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겨울철 유독 심한 정전기는 왜 생길까? 그리고 컴퓨터에서 정전기 사고를 예방하려면 어떻게 해야 할까?

문태환기자

조회8,452회 댓글0건 작성일시 기사승인

일상 생활에서 흔하게 느낄 수 있는 정전기의 사전적인 의미는 다음과 같다.  "정전기(靜電氣) : 분포가 시간적으로 변화하지 않는 전하 및 그 전하에 의한 전기 현상.  마찰 전기 따위에서 볼 수 있다."  사전적인 의미는 상당히 어려운데 간단히 설명하게 되면 "정-적인 전기, 즉 움직이지 않는 정지된 전기" 라고 이해하면 된다.  일반적인 모든 사물에는 + 전하와 - 전하가 공존하다.  하지만 두 가지 물체가 접촉, 마찰 등에 의한 물리적인 변화 혹은 환경으로 인해 가지고 있던 전하를 잃거나 얻게 되는데 이로 인한 전하차로 인해 전기가 생긴다.  단 문제는 정전기는 어디로 흘러가지 못하고 한 곳에 머물러 있기 때문에 경우에 따라 낮은 볼트 부터 몇 만 볼트까지 머물다가 특정 조건이 맞게 되면 스파크가 뛰거나 탁 하는 큰 소음을 내며 방전된다.  



▲ 초등학교 때 이런 것들은 누구나다 해보셨을 듯.  온라인 쇼핑몰에서 판매하고 있는 다양한 정전기 실험킷 


정전기로 인한 인체 피해는 왜 없을까?  정전기는 앞서 설명을 했듯이 몇 만 볼트까지 높은 전압을 가지고 있지만 전류는 거이 없기 때문에 인체에는 크게 문제가 없기 때문이다. 


정전기는 왜 겨울에 많이 생길까? 이는 정전기가 잘 생성이 되는 이유는 습도와 직접적인 관련이 있기 때문이다.  습도가 높을 수록 정전기는 발생하기 어려우며 건조한 환경일수록 정전기가 잘 나는데 우리나라의 겨울 날씨는 건조하고 차가운 날씨인데다가 사무실 등에서 전기 온풍기 등을 켜두기 때문에 건조한 날씨에 실내까지도 상단히 건조한 생활 환경 때문이라고 볼 수 있다. 


그런 생활 환경 속에서 발생할 수 있는 특히나 사람으로 인해 발생할 수 있는 정전기 현상에 엄청나게 민감한 곳은 바로 주유소이다.  


차량의 주요 동력원 즉, 내연기관을 갖고 있는 자동차의 주요 연료인 휘발유는 공기 중에서 쉽게 증발하는 기화 현상을 잘 일으키는 액체로 증발된 증기를 유증기라고 불리우며 매우 쉽게 폭발한다.  유증기는 작은 전기 스파크, 오늘 이야기의 주제인 "정전기" 같은 현상에서 쉽게 불이 붙으며 주유소에서 일단 휘발유에 불이 붙게 되면 대형 유류 화재를 일이키게 된다.  그리고 여기에서 보고 더 높은 Ron 등급을 갖고 있는 고급 휘발유의 경우 이와 같은 현상을 일으킬 확률이 상대적으로 더 높다.  



▲ 정전기에 의한 사고를 에방하기 위해 셀프 주유소에는 별도의 정전기 방전 패드를 셀프 주유전에 터치(테그) 하도록 하고 있다. (이미지 출처, GS 칼텍스 미디어허브)


우리 들의 일상 생활에서 정전기 발생을 줄이는 방법은 무엇이 있을까?  앞에서 잠깐 언급을 했듯이 습도가 높을수록 정전기 발생 확률을 줄일 수 있기 때문에 전기 온풍기를 사용하는 가정 혹은 사무실에 가습기를 설치하여 실내 습도를 높혀주면 정전기 예방에 많은 도움을 준다. 하지만 과유불급, 실내의 습도르 40% 이상으로 해두게 되면 너무나 습한 공기로 인해 전자제품들이 빠르게 부식을 일으킬 수 있으므로 이 부분을 꼭 주의하길 바란다.  가습기를 설치하기 싫다면 거실에 어항 등의 수족관 혹은 화분을 많이 두는 것도 큰 도움이 된다.   그리고 개인의 경우 많은 사물들과 1차적인 접촉을 하게 되는 손을 자주 씻고 핸드크림을 자주 발라주는 것도 상당히 좋은데 건조한 피부보다라는 촉촉한 피부가 정전기 예방에 특효약이다.  그리고 정전기가 많은 분들이라면 화학섬유의 옷과 모, 실크 등의 섬유재질 옷은 피하는 것이 좋으며 만약 꼭 입어야 하는 경우가 생긴다면 섬유 유연제 혹은 탈취제 등을 미리 뿌려준 후 옷을 입는 것도 한가지 방법이다.  마지막으로 자가용으로 출퇴근을 하는 분들이라면 차에서 내리기 전에 차의 도어캐치를 잡고 한 발을 땅에 닿아 정전기를 흘려주는 것도 좋은 예방 방법이다.   



▲ 컴퓨터의 랜과 USB에서 외부 정전기로 인해 메인보드를 보호하기 위한 별도의 기술들을 담은 제품들도 있다.  (에이수스 TUF B450M PRO GAMING 보드에 적용된 ESD GUARDS, 정전기 방지 기술) 


자, 이제 이 정전기를 컴퓨터로 끌어와 이야기를 하자면 컴퓨터의 가장 중요한 부품인 메인보드 부터 이야기를 풀어야한다.  컴퓨터의 메인보드는 다른 이름으로 "Mother Board" 라고 불리우기도 하는데 이런 이름을 갖게 된 가장 큰 이유는 이 메인보드를 기준으로 모든 컴퓨터 주변기기들이 장착이 되어 하나의 컴퓨터가 가동되게 하는 근간을 만들어주는 핵심 부품이다.  그래서 컴퓨터 마더보드 제조사들은 들은 많은 라인업들을 갖고 있고 각기 제품마다 특징들이 다르다.  이 중에 에이수스는 일부 메인보드 라인업에 "ESD GUARDS 라는 기술"을 적용하여 있는데 외부에서 유입에서 과전류가 가장 유입되기 쉬운 USB 포트, 키보드 마우스 PS2 포트, 랜 포트, D-Sub 화면 출력 포트 등에 보호 회로 (혹은 칩셋)을 두어 산업 업계 표준인 "+/-6kV, +/-4kV 테스트"을 통과하여 말그대로 외부 정전기로부터 메인보드를 지켜준다.   자, 그렇다면 왜 메인보드에 이런 기술을 에이수스가 넣었을까?  하는 생각을 해볼 필요가 있다.   


앞에서도 언급을 했듯이 컴퓨터의 메인보드는 외부에서 전원공급기롤 통해 다양한 종류의 전류를 입력받아 컴퓨터에 연결된 혹은 꼽혀 있는 장치들을 안정적으로 구동시키는 역할을 한다.  문제는 외부에서 큰 전류가 연결되어 있던 주변기기로 부터 들어오게 되면 바로 고장을 일으키게 되는데 여기에서 더 문제는 메인보드에 꼽혀 있는 혹은 연결된 모든 장비들에게도 악영향을 주기 때문이다.   그래서 일부 주변기기들 특히나 직접적으로 전기를 넣은 제품들은 업계 표준인 +/-4kV 테스트 를 통과하여 외부 정전기로 인한 고장을 예방한다. 


컴퓨터의 메인보드는 모든 컴퓨터 주변기기와 연결이 되는 중요한 "허브' 역할을 하지만 컴퓨터 케이스에 쏙 들어가 최근에는 더욱 더 눈에 보이지도 않은 부품인 그리고 외부에서 220V 전압을 받아 다양한 전압으로 나누어서 출력을 해주는 전원공급기, 흔히 이야기 하는 파워이다.   


국내에서 순수 전원공급기 (파워)를 디자인, 설계를 해서 판매하고 있는 한미 마이크로닉스 연구개발팀에서 정전기 예방을 위한 접지 그리고 전원공급기 레벨에서 정전기 현상을 예방하여 컴퓨터를 보호하는 방법에 대한 간단한 시연을 볼 수 있었다. 



▲ 이번 테스트 시연을 도와준 좌, 한미마이크로닉스의 김종성 연구원 / 우, 임동현 연구원





▲ 마이크로닉스의 테스트랩에서 테스터를 통해 실제 멀티탭의 접지 부분을 절연 시키는 등에 의한 테스트로 정전기와 접지 부분에 대한 간단한 시연을 진행하였다.  충분히 접지가 되어 있는 경우에 220V 전원을 입력하더라도 약 3~5V 사이의 낮은 전압만 흐르게 된다. 


앞에서도 설명을 했듯이 일상 생활에서 발생할 수 있는 최대 높은 정전기의 전압이 약 3만 볼트까지도 되는데 만약 이 전압에 컴퓨터에 흐르게 된다면 컴퓨터에 장착되어 있는 모든 부품들 더 더불어 메인보드, 그래픽카드, SSD 등의 반도체 기반 소재의 부품들이 고장을 일으킬 수 있다.  앞에서도 설명을 했듯이 전압은 높고 전류는 없는 정전기이다 보니 순간적인 높은 전압을 바로 외부로 흘려주기 위해  컴퓨터에 연결된 전원 커넥터가 꼭 "접지"가 되어야 한다. 



▲ 국내에서 판매하고 있는 모든 전원공급기 (파워)에는 스틸 소재의 파워 케이스에 대부분 접지가 기본적으로 되어 있다.  (사진, 마이크로닉스 클래스II 브론즈 750W) 


KC 인증 을 받은 최근 대부분이 그리고 멀티탭 접지 단자를 갖고 있어 벽면 콘센트에 접지가 되어 있는 장소라면 바로 접지 단자를 통해 순간적인 전압을 흘려보낼 수있다.  하지만 저가의 멀티탭 등은 별도의 접지 단자가 없기 때문에 그 순간적은 전압을 온전히 컴퓨터가 감당을 해야 한다.  일반적인 사무실 환경에서는 대부분 전기 공사가 될 때 접지 부분을 충분히 감안하여 배선 작업들이 이루어지는데 특히나 대단위 거주공간 예를 들어서 아파트의 경우는 접지 설계가 문제가 없다.  단 구옥 주택 혹은 단독 주택의 경우는 접지가 되지 않는 경우가 많기 때문에   되어 있는 부분들이 적으며 사무실 들의 공용 건물에서는 대부분 접지가 되어 있는 경우가 없다.  


이처럼 작년 11월부터 한미마이크로닉스에서 출시된 모든 전원공급기 (파워) 는 약 2배 정도 늘어난 테스트 규격를 통과하도록 적용되어 만들어져 외부 전기 충격인 정전기 부분에 대한 안정성이 크게 향상이 되었다. 



▲ 마이크로닉스 클래식II 브론즈 850W 의 성적 증명서, 정전기와 관련된 2가지 항목인 indirect discharge 항목에서 업계 표준 이상인 +/- 8kV 테스트를 이상없이 통과하였으며 air discharge 항목도 약 2배나 높은 +/- 15kV 테스트를 통과하였다.  


이렇게 왼성된 제품들 테스트 외에도 중국의 마이크로닉스 파워 생산 공정에서 생산 라인들에서 일하고 있는 모든 인력들에게 제전매트, 제전장갑, 제전슬리퍼, 제전팔찌 등을 지급하여 실제 제품의 조립 (어셈블리) 라인에서 장착될 부품들이 정전기로 부터 보호할 수 있도록 노력하고 있다고 밝혔으며 마이크로닉스의 주우철팀장은 " 앞으로 작지만 눈에 보이지 않은 곳을 꾸준하게 개선하여 소비자들이 안정성 있는 컴퓨터 사용을 위해서 노력할 것이다."  다록 덧붙였다. 


최근 ESD (Electro Static Discharge, 정전기) 요구치는 꾸준하게 올라가고 있는데 그 이유는 고성능 제품일수록 높은 전력을 소모하며 높은 전력을 소모하는 만큼 외부 전기 충격에 약하기 때문이다.  그래서 기본적으로 +/- 4kV 테스트가 표준이었지만 최근 일반 가전 제품들의 경우는 +/- 8kV 까지 테스트 범위를 높히고 있으며 생산 공정 등에 사용되는 산업 장비들은 이보다 높은 +/- 10kV 테스트  인증을 받도록 권장하고 있다고 한다.  


올 해 겨울은 예전 겨울에 비해 눈이 없는 전례없는 따뜻한 겨울을 보내고 있다.  눈이 오지 않는다 라는 이야기는 예전 겨울보다 더욱 더 건조해 정전기가 일어날 확률이 보다 올라가 있다고 보면 된다.  만약 자신에게 심한 정전기가 많이 나는 사람들이라면 1차적으로 접지가 잘 되는 콘센트 환경을 만들어두어야 하며 그 후에 높은 정전기에도 버틸 수 있는 제품들을 미리 알아 구입하는 것이 좋다.  

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