1과 Rs2를 초기값까지 증가시킨다. 부하 전류가 정격 전류의 90 % 이상이 될 때까지 걸리 는 시간을 기록한다. 이 시간은 120초 이내여야 한다. 자체 리셋 한류 기능이 있는 SPD의 경우, 정 격 전류보다 낮은 전류를 이용하여 시험할 수도 있다. 리셋 가능 한류 성분의 경우, 120초 이내의 시 간 동안 전원 전류가 차단되어야 한다. 그 후에는 리셋 가능 한류 기능에 의해 5분 동안 정격 전류 가 흘러야 한다. 그러면 한류 기능이 정지 상태로 복귀된 것이다. 6.2.2.5 최대 방해 전압 SPD를 그림 5와 같이 연결한다. 시험 전압을 제조업체에서 지정한 최대 방해 전압으로 한다. 주파 수는 0(직류), 50 Hz 또는 60 Hz로 한다. SPD의 한류 성분이 동작하도록 저항 Rs 또는 Rs1과 Rs2를 조절한다. 1시간 동안 이 상태를 유지한다. 1시간 후, SPD의 한류 기능이 5.2.2.2, 5.2.2.3, 5.2.2.4의 요건을 충족해야 한다.


KS C IEC 61643－21：2007

21

6.2.2.6 동작 효율 시험 SPD를 그림 5와 같이 연결한다. 시험 전압을 제조업체에서 지정한 최대 방해 전압으로 한다. 주파 수는 0(직류), 50 Hz 또는 60 Hz로 한다. SPD를 일시적으로 단락 회로로 대체한 상태에서, (Rs 또는 Rs1과 Rs2를 조절하여) 표 7의 값이 되도 록 부하 전류를 조정한다. 선택한 값은 한류 기능이 작동할 수 있는 값이어야 한다. 회로에 SPD를 삽입한 다음, 정격 전류의 10 % 이하로 떨어질 때까지 시험 전류를 가한다. SPD가 동작한 후에 2분 이상 또는 한류 성분이 정지 상태로 되돌아갈 때까지 전원을 제거한 다음, 다시 시험 전류를 가한다. 이와 같은 과정을 표 7에 제시된 횟수만큼 반복한다. 최종 사이클이 끝난 후, SPD가 5.2.2.2, 5.2.2.3, 5.2.2.4의 요건을 충족해야 한다.

표 7 ― 동작 효율 시험시 전류값

전류

A (직류값 또는 실효값)전류를 가하는 횟수

0.5 60 1 10 3 5 5 5 10 3

6.2.2.7 교류 내구성 SPD를 그림 6과 같이 연결한다. 표 8에서 교류 단락 전류를 선택한다. 시험을 실시하는 동안 열이 축적되지 않도록 충분한 시간 간격을 두고 지정된 횟수만큼 전류를 가한다. 교류 전원 전압의 피크 값은 제조업체에서 지정한 최대 방해 전압을 초과하지 않아야 한다. 시험을 실시하기 전과 지정된 횟수만큼 전류를 가한 후에 SPD가 5.2.2.1, 5.2.2.2, 5.2.2.3의 요건을 충족해야 한다. 표 8의 단자에 전류를 가한다. 3단자 SPD와 5단자 SPD의 경우, 필요하면 단자 X1－X2에 전류를 가 할 수 있다. 3단자 SPD와 5단자 SPD의 경우, 보호되지 않는 쪽의 각 단자쌍(X1－C와 X2－C)은 동 시에 같은 극성으로 또는 독립적으로 시험할 수 있다.

표 8 ― 교류 시험시 전류값

48~62 Hz 단락

전류

Arms

지속 시간

초

전류를 가하는


0.25 1 5 0.5 1 5 0.5 30 1 1 1 5 1 1 60 2 1 5

2.5 1 5 5 1 5



KS C IEC 61643－21：2007

22

6.2.2.8 임펄스 내구성 SPD를 그림 7과 같이 연결한다. 표 9에서 임펄스 전압과 전류를 선택한다. 시험을 실시하는 동안 열 이 축적되지 않도록 충분한 시간 간격을 두고 지정된 횟수만큼 임펄스 전류를 가한다. 지정된 횟수 중 절반은 극성을 바꾸어 시험을 실시한다. 샘플의 극성을 서로 바꾼 후 시험을 실시할 수도 있다. 시험 전과 정해진 횟수만큼 전류를 가한 후, SPD는 5.2.2.1, 5.2.2.2, 5.2.2.3의 요건을 충족해야 한다. 표 9에서 선택한 임펄스 전류를 해당 단자에 가한다. 3단자 SPD와 5단자 SPD의 경우, 단자 X1－ X2에 임펄스 전류를 가할 수 있다. 3단자 SPD와 5단자 SPD의 경우, 보호되지 않는 쪽의 각 단자쌍 (X1－C와 X2－C)은 동시에 같은 극성으로 또는 독립적으로 시험할 수 있다. SPD 정격 범위 내에 있으려면 저전류 퓨즈를 이용하여 시험 I2t 레벨을 낮추어야 하는 경우도 있다. 전자식 한류기는 최소 보호 부하 임피던스 또는 전압에서 동작하도록 제작할 수 있다(예를 들면 아 크 모드에서 사용하는 가스 배출 튜브). 필요하다면, 이러한 전자식 한류기를 시험 회로에 추가할 수 있다.

표 9 ― 임펄스 전류값

개방 전압 단락 전류 전류를 가하는


1 kV 100 A, 10/1 000 30 1.5 kV, 10/700 37.5 A, 5/300 10 최대 방해 전압 25 A, 10/1 000 30 최대 방해 전압 ITU－T 권고 사항

K17, 그림 1/K1710

4 kV, 1.2/50 2 kA, 8/20 10


6.2.3 전송 시험 6.2.3.1 전기 용량 신호 생성 주파수 1 MHz, 1 V(실효값)에서 지정된 단자 사이의 전기 용량을 측정한다. 한 번에 단자 쌍 하나씩 측정하며, 측정하지 않는 단자는 모두 접지 상태여야 한다. 직류 바이어스는 가하지 않는 다. 전기 용량이 바이어스 전압에 따라 달라지는 SPD도 있으므로 주의해야 한다. 바이어스 전압이 여러 통신선 중 하나에만 발생하여 전기 용량이 불균형해지는 경우도 있을 수 있다. 6.2.3.2 삽입 손실 적절한 특성 임피던스를 가지는 최대 길이 1 m의 리드선을 이용하여 삽입 손실(데시벨 단위)을 측정 한다. 그림 8의 SPD를 단락 회로로 대체한 회로를 이용하여 측정한다. SPD를 삽입한 후 다시 측정 한다. 삽입 손실은 두 측정값의 벡터차가 된다. 표 10은 특성 임피던스, 주파수 범위, 케이블 유형을 나열한 것이다. 권장 시험 레벨은 －10 dBm이다. 그림 8에서 밸룬과 시험 리드선의 손실 측정값을 합한 값이 전송 주파수 대역의 3 dB 이내에 있어야 한다. 삽입 손실은 사용하고자 하는 SPD의 전송 주파수 대역 범위 안에서 측정, 기록한다.


KS C IEC 61643－21：2007

23

표 10 ― 그림 8의 표준 파라미터

주파수 범위 특성 임피던스 Z0

Ω 케이블 유형

300 Hz~4 kHz 600 연선 4 kHz~300 MHz 100, 120 또는 150 연선

≤ 1 GHz 50 또는 75 동축 케이블 > 1 GHz 50 동축 케이블

6.2.3.3 반사 손실 적절한 특성 임피던스를 가지는 최대 길이 1 m의 리드선을 이용하여 반사 손실(데시벨 단위)을 측정 한다. 그림 9의 SPD를 단락 회로로 대체한 회로를 이용하여 측정한다. SPD를 삽입한 후 다시 측정 한다. 표 10은 특성 임피던스, 주파수 범위, 케이블 유형을 나열한 것이다. 권장 시험 레벨은 －10 dBm 이다. SPD에 신호를 가한다. 임피던스의 불연속성 때문에 신호가 반사되어 오는데, 신호를 가한 단자에서 이것을 측정한다. 반사 손실은 사용하고자 하는 SPD의 전송 주파수 대역 범위 안에서 측정, 기록 한다. 6.2.3.4 종평형 그림 10은 3단자, 4단자, 5단자 SPD의 평형 시험을 위한 연결 상태를 나타낸 것이다. 4단자 SPD와 5단자 SPD의 경우, 스위치 S1을 연 상태와 닫은 상태에서 모두 시험을 실시한다. 표 11에는 최대 190 kHz의 주파수 대역에 대한 임피던스값이 주어져 있다. 종평형은 시험시 가해진 종전압 Vs와 그 로 인한 SPD의 전압 Vm의 비를 데시벨 단위로 표시한 것이다.

종평형 = 20 log(Vs/Vm) dB

여기에서 Vs와 Vm 신호는 주파수가 동일하다. 특별한 언급이 없는 경우, 아날로그 용도에 대한 시험 은 주파수 200 Hz, 500 Hz, 1 000 Hz, 4 000 Hz에서 디지털 용도에 대한 시험은 주파수 5 kHz, 60 kHz, 160 kHz, 190 kHz에서 실시할 수 있다. 직류 바이어스 전압에 의해 SPD의 종평형이 영향을 받는 경 우에는 각 SPD 단자에 적절한 직류 바이어스 전압을 가하면서 시험을 실시해야 한다.

표 11 ― 종평형 시험시 임피던스값

f

kHz

Z 1

Ω

Z 2

Ω

< 4 300 350 < 190 55 또는 67.5a a

a 제조업체에서 지정하는 값 종평형이 SPD의 직렬 저항 정합에 의존하는 경우, 직렬 저항 사이의 최대 저항값 차이 또는 퍼센트 값 차이로 종평형을 지정할 수 있다. 6.2.3.5 비트 에러율(BER) 그림 11은 BER 시험을 위한 송신 회로와 수신 회로이다. SPD에서 디지털 전송에 사용하고자 하는 적절한 최대 의사 랜덤 비트 유형을 가한다. 시험 회로 안에 SPD가 있는 경우와 없는 경우에 대하


KS C IEC 61643－21：2007

24

여 BER을 측정한다. 두 경우 모두, 시험 시간은 표 12에서 선택한다. BER 시험의 송신 임피던스와 수신 임피던스는 해당 용도의 특성 임피던스와 같아야 한다.

표 12 ― BER 시험의 시험 시간

의사 랜덤 비트 유형(R) 지속 시간

R < 64 kbit/s 1시간 64 kbit/s ≤ R < 1 554 kbit/s 30분

R ≥ 1 554 kbit/s 10분 6.2.3.6 근단 누화(NEXT) 누화는 그림 12와 같이, SPD와 연결된 짧은 길이의 평형 시험 리드선에서 측정한다. 시험 리드선의 근단에서 방해받는 도선의 유도 신호를 측정하면서, 동시에 SPD의 방해 도선에 평형 입력 신호를 가한다. 권장 시험 신호는 －10 dBm이다. 밸룬과 시험 리드선의 손실 측정값을 합한 값이 전송 주파수 대역의 3 dB 이내에 있어야 한다. 근단 누화는 사용하고자 하는 SPD의 전송 주파수 대역 범위 안에서 측정, 기록한다. 6.3 기계적 시험 6.3.1 단자와 커넥터 해당 단자가 5.3.1의 요건을 충족하는지 확인한다. 6.3.1.1 일반적인 시험 절차 제조업체에서 권장하는 절차에 따라 SPD를 설치하고, SPD 외부가 과열 또는 과냉각되지 않도록 보 호 조치를 취한다. 특별한 언급이 없는 경우, SPD 단자의 도선 연결은 다음 내용에 따라 가장 극단적으로(즉, 단면적이 최대 또는 최소가 되도록) 한다. － 도선 단자와 보호 도선 단자를 모두 가지는 SPD의 경우, 표 13에 따라 － 기타 SPD의 경우, 제조업체의 지시 사항에 따라 SPD는 약 20 mm 두께의 검은색 나무판에 고정시킨 상태에서 시험한다. 고정 방법은 제조업체에서 권장하는 설치 방법을 따라야 한다. 시험이 진행 중인 동안 샘플을 보수하거나 분리해서는 안 된다. 6.3.1.2 나사가 있는 단자 다음 절차에 따라 점검을 실시한다. 다음 횟수만큼 나사를 조였다가 풀었다가 한다. － 나사가 절연체와 맞물려 있는 경우, 10회 － 그렇지 않은 경우, 5회 나사 또는 너트가 절연체와 맞물려 있는 경우에는 나사 또는 너트를 절연체와 완전히 분리했다가


KS C IEC 61643－21：2007

25

다시 결합시킨다. 제조업체에서 지정한 적당한 드라이버 또는 스패너를 사용한다. 나사를 조일 때 너 무 세게 조이지 않는다. 나사를 풀 때마다 도선을 제거한다. 나사 연결부가 헐거워지거나, 나사가 파손되거나, 나사머리의 홈, 나삿니, 워셔 또는 스터럽이 손상 되지 않아야 한다. 또한 보호 용기와 커버에도 손상이 없어야 한다.

표 13 ― 나사가 있는 단자 또는 무나사 단자용 구리 도선의 연결부 단면적

공칭 조임 단면적 범위 SPD의 최대 정격 전류

A ISO－mm2 AWG－단자

1 이하 1~13 이하

13~16 이하

0.1~1 1~2.5 1~4

26~18 18~14 18~12

6.3.1.3 무나사 단자 다음 절차에 따라 점검을 실시한다. 2포트 SPD의 경우 표 13에 따라, 1포트 SPD의 경우 제조업체의 지시에 따라 단면적을 최대ㆍ최소 로 하여 단자에 새로운 도선을 연결한다. 각 도선을 표 14에 기재된 힘을 가하여 잡아당긴다. 도선의 축 방향으로 1분 동안 잡아당기되, 너무 갑자기 당기지 않는다. 단자 안의 도선이 움직이거나 손상되지 않아야 한다.

표 14 ― 잡아당기는 힘(무나사 단자)

단면적

mm2 0.5 0.75 1.0 1.5 2.5 4

잡아당기는 힘

N 30 30 35 40 50 60

6.3.1.4 절연 침투 연결부 6.3.1.4.1 단심 도선용 SPD 단자에 대한 당기기 시험 다음 절차에 따라 점검을 실시한다. 단선 또는 연선 중 더 나쁜 것을 골라, 6.3.1.1의 최소 또는 최대 단면적이 되게 하여 단자에 새로운 구리 도선을 연결한다. 제조업체의 지시에 따라 나사를 조인다. 도선을 5회 연결했다 분리했다 한다. 매번 새로운 도선을 사용한다. 도선을 연결할 때마다 표 14에 기재된 힘을 가하여 1분 동안 잡아당기되, 너무 갑자기 당기지 않는다. 단자 안의 도선이 움직이거나 손상되지 않아야 한다.


KS C IEC 61643－21：2007

26

6.3.1.4.2 다심 케이블 또는 코드용 SPD 단자에 대한 당기기 시험 다심 케이블 또는 코드용 SPD 단자에 대하여 6.3.1.4.1과 같이 당기기 시험을 실시하되, 다심 케이블 또는 코드 내부의 각 코어가 아닌 케이블 또는 코드 전체에 힘을 가한다. 다음 식에 따라 잡아당기는 힘을 계산한다.

F = F(x) n

여기에서 F ：가해지는 전체 힘 n ：코어의 수 F(x) ：도선의 단면적에 따라 코어 하나에 가해지는 힘(표 14 참조)

케이블 또는 코드가 단자에서 분리되지 않아야 한다. 6.3.2 기계적 강도(장착) SPD의 기계적 강도가 설치 및 사용시 가해지는 스트레스를 견디기에 충분한지 점검한다. 6.3.3 고체 물질과 수분의 침투에 대한 저항성 KS C IEC 60529에 의거한 시험을 실시하여 IP 코드를 확인한다. 6.3.4 직접 접촉 방지 a) 절연부 정상적인 사용 상태대로 샘플을 설치하고 단면적이 가장 작은 도선과 단면적이 가장 큰

도선에 대하여 시험을 실시한다(표 13 참조). 가능한 모든 방향에서 표준 시험 핑거(KS C IEC 60529) 를 가한다. (공구 없이 교체가 가능한) 플러그인 SPD의 경우, 플러그가 소켓 콘센트에 완전히 꼽힌 상태와 절반쯤 꼽힌 상태에서 시험 핑거를 가한다. 전압 40 V 이상, 50 V 이하인 전기 표시기를 사용하여 해당 부위의 접촉 여부를 확인한다.

b) 금속부 정상적인 사용 상태대로 설치ㆍ연결한 SPD에서, 작은 나사 등을 제외한 금속부는 저항이 낮은 연결부를 통해 접지점과 연결되어야 한다. 고정용 받침대, 커버, 소켓 콘센트의 커버 플레 이트와 같은 이들 금속부와 동작부는 절연되어야 한다. 정격 전류의 1.5배 또는 25 A 중 큰 값에 해당하는 전류(무부하 전압이 12 V를 넘지 않는 교류 전 원에서 공급함.)를 접지 단자와 각 금속부 사이에 차례로 가한다. 접지 단자와 금속부 사이의 전압 강하를 측정하여 해당 부위의 저항을 계산한다. 저항은 0.05 Ω을 넘지 않아야 한다.

비고 측정 장비와 금속부 사이의 접촉 저항이 시험 결과에 영향을 주지 않도록 주의해야 한다. 6.3.5 화재 예방 다음 조건하에서 KS C IEC 60695－2－1－1의 4.~10.에 의거하여 백열선 시험을 실시한다. － 전류가 흐르는 부분과 보호 회로 부분을 정위치에 고정시키기 위해 절연체로 제작한 SPD 외부의

경우, (850±15) ℃의 온도 조건에서 － 기타 절연체로 제작한 SPD 외부의 경우, (650±10) ℃의 온도 조건에서


KS C IEC 61643－21：2007

27

이 시험에서는 표면식 SPD의 받침 부분도 외부로 본다. 세라믹 소재로 된 부분에 대해서는 시험을 실시하지 않는다. 여러 절연부가 동일한 소재로 된 경우, 적절한 백열선 시험 온도를 선택하여 이 중 한 부분에 대해서만 시험을 실시한다. 백열선 시험을 실시하는 목적은 지정된 시험 조건하에서, 전기적으로 가열된 시험 도선에 의해 절연 부가 점화되지 않는지 또는 점화된 절연부로부터 화염 또는 연소 부분이 떨어져 나가 불길이 번지지 않는지를 확인하기 위한 것이다. 시험은 하나의 샘플에 대해서 실시한다. 시험 결과가 확실하지 않은 경우에는 추가로 2개의 샘플에 대해서 시험을 실시한다. 시험시 샘플은 사용 목적에 비추어 가장 위험하다고 생각되는 방향으로 위 치시킨다(시험 표면을 수직 위치로 한다). 사용 목적에 따른 조건을 고려하여, 가열 부분이 샘플과 접촉할 수 있도록 백열선을 시험 샘플의 지 정된 표면에 접촉시킨다. 다음의 경우에는 샘플이 백열선 시험을 통과한 것으로 본다. － 화염이 발생하지 않으며, 백열 상태가 지속되지 않는다. － 백열선을 떼어 냈을 때 샘플의 화염 또는 백열 상태가 30초 이내에 저절로 사라진다. 티슈를 가까이 대었을 때 점화되지 않아야 하며, 송판을 가까이 대었을 때 그을음이 생기지 않아야 한다. 6.4 환경 시험 6.4.1 내열성과 내습성 온도와 상대 습도가 높은 조건에서 SPD를 표 15의 시간 동안 노출시킨다. 온도는 80 ℃, 상대 습도 는 90 %로 한다. 시험에는 그림 13의 시험 회로를 이용한다. 온도와 상대 습도가 높은 조건에서 SPD를 노출시키는 동안 직류 또는 교류 전원을 공급한다. 전원 전압은 5.2.1.1의 최대 연속 동작 전압과 같게 한다. 전 원의 전류 용량은 시험시 SPD에 의해 외부로 유출되는 전류를 공급할 수 있도록 충분히 커야 한다. 노출 후, SPD를 (23±2) ℃까지 냉각한다.

표 15 ― 내열성과 내습성을 시험하기 위한 시험 시간

시험 지속 시간 일

10 21 30 56

6.4.2 임펄스 서지 환경 사이클 표 16의 시간 동안 SPD를 비응축 환경 사이클에 노출시킨다. SPD를 비응축 환경 사이클에 노출시 키는 동안 표 3의 특성을 가지는 임펄스 생성기를 사용하여 표 3의 카테고리 C에 해당하는 개방


KS C IEC 61643－21：2007

28

전압을 가한다. 사이클 A를 선택한 경우 5일간 연속으로 2개의 임펄스 전류를 가한 후 이틀 동안은 임펄스 전류를 가하지 않는다. 사이클 B를 선택한 경우, 첫째 날과 마지막 날에 2개의 임펄스 전류를 가한다. 서지 를 가하는 날에는 표 16의 극고온 T1과 극저온 T2에서 각각 임펄스 전류를 하나씩 가한다. 서지는 체류 시간(dwell time)의 중간에서 1시간 이내에 가한다. 임펄스 전류를 가할 때 같은 날에는 같은 극 성을 가하며, 날이 바뀔 때마다 극성을 바꿔준다. 환경 사이클이 종료하는 날까지 이와 같은 과정을 반복한다. 시험에는 그림 13의 시험 회로를 이용하며, 환경 사이클이 진행되는 동안 직류 전원을 계속 공급한 다. 전원의 레벨은 5.2.1.1의 정격 전압을 초과하지 않아야 한다. 임펄스 전류를 가하는 동안에는 직 류 전원을 공급하지 않는다.

표 16 ― 환경 사이클 시험 온도와 지속 시간

사이클 극고온(T1)

℃

극저온(T2)

℃

사이클 지속 시간

사이클 A－그림 14 32±2 4±2 30 사이클 B－그림 15 (IEC 60068－2－30,

6.3.3의 변형 2에 의거) 40 또는 55±2 25±3 5

임펄스 전류를 가할 때 임펄스 제한 전압을 측정한다. 절연 저항은 서지를 가한 후 1시간 이내에 측 정한다. 직류 전원의 극성에 민감한 SPD의 경우, 양극과 음극 모두에 대해서 절연 저항을 측정한다. 환경 사이클이 종료한 후 1시간 이내에 SPD는 5.2.1.2, 5.2.1.3의 요건을 충족해야 한다. 6.4.3 교류 서지 환경 사이클 표 16의 시간 동안 SPD를 비응축 환경 사이클에 노출시킨다. SPD를 비응축 환경 사이클에 노출시키 는 동안 교류 생성기를 사용하여 표 5의 단락 전류를 공급하는 충분한 교류 개방 전압을 가한다. 사이클 A를 선택한 경우, 5일간 연속으로 2개의 전류 서지를 가한 후 이틀 동안은 임펄스 전류를 가 하지 않는다. 사이클 B를 선택한 경우, 첫째 날과 마지막 날에 2개의 전류 서지를 가한다. 서지를 가 하는 날에는 표 16의 극고온 T1과 극저온 T2에서 각각 전류를 하나씩 가한다. 교류 서지는 체류 시 간의 중간에서 1시간 이내에 가한다. 임펄스 전류를 가할 때 같은 날에는 같은 극성을 가하며, 날이 바뀔 때마다 극성을 바꿔 준다. 환경 사이클이 종료하는 날까지 이와 같은 과정을 반복한다. 시험에는 그림 13의 시험 회로를 이용하며, 환경 사이클이 진행되는 동안 직류 전원을 계속 공급한 다. 전원의 레벨은 5.2.1.1의 정격 전압을 초과하지 않아야 한다. 교류 전류를 가하는 동안에는 직류 전원을 공급하지 않는다. 전류를 가할 때 교류 제한 전압을 측정한다. 절연 저항은 교류 서지를 가한 후 1시간 이내에 측정 한다. 직류 전원의 극성에 민감한 SPD의 경우, 양극과 음극 모두에 대해서 절연 저항을 측정한다. 환경 사이클이 종료한 후 1시간 이내에 SPD의 전압 제한 기능이 임펄스 제한 전압과 절연 저항 요 건을 충족해야 한다. 6.5 합격 시험


KS C IEC 61643－21：2007

29

합격 시험은 제조업체와 사용자 사이의 협의에 따라 실시한다.

O, O1, O2 오실로스코프 V 전압 제한 성분 E, E1, E2 직류 전압원 V, I 전압 제한 성분 또는 전압 제한 성분과 한류 성분 G 임펄스 생성기 X1, X2 도선 단자 IE 단로 성분 Y1, Y2 보호 도선 단자 RS, RS1, RS2 비유도성 소스 저항 C 공통 단자

그림 2 ― 임펄스 리셋 시간 시험을 위한 시험 회로


KS C IEC 61643－21：2007

30

A, A1, A2 전류계 V 전압 제한 성분 E 교류 전압원 V, I 전압 제한 성분 또는 전압 제한 성분과 한류 RS, RS1, RS2 비유도성 소스 저항 X1, X2 도선 단자 Y1, Y2 보호 도선 단자 C 공통 단자

그림 3 ― 교류 내구성과 과부하 고장 모드 시험을 위한 시험 회로


KS C IEC 61643－21：2007

31

O, O1, O2 임펄스 내구성 시험시 UP를 V 전압 제한 성분 기록하기 위한 오실로스코프 V, I 전압 제한 성분 또는 전압 제한 성분과 G 임펄스 생성기 한류 성분 X1, X2 도선 단자 Y1, Y2 보호 도선 단자 C 공통 단자

그림 4 ― 임펄스 내구성과 과부하 고장 모드 시험을 위한 시험 회로


KS C IEC 61643－21：2007

32

A, A1, A2 전류계 V 전압 제한 성분 E, E1, E2 직류 또는 교류 전압원 V, I 전압 제한 성분 또는 전압 제한 성분과 한류 성분 RS, RS1, RS2 비유도성 소스 저항 X1, X2 도선 단자 Y1, Y2 보호 도선 단자 C 공통 단자

그림 5 ― 정격 전류, 직렬 저항, 응답 시간, 전류 리셋 시간, 최대 방해 전압과 동작 효율 시험을 위한 시험 회로


KS C IEC 61643－21：2007

33

A, A1, A2 전류계 V 전압 제한 성분 E 교류 전압원 V, I 전압 제한 성분 또는 전압 제한 성분과 한류 RS, RS1, RS2 비유도성 소스 저항 X1, X2 도선 단자 Y1, Y2 보호 도선 단자 C 공통 단자

그림 6 ― 교류 내구성 시험을 위한 시험 회로


KS C IEC 61643－21：2007

34

O, O1, O2 오실로스코프 V 전압 제한 성분 G 임펄스 생성기 V, I 전압 제한 성분 또는 전압 제한 성분과 한류 성분 X1, X2 도선 단자 Y1, Y2 보호 도선 단자 C 공통 단자

그림 7 ― 임펄스 내구성 시험을 위한 시험 회로


KS C IEC 61643－21：2007

35

N 회로망 분석기 B 밸룬

그림 8 ― 삽입 손실 시험을 위한 시험 회로

N 회로망 분석기 R 반사 브릿지 B 밸룬 Z1 단자 임피던스 100 Ω, 120 Ω 또는 150 Ω

그림 9 ― 반사 손실 시험을 위한 시험 회로


KS C IEC 61643－21：2007

36

VS 분산 공통 모드(종방향) 전압 V 전압 제한 성분 VM 편차 모드(금속부) 전압 V, I 전압 제한 성분 또는 전압 제한 성분과 한류 성분 Z1, Z2 단자 임피던스 X1, X2 도선 단자 Y1, Y2 보호 도선 단자 C 공통 단자

그림 10 ― 종평형 시험을 위한 시험 회로


KS C IEC 61643－21：2007

37

T BER 테스터 V 전압 제한 성분 V, I 전압 제한 성분 또는 전압 제한 성분과 한류 성분 X1, X2 도선 단자 Y1, Y2 보호 도선 단자 C 공통 단자

그림 11 ― 비트 에러율 시험을 위한 시험 회로


KS C IEC 61643－21：2007

38

N 회로망 분석기 B 밸룬 Z1, Z2 단자 임피던스

그림 12 ― 근단 누화 시험을 위한 시험 회로


KS C IEC 61643－21：2007

39

E, E1, E2 직류 또는 교류 전압원 V 전압 제한 성분 RS, RS1, RS2 비유도성 소스 저항 V, I 전압 제한 성분 또는 전압 제한 성분과 한류 성분 X1, X2 도선 단자 Y1, Y2 보호 도선 단자 C 공통 단자

그림 13 ― 내열성/내습성과 환경 사이클 시험을 위한 시험 회로


KS C IEC 61643－21：2007

40

시간 t(h)

그림 14 ― 환경 사이클 A(상대 습도 ≥ 90 %)

주변

온도

TA (℃)


KS C IEC 61643－21：2007

41

T1 상한 온도 ＋40 ℃ 또는 ＋55 ℃ t1 온도 상승 종료 t2 온도 하강 시작

그림 15 ― 환경 사이클 B

상대

습도

(H) %

주

위 온

도(T

A) ℃


KS C IEC 61643－21：2007

42

부속서 A (참고)

한류 성분만 있는 장비

한류 성분만 있는 장비의 구성은 그림 A.1과 같다. 한류 성분만 있는 장비는 5.2.2의 요건을 시험해 야 한다. 6.2.2의 시험에 사용되는 전압 전원값은 제조업체에서 지정하는 최대 방해 전압보다 크지 않아야 한다. 전류 보호 장비 역시 용도에 따라 6.3과 6.2.3 중 해당되는 내용을 시험해야 한다.

a) 2단자 한류기 b) 3단자 한류기

c) 4단자 한류기 d) 5단자 한류기 I 한류 성분 X1, X2 도선 단자 Y1, Y2 보호 도선 단자 C 공통 단자

그림 A.1 ― 한류 성분만 있는 장비의 구성


KS C IEC 61643－21：2007

43

부속서 B (참고)

전송 시험의 선택

6.2.3의 시험을 선택할 때에는 SPD의 용도를 고려해야 한다. 이때 고려해야 할 점은 5.에서 제시하 였다. 표 B.1은 사용자의 시험 선택을 돕기 위한 것이다. 용도를 아날로그(< 20 kHz), 디지털, 영상의 세트로 분류하였다. 이 표는 절대적인 것은 아니며, 어떤 시험이 적용하고자 하는 SPD의 용도에 적 합한지는 전송 시스템을 자세히 분석해야 알 수 있다. 권장하는 시험을 ×로 표시하였다. 그러나 각 카테고리(예를 들면, 아날로그, < 20 kHz)에 대하여 권장 시험을 모두 실시할 필요는 없다. 사용자는 각 카테고리에 대하여 이용하고자 하는 SPD의 용도에 적합한 시험을 선택해야 한다.

표 B.1 ― 여러 전송 시스템에 대한 SPD 시험

전송 시험 아날로그

(< 20 kHz) 디지털 영상

6.2.3.1 전기 용량 × × × 6.2.3.2 삽입 손실 × × × 6.2.3.3 반사 손실 × × 6.2.3.4 종평형 × × × 6.2.3.5 비트 에러율(BER) × 6.2.3.6 근단 누화(NEXT) × × ×


KS C IEC 61643－21：2007

44

부속서 C (규정)

시험 순서

표 C.1 ― 표 1의 시험 순서

시험 세트 시험 순서 1 5.1, 5.2.3, 5.3, 5.4 2 5.2.1, 5.2.1.7 3 5.2.2

3개의 샘플에 대해서 각 시험 세트를 실시한다.


KS C IEC 61643－21：2007

45

참고문헌 [1] KS C IEC 60060－2：2001, 고전압 시험방법－제2부：측정 시스템 [2] IEC 60068－1：1988, 환경 시험－제1부：일반사항과 지침 [3] IEC 60068－2－38：1974, 환경 시험－제2부：시험－Z/AD 시험：온도/습도 사이클 시험 [4] IEC 60721－3－3：1994, 환경 조건의 분류－제3부：환경 변수와 그 크기의 분류－제3장：기상

보호 지역의 환경 조건 분류 [5] KS X ISO/IEC 11801：2003, 정보 기술－구내 고객을 위한 일반적인 케이블 방법 [6] IEEE C62.36：1994, 저압 데이터, 통신, 송신 회로용 서지 보호 장비에 대한 IEEE 표준 시험

(ANSI) [7] IEEE C62.64：1997, 저압 데이터, 통신, 송신 회로용 서지 보호 장비에 대한 IEEE 표준 시방 [8] ITU－T 권고 사항 K.12：1995, 전기 통신 설비의 보호를 위한 가스 배출 튜브의 특성 [9] ITU－T 권고 사항 K.20：1996, 전기 통신 스위치 장비의 내과 전압 특성과 내과 전류 특성 [10] ITU－T 권고 사항 K.21：1996, 가입자 단자의 내과 전압 특성과 내과 전류 특성 [11] ITU－T 권고 사항 K.28：1993, 전기 통신 설비의 보호를 위한 반도체 피뢰기의 특성

－본－


KS C IEC 61643－21：2007

46

KS C IEC 61643－21：2007 해 설

이 해설은 규격의 본체 및 부속서에 규정ㆍ기재한 사항과 이에 관련한 사항을 설명하는 것으로, 규 격의 일부는 아니다. 1 개요 1.1 제정 취지 이 규격은 2000년 제1판으로 발행된 IEC 61643－21, Low voltage surge protective devices－Part 21：Surge protective devices connected to telecommunications and signalling networks－Performance requirements and testing methods를 기초로, 기술적인 내용 및 대응국제표준의 구성을 변경하지 않고 한국산업규격으로 제정한 것이다. 1.2 KS 제정 연도 및 개정 방향 － 제정 연도：2005년 12월 － 개정 연도：미정 2 국제 규격의 제정 현황(2005년 12월 기준) － 규격 번호：IEC 61643－21 1.0판(제정 연도：2000. 9. 29) － 해당 기술위원회：SC 37 A(저전압 서지 보호 장치) － 개정 작업 단계：미정 － IEC 개정 목표：미정 － 개정 예정：미정 3 해설 3.1 적용범위 이 규격은 직접 또는 간접적인 뇌 또는 기타 임시 과전압으로부터 전기 통신 네트워크를 보호하기 위한 서지 보호 장치에 적용된다. 이들 서지 보호 장치(SPD)는 동작 전압 범위가 교류 최대 1 000 V(실효값), 직류 최대 1 500 V인 전 기 통신 네트워크를 보호하기 위한 것이다. 3.2 인용규격 다음에 나타내는 규격은 이 규격에 인용됨으로써 이 규격의 규정 일부를 구성한다. 이러한 인용규격 은 그 최신판을 적용한다. KS C IEC 60050－702：2002, 국제 전기 기술 용어－제702장：발진, 신호 및 관련 장치 KS C IEC 60050－726：2002, 국제 전기 기술 용어－제726장：전송 선로 및 도파관 KS C IEC 60060－1：2001, 고전압 시험방법－제1부：정의 및 시험 조건 KS C IEC 60529：2006, 외곽의 밀폐 보호 등급 구분(IP코드) KS C IEC 60695－2－1－1：2002, 화재 위험성 시험－제2부：시험방법－제1절/시트 1：글로 와이어 완제품 시험 및 지침


KS C IEC 61643－21：2007

47

KS C IEC 60950：2002, 정보 기술 기기의 안전성 KS C IEC 60999－1：2003, 접속 기구－동선용 나사형 및 꽂음형 전선 커넥터의 안전 요구사항－제 1부：0.2~35 mm2의 전선 커넥터 KS C IEC 61000－4－5：2003, 전기 자기 적합성(EMC)－제4부：시험 및 측정 기술－제5절：서지 내 성 시험 KS C IEC 61083－1：2006, 고전압 임펄스 시험을 위한 장비와 소프트웨어－장비를 위한 요구사항 KS C IEC 61180－1：2006, 저전압 장비에 대한 고전압 시험방법－제1부：정의, 시험 및 요구사항 KS C IEC 61643－1：2007, 저전압 배전 계통의 서지 보호 장치－제1부：성능 및 시험방법 IEC 60068－2－30：1980, 환경 시험－제2부：시험－시험 데이터베이스 및 관련 지침：감쇠열, 사이 클(12＋12시간 사이클) ITU－T 권고 사항 K.17：1988, 고체 장비를 이용한, 외부 간섭 차단 배치 상태의 점검을 위한 전력 공급 중계기 시험 ITU－T 권고 사항 K.30：1993, 정온도 계수(PTC) 서미스터 3.3 용어 비교표 없음.

－해－


한국산업표준 저전압 서지 보호 장치－제21부：통신망과 신호망 접속용 서지 보호 장치-

성능요건 및 시험방법

발간 • 보급 한 국 표 준 협 회

135－513 서울특별시 강남구 역삼동 701－7

☎ (02)6009－4114

☎ (02)6009－4887∼8

http://www.kssn.net


KS C IEC 61643－21：2007

KSKSKS SKSKS KSKS SKS KS SKS KSKS SKSKS KSKSKS

Low voltage surge protective devices－ Part 21：Surge protective devices

connected to telecommunications and signalling networks－Performance requirements and testing methods

ICS 29.240.10

Korean Agency for Technology and Standards http://www.kats.go.kr


C IEC 61643-21 2007 - GROUND

Documents

Transcript of C IEC 61643-21 2007 - GROUND