이 글의 목적은 건물 및 공장 전기설비에서 사용하는 서지보호기(Surge Protective Device, SPD)의 점검 주기, 점검 방법, 교체 기준을 체계적으로 정리하여 전기안전관리자와 설비 담당자가 현장에서 바로 활용할 수 있도록 돕는 것이다.
1. 서지보호기(SPD)의 역할과 기본 개념
서지보호기는 낙뢰, 개폐서지, 계통 이상 등으로 순간적으로 전압이 상승할 때 이를 제한하여 전기설비와 전자기기를 보호하는 장치이다.
일반적으로 SPD는 정상 상태에서는 절연 상태를 유지하다가, 정격 보호수준을 초과하는 과전압이 인가되면 순간적으로 도통하여 서지 에너지를 접지로 방출한 후 다시 절연 상태로 복귀하는 방식으로 동작한다.
대표적인 서지보호기는 다음과 같은 부품으로 구성되는 경우가 많다.
- 금속산화바리스터(MOV)
- 가스방전관(GDT)
- 직렬 보호 소자(퓨즈, 서지 백업 차단기 등)
- 열차단장치(과열 시 SPD를 전원에서 분리하는 장치)
- 상태 표시창(녹색/적색, OK/FAULT 등)
- 원격 경보 접점(신호용 NO/NC 접점)
SPD는 설치 위치와 역할에 따라 보통 Type 1, Type 2, Type 3 (또는 Class I, II, III)로 구분하며, 분전반·수배전반·제어반·통신 및 제어 회로 등 보호 대상에 따라 적절한 등급을 선택해야 한다.
2. 서지보호기 관련 기본 기준과 실무적 관리 방향
서지보호기는 설계·시공 시 규격과 표준에 따라 선정·설치하고, 운영 단계에서는 제조사 매뉴얼과 전기설비 관련 기준에서 제시하는 점검·유지관리 원칙을 따르는 것이 일반적이다.
실무에서 서지보호기 관리는 다음 세 가지 축으로 보는 것이 이해하기 쉽다.
- 설계·선정 단계에서 임펄스 내전압, 정격전압(Uc), 공칭 방전전류(In), 최대 방전전류(Imax) 등 정격이 적정한지 검토하는 것
- 설치 단계에서 전원 계통, 접지 방식, 배선 길이, 보호 협조 등을 확인하는 것
- 운전·유지관리 단계에서 정기적인 점검과 교체 기준을 관리하는 것
이 글에서는 특히 세 번째 항목인 운전·유지관리 단계에서의 점검 절차와 교체 기준 설정에 초점을 맞춘다.
3. 서지보호기 점검 주기 설정 원칙
서지보호기의 점검 주기는 설비의 중요도, 낙뢰 위험도, 서지 발생 빈도, 제조사 권장사항에 따라 달라질 수 있다.
실무적으로는 다음과 같은 수준으로 점검 주기를 설정하는 경우가 많다.
- 월간 또는 분기 점검 : 상태 표시창, 이상 유무를 눈으로 확인하는 기본 점검을 수행한다.
- 반기 또는 연간 점검 : 상태 표시, 단자 조임 상태, 주변 열화·변색, 절연 상태 등을 포함한 상세 점검을 수행한다.
- 특별 점검 : 대형 낙뢰 사고, 계통 사고, 차단기·퓨즈 동작, 대규모 설비 증설 후에는 즉시 SPD 상태를 점검한다.
주의 : 점검 주기는 최소 기준일 뿐이며, 반도체·데이터센터·공정제어실 등 정전·고장이 치명적인 설비는 보다 짧은 주기(예: 매월 상세 점검, 연 1회 이상 정밀 진단)를 설정하는 것이 바람직하다.
4. 서지보호기 정기 점검 체크리스트 개요
점검의 일관성과 누락 방지를 위해 서지보호기 전용 점검표를 작성하여 사용하는 것이 좋다.
아래는 현장에서 바로 활용할 수 있는 대표적인 점검 항목 틀이다.
| 점검 항목 | 점검 내용 | 판정 기준 | 점검 주기 | 비고 |
|---|---|---|---|---|
| 표시창 상태 | 녹색/적색, OK/FAULT 표시 확인 | 정상색(OK) 여부 | 월간 | 적색 시 즉시 교체 |
| 외관 손상 | 균열, 변색, 변형, 탄흔 여부 | 손상 없을 것 | 월간 | 손상 시 교체 |
| 단자 체결상태 | 토크렌치로 체결력 확인 | 제조사 지정 토크 유지 | 반기 | 이완 시 재체결 |
| 열화·온도 | 온도계/열화상카메라로 발열 확인 | 주변 대비 이상 발열 없음 | 반기 | 과열 시 원인 분석 |
| 원격 접점 기능 | 신호 접점 동작시험 | 상태 전환 정상 | 연간 | 제어반 연동 확인 |
| 정격표시 확인 | Uc, In, Imax, Type 등 확인 | 계통 정격과 적합 | 연간 | 계통 변경 시 재검토 |
5. 서지보호기 상세 점검 방법
5.1 안전조치 및 준비 단계
- 점검 대상 배전반, 분전반의 일시 정전 가능 여부와 공정 영향을 사전 검토한다.
- 정전이 필요한 작업인지, 무정전 상태에서 가능한 시각·기능 점검인지 구분한다.
- LOTO(잠금·표시) 절차에 따라 차단기를 개방하고, 무전압을 확인한 후 작업한다.
- 필수 보호구(절연장갑, 절연화, 안전모, Arc Flash PPE 등)를 착용한다.
- 서지보호기 제조사 매뉴얼을 준비하고 모델별 특이사항을 확인한다.
주의 : 일부 서지보호기는 무정전 상태에서도 모듈 분리·교체가 가능하지만, 실제 작업에서는 오조작, 아크발생, 오접촉 위험이 있기 때문에 설비 중요도와 안전을 우선하여 작업 방식을 결정해야 한다.
5.2 시각 점검 항목
시각 점검은 서지보호기 상태를 가장 빠르게 확인할 수 있는 기본 절차이다.
- 상태 표시창 색상 확인
- 녹색(또는 WHITE/OK) → 정상 상태로 간주한다.
- 적색(또는 RED/FAULT) → 내부 열차단 장치가 동작하여 보호 기능 상실 상태일 가능성이 크므로 즉시 교체한다.
- 표시창이 흐릿하거나 식별이 어려울 경우, 교체 시기로 판단한다.
- 하우징 및 단자부 외관
- 하우징 균열, 파손, 변형, 탄흔 발생 여부 확인
- 표면 변색(갈색·흑색 등), 수축, 용융 흔적은 과열·서지 과부하의 신호일 수 있다.
- 단자 주변 절연체 크랙, 흑화, 탄화 흔적 여부 확인
- 배선 상태
- 도체 피복 손상, 피복 벗겨짐, 벌어진 심선 여부 점검
- SPD–접지단자–접지바 사이의 배선 길이가 과도하게 길지 않은지, 불필요한 루프나 꼬임이 없는지 확인한다.
5.3 기계적·전기적 점검 항목
- 단자 체결 상태 확인
- 토크렌치를 사용하여 제조사 지정 체결 토크(예: 2.5 Nm, 3.5 Nm 등)를 기준으로 재확인한다.
- 과도한 체결은 단자 및 하우징 파손을 유발할 수 있으므로, 지정값을 초과하지 않도록 한다.
- 원격 경보 접점 시험
- SPD에 내장된 NO/NC 접점을 제어반 또는 시험기를 이용해 동작시켜 신호 상태 변화를 확인한다.
- 일부 SPD는 모듈 탈착 또는 시험 버튼 조작으로 FAIL 상태를 강제 발생시킬 수 있으므로 매뉴얼을 참고한다.
- 온도·발열 확인
- 무정전 점검 시 열화상카메라 또는 비접촉식 온도계를 이용해 SPD 주변 온도를 확인한다.
- 동일 반 내 다른 SPD, 다른 상과 비교했을 때 특정 상만 온도가 높다면 접촉 불량, 과부하, 내부 열화 가능성을 의심해야 한다.
5.4 전기적 성능 관련 점검(제조사 권장 범위)
일반적인 SPD는 내부가 봉인되어 있어 정격 방전전류를 직접 시험하는 것은 현실적으로 어렵다.
실무에서는 다음과 같은 간접적인 방법을 사용한다.
- 절연 저항 측정
- SPD를 계통에서 분리한 후, 적절한 시험전압(제조사 또는 표준에서 지정)을 사용하여 절연저항을 측정한다.
- 유사 모델, 동일 로트의 정상 SPD와 비교하여 현저히 낮은 값을 보이면 열화 가능성이 있다.
- 정합성 확인
- 전원 계통의 상전압, 접지 방식이 변경되었는지 확인하고, SPD의 정격전압(Uc)이 아직 적합한지 재검토한다.
- 계통전압 상승, 접지 방식 변경 시 기존 SPD의 Uc가 허용 범위를 벗어나면 교체를 검토해야 한다.
주의 : SPD의 전기적 특성 시험은 기준 규격에 따른 전용 시험장비가 필요하므로, 현장에서는 제조사 권장 항목 이내의 단순 진단만 수행하고, 이상이 의심될 경우 교체 또는 전문기관 시험을 검토하는 것이 안전하다.
6. 서지보호기 교체 기준 정리
서지보호기의 교체 시점을 명확히 정의해 두면, 불필요한 조기 교체를 줄이면서도 보호 기능 상실을 방지할 수 있다.
실무에서 적용하기 좋은 교체 기준을 항목별로 정리하면 다음과 같다.
6.1 외관 및 표시 상태에 따른 교체 기준
- 상태 표시창 FAIL(적색 등) 표시
- 표시창이 FAIL, FAULT, RED 등 비정상 상태를 나타내면 즉시 교체한다.
- 일부 모델은 모듈 단독 교체가 가능하므로, 베이스는 유지하고 모듈만 교체할 수 있다.
- 하우징 손상 및 탄흔
- 균열, 찌그러짐, 하우징 파손, 변형이 있는 경우 즉시 교체한다.
- 탄흔, 용융 흔적, 과도한 변색이 있는 경우 내부 열화가 상당하다고 보고 교체한다.
- 표시창 식별 불가
- 표시창의 색이 바래서 정상/비정상 구분이 어려운 경우 계획 정지 시 교체한다.
6.2 운전 이력에 따른 교체 기준
- 대형 낙뢰 또는 서지 사고 이력
- 낙뢰 사고로 인한 광범위한 오동작, 차단기 대량 트립, 피뢰침 계통으로 대전류가 유입된 이력이 있는 경우 인입부 SPD는 교체를 우선 검토한다.
- 서지 회수 누적에 따른 열화는 눈으로 확인하기 어렵기 때문에, 중요한 설비에서는 사고 후 예방 차원의 교체를 적용한다.
- 차단기·퓨즈 동작 이력
- SPD 전용 백업 차단기 또는 퓨즈가 동작한 경우, SPD 내부 단락 또는 과부하가 있었을 가능성이 높다.
- 백업 보호장치가 동작한 SPD는 원칙적으로 교체를 권장한다.
6.3 사용 연한 기준
SPD의 수명은 서지 환경, 서지 크기·횟수에 크게 좌우되므로 절대적인 연수를 제시하기 어렵다.
그러나 실무에서는 다음과 같은 예방 교체 개념을 적용하기도 한다.
- 낙뢰 및 서지 환경이 비교적 평온한 일반 건물
- 제조사 권장 수명 또는 설치 후 8~10년 경과 시 계획 보수로 교체를 검토한다.
- 낙뢰 다발 지역, 옥외 설비, 통신탑, 공장 등 서지 환경이 나쁜 설비
- 5~7년 주기로 예방 교체를 계획하거나, 정기 진단 결과를 바탕으로 탄력적으로 운영한다.
주의 : 사용 연한 기준은 어디까지나 예방 교체 관점의 내부 규칙으로 설정하는 것이며, 실제 교체 여부는 서지 이력, 점검 결과, 제조사 권장사항을 종합하여 결정해야 한다.
6.4 계통 변경 시 교체 기준
- 변압기 증설·교체 등으로 계통전압이 변경된 경우
- 접지 방식(TN-S, TN-C, TT 등)이 변경되어 SPD 접속 방식이 바뀌는 경우
- 단락전류, 차단기 정격이 크게 변경되어 보호협조 조건이 변한 경우
위와 같은 계통 변경이 있을 때는 기존 SPD의 Uc, In, Imax, 보호모드(L-N, N-PE 등)가 여전히 적합한지 재검토하고, 부적합 시 신규 규격에 맞는 SPD로 교체해야 한다.
7. 설비 유형별 서지보호기 관리 포인트
7.1 수배전반·인입반 SPD
- 건물·공장의 첫 번째 방어선 역할을 하므로, 정격 방전전류가 크고 내구성이 높은 Type 1 또는 Type 1+2 SPD가 사용되는 경우가 많다.
- 낙뢰 환경이 나쁜 지역에서는 인입반 SPD의 상태에 따라 전체 설비 보호 성능이 크게 좌우되므로, 보다 짧은 주기의 상세 점검이 필요하다.
- 접지 저항, 등전위 본딩 상태가 불량하면 SPD 성능에도 영향을 주므로 같이 점검한다.
7.2 분전반·부하반 SPD
- 주로 Type 2 SPD가 설치되며, 민감한 전자장비가 연결된 회로를 보호한다.
- 각 분전반에 설치된 SPD의 상태 표시창을 정기 순회 점검에 포함시키고, FAIL 표시 모듈은 목록화하여 계획정지 시 일괄 교체하는 방식이 효율적이다.
- 분전반 내부에서 SPD와 보호할 부하 사이의 배선 길이가 길어지면 보호 효과가 떨어지므로, 배선 변경·증설 시에도 SPD 위치를 다시 검토한다.
7.3 민감 설비(제어반·통신반·IT장비) SPD
- PLC, DCS, 통신설비, 서버, 제어실 등은 Type 3 또는 특수 SPD를 추가로 사용하는 경우가 많다.
- 전원 라인뿐 아니라 신호·통신·계측선에도 SPD가 사용되므로, 점검 시 보호 대상 회로 전체를 함께 확인해야 한다.
- 통신 SPD의 경우 대역폭, 삽입손실 등 전기적 특성 저하도 문제가 될 수 있으므로, 잦은 서지 환경에서는 일정 주기의 계획 교체가 유리하다.
8. 서지보호기 점검 기록 및 문서화 방법
서지보호기 관리 수준을 높이기 위해서는 점검 결과를 체계적으로 기록하고, 교체 이력을 추적 관리하는 것이 중요하다.
아래와 같은 항목을 포함한 전용 점검 기록표를 사용하는 것을 권장한다.
| 점검일자 | 설치 위치(반명/회로명) | 제조사/모델명 | 정격(Uc/Type 등) | 표시 상태 | 외관 이상 | 단자 체결 | 원격 접점 | 판정 | 조치 내용 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| YYYY-MM-DD | 본관 1층 분전반 MDP-1 | A사 / SPD-XXXX | Uc=275 V, Type 2 | 정상(녹색) | 이상 없음 | 정상 | 미시험 | 합격 | - |
문서화 시 다음 사항을 추가로 관리하면 좋다.
- 교체일자, 교체 사유(표시 FAIL, 사고 후 예방 교체 등)
- 교체 전·후 모델명, 정격 비교 내역
- 사고(낙뢰, 계통 이상)와 SPD 상태 변화 간의 상관 관계
예시) 서지보호기 교체 이력 관리 항목 - 설비 ID : MDP-1-SPD-01 - 설치 위치 : 본관 1층 분전반 MDP-1 인입부 - 최초 설치일 : 2017-05-10 - 교체 이력 · 2022-08-30 : 상태표시 적색, 외관 이상 없어 모듈만 교체 · 2025-07-15 : 낙뢰 사고 후 예방 차원 교체 - 비고 : 낙뢰 다발지역, 5년 주기 예방 교체 기준 적용 9. 서지보호기 관리 수준 향상을 위한 실무 팁
- 모델 통일을 통해 예비품 관리와 점검 기준을 단순화한다.
- 중요 설비는 이중 SPD 구성(인입부 + 분전반 + 국부 보호)을 적용하여 단일 고장에 대한 리스크를 줄인다.
- 정기 점검 시 열화상카메라 순회 점검을 병행하면 접촉 불량, 과부하, 초기 열화 징후를 조기에 발견할 수 있다.
- 제조사 매뉴얼에 명시된 정격 시험 횟수·조건을 숙지하고, 현장 규정에 반영한다.
- 정전 계획이 있는 설비 점검 기간에 SPD 점검과 교체를 함께 수행하여 생산 중단 영향을 최소화한다.
주의 : 서지보호기는 평상시에는 눈에 잘 띄지 않지만, 한 번의 대형 서지를 제대로 막지 못하면 설비 전체 정지, 고가 장비 손상, 화재 등 큰 사고로 이어질 수 있다. 점검과 교체 기준을 명문화하고, 실제로 실행하는 것이 전기안전관리의 핵심이다.
FAQ
Q1. 서지보호기의 점검 주기는 어느 정도로 잡는 것이 적절한가?
일반적인 건물·공장에서는 월간 또는 분기별로 상태 표시창과 외관을 확인하는 기본 점검을 실시하고, 반기 또는 연 1회 정도 상세 점검을 수행하는 것이 보편적이다. 다만, 낙뢰 다발 지역이나 민감 설비를 보호하는 SPD는 월 1회 이상 상세 점검과 사고 후 특별 점검을 추가하는 것이 바람직하다.
Q2. 상태 표시창이 정상(녹색)인데도 교체해야 하는 경우가 있는가?
있다. 상태 표시창은 내부 열차단 장치 동작 여부에 기반한 단순한 지시인 경우가 많다. 대형 낙뢰 사고나 백업 차단기 동작 이력이 있는 경우, 표시창이 정상이라도 내부 소자가 상당 부분 열화되었을 가능성을 배제할 수 없다. 이때는 예방 차원의 교체를 검토하는 것이 안전하다.
Q3. 서지보호기의 사용 연한을 몇 년으로 보는 것이 좋은가?
정확한 사용 연한은 서지 환경에 따라 크게 달라지나, 일반적인 건물 환경에서는 8~10년, 서지 환경이 나쁜 지역이나 민감 설비 보호용 SPD는 5~7년 정도를 하나의 기준으로 잡고 예방 교체를 계획하는 경우가 많다. 다만, 이는 내부 규정으로 정해 운용하는 값이며, 제조사 권장사항과 점검 결과를 함께 고려해야 한다.
Q4. 서지보호기 교체 시 동일 모델로만 교체해야 하는가?
동일 모델로 교체하는 것이 관리상 가장 간편하지만, 필수 사항은 아니다. 계통 전압, 접지 방식, 정격 방전전류, 보호모드, 설치 환경에 적합한 규격을 만족한다면 타사·타 모델도 사용 가능하다. 다만, 보호 협조와 예비품 관리, 향후 점검 편의성을 고려하여 가급적 모델을 통일하는 것이 좋다.
Q5. SPD 점검을 무정전 상태에서만 해야 하는가, 정전 상태에서 해야 하는가?
시각 점검, 상태 표시 확인, 일부 온도 측정 등은 무정전 상태에서도 가능하다. 그러나 단자 체결, 모듈 탈착, 일부 기능 시험은 정전 후 LOTO 절차를 완료한 뒤 수행하는 것이 원칙이다. 실무에서는 설비 중요도, 안전 리스크, 작업 범위를 고려하여 무정전/정전 작업을 구분하고, 정전 작업 시 다른 보수 작업과 일정을 묶어 효율을 높인다.