IEC 61000-4-11 전압강하·순간정전 시험 규격

전자제품이나 산업용 장비의 EMC 시험자료를 보면 IEC 61000-4-11 Voltage Dips, Short Interruptions라는 항목을 볼 수 있습니다.

IEC 61000-4-11은 전원전압이 순간적으로 낮아지거나 완전히 끊겼을 때 제품이 어떻게 동작하는지 평가하는 EMC 내성시험 규격입니다.

쉽게 말하면

IEC 61000-4-11 = 순간적인 저전압과 정전을 인위적으로 만들어 제품의 내성을 확인하는 시험

이라고 이해하면 됩니다.

IEC 61000-4-11은 어떤 시험일까?

실제 전력망에서는 항상 일정한 전압이 공급되는 것은 아닙니다.

대형 모터가 기동하거나 전력망에 고장이 발생하면 순간적으로 전압이 낮아질 수 있고, 짧은 시간 동안 전원이 완전히 끊어질 수도 있습니다.

이런 상황에서 전자기기는

전원이 꺼지거나
재부팅되거나
화면이 멈추거나
데이터가 손실되거나
제어장치가 오동작

할 수 있습니다.

IEC 61000-4-11은 이러한 상황을 시험실에서 재현합니다.

Voltage Dip이란?

Voltage Dip은 공급전압이 일정 시간 동안 정상전압보다 낮아지는 현상입니다.

예를 들어 정상전압을 UT = 100%라고 할 때 시험전압이

70% UT

로 내려간다면 정상전압의 70%만 남아 있는 상태입니다.

즉 전압이 30% 감소한 것입니다.

여기서 중요한 점은 IEC 시험표의 70%가 70% 감소라는 의미가 아니라 정상전압의 70%가 남는다는 의미라는 것입니다.

Short Interruption이란?

Short Interruption은 짧은 시간 동안 전원이 거의 또는 완전히 사라지는 상황입니다.

시험에서는 대표적으로

0% UT

조건을 사용합니다.

0% UT는 정상전압이 0%로 떨어진 상태이므로 사실상 순간정전을 의미합니다.

예를 들어 50Hz 전원에서 250 Cycle 동안 0% 조건을 적용하면 약 5초 동안 전원이 차단되는 조건이 됩니다.

대표적인 전압강하 시험조건

IEC 61000-4-11에서는 사용환경에 따라 여러 시험조건을 사용할 수 있습니다.

대표적인 Class 2 조건은 다음과 같습니다.

시험전압	지속시간	의미
0% UT	0.5 Cycle	매우 짧은 순간정전
0% UT	1 Cycle	1주기 순간정전
70% UT	25/30 Cycle	전압이 70%까지 저하

여기서 25/30 Cycle은

50Hz = 25 Cycle

60Hz = 30 Cycle

을 의미합니다.

두 조건 모두 시간으로 환산하면 약 0.5초입니다.

Class 3에서는 어떤 조건이 추가될까?

산업환경 등을 고려하는 Class 3에서는 보다 다양한 전압강하 조건이 포함될 수 있습니다.

대표적으로

0% UT / 0.5 Cycle

0% UT / 1 Cycle

40% UT / 10·12 Cycle

70% UT / 25·30 Cycle

80% UT / 250·300 Cycle

등이 사용됩니다.

예를 들어 40% UT는 전압이 정상값의 40%만 남은 상태이므로 60%의 전압강하가 발생한 조건입니다.

따라서 숫자를 읽을 때는 얼마나 떨어졌는가가 아니라 정상전압이 몇 % 남아 있는가로 해석하는 것이 중요합니다.

Cycle은 어떻게 시간으로 계산할까?

Cycle은 AC 전원의 한 주기를 의미합니다.

50Hz에서는

1 Cycle = 20ms

60Hz에서는

1 Cycle ≈ 16.7ms

입니다.

예를 들어 50Hz 전원에서

0% UT / 0.5 Cycle

시험이라면 전압이 약 10ms 동안 0V 수준으로 떨어지는 조건입니다.

반면

70% UT / 25 Cycle

이라면 약 500ms 동안 정상전압의 70% 수준으로 낮아지는 조건입니다.

순간정전 시험은 몇 초 동안 할까?

대표적인 Short Interruption 조건 중 하나는

0% UT / 250·300 Cycle

입니다.

50Hz에서는 250 Cycle, 60Hz에서는 300 Cycle이므로 모두 약 5초에 해당합니다.

이 시간 동안 제품의 전원을 차단한 뒤 다시 정상전압으로 복구하고 제품의 상태를 확인합니다.

제품에 따라 자동복구가 요구될 수도 있고, 재시작이 허용될 수도 있습니다.

이는 해당 제품규격의 성능판정 기준에 따라 달라집니다.

IEC 61000-4-11과 Surge 시험은 다르다

IEC 61000-4 시리즈에는 여러 전원 관련 내성시험이 있습니다.

IEC 61000-4-4
EFT/Burst와 같은 빠른 반복 노이즈

IEC 61000-4-5
Surge와 같은 순간적인 고전압

IEC 61000-4-11
전압강하·순간정전·전압변동

을 평가합니다.

즉 IEC 61000-4-11은 높은 전압을 제품에 가하는 시험이라기보다 전원이 부족하거나 사라지는 상황을 평가하는 시험이라는 차이가 있습니다.

어떤 제품에 적용될까?

IEC 61000-4-11:2020은 기본적으로 50Hz 또는 60Hz 저전압 AC 전원망에 연결되고 상(Phase)당 입력전류가 16A 이하인 전기·전자장비를 대상으로 합니다.

DC 전원장비의 전압강하와 순간정전 시험에는 별도의 IEC 61000-4-29 규격이 사용됩니다.

따라서 제품이 AC 전원인지 DC 전원인지도 확인해야 합니다.

실제 시험표기는 어떻게 읽을까?

시험성적서에

IEC 61000-4-11

0% UT / 0.5 Cycle

70% UT / 25 Cycle

이라고 적혀 있다면

첫 번째 조건은 전압을 0%까지 떨어뜨려 0.5주기 동안 유지한 것이고,

두 번째 조건은 정상전압의 70% 수준으로 낮춘 뒤 25주기 동안 유지했다는 의미입니다.

따라서 시험성적서를 볼 때는 단순히 IEC 61000-4-11 통과만 확인하지 말고 남은 전압 비율과 지속시간, 성능판정 결과를 함께 확인하는 것이 좋습니다.

정리

IEC 61000-4-11은 전기·전자장비가 전력망에서 발생할 수 있는 전압강하와 순간정전, 전압변동에 얼마나 안정적으로 대응하는지 평가하는 EMC 내성시험 규격입니다.

핵심은 다음과 같습니다.

70% UT = 정상전압의 70%가 남은 상태

0% UT = 순간정전

Cycle = 전원주파수의 한 주기

50Hz에서 1 Cycle = 20ms

제품의 시험결과를 볼 때는 전압 비율 → Cycle 수 → 시험시간 → 제품의 복구상태를 함께 확인하는 것이 중요합니다.

참고자료

• IEC 61000-4-11:2020, Edition 3.0 – Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-11: Testing and measurement techniques – Voltage dips, short interruptions and voltage variations immunity tests for equipment with input current up to 16 A per phase. IEC의 현행 제3판이며 Stability Date는 2028년입니다. IEC Webstore
• AMETEK CTS – IEC 61000-4-11 Power Fail AC – Class 2·3의 0%·40%·70%·80% UT 시험레벨과 Cycle별 시험시간 참고