내부피뢰시스템
내부피뢰시스템은 외부피뢰시스템 혹은 피보호 구조물의 도전성 부분을 통하여 흐르는 뇌전류에 의해 피보호 구조물의 내부에서 위험한 불꽃방전의 발생을 방지하도록 시설한다.
위험한 불꽃방전은 외부피뢰시스템과 다음과 같은 구성요소 사이에서 발생할 수 있다.
1) 금속제 설비
2) 내부시스템
3) 피보호 구조물에 접속된 외부 도전성 부분과 선로
피보호 구조물 내부에서 발생하는 폭발위험을 가진 불꽃방전은 항상 위험하다. 이 경우 현재 검토 중인 추가적인 보호대책이 요구된다.
등전위화는 다음과 같은 피뢰시스템을 서로 접속함으로써 등전위화를 이룰 수 있다.
1) 금속제 설비
2) 내부시스템
3) 구조물에 접속된 외부 도전성 부분과 선로. 피뢰등전위본딩을 내부시스템에 시설할 때, 뇌전류 일부가 내부시스템에 흐를 수 있으므로 이의 영향을 고려해야 한다. 상호간의 접속은 다음과 같은 방법으로 할 수 있다.
(1) 자연적 구성부재를 통한 본딩으로 전기적 연속성이 제공되지 않는 장소의 경우 본딩 도체
(2) 본딩 도체로 직접 접속할 수 없는 장소의 경우 서지보호장치(SPD)
(3) 본딩 도체로 직접 접속이 허용되지 않는 장소의 경우 절연방전갭(ISG)
피뢰등전위본딩을 시설하는 방법은 중요하며, 이것과 상반된 요구사항이 있음을 감안하여 통신기술자, 전기기술자, 가스 기술자, 기타 관련 기술자, 기관의 당국자와 협의해야 한다.
서지보호장치는 점검할 수 있는 방법으로 설치해야 한다.
피뢰시스템을 설치할 때, 보호할 구조물 외부의 금속 설비에 영향을 미칠 수도 있으며, 피뢰시스템을 설계할 때 고려하는 것이 좋다. 또한, 외부 금속설비를 위한 피뢰등전위본딩이 필요하다.
구조물에서 피뢰등전위본딩은 다른 등전위본딩과 통합되고 협조되어야 한다.
4.1.1 금속제 설비에 대한 피뢰등전위본딩
피보호 구조물과 분리된 외부피뢰시스템의 경우, 피뢰등전위본딩을 지표면에만 설치해야 한다.
피보호 구조물에 접속된 외부피뢰시스템의 경우, 피뢰등전위본딩은 다음의 장소에서 해야 한다.
1) 지하(기초)부분이나 지표면 부근의 장소. 본딩용 도체는 쉽게 점검할 수 있도록 설치하고, 본딩용 바에 접속해야 한다. 본딩용 바는 접지극시스템에 접속되어야 한다. 대형 건축물(일반적으로 높이 20m 이상)에서는 환상 본딩용 바 또는 두 개 이상의 본딩용 바를 설치하고, 상호 접속해야 한다.
2) 절연 요구조건이 충족되지 않은 장소
피뢰등전위본딩 접속은 가능한 한 똑바르고 곧게 연결해야 한다.
주) 구조물의 도전성 부분을 피뢰등전위본딩으로 하면 뇌전류의 일부가 구조물에 흐를 수도 있으므로 이 영향을 고려하는 것이 좋다.
본딩 바 상호간을 접속하는 본딩 도체 및 본딩 바를 접지극시스템에 접속하는 도체의 최소단면적을 표 4.1에 나타내었다. 내부 금속설비를 본딩 바에 접속하는 본딩 도체의 최소단면적을 표 4.2에 나타내었다.
피뢰등급 |
재료 |
단면적 mm2 |
Ⅰ~Ⅳ |
구리 |
16 |
알루미늄 |
25 |
|
강철 |
50 |
피뢰등급 |
재료 |
단면적 mm2 |
Ⅰ~Ⅳ |
구리 |
6 |
알루미늄 |
10 |
|
강철 |
16 |
가스관이나 수도관의 도중에 절연물이 삽입되어 있는 경우, 피보호 구조물 내측의 가스관이나 수도관에 삽입되어 있는 절연물은 수도공급자와 가스공급자의 동의를 얻어 적당한 동작조건을 가진 절연방전갭(ISG)에 의해 교락되도록 한다.
절연방전갭(ISG)은 IEC 62561-3에 따라 시험해야 하며 다음과 같은 특성을 가져야 한다.
1) , 는 외부피뢰시스템의 관련부분을 따라 흐르는 뇌전류이다.
2) 정격임펄스방전 과전압 는 외부피뢰시스템 부분 사이의 임펄스절연내전압보다 낮아야 한다.
4.1.2 외부 도전부에 피뢰등전위본딩
외부 도전부에 대한 등전위본딩은 가능한 한 피보호 구조물의 인입점 가까이에 실시한다. 본딩 도체의 크기는 지침서에 따라 평가되어 흐르는 뇌전류의 일부 에 견딜 수 있는 굵기이어야 한다.
직접 본딩할 수 없는 경우 다음 특성을 가지는 절연방전갭(ISG)를 사용해야 한다.
1) , 는 고려하는 외부 도전성 부분을 따라 흐르는 뇌전류이다.
2) 정격임펄스방전 과전압 는 외부피뢰시스템 부분 사이의 임펄스절연내전압보다 낮아야 한다.
등전위본딩은 요구되나 피뢰시스템이 요구되지 않는 경우 저압 전기설비의 접지시스템을 사용할 수도 있다. 피뢰시스템이 요구되지 않는 조건은 KS C IEC 62305-2에 기술되어 있다.
4.1.3 내부시스템에 대한 피뢰등전위본딩
피뢰등전위본딩은 반드시 4.1.1절의 1)와 2)에 따라 시설한다. 만약 내부시스템 케이블이 차폐되어 있거나 금속관 내에 배선되어 있으면, 단지 차폐층과 금속관을 본딩하는 것으로 충분하다
주) 차폐층과 금속관의 본딩은 내부시스템 도체에 접속된 기기의 과전압에 의한 고장을 방지할 수 없는 경우도 있다.
내부시스템 케이블이 차폐되지도 않고, 금속관 내에 배선되지 않은 경우 내부시스템 도체는 서지보호장치로 본딩해야 한다. TN 계통에서 보호도체(PE)와 중성선 겸용 보호도체(PEN)는 직접 또는 서지보호장치를 통하여 피뢰시스템에 본딩해야 한다.
본딩 도체는 절연방전갭(ISG)과 허용전류가 동일해야 한다.
서지보호장치는 KS C IEC 61643-11, KS C IEC 61643-21을 따라야 하며, 다음과 같은 특성을 가져야 한다.
1) 시험 조건은 , 는 외부피뢰시스템의 관련부분을 따라 흐르는 뇌전류이다.
2) 보호레벨 는 피보호 구간의 임펄스절연내전압보다 낮아야 한다.
서지에 대한 내부시스템의 보호가 요구되는 경우 협조된 SPD 시스템을 사용해야 한다.
4.1.4 피보호 구조물에 접속된 선로에 대한 피뢰등전위본딩
전력선과 통신선에 대한 피뢰등전위본딩은 4.1.2절에 따라 시설해야 한다.
각 선의 도체는 직접 또는 서지보호장치를 적용하여 본딩한다. 충전선은 단지 서지보호장치를 통해 본딩 바에 접속해야 한다. TN 계통에서 보호도체(PE)와 중성선 겸용 보호도체(PEN)는 직접 또는 서지보호장치를 통하여 본딩 바에 접속한다.
전력선이나 통신선이 차폐되어 있거나 금속관 내에 배선되어 있으면, 차폐층과 금속관을 본딩해야 한다. 만약 차폐층 또는 금속관의 단면적 이 최소단면적 보다 크면 별도의 피뢰등전위본딩은 필요하지 않다.
케이블 차폐층 또는 금속관의 등전위본딩은 구조물 인입점 근처에서 해야 한다.
본딩 도체는 절연방전갭(ISG)과 허용전류가 동일해야 한다.
서지보호장치는 KS C IEC 61643-11, KS C IEC 61643-21을 따라야 하며, 다음과 같은 특성을 가져야 한다.
1) 시험 조건은 , 는 선로를 따라 흐르는 뇌전류
2) 보호레벨 는 피보호 구간의 임펄스절연내전압보다 낮아야 한다.
주) 등전위본딩은 요구되나 피뢰시스템이 요구되지 않는 경우 저압 전기설비의 접지시스템을 사용할 수도 있다.