뇌 서지(Lightning Surge)와 방호대책

우리의 생활 가운데 낙뢰는 경험하는 경우는 매우 드뭅니다. 하지만 낙뢰로 인한 뇌서지는 다양한 경로를 통해 침입하여 전원계통에 연결된 기기의 손상이나 장해를 일으키기도 합니다. 오늘은 이 뇌 서지와 이에 대한 방호대책에 대해 알아보겠습니다.

 

뇌 서지(Lightning Surge)란?

뇌 서지는 뇌(雷)에 의해서 송전 선로에 생기는 이상 전압으로, 뇌 서지와 유도 뇌 서지가 있습니다. 이 이상 전압은 파고값이 매우 높고, 송전 선로의 경과지에 따라 발생하는 빈도도 높으며, 송전 선로의 이상 전압 중 가장 무서운 것입니다. 뇌 서지에는 아래와 같이 4가지 종류가 있습니다.

• 직격뢰 : 일반적인 낙뢰로, 건물을 그대로 통과하므로 피해가 가장 큼.
• 측격뢰 : 뇌에서 분기한 다른 뇌가 그 부근의 건물에 재방전하는 것.
• 유도뢰 : 건물의 접지가 잘 되어있지 않을 때 순간적인 전위상승으로 인해 대지로 방전되는 것.
• 침입뢰 : 송전선에 침입한 뇌로 인해 전류가 건물내부에서 대지로 흐르는 것.

 

뇌 서지의 침입경로

뇌 서지는 여러 경로를 통하여 건물 내부로 침입하게 됩니다. 첫째로, 피뢰침을 통해 대지로 방전되던 뇌 서지의 대전류에 의해 가까운 배선 등에 전자유도에 의한 서지가 발생하여 전기설비 등에 침입할 수 있습니다. 둘째로, 건축물에 낙뢰가 떨어지거나 건물의 근방에 낙뢰가 떨어질 경우, 대지전위가 상승하게 되면서 전기기기와 대지의 전위차가 발생하게 되고 뇌 서지는 접지선을 통해 기기에 침입하게 됩니다. 셋째로, 가공 송전로에 직격뢰 또는 유도뢰에 의해 뇌 서지가 인입구에 침입하게 됩니다. 이 경우, 인입구의 설치된 피뢰기에 의해 서지 전압을 억제하지만 내전압이 낮은 저압기기들은 파괴됩니다.

마지막으로, 통신선을 통해 뇌 서지가 침입할 수 있습니다. 

 

뇌 서지의 방호대책

위와 같은 뇌 서지는 좋지 않은 영향을 끼치기 때문에 피뢰설비를 적절하게 구축하고 건물의 절연협조를 적절하게 함으로써 방지할 수 있습니다. 그럼 뇌 서지의 방호대책에 대해 알아보겠습니다. 

• 가공지선 : 송전탑이나 전주 등 송전선뢰의 최상단에 시공되는 것으로 송전선로를 보호하기 위해 설치.
• 피뢰침 : 피뢰침은 건물 상부에 설치하여 건물 자체, 혹은 건물 상부의 안테나, 기계설비 등을 보호하는 목적으로 설치. 피뢰도선을 통해 대지로 이상전압을 흘려보냄.
• 피뢰기 : 고압 수변전설비나 전화, 통신선이 인입구에 설치되어 단자전압이 일정 전압 수준의 이상전압이 발생할 때 재빨리 동작하여 보호레벨 이하로 이상전압을 억제.

 

오늘은 뇌 서지에 대해 알아보고 이를 방호하기 위한 설비들도 알아보았습니다. 경험할 수 있는 빈도는 적지만 우리 실생활에서 직접적으로 경험할 수 있는 뇌 서지는 전자제품 및 전원계통에도 큰 문제를 일으켜 인명과 재산에 피해를 일으킬 수 있는 만큼 잘 대비하여 피해가 없으면 하는 바람과 함께 오늘의 포스팅을 마치겠습니다. 그럼 다음 포스팅에서 또 만나뵙겠습니다.

 

뇌 서지 방호와 관련하여 접지에 관한 블로그 포스팅을 참고해 보세요.

접지(Ground, Earth)