여름철 낙뢰방호 관련 대책 기술㈜그라운드_우제욱 대표(031)737-4882~3 / www.ground.co.kr개요낙뢰는 언제부터 있었고, 또 언제까지 존재할까? 2002년부터 2006년까지 5년간 기상청에서 조사한 바에 따르면 낙뢰는 연평균 114만 회 이상 발생했는데, 월별로 따져보면 7, 8월 두 달에만 전체의 절반이 넘는 60만 회 이상 낙뢰가 발생했음을 알 수 있다. 특히 최근 몇 년간 낙뢰에 의한 인명 사고와 장비 소손으로 막대한 경제적 손실이 발생하고 있어 낙뢰방호 대책과 접지 피뢰기술의 중요성에 대한 인식이 많이 바뀌고 있다.그러나 여러 가지 문제점으로 인하여 국내외적으로 완벽한 낙뢰방호에 대한 대책이 부족한 것이 현실이다.㈜그라운드에서는 이러한 낙뢰방호와 접지기술의 문제를 해결하고자 KAIST 물리학 박사 3명과 전기설비기술사로 구성된 PGS 기술 개발팀을 조직하여, 물리학적 이론 접근과 Runge-Kutta 수치해석으로 접지저항과 접지전류 방전의 상관관계, 낙뢰 임펄스 전류 특성과 접지 임피던스와의 상관관계를 해석했다. 낙뢰와 같은 고주파수 특성을 갖는 이상 과도전압과 과도 임펄스 전류, 서지 전류에 있어 최적 낙뢰방호 대책인 ‘PGS(Perfection, Guarantee, Security)공법’을 개발하여 낙뢰 다발지역 현장에 설치했다. 10년간 자연발생 낙뢰를 통해 검증받은 결과, 다중뇌(Multiple Stroke) 형태가 아닌 1회성 직격뢰와 유도뢰에 대해서는 100% 낙뢰방호를 달성했다. 이로 인해 낙뢰 피해는 더 이상 천재지변이 아닌 인재로 여겨지게 됐으며, 100% 방지할 수 있는 재해라는 것을 확인시킬 수 있었다. 또한 지속적으로 PGS공법을 연구하여 대지에 매설할 필요가 없는 3세대 디지털 접지장치 ‘eca3G’를 개발했다. 원리 및 구조PGS 공법의 기초 기술 원리는 PGS 기술 개발팀이 물리학적 이론으로 접지저항, 접지 임피던스(Impedance) 상관관계와 낙뢰 특성 및 접지시스템을 Runge-Kutta 수치해석으로 분석한 해법을 기초로 한다. PGS공법은 대지를 천공하는 전해질 보링공법이다. 보링 구멍에 PGS 접지봉을 설치하고 이온 촉매제(ION Catalyzer), 활성 촉매제(Active Catalyzer) 등 접지 촉매제를 충진하여 낙뢰 전류나 이상 과도전류를 신속하게 방전 제거함으로써 장비와 인명을 보호할 수 있도록 구성된 접지 피뢰 기술이다.1. 접지 촉매제(조달청 우수제품 인증번호 - 2007094호)PGS공법에 구성되는 촉매제는 낙뢰의 물리학적 특성을 근거로 고주파수 임펄스 특성인 낙뢰 전류의 전기적 특성을 중화시키고, 고주파 전류를 빠르게 방전하기 위해 접지 임피던스가 낮은 접지 촉매제를 사용한다. PGS 공법에 사용되는 접지 촉매제에는 활성 촉매제와 이온 촉매제가 있는데, 활성 촉매제는 수분 흡수 기능 효과로 알칼리성 이온 전해질을 생성 공급하는 효과가 있다. 또한 이온 촉매제는 pH10의 알칼리성 이온 전해질을 생성 공급할 뿐 아니라 접지저항을 저감시키는 효과가 있다. 접지 촉매제 특징은 다음과 같다. · 낙뢰 및 서지전류의 전기적 특성을 중화 제거한다.· pH10 미만의 알칼리성 이온 전해질 생성으로 접지저항을 줄이는 효과가 있다.· 수분 흡수로 응고가 되지 않아 겔 형태를 유지하며 저항 변화가 없으므로 30년 이상 사용할 수 있다.· 음전하를 가지고 있어 전류를 신속히 방전하여 촉매 효과가 매우 뛰어나다.· Pore, Channel 등 이온 교환 금속이온이 있어 전기적 촉매 효과가 우수하다.· 천연 광물질로 구성돼 있는 환경 친화 제품으로, 한국화학시험연구원 시험에 합격했다.· 이온 촉매제와 활성 촉매제를 결합, 전해질을 방출하기 때문에 전기적 전도성이 우수하다.