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낙뢰서지 및 기타 서지

닉뢰(직접뢰)란?

  • 직접뢰는 낙뢰가 구조물, 장비, 전력선 등에 직접적으로 뇌격(번개가 직접 떨어짐)하는 현상을 의미합니다.

  • 이 경우 약 20kV 이상의 전압수 kA~300kA 이상의 과전류가 발생하여, 구조물이나 장비에 물리적 손상, 파열, 화재, 하드웨어 손상 등을 일으킬 수 있습니다.

기타 서지(서지 종류)

서지는 발생 원인에 따라 아래와 같이 분류됩니다.

1. 뇌서지(낙뢰 서지)

  • 직접뢰: 위에서 설명한 닉뢰(직접뢰)와 동일.

  • 간접뢰: 낙뢰가 송전선, 통신선 등에 떨어져 선로를 타고 서지가 전도되는 현상. 발생 빈도가 가장 높고, 6,000V 이상의 큰 에너지가 발생해 피해가 큼.

  • 유도뢰: 낙뢰가 인근 대지에 떨어질 때, 매설된 전원선, 통신선, 금속 파이프 등 도체를 통해 유도되는 서지. 접지 전위가 급상승하여 고전압·고전류가 유입됨.

  • 방전뢰: 구름과 대지, 구름 내, 구름과 구름 사이의 방전으로 유도된 전하가 전력선이나 금속체, 지표로 흘러 장비를 손상시키는 현상.

2. 개폐서지

  • 개폐서지는 대용량 설비의 스위칭, 유도성 부하 개폐, 기동 등 전기적 스위칭 동작에서 발생하는 서지입니다.

  • 외부 개폐와 내부 개폐로 구분됩니다.

3. 계통고장서지

  • 계통고장서지지락, 순간정전, 기타 전력계통의 고장에 의해 발생하는 서지입니다.

4. 기타 서지

  • 정전기 방전: 정전기 방전에 의해 발생하는 서지.

  • 핵폭발, 전자폭탄: 고고도 핵폭발이나 전자폭탄에 의한 전자파 서지(EMP)도 포함됩니다.

서지(Surge)의 주요 특징 및 영향

  • 서지(Surge)는 정상 전압보다 5~20% 이상 상승한 AC 전압 상태 또는 나노초~밀리초 단위의 순간적 전압/전류 스파이크를 의미합니다.

  • 낙뢰, 개폐, 정전기 방전 등 다양한 원인으로 발생하며, 전자기기 오작동, 손상, 화재 등의 피해를 유발할 수 있습니다.

참고: 서지 보호 대책

  • 서지 보호기(SPD), 피뢰침, 접지 시스템 등 다양한 보호 장치가 사용됩니다.

뇌서지(낙뢰 서지) 종류

구분

설명

주요 피해 및 특징

직접뢰

낙뢰가 구조물·장비 등에 직접 낙하

물리적 손상, 화재, 과전류·과전압

간접뢰

송전선·통신선 등에 낙뢰, 선로를 통해 서지 전도

대규모 에너지, 빈번, 장비 손상

유도뢰

인근 대지 낙뢰로 도체(전원선 등)를 통해 유도

접지 전위 상승, 고전압·고전류 유입

방전뢰

구름/지상/구름 내/구름 간 방전으로 유도된 전하가 장비로 유입

전력선·금속체 손상

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