피뢰설비
❓피뢰설비
1)정의
보호하고자 하는 대상물에 근접하는 뇌격을 확실하게 흡인하여 안전하게 대지로 방류시켜 건축물, 인축 및 설비류 등을 보호하기 위한 설비
2)설치목적
- 낙뢰의 영향으로부터 특정 공간을 보호하기 위한 시스템
- 낙뢰의 영향으로부터 인축 설비 및 건축물 등을 보호하기 위하여 사용되는 모든 시스템
3)뇌보호 시스템 구성
- 외부 뇌보호 시스템
직격뢰(측격뢰)로 부터 보호하기 위한 설비 피뢰설비 - 내부 뇌보호 시스템
보호범위 내에서 뇌격전류에 의한 전자기적 영향을 감소하기 위해서 외부 뇌 보호시스템에 추가되는 모든 조치 등
❗낙뢰의 성질
- 뇌운의 전위 경도는 대략100[MV]정도
+ 뇌운 크기는 9~12[km]
– 뇌운은 500[m]~10[km] - 뇌운 발생은 선택접촉설, 수적분열설, 빙점대전설 등이 발표되고 있다
- 뇌운의 종류-열뢰(상승기류), 계뢰(한행, 온랭전선), 우뢰(태풍, 저기압)
- 낙뢰 발생과 뇌임펄스 전압의 표준파형(IEC)
- 파두길이(Tf) : 1.2[us]
- 파미길이(Tt) : 150[us]
❗뇌서지 종류
- 직격뢰
직격뢰는 뇌운으로부터 직접발생하여 대지로 방사한 대단히 강력한 전자력선으로 구조물 또는 피뢰침에 직접 뇌격하는 것으로써 약 200[kA]이상의 뇌전류를 가지고 있다.
- 유도뢰
낙뢰가 피뢰침의 접지극을 통하여 방전하는 경우 정보통신 설비의 접지극을 통해 뇌전류가 역류하여 정보통신설비로 들어온다
- 간접뢰
피뢰침으로 유입된 낙뢰가 대지로 방전하는 동안 전원선과 교차하는 지점에서 유도되어 전원선을 따라 Surge가 정보통신 설비에 들어온다
❗관련규정 및 설치기준
1)관련규정
- 건축물의 설비기준 등에 관한 규칙 제20조 : 낙뢰우려 높이20[m]이상 건축물
- 산업안전보건기준에 관한 규칙 제326조 : 화학류 또는 위험물 저장 및 취급시설물
- 위험물 안전관리법 시행규칙 제3장 제28조 : 제조소 기준 지정수량 10배 이상 취급 저장소
- 방송통신설비기술기준에 관한 규정 : TV수신안테나
- 방송통신설비의 기술기준에 관한 규정 : 벼락 또는 강전류 전선관의 접촉 등에 의해 이상전류, 전압이 유입될 우려가 있는 통신설비
2)설치 기준(건축물의 설비기준 등에 관한 규칙 제20조)
- 피뢰설비 대상
낙뢰의우려가 있는 건축물 또는 건축물 높이가 20[m]이상인 경우
설치기준
- 피뢰레벨
- 한국산업표준이 정하는 피뢰레벨 등급에 적합한 피뢰설비
- 위험물 저장 및 처리시설 : 레벨 II이상, 일반건축물 : 레벨IV이상
- 돌침
- 건축물의 맨 윗부분으로 부터 25[cm]이상 돌출하고 지지
- 설계하중에 견딜 수 있는 구조
- 수뢰부, 인하도선 및 접지극의 최소 단면적
- 피복이 없는 동선기준50[㎟]이상이거나 동등 이상 성능
- 건축물의 인하도선 대용
- 전기적 연속성
- 건축물 구조체의 최상단부와 지표 레벨 간 전기저항 0.2[Ω]이하
- 측면보호(측면 수뢰부 설치)
- 60[m]초과(h>60[m])
60[m]초과하는 건축물의 상부 20% 이상을 보호공간으로 지정하여 설계 및 시공한다 - 150[m]초과(h>150[m])
150[m]초과하는 건축물의 상부 120[m] 이상의 상부에는 피뢰설비 설치 - 건축물 외벽이 금속부재(커튼웰 구조, 알루미늄 섀시창 등)로 마감된 경우에는 전기적연속성 보장, 피뢰설비 레벨등급 접합설치, 인하도선에 연결한 경우에는 측면 수뇌부가 설치된 것으로 본다
- 60[m]초과(h>60[m])
- 접지
- 환경오염 유발 시공방법, 물질 사용금지
- 금속제 인입설비의 등전위 본딩
- 건축물의 설치하는 금속배관(급수, 난방, 가스 등) 및 금속제 설비는 등전위 본딩바(MET : Main Earth Terminal)에 접속
- 통합접지공사 및 SPD설치
- 접지극 공용 통합접지공사 : 전기설비, 건축물의 피뢰설비, 통신설비
- 서지보호기기(SPD)설치 : 낙뢰 과전압으로부터 전기설비 보호
- 기타 피뢰설비와 관련사항은 한국산업표준에 적합, 설치할 것
❗낙뢰 시스템
1)수뢰부 시스템
- 정의
낙뢰를 포착할 목적으로 피뢰침, 망상도체 등과 같은 금속물체를 이용한 외부 피뢰시스템일부 - 종류
- 보호각법
- 높이별로 보호각을 달리하여 보호레벨을 적용하는 방식
- 보호각법은 기하학적 한계가 있어 h가 회전구체 반경 r보다 큰 경우는 적용할 수 없다.
- 보호각법
| 보호레벨 | 20[m] | 30[m] | 45[m] | 60[m] |
| I | 25 | X | X | X |
| II | 35 | 25 | X | X |
| III | 45 | 35 | 25 | X |
| IV | 55 | 45 | 35 | 25 |
- 회전구체법
- 보호레벨에 따라 회전구의 크기를 다르게 적용
- 회전구체법은 보호각법이 제외된 구조물의 일보와 영역의 보호공간을 확인하는데 사용
| 보호등급 | R(회전구체 반경[m]) |
|---|---|
| I | 20 |
| II | 30 |
| III | 45 |
| IV | 60 |
- 메시법
- 건축물 상단에 그물 모양 형태로 시설하여 낙뢰 보호
- 평탄한 면의 보호를 목적으로 하는 경우 사용하며 메시법은 전체 표면을 보호하는 것으로 간주
2)인하도선
- 뇌격전류를 수뢰부에서 접지시스템으로 흐르게 하는 시설물을 말한다
- 구성방식
- 직접배선방식 : 구조물 내 외 배관,배선
- 철구조체 이용 : 전기적 연속성 유지 0.2[Ω]이하
- 고려사항
- 다수의 병렬전류통로 형성(2조이상설치)
- 전류통로 최단거리 유지
- 구조물의 도선성 부분 등전위 본딩
- LPS레벨별 인하도선, 수평환도체 간격
| LPS레벨 | I | II | III | IV |
| 간격(m) | 10 | 10 | 15 | 20 |
3)접지시스템
- 뇌전류를 대지로 흘려 방출시키기 위한 피뢰시스템 일부
- 접지시스템
| 구분 | A형 접지극 | B형 접지극 |
| 종류 | 접지봉, 방사형 | 환상접지극, 기초 접지극 |
| 특성 | 돌침, 수평도체 뇌보호 시스템에 적용 독립된 뇌보호 시스템에 적용 | 메시 뇌보호 시스템에 적용 비독립 뇌보호 시스템에 적용 |
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