[전기 실무] 피뢰설비

 피뢰설비는 벼락으로 발생하는 뇌전류(雷電流, Thunderbolt Currnet)로부터 보호하기 위해 사용하며, 크게 피뢰침과 피뢰기로 나눌 수 있다. 이 둘의 차이로 피뢰침(避雷針, Lighting Rod)은 높은 건물의 옥상과 같은 곳에서 직격뢰로부터 건물을 보호하기 위한 설비이며 이를 통해 벼락에서 사람이나 건물을 보호하는 것을 외부낙뢰보호라 한다. 피뢰기(避雷器, Lighting Arrester)는 다른 건물로 떨어진 벼락으로 인해 발생할 수 있는 이상전압으로부터 기기 고장을 막기위한 장치로 간접뢰 및 유도뢰로 부터 기기 고장을 막는 것을 내부낙뢰보호라 한다.

 

 피뢰설비는 직격뢰를 받는 수뢰부, 수뢰부에서 지중에 접지극까지 연결하는 피뢰도선, 피뢰도선을 통해 대지로 뇌전류를 방출하는 접지극으로 크게 나눌 수 있다. 피뢰침을 설치하는 기준은 높이가 20m 이상인 건축물 또는 공작물로 정하고 있으면 20m 미만인 경우에는 다음과 같이 정리하고 있다.

- 박물관, 천연기념물의 나무
- 다수의 사람이 집합하는 장소(교회, 학교, 병원, 백화점 등)
- 위험물을 제조, 저장, 취급하는 장소(화약, 가연성 가스저장소 등)
- 뇌해위험도가 높은 지방의 건물

피뢰침 / 출처 : 엔씨테크(주)

 

 또한 피뢰침말고도 옥상 난간에 지지금구와 애자, 나도체형태인 피뢰도선 등을 연결하여 벼락으로부터 건물을 보호하는 곳도 있다.

피뢰도선 시공 예시 / 출처 : 엔씨테크(주)

 

 피뢰기의 경우는 벼락 또는 개폐 시 발생하는 이상전압(Surge)으로 부터 전기설비를 보호하는 목적을 가진다. 이 피뢰기의 원리는 단자의 전압이 이상전압의 침입으로 인해 일정 전압 이상으로 올라가게 되면 신속하게 동작하여 일정전압 이하로 이상전압을 낮추는 기능을 수행하며 이상전압을 방전하여 자동적으로 속류를 차단하여 전력계통을 정상적으로 유지하는 역할을 수행한다.

 

 피뢰기의 구성 요소에서 가장 중요한 것은 바로 갭과 특성 요소이다. 여기서 갭은 이상 전압을 신속히 방전을 개시하고, 동작이 끝나면 속류를 차단하는 기능을 가지고 있다. 하지만 최근 특성 요소에 비직선 특성이 뛰어난 ZnO소자를 사용하여 갭리스 피뢰기가 널리 사용되고 있다. 특성 요소는 탄화규소(SiC)를 각종 결합체와 혼합하면서 비저항특성을 지닌 것을 말하는데 이 특성 요소가 방전전류가 클 때는 저항값이 낮아져 방전을 수행하고, 제한 전압을 낮게 억제하며 방전전류가 작을 때는 저항값이 높아져 갭의 속류 차단에 기여하게 되는 원리이다.

피뢰기 / 출처 : 건원

피뢰기 구조 / 출처 : 네이버 지식백과

 

 또한 피뢰기는 적절한 설치 장소가 정해져 있으며 설치를 요하는 장소는 다음과 같다.

- 발전소, 변전소 또는 이에 준하는 장소의 가공전선 인입구와 인출구
- 가공전선로에 접속하는 배전용 변압기의 고압측 및 특고압측
- 고압 및 특고압 가공전선로로부터 공급받는 수용장소의 인입구
- 가공전선로와 지중전선로가 접속되는 곳

 

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