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Surge Damage

 

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Surge 란

 

서지(surge)는 원래 AC전압이 평상시의 공급전압 범위보다 5~6%정도 상승 한 상태를 말하며 AC전압의 싸인파형(Sine Waveshape) 사이클로 표현되고 보통 8 Cycle 정도 지속하다가 사라집니다.

 

만약 전압 상승이 8 Cycle 보다 길게 지속되면 이는 과전압(Over-Voltage)으로 분류 됩니다.

 

그리고 Nanosecond ~ millisecond 단위의 시간대에서 수천볼트 까지 치솟는 임펄스

(충격전류)나 스파이크 같은 전압상승현상을 과도 써지 전압 (Transient Surge Voltage)이라고 부르는데 위에서 말한 Serge 와는 본질적으로 다르지만 통상적으로 모두 Serge 라고 부릅니다.

 

임펄스의 Transient 는 최대 전압( Peak Voltage),파형(Waveshape),상승속도(Rise Time)등으로 표현되며 특히 임펄스(Impulse)와 스파이크 같은 Transient는 일종의 고주파 성격을 띠고 있으므로 변압기(또는 Power Supply)의 1차측에서 2차측으로 쉽게 넘을수 있고 일단 장비의 전자회로에 침입하면 중요 소자 및 반도체 부품에 치명적인 손상 또는 소손을 초래 합니다.

 

또한 Peak Voltage 가 대단히 높고 상승시간이 급격하며 매우 빠르고 짧은 반복주기를 가진 유도성과 용량성을 포함한 Impulse형태의 에너지 파형 , 또는 진동(Oscillatory) 형태의 파형이 0.5Hz 안에서 상용전원 및 신호,Data , 통신선로 등에 중첩되어 아주 빠르게  유입되어지는 전기적인 파형을 말합니다 .

 

발생원은 자연적인 낙뢰현상이나 , 전력계통(고압차단기,차단회로  스위치 등)또는 유도성 부하의 개폐 및 Switch, Relay, 용접기 등의 Arc와 단락에 의한 개폐 Surge, Motor 또는 Generator 등에 의해서 발생되기도 합니다.

 

이로 인한 Surge는 각종 Power Line, Signal Line , Communication Module 등의 선로에 직 , 간접적인 유입으로 장비를 손상시키거나 오동작을 유발하며 장시간에 걸친 장비의 스트레스로 인하여 내부 소자의 손상또는 기능저하 등으로 인하여 장비의 수명을 단축 시킵니다.

 

※ 전기 전자 장비의 원인불명의 고장 88.3% 정도가 써지에 의한 것이라 합니다. 

 

 

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 임펄스 (Impulse)

 

단극성파형(Unidirectional Waveshape)으로 지수함수에 따라 상승하는 전압파형(1.2x50㎲), 전류파형(8x20㎲)

 

2x50 ㎲ 전압파형 전압파형 (Voltage Waveshape)

 

전압파형은 유도된 임펄스가 상흥하기 시작하면서 최고치(Vpk)의 30%에서부터 90%까지 올라가는데 1~2 ㎲의 시간이 걸리며 하강할때 최고치의 50%까지 도달하는데 50 ㎲의 시간이 소요됩니다.  전압파형은 전류파형에 비해 상승시간은 짧으나 시속되는 시간은 두배 이상 소요됩니다.

 

8x20 ㎲ 전압파형 – 전류파형(Current Waveshape)

 

전류파형은 상승곡선이 10%에서 최대전류치 (Ipk)의 90%까지 도달하는데 소요시간은 8 ㎲정도 소요되고 하강곡선의 50%까지 떨어지는데 20 ㎲가 소요됩니다.

 

 


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» 써지 에 의한 소손 증상 (Surge Damage) file 전종석_과장 2019.05.18 1368
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