전기전자기기 위협의 억제

전기적 과긴장(overstress)의 위협

오늘날에 어느 누구도 하이테크 전자의 세계에서 전기적 과긴장에 의한 영향을 받지 않은 이는 아마 최선을 다한다 해도 없을 것이다. 전자시대(현대 기술문명 시대를 일컬음)에 있어서 좁은 장소에 넣은 고집적도의 회로 소자는 불과 몇 볼트의 순시 초과전압(과도전압)에도 민감하게 된다. 고집적의 극소회로는 3에서 5볼트의 낮은 전압에서 동작하며, 과도전압은 낮은 오차 범위에 있기 때문이다.

연구 간행물에 의하면 연간 전기적인 장애로 인하여 발생되는 비용이 미국 단독으로도 미화 300억 달러에 이르며, 이로 인한 데이터 처리의 다운타임은 1980년에 27%이던 것이 2008년에는 50%로 증가하였다.

전자장비 사용자의 거의 모두가 장비가 고장 나거나, 리세트 되거나 수명이 단축되는 것을 보아 왔다. 컴퓨터는 기업을 위한 것이든 개인용이든 자주 제 일을 하지 못하거나 이상한 동작을 해서 재 부팅을 안 할 수 없게 된다.

솔리드 스테이트 장비에서 닳는 것은 없는 것이기에 장비는 필수적으로 고장이 나서는 안 되는 것이다. 연구결과는 전자적인 고장의 70에서 90%는 과전압 자극이 원인이다. 고장원인의 나머지는 대개 열에 의한 것이거나 설계상의 문제다.

1.순간적인 과전압의 근원

자연현상으로서의 과도현상의 근원은 전력에 장애를 주어 정상적인 동작에서 전기장치에 문제를 일으키는 모든 것이다.

ㄱ) 개폐 과도현상(Switching Transient)

전류가 갑자기 흐르는 경우는 언제나 과도전압이 발생하게 된다. 인덕터의 자기장이 갑자기 없어지면 저장된 에너지에 의하여 전류의 흐름을 지속하려는 방향으로 전압을 일으킨다. 솔레노이드, 릴레이, 변압기, 인덕터, 모터와 같이 인덕턴스 성분을 가진 모든 장치는 전기를 끊을 때에 에너지를 방출하는 것이다. 접점이 망가지고, 휴즈가 끊어지며, 회로차단기가 내려가는 등의 현상이 발생하는 것은 과도전압이 발생하여 전류가 순간적으로 흐르는 예이다. 전력선이 합선을 일으키거나, 짐을 부리는 기계가 동작을 시작하거나, 캐패시터 뱅크에 스위치를 넣거나 할 때 또한 잦은 순간 과전압의 근원이 된다. 높은 주파수의 스위칭 파워 서플라이는, 모든 새로운 장비에서 볼 수 있는 것인데, 강력한 과도전압 발생원이며, 교류 라인에 방사하는 것을 제한하는 규정 제정에 정기적으로 제기되는 이슈가 되고 있다.

ㄴ) ESD 과도현상

정전기 방전현상은 서로 다른 두 가지 물질 사이의 마찰로 발생한 정전기가 근원이 되는 과도현상이다. 대전(물체가 전기를 띠는 현상)효과는 두 개의 면 사이에 서로 다른 전하가 만들어지고 이 면이 서로 떨어질 때 관측되는 것이다. 나일론 카펫 위를 걷는 사람의 몸은 약 15,000 볼트의 전압이 생길 정도로 양(+) 전하가 축적된다. 일반적으로 사람 몸에서 전자 장치나 다른 표면에 방전하는 경우 순시 전압은 약 3,000 볼트 이상이다. 이 보다 낮은 전압의 방전은 수시로 있으나 인식하지 못한다.

ㄷ) 핵 전자기 펄스(Nuclear Electromagnetic Pulse)

번개 치는 것과 유사하게 전자기펄스가 발생하지만 상승시간이 매우 짧은 펄스이다. EMP (전자기 펄스: Electromagnetic Pulse)는 핵의 질서가 깨질(폭발할)때 발생하는 것이다. 이 위협은 군대로 하여금 모든 군사적인 무기와 전술장비에 “방사대비보강(radiation harden)”을 하도록 요구한다.

ㄹ) 번개 과도현상(Lightning Transient)

(모든 과도현상 중에서 가장 무섭고 가장 피해를 많이 주는 것) 번개 과도현상은 산업에서 과도현상 방지의 “정상급”으로서 수시로 논의되는데, 왜냐하면 번개가 커다란 위협을 대표하며 잘 알려진 과도현상의 근원이기 때문이다. 만약 보호 장비가 거친 환경에서 번개의 효과를 견디게 한다면, 다른 낮은 규모의 모든 위협에 대하여도 잘 견딜 수 있기 때문이다.

ㅁ) 번개는 구름 안에서 어름이나 다른 입자의 마찰에 의하여 전하를 생성하고 공기를 이온화하여 그름과 구름 또는 구름과 땅 사이에 높은 전위차를 형성하고 이에 따른 전도성 통로(Conductive Path: 플라즈마(Plasma)의 형태)가 만들어져서 생긴다. 연구결과는 번개의 첫 번째 타격에서 전류는 200,000 암페어를 웃돌 수 있다고 한다. 번개의 첫 리턴 스트로크에서 평균 타격 전류는 20,000 암페어 가량이라고 한다.

번개의 피크 전류와 확률

피크 전류(kA)	확률(%)
70 ~ 140	2
32 ~ 65	10
10 ~ 20	50
3.1 ~ 6.2	90
1.3 ~ 3.1	98

번개가 칠 때 위에서 말한 전도성 통로와 직각을 이루는 방향으로, 다시 말하면 구름에서 지상으로 치는 번개는 지표면을 따라, 그리고 구름에서 구름으로 치는 번개는 상하로, 번개 방전에 의하여 생긴 전자기 파동(Electromagnetic Wave)이 퍼져 나간다. 또한 땅으로 내리친 경우는 맞은 지점에서 사방으로 지전류(Ground Current)가 퍼져 나가는 것을 관측할 수 있다. 전력선에 바로 번개를 맞은 경우 높은 전류가 1차 회로에 주입되어 접지 저항과 1차 회로 임피던스에 의하여 높은 과도전압을 일으키게 된다.

평균(중간정도) 번개의 영향

번개 친 곳에서의 거리(km)	수직 전기장 세기(V/m)	수직 전기장 세기(V/m)
10	110	20
1	1,100	200
0.1	11,000	2,000

이렇게 하여 번개로 생기는 과도현상이 1차 회로에 전자기적 결합 또는 직접 주입하여 일으킨 것을 우리는 관측하게 된다. 이에 더하여 지전류가 번개 친 곳으로부터 장비로 흘러 들어오는 것도 관측할 수 있다. 이 지전류는 구조물 안에서나 구조물과 구조물 사이에 있는 여러 가지 그라운드 포인트에서 과도전압에 의한 전위차를 관측하게 된다.
결론적으로 이러한 모든 심각한 위협이 전력 공급 선을 통하여, 전화선을 통하여 또는 텔레콤 선이나 데이터 선을 통하여, 신호나 전류 루프를 통하여, 뿐만 아니라 어스 그라운드 연결을 통하여 전기전자 장비에 들어오게 된다.

2. 순시 과전압이 초래하는 결과

ㄱ) 잠재성 고장(Latent Failure)

이른바 “상처 입은 동작”이라 하며, 과도현상이 일으키는 현상이지만 그냥 지나치기 쉬워서 나중에 천천히 문제가 발생하기 때문에 어렵다. 우리가 잘 알고 있는 바와 같이 과전압 과도현상은 전세계에 걸쳐서 매일 발생하고 있다. 완전하게 고장이 나거나 매우 자주 동작에 이상이 있기 전에는 대부분의 사용자는 기계가 안전한 것으로 여기게 된다. 파괴적인 과도현상에 의하여 장비가 공격을 당하면 그 장비의 수명은 짧아진다. 사람들은 장비가 이상하게 동작한다는 것을 느끼지 못하기 때문에 장비가 열화되어 있다는 것을 모르게 된다. 장비는 피해를 주는 과도현상에 의하여 아주 적은 이상을 보이거나 전혀 이상이 없이 살아 남지만, 6개월 내에 망가지거나 극미회로의 접합점에 뚫어진 구멍이 있어 서서히 악화되면서 떨어져 나가 집적회로가 고장이 나는 수도 있다

ㄴ) 가벼운 고장(Soft Failure)

이것은 모든 형태의 전자 장비에 가장 공통으로 생기는 것으로 최선의 경우는 장비의 수명을 짧게 하고 최악의 경우는 잠재적 고장을 일으키게 된다. 가벼운 고장은 이를테면 컴퓨터를 온라인에서 오프라인으로 만들거나, 리세트 되거나, 런 에러, 통신 에러, 측정이나 읽기 에러, 검색 에러, 길을 잃거나, 파일의 충돌을 일으키거나, 묶이거나 잠기거나, 출력 에러를 일으키는 등 등이다.

ㄷ) 무거운 고장(Hard Failure)

이 고장은 일반적으로 일어나는 쉽게 볼 수 있는 고장이다. 결과는 전자장치 안에 탄화한 덩어리가 생기고, 부품의 덮개가 떨어져 나가며, 금이 가고 타버리며, 회로 기판의 배선이 증발하는 등의 파괴현상이 보이지만, 어떤 경우는 눈에 보이지 않게 부품 내부가 파괴되는 경우도 있다. 장비는 곧바로 제 기능을 상실한다.

전기적 과긴장의 억제

앞에서 기술한 바와 같이 전기적인 과긴장이 갑작스러운 고장 등을 일으키지만, 그러나 정상적인 동작에서 아주 짧은 시간에 실현되는 것이다. 과도전압이 그 크기가 증가하지 않는데도 불구하고 그 현상이 는 것에 비하여, 오늘날 전자장비의 장애 또는 피해의 정도는 복잡하게 늘어난다.
순시 전압 서지 억제(TVSS: Transient Voltage Surge Suppression) 장치 또는 서지 보호 장치(SPD: Surge Protective Devices)라고 부르는 것이 여러 가지 형태로 또 여러 가지 보호 레벨로 만들어져 공급되고 있으나, 전문가에 의하여 적정하게 설치되지 않으면 전자 장비를 보호하지 못한다.
좋은 품질의 TVSS는 위협을 낮추고 장비를 보호하게끔 해롭지 않은 전압으로 전원이나 신호 전압을 “단속(clamp)”하고, “통과(Let-through)”시킨다. 전기적 과긴장으로부터 전기전자기기를 보호하기 위해서는, 장비에 영향을 주는 모든 경로에 적정한 수준의 억제 소자를 설치하여 보호한다.

1.소자의 특성

억제 소자의 특성 비교표

소자명	V/I 응답커브	응답속도	손실 (용량성)	에너지 양	후속 전류	누설 전류	비용
이상형	급상승 평탄	빠름	없음	무한대	없음	없음	안듬
MOV (Zn)	급상승/ 비선형	중간	많음	큼	없음/ 높음	높음	낮음
SAD	급상승/ 평탄	매우빠름	적음	적음	없음/ 높음	낮음	중간
GDT	불규칙/ 비선형	느림	아주 적음	큼	높음	아주 낮음	중간
S.C.Block	불규칙/ 비선형	느림	적음	큼	없음	낮음	낮음
Air Gap	불규칙 비선형	느림	아주 적음	큼	없음	아주 낮음	중간
SiC 바리스터	급상승/ 비선형	빠름	많음	매우 큼	없음/ 높음	높음	비쌈
셀레늄 TVS	급상승/ 평탄	빠름	많음	매우 큼	낮음	낮음	비쌈

ㄱ) 이상형 소자

실제 있는 것이 아니라 역할을 최대로 하는 이상적인 특성을 착안한 것이다.

ㄴ) 산화아연 바리스터(Zinc Oxide Varister: Zn MOV)

일정 전압으로 전압이 높아지면 저항 값이 낮아지는 반도체 소자를 응축해 세라믹 형태로 만든 것이다. 수 백만 개의 반도체(PN 접합) 소자가 합쳐진 것을 판형으로 만들어 양면에 전극을 형성하였다.

주요 특성

• 높은 전전용량 – 전류가 증가하기 시작하는 전압은 두께에 비례하고, 전류의 허용 한도는 전극의 면적에 비례한다. 두꺼운 것은 반도체가 직렬로 연결되어 정전용량이 점점 줄어들 것이다. 그러므로 정전용량(Capacitance)은 사용전압에 반비례하고 서지 허용전류에 비례한다. 상승시간이 8ms이고 반치폭 지속시간이 20ms 인 표준서지(IEC 61643-1)에 대하여, 최대 20kA의 전류허용 값을 가지는 산화아연 바리스터는 직경이 25mm인 원반형인데, 사용전압이 220V인 경우는 최대 교류 허용전압을 275V로 할 때 정전용량이 약 1800pF이다.
• 빠른 응답속도 – 15ns(1ns는 10억분의 1초) 이내의 응답속도를 가진다. 그러나 전류/전압 특성은 아주 비 직선적이다. 위의 MOV인 경우 메이커가 제시한 특성은 서지 5kA인 때 전압은 약 1.2kV이다.
• 높은 서지 전류 한도 – 위의 MOV에서 위의 서지에 의한 최대전류는 25kA이다. 100kA인 것도 생산되고 있다.
• 높은 순간에너지 변환 – 전기 에너지를 열로 방출한다. 위 MOV의 2ms동안 에너지 변환은 최대 280J[1J(줄)은 1와트로 1초간의 에너지]이다.
• 후속전류는 없다. - 그러나 소자가 파괴되면 높다.
• 누설전류가 높다(정전용량으로 인함). – 위 MOV는 220V 60Hz에서 0.5mA이내이다.
• 소자가 열화(degrade) 된다. – MOV가 서지에 과다 노출되면 반도체 접합이 점점 파괴되어 도체화하므로 바리스터 동작전압이 내려가며, 정전용량이 많아지고 따라서 누설 전류가 증가한다. 열화가 계속되면 온도상승으로 폭주전류가 흘러 회로 퓨즈가 끊어지거나, 차단기가 트립될 수 있다. 여유 있게 설계하면 실용상 15년을 견딜 수도 있다.
• 고장 모드 – MOV는 과긴장의 경우 쇼트 상태로 되며, 후속 전류에 의하여 배선이 단선되거나, 소자가 소리를 내며 타거나 쪼개진다. 따라서 적당한 퓨즈나 회로 차단기를 연결해 주어야 한다.

ㄷ) SAD(Silicon Avalanche Diode: TVS 다이오드)

일반적으로 TVS(Transient Voltage Suppression) 다이오드라 부르는 다이오드로서 제너 다이오드의 기능을 하되 전류 사태(산사태, 눈사태의 사태)에 대하여 동작하는 것이다. SAD는 매우 큰 실리콘 칩이 커다란 금속 알갱이(마치 정제 알약처럼 생긴) 전극 사이에 넣어진 것으로, 일반 제너 다이오드에 비하여 수 천 배의 전류를 흘릴 수 있는 것이다.
TVS 다이오드는 일반적으로 소형 통신 신호나 통신 전원의 서지 보호용으로 사용한다. 가장 많이 사용되는 것은 높은 주파수 스위칭 회로의 구형파 파형 정형용으로 서지 발생원에 설치한다.
단방향(DC용)과 양방향(AC용)이 있다.

주요특성

• 매우 빠른 응답 특성 – 약 1 ps(백반분의 1 마이크로초)
• 거의 평탄한 응답 특성 – MOV에 비교하면 전류가 변화해도 전압은 거의 일정
• 비교적 낮은 정전용량 – 같은 전류 능력이라면 MOV에 비하여 정전용량이 낮음.
• 낮은 에너지 취급 정도 – 0.5 ~ 15kW (5kW, 15kW는 가격이 매우 비싸다)
• 매우 낮은 누설 전류 – 마이크로 암페어 단위
• SAD도 과긴장이 되면 반도체 전극이 쇼트되어 도체화하여 배선이 단선되거나 소자가 소리 내며 쪼개진다.

ㄹ) 가스 방전관(GDT: Gas Discharge Tube)

가스 방전관은 에어 갭(스파크 갭)이나 카본 갭과 비슷하게 어떤 전압을 넘어서면 방전하는 소자이나 방전 공간이 밀폐되어 있으며 그 안은 대략 0.1 바(약 1/10 기압)의 기압으로 아르곤과 수소 가스를 채워 넣은 것이다. 또 안에 방사능 가스를 섞어 넣어서 방전이 잘 되게 한 것도 있다. 두 개의 큰 전극이 약 1mm 사이를 두고 있으며 세라믹으로 봉해져 있다. 방전 현상은 마치 번개 치는 것과 유사하여 두 전극 사이에 전도성 통로가 생기는 것이다.

주요 특성

• 응답이 일정치 않으며 다소 비직선적이다.
• 반응 속도가 느리다. 예를 들면 8/20ms 의 표준형 펄스인 경우 90V 가스 방전관은 방전개시전압(striking voltage)이 약 400V이다.
• 가스 방전관은 정전용량이 2pF 이내로 아주 작아 무시 할 수 있다. 따라서 교류에 대해서 누설 전류도 거의 없다.
• 방전 전류 용량이 제법 크다. 크게 만들어서 전류 용량이 100kA인 것도 있다.
• 에너지 방출 용량이 아주 크다. 과도현상이 있어 방전하고 있는 동안은 방전관은 불꽃 방전 또는 플라즈마 현상에 있다. 에너지는 열과 빛으로 발산한다.
• 후속 전류가 매우 크다. 가스가 이온화된 상태가 스파크 후에 유지되기 때문이다. 방전관은 방전시 “on” 된 상태로 되므로 등전위 장치로 사용할 수 있다. “등전위장치”란 평소에는 “off” 상태로 있다가 높은 전압이 걸리면 “on”상태로 할 수 있는 에어 갭이나 카본 갭 등 스파크 갭 등이 같은 동작을 한다.
• 고장 모드 – 일반적으로 가스방전관이 열화되면 “개방(open)”된다. 그러나 번개가 심한 때는 전극이 녹아 붙어 “쇼트”된다.

ㅁ) 실리콘 카바이드 블록(Silicon Carbide Block)

오래 전에 사용되던 “에어 갭” 형태의 라이트닝 어레스터로 현재는 쓰이지 않는다. 실리콘 카바이드는
실리콘과 탄소의 결합물로 아주 강한 세라믹을 형성한다.

에어 갭(air gap)

두 방전 전극을 가까이 두고 그 사이가 공기로 채워져 있는 스파크 장치로서 번개가 아주 심한 곳에서
1차 보호에 쓰인다.

에어 갭의 주요 특성

• 예측할 수 없는 “턴 온” 응답 특성
• 매우 느린 스파크 시간
• 낮은 정전용량
• 높은 에너지 용량
• 만들기에 따라서 아주 높은 에너지 발산 용량
• 가스방전관과는 다른 낮은 후속 전류
• 낮은 누설 전류

ㅂ) 실리콘 카바이드 바리스터(SiC Varister)

산화아연 바리스터에 비하여 중형 바리스터로 대형 개폐기나 모터, 발전기 등 인위적 서지 발생원에
많이 설치한다.

주요 특성

• 폭이 매우 긴 서지(100 ~ 400ms)에 유용하다.
• 응답 속도는 5 ~ 10ns로 빠르다.
• 높은 접점온도에서 동작한다. 110° C 동작
• 매우 높은 에너지 용량(150mm 직경인 경우 22,500 J)

ㅅ) 셀레늄 서지 서프레서(Selenium Surge Suppressor)

셀레늄 정류기와 비슷한 구조의 TVS 다이오드로서 단방향(DC용)과 양방향(AC용)이 있다.
구조적으로 많은 열을 방출할 수 있게끔 얇은 판을 간격을 두고 쌓아 놓은 것이므로 일반 산화금속
바리스터(MOV)에 비하여 약 40배의 에너지 발산이 가능하다. 주로 서지 발생원에 설치한다.
일반 MOV: 0.1 ~ 2.5W 세레늄 TVS: 2.5 ~ 80W

대표적 응용

• 발전기의 정류 출력
• 대형 제어 SCR 양단
• 대형 DC 모터 양단
• 파워 컨디셔닝

2. 과도 전류의 흐름

과도현상은 많은 전류의 높은 전압이다. 전류의 흐름은 일반적인 전기 흐름과 다르지 않다. 즉 전기는 물같이 흐르기 쉬운 길로 흘러간다. 잘 흐르는 통로를 만들면 그 통로로 흐르게 된다. 앞에서 보호 소자를 알아 보았는데, 그들 소자는 다 높은 전압에서는 전기가 잘 흐르지만 낮은 전압에서는 저항이 높아 전기가 잘 흐르지 않게 만들어진 것들이다.

ㄱ)보호기의 원리

보호해야 할 장비와 서지 보호 소자가 같이 서지에 연결되어 있다면 피 보호 장비로 과도전류가 흐르지 않게 하고, 서지 보호 소자로만 과도 전류가 흐르게 하는 것이 보호기의 원리이다. 따라서 서지 보호 소자는 과도현상의 충격을 받으면 순간적으로 열이나 빛 (전자기파) 등으로 에너지를 발산하게 된다.
서지 전류의 흐름은

• 서지 전류는 빨리 흐를 수 있는 쪽으로 흐른다. à 반응 속도가 빠른 쪽
• 서지 전류는 낮은 전압에서 흐를 수 있는 쪽으로 흐른다. à 반응 전압이 낮은 쪽
  [저항(임피던스)이 낮은 쪽으로 흐른다]

ㄴ)캐패시터와 인덕터

과긴장의 성격상 공통점은 급히 변하는 전류의 영향이라는 것이다. 전류 흐름을 거스르는 (임피던스) 요소로 저항, 캐패시터, 인덕터가 있다. 저항은 변화하는 전류나 변치 않는 전류나 같이 하고, 캐패시터(정전용량)는 변화하는 전류는 빨리 흐르게 하고 직류는 흐르지 않게 하며, 인덕터는 직류는 영향을 안 주고 변화하는 전류는 느리게 흐르도록 한다.

ㄷ)지표면은 대기권의 전리층과 함께 거대한 캐패시터를 형성한다. 지구 표면은 아주 큰 캐패시터의 전극이라서 무한대의 전하를 보유할 수 있다고 본다. 그러므로 가장 막강한 과도현상인 번개도 땅으로 흐르는 것으로 보며, 대규모 전기의 개폐 서지도 땅을 기준점으로 본다. 모든 전기 공급 배전 및 안전관리의 기준점, 통신 데이터 신호의 기준점도 또한 땅으로 한다. 서지 보호기의 귀로인 땅으로의 연결(흔히 접지라고 함)이 (임피던스가 작게) 잘 되면 서지 전류가 잘 흐르게 된다.

서지보호 소자의 통과 전압이 피 보호 장비로 가해질 때, 그 장비가 견딜 수 있는 전압을 초과한다면, 별도로 통과전압을 줄일 수 있는 억제 소자를 더 사용함으로써 피 보호 장비에 피해를 주지 않도록 해야 할 것이다. 이렇게 서지 전류의 통로로서 주된 보호기 이외에 다른 경로를 만들어 다른 서지 보호기를 추가할 때는 추가하는 보호기의 반응전압이 앞의 것보다 낮아야 하고 두 번째 서지 보호기 쪽으로 서지 전류가 적게 흐르게 하기 위해서는 두 서지 보호기 사이에 서지 전류의 흐름을 억제하는 임피던스 소자의 추가가 필요하다. 이렇게 만든 서지보호기는 입력과 출력이 구분되는 연결 구조를 가진다. 추가되는 소자의 전류용량과 통과전압에 따라 서지보호기의 전력공급용량이 정해진다.

ㅁ)서지의 단계가 구분되는 단계별 서지 보호의 경우, 장비의 보호접지나 신호의 기준점도 단계별로 되어 있어야 통신의 잡음이나 제어 계통의 에러가 없다.

ㅂ)서지보호 소자로 흐르는 낙뢰 서지의 흐름은 순간적으로 전류의 귀로인 접지점의 전압의 상승을 가져오므로 보호소자(장치)에 연결된 피보호장비의 통신 기준점에서 상대 통신기로 신호선(기준선)을 통하여 서지전류가 흘러 단선 또는 상대 통신기 입력 소자의 파괴를 일으킬 수 있다. 이러한 위협에서 벗어나기 위해서는 전기신호를 빛으로 변환하여 전달하는 광 케이블, 옵토 커플러(opto-coupler) 등의 수단이 매우 효과적이다. 아날로그 신호의 경우 해당 신호 대역을 통과하는 절연변압기 사용도 유효하다.

ㅅ)현대적 전기전자기기의 중추를 이루는 것은 주로 3 ~ 5볼트에서 동작하는 마이크로칩이다. 또 첨단 통신분야는 기가 헤르츠 대의 높은 주파수를 증폭하는 FET(Field effect transistor)이다. 이들은 과긴장에 아주 취약하므로 특별히 서지 내성을 갖도록 보호소자를 넣거나 전자 차폐를 하여 보호해야 한다.

ㅇ)전기가 흐를 수 있는 물체 사이는 어떤 형태이든 정전용량을 가지게 되며, 변화하는 전류는 이 용량을 통하여 흐르게 된다. 그러므로 서지전류가 흐르는 도선은 비록 접지선이라도 절연된 것이 접촉시 쇼크 방지를 위해 좋다. 서지현상에 그 사이에 있는 유전체가 견지지 못하면 즉 절연이 파괴되면 급격히 큰 전류가 흐르면서 파괴된다. 한편 절연이 잘된 정전용량은 적정한 임피던스와 결합하여 서지를 억제하는 회로를 구성할 수 있다.

ㅈ)도선에 전류가 흐르면 주위에 전자장을 형성하게 된다. 형성된 전자장에 의하여 스스로 흐름을 방해하는 요소 즉 인덕턴스 특성을 가진다. 곧바로 된 선 보다 굽은 선이 인덕턴스가 높다. 과도전류를 잘 흐르게 하려면 굵고 곧게 배선하고, 못 흐르게 하려면 굵은 선이라도 코일을 많이 형성하여 배선한다.

ㅊ)과도전류가 최종적으로 흐르는 접지단자대에 모든 피보호 장비의 보호접지 선이 따로따로 배선되어야 한다. 서지보호기의 접지는 가장 짧게 배선되어야 한다. 접지선이 장비간 공통 사용되거나 루프를 형성하여 직렬로 연결하면 동작 에러나 잡음의 원인이 된다.