[알기 쉬운 뇌대책의 기본 및 기술 ⑥] 알기 쉬운 뇌대책의 기본 및 기술

보호레벨Ⅰ은 전체 뇌방전(낙뢰)의 98%를 대상으로 하며 뇌전류의 최대치는 200㎄이다. 보호레벨Ⅱ~Ⅳ의 뇌전류 최대치는 보호레벨Ⅰ의 75%(150㎄) 및 50%(100㎄)로 낮아진다. 보호레벨의 선정은 KS C IEC 62305 (2007)에 따르면 일반건축물은 레벨Ⅳ를, 화약, 가연성액체, 가연성가스 등의 위험물의 저장에 사용되는 건축물에는 레벨Ⅱ를 최저기준으로 해야 한다. 그러나 입지조건, 건축물의 종류 및 중요도에 비례하여 보다 높은 레벨을 적용해야 한다고 규정되어 있다. 이동무선국은 일반건축물 보다 높은 보호레벨Ⅲ를 선정해야 한다. 뇌전류의 크기(최대치)는 <표 1>에 따라 100㎄(10/350㎲)이다.
 

② 보호레벨Ⅲ인 경우, 인입반의 SPD에 흐르는 뇌전류의 크기

<그림 1>은 보호레벨Ⅲ인 이동무선국 100㎄(10/350㎲)의 낙뢰가 발생하였을 때 인입반SPD에 흐르는 전류파의 크기를 나타낸 것이다. KS C IEC 61321-1(2011), KS C IEC 61643-12(2007)에 따르면 외부 뇌보호시스템(피뢰침)을 설치한 건물의 SPD에 흐르는 전류의 분포는 일반적으로 접지의 직류저항값(예를 들어 건물의 접지, 관 및 배전기기의 접지)을 이용하여 결정한다. 무선국의 접지저항 Re=10Ω, 전력회사의 주상변압기 B종접지저항 Rn=65Ω이라면 인입반 SPD를 통과해 주상변압기 B종접지로 분류되는 뇌전류는 전체 뇌전류(100㎄)의 13.3%(13.3㎄) 이다. <그림 2>는 개별 접지되어 있어 계산이 불가능한 경우의 예를 나타낸 것이다. 개별 접지되어 있어 계산이 곤란한 경우에는 전체전류(100㎄)의 50%가 해당건축물의 접지로 유입되고 남은 50%는 건축물의 인입선/인입관(저압배전선 및 통신선, 수도관 등의 금속파이프 등)에 분류되는 것으로 가정하여 계산한다. SPD 등에 연속 접지시킨 경우, 전화선에 흐르는 전류는 전체전류의 5%(5㎄)를 최저값으로 하여 가정한다. 남은 45%는 수도관 등의 금속파이프 및 저압배전선(전력선)으로 흘러 들어간다. 그러나 건축물의 외부에는 일반적으로 가스관이 없고 수도관도 비금속이기 때문에 저압배전선(전력선)으로 대부분의 뇌전류가 흐른다. 저압배전선 등 차폐되지 않은 케이블의 개개의 도체에 흐르는 전류는 케이블에 흐르는 전체 전류를 도체수로 나누어 계산한다. <표 2>는 피뢰침에 낙뢰가 발생한 이동무선국 전원 인입반의 SPD에 흐르는 뇌전류의 크기를 나타낸 것이다. <표 2>에 따르면 보호레벨Ⅲ이며 개별 접지되어있어 계산이 곤란하고 전원 인입이 단상 2회선인 회로인 경우, 이동무선국의 SPD에 흐르는 뇌전류는 최대 22.5㎄(10/350㎲)가 된다.