피뢰설비 공사 안전대책

1. 일반사항

 

(1) 철도역사 및 변전건물 등은 낙뢰로부터 변전기기 및 인명을 보호할 수 있도록 건축물에 피뢰 설비공사에 대해서는 다음사항을 따른다.
(2) 인용표준
① 한국산업표준(KS)
가. KS C IEC 60364 저압전기설비
나. KS C IEC 60614-1 전기설비용 전선관
다. KS C IEC 61138 접지 및 단락 설비용 케이블
라. KS C IEC 61051 전자기기용배리스터
마. KS C IEC 62305-1 피뢰시스템- 제1부 일반원칙
바. KS C IEC 62305-2 피뢰시스템- 제2부 리스크관리
사. KS C IEC 62305-3 피뢰시스템- 제3부 구조물의 물리적손상 및 인명위험
아. KS C IEC 62305-4 피뢰시스템- 제4부 구조물 내부의 전기전자시스템
자. KS C IEC 61643 저압 서지보호장치
차. KS C IEC 61663 통신선 뇌보호
카. KS C 8401 강제전선관
타. KS C 8422 금속제 가요전선관
파. KS C 8431 경질비닐 전선관
하. KS P 8412 컨트롤케이블 시스템
② 내선규정가. 제1445절(접지)
나. 제5220절(과전압에 대한 보호)
③ 국제표준
가. NFPA 780 Standard for the Installation of Lightning Protection Systems

 

 

2. 자재

피뢰설비는 수뢰부, 인하도선, 접지극 등으로 구성하며 KS 해당 표준에 적합하여야 한다.

(1) 수뢰부
뇌격이 피보호범위 내로 침입할 확률은 수뢰부 시스템을 적절히 설계함으로써 상당히 감소 되므로 다음과 같이 해야 한다.
① 수뢰부 시스템 구성은 돌침, 수평도체, 메시도체의 개별 또는 이들의 조합으로 한다.
② 수뢰부 시스템의 배치는 설계도서 또는 한국산업표준에 적합해야 하며 국가가 인증하는 신기술 공법의 경우에도 이 표준에 의한다.
③ 건축물의 다음 자연적 구성 부재 부분은 수뢰부 시스템으로 사용할 수 있다.
가. 다음에 적합한 보호범위를 덮는 금속관을 사용한다.
(가) 각 부분 사이의 전기적 연속성(0.2 Ω 이하)과 내구성이 있는 것
(나) 천공에 대한 예방조치나 고온 점의 문제를 고려할 필요가 있는 경우 금속관의 두께는 아래 표에 나타낸 두께 값 이상인 것
(다) 판의 천공을 방지하거나 판의 하부에 있는 가연성물질의 발화를 고려할 필요가 없는 경우 금속판 두께는 0.5 mm 이상인 것
(라) 절연재로 피복하지 않은 것
(마) 금속판 상부의 비금속 재료를 피 보호 범위에서 제외
나. 지붕을 구성하는 금속제 부품(트러스, 상호 접속된 철근 등)에서 그상부가 비금속제지붕재인 경우에 그것을 보호범위에서 제외한다.
다. 홈통, 장식재, 난간 등 금속제 부분의 단면적이 표준 수뢰부 부재로 규정된 값 이상이어야 한다.
라. 두께가 2.5 mm 이상의 재료로 제작된 금속제의 배관과 탱크로 천공이 생긴다하더라도 위험하거나 바람직하지 못한 상황이 발생하지 않는 것이어야 한다.
마. 두께가 철제 4mm, 동(구리)제 5mm, 알루미늄제 7mm로 제작된 일반적인 금속제의 배관이나 탱크로 뇌격점의 내표면 온도상승이 위험의 원인이 되지 않는 것으로 한다.

 

(2) 인하도선
① 일반사항
위험한 불꽃방전의 발생확률을 감소시키기 위하여 뇌격점과 대지사이의 인하도선은 다음과 같이 설치한다.
가. 인하도선의 사용 재료별 최소치수는 C u 1 6 [㎟], A l2 5 [㎟], F e 5 0 [㎟]으로 하며, 설계도서에 표기된 규격을 우선적으로 적용하여야 한다.
나. 다수의 병렬 전류통로를 형성해야 한다.

다. 전류통로의 길이는 최소로 유지해야 한다.
라. 인하도선은 가능한 한 수뢰부 도체에서 직접 연결되도록 배치하여야 한다.
마. 인하도선은 지표면과 가까운 부분에 접지시험단자를 시설한다. 다만, 자연적구성 부재를 이용하는 경우는 생략한다.
② 독립된 피뢰설비의 설치
가. 수뢰부가 이격된 복수의 지주(또는 하나의 지주)상의 돌침으로 구성된 경우 각 지주마다 1조 이상의 인하도선을 설치한다.
나. 수뢰부가 이격된 복수의 수평도선(또는 1조 의 도선)으로 되어 있는 경우 도체의 각 말단에 1조 이상의 인하도선을 설치 한다.
다. 수뢰부가 도체망인 경우 각 지지물에 1조 이상의 인하도선을 설치한다.
③ 독립되지 않은 피뢰설비의 설치
가. 인하도선은 보호범위의 주위에 상호 평균 간격이 보호레벨에 따른 값 이하가 되도록 배치하며 어떤 경우도 2조 이상의 인하도선을 설치한다.
나. 인하도선은 지표면 가까이에 수직거리 20 m 간격마다 수평 환상도체로 상호접속 하여야 한다.
④ 자연적 구성 부재
건축물 등의 다음 부분은 자연적 인하도선으로 보아서 인하도선을 생략할 수 있다.
가. 다음에 적합한 금속제설비
(가) 각 부분간의 전기적 연속성(0.2 Ω 이하)이 있는 것
(나) 크기가 표준 인하도선으로 규정된 값 이상인 것
나. 건축물 등의 금속제 구조체
다. 건축물 등의 상호 접속한 강재
라. 다음에 적합한 정면 부재, 측면 레일 및 금속제 정면 벽의 보조 구조재
(가) 크기가 인하도선에 대한 요구사항과 같고 또한 두께가 0.5 mm 이상인 것
(나) 수직방향의 전기적 연속성이 있고, 금속제 부분간의 간격이 1 mm 이하이거나 또는 두 부재의 겹치는 부분이 100㎠ 이상인 것

 

(3) 접지
① 일반사항
가. 위험한 과전압을 발생시키지 않고 뇌 전류를 대지로 방류하기 위해서는 접지의 형상 및 크기, 접지저항 값이 중요하다. 다만, 일반적으로는 낮은 접지저항을 권장한다.
나. 피뢰설비의 관점에서 구조체를 사용한 통합 단일의 접지가 바람직하며 모든 접지 목적 (즉, 피뢰설비, 저압전력시스템, 통신시스템)에도 적합하다.
다. 다른 이유로 해야하는 접지는 등전위본딩을 이용해 통합한 한 점에 접속해야 한다.
② 접지단자함
가. 내부에는 황동볼트 또는 스테인레스 제품을 사용한다.
나. 함의 크기 및 설치위치는 설계도서에 따른다.
다. 연결버스는 동대를 가공한 일체형으로 25㎜×3㎜ 이상으로 한다.

라. 접지단자함 2차에서의 접지선은 나동선을 사용하는 것을 원칙으로 한다.
③ 접지극
가. 접지극들은 1개 또는 복수의 환상 접지극, 수직(또는 경사) 접지극, 방사형 접지극 또는 기초 접지극을 사용한다.
나. 접지극의 재료나 공법이 대지에 환경적으로 나쁜 영향을 줄 우려가 있거나 쉽게 부식되어 대지에 흡수되는 것은 사용하지 않는다.
다. 단독의 긴 접지도체를 설치하는 것보다 여러 조의 도체를 적당히 배치하는 쪽이 바람직 하다.
④ 일반조건에서의 접지설비
접지시스템에서 접지극은 기본적으로 A, B형의 두 종류를 시공에 사용한다.
가. A형 접지극
(가) 이형은 방사상 또는 수직 접지극으로 구성되며 각인하도선은 방사상 또는 수직(또는 경사) 접지극으로 구성된 한 개 이상의 독립된 접지극에 접속한다.
(나) 접지극의 수는 최소 두 개 이상이어야 한다.
(다) 이 형태의 접지극의 경우 동물에 위험이 미치는 구역은 특별한 조치를 취해야 한다.
나. B형 접지극
환상 접지극 또는 기초 접지극과 같이 영구적인 접지설비를 말한다.

 

 

3. 시공

(1) 시설조건
① 역사건물 등의 경우에는 KS C IEC 62305에 따라 가급적 회전구체법을 적용한다. 다만, 보호각 기준시는 건축물 높이, 수뢰부의 배치, 보호레벨 등에 따라 보호각의 기준이 다르다.
② 직격뢰와 간접뢰로 인한 내부 전력기기의 영향을 최소화하기 위하여는 서지보호장치 (SPD)를 시설하고 이를 보호하는 차단장치를 전단에 설치한다.

(2) 돌침부
① 돌침 또는 피뢰도체는 회전구체법 또는 보호각법을 적용하여 건축물 전체 의 보호에 필요한 수량 및 위치를 정하여 설치한다.
② 돌침을 설치할 경우 건축물의 상부에서 25 cm 이상 돌출시킨다.
③ 수뢰부를 지지철물에 고정할 때에는 나사로서 견고히 접속하여야 한다.

(3) 접지극
① 외부 환상 접지극은 최소깊이 50 cm 로서 벽과 1 m 이상 떨어져 매설한다.
② 접지극은 피 보호범위의 외측에 깊이 75cm 이상으로 매설하고 지중에서 상호의 전기적 결합효과가 최소가 되도록 균등하게 배치한다.
③ 매설접지극은 시공 중에 검사가 가능하도록 설치한다.
④ 접지극의 종류, 매설 깊이는 접지극의 부식, 대지의 건조와 동결의 영향을 최소한으로 억제하여 등가대지저항을 안정시켜야 한다. 다만, 대지가 결빙상태로 있는 경우에 수직전극이 1m이상이면 그 효과를 무시할 수 있다.
⑤ 접지극 설치장소가 견고한 암반이 노출된 경우에 B형 접지극으로 설치하고, 보조접지극을 설치하여 접지저항을 감소시켜야 한다. 다만, 영구접지극(B형접지극)의 보조접지 자재는 대지 환경에 영향이 없어야 한다.

(4) 자연적 접지극
① 상호 접속한 콘크리트의 철근이나 기타 적당한 금속제 지하구조물이 철제80㎟ , 동제 50㎟
이상인 경우 이들을 접지극으로서 사용할 수 있다.
② 콘크리트내의 철근을 접지극으로서 사용하는 경우에 콘크리트의 강도 유지 및 파괴 방지를
위해 상호 접속에 특별히 주의를 해야 한다.
③ 접지는 환경오염을 일으킬 수 있는 시공방법이나 화학 첨가물 등을 사용하지 않아야 한다.
④ 급수급탕난방가스 등을 공급하기 위하여 건축물에 설치하는 금속배관 및 금속제 설비는
전위가 균등하게 이루어지도록 전기적으로 접속하여야 한다.

(5) 조임 및 접속부
① 전기적 응력이나 우발적 기계력에 의해서 도체의 단선이나 느슨함이 생기지 않도록 수뢰부와 인하도선을 견고하게 고정하여야 한다.
② 도체의 접속부 수는 최소한으로 하고 접속은 크램프 접속 또는 압축접속, 용융접속의 방법에 의하여 확실하게 하여야 한다.

(6) 현장품질관리
① 제품시험 및 검사는 감리원이 필요시 제조자의 규격으로 시행한다.
② 시공상태 확인
가. 수급인은 접지극 부설 후 아래의 항목에 대하여 감독자 확인을 받은 후 되메우기를 하여야 한다.
(가) 접지극 부설상태
(나) 접지극과 접지선 연결상태
(다) 되 메우기 전 접지저항 측정
나. 수뢰부 및 수평도체 공사 시 아래 사항에 대하여 감독자의 확인을 받아야 한다.
(가) 시공 전 : 수뢰부 및 수평도체 설치 위치
(나) 시공 후 : 수뢰부 지지상태, 보호각 적정성, 수뢰부 및 수평도체지지, 신축 보호용 연결 도체사용 여부
③ 현장시험 및 검사는 다음을 고려한다.
가. 기기 및 기구의 설치 및 부착검사 : 각 기기 및 기구가 정상으로 견고하게 설치되어 있는지 검사한다.
나. 접지저항 측정 및 접속부 검사
(가) 피뢰침의 총 접지저항을 확인한다.(가능한 한 건물 구조체와 등전위 접지한다.)
(나) 지상 각 접속부분을 검사한다.
(다) 지상에 있어서 단선, 용융 기타 손상된 곳이 없는 가를 점검한다.

 

 

출처-국가철도공단 (KRACS 473040)