151 피뢰시스템의 적용범위 및 구성
151.1 적용범위
1. 전기전자설비가 설치된 건축물·구조물로서 낙뢰로부터 보호가 필요한 것 또는 지상으로부터 높이가 20 m 이상인 것
2. 저압전기전자설비
3. 고압 및 특고압 전기설비
151.2 피뢰시스템의 구성
1. 직격뢰로 부터 대상물을 보호하기 위한 외부피뢰시스템
2. 간접뢰 및 유도뢰로부터 대상물을 보호하기 위한 내부피뢰시스템
151.3 피뢰시스템 등급선정
1. 피뢰시스템 등급에 따라 필요한 곳에는 152.2.1의 피뢰시스템을 시설하여야 한다.
2. 피뢰시스템 등급은 대상물의 특성에 따라 KS C IEC 62305-2(피뢰시스템-제2부:리스크 관리)에 의한 피뢰레벨에 따라 선정한다. 다만, 위험물의 제조소·저장소 및 처리장 에 설치하는 피뢰시스템은 Ⅱ 등급 이상으로 하여야 한다.
152 외부피뢰시스템
152.1 전기설비 보호를 위한 건축물·구조물 피뢰시스템
152.1.1 수뢰부시스템
1. 수뢰부시스템을 선정하는 경우 다음에 의한다.
가. 돌침, 수평도체, 메시도체의 요소 중에 한 가지 또는 이를 조합한 형식으로 시설하여야 한다.
나. 수뢰부시스템 재료는 KS C IEC 62305-3(피뢰시스템-제3부:구조물의 물리적 손상 및 인명위험)의 표6(수뢰도체, 피뢰침, 대지 인입 붕괴 인하도선의 재료, 형상과 최소단면적)에 따른다.
다. 구성요소로 자연적 구성부재를 이용 할 수 있다.
2. 수뢰부시스템의 배치는 다음에 의한다.
가. 보호각법, 회전구체법, 메시법 중 하나 또는 조합된 방법으로 배치하여야 한다. 다만, 피뢰시스템의 보호각, 회전구체 반경, 메시 크기의 최대값은 KS C IEC 62305-3(피뢰시스템-제3부:구조물의 물리적 손상 및 인명위험)의 표 2(피뢰시스템의 등급별 회전구체 반지름, 메시 치수와 보호각의 최대값) 및 그림1(피뢰시스템의 등급별 보호각)에 따른다.
나. 건축물·구조물의 뾰족한 부분, 모서리 등에 우선하여 배치한다.
3. 높이 60 m를 초과하는 건축물·구조물의 측격뢰 보호용 수뢰부시스템은 다음과 같이 시설하여야 한다.
가. 상층부와 이 부분에 설치한 설비를 보호할 수 있도록 시설한다. 다만, 상층부의 높이가 60 m를 넘는 경우는 최상부로부터 전체높이의 20% 부분에 한한다.
나. 코너, 모서리, 중요한 돌출부 등에 우선 배치하고, 피뢰시스템 등급 Ⅳ이상으로 하여야 한다.
다. 자연적 구성부재를 사용하는 경우 KS C IEC 62305-3(피뢰시스템-제3부:구조물의 물리적 손상 및 인명위험)의 표3(수뢰부시스템용 금속판 또는 금속배관의 최소 두께)의 최소 두께에 따른다.
라. 수뢰부는 구조물의 철골 프레임 또는 전기적으로 연결된 철골 콘크리트의 금속과 같은 자연부재 인하도선에 접속 또는 인하도선을 설치한다.
4. 건축물·구조물과 분리되지 않은 수뢰부시스템의 시설은 다음에 따른다.
가. 지붕 마감재가 불연성 재료로 된 경우 지붕표면에 시설할 수 있다.
나. 지붕 마감재가 높은 가연성 재료로 된 경우 지붕재료와 다음과 같이 이격하여 시설한다.
(1) 초가지붕 또는 이와 유사한 경우 0.15 m 이상
(2) 다른 재료의 가연성 재료인 경우 0.1 m 이상
5. 건축물·구조물을 구성하는 금속판 또는 금속배관 등 자연적 구성부재를 수뢰부로 사용하는 경우 제3의 “다” 조건에 충족하여야 한다.
152.1.2 인하도선시스템
1. 수뢰부시스템과 접지시스템을 연결하는 것으로 다음에 의한다.
가. 복수의 인하도선을 병렬로 구성해야 한다. 다만, 건축물·구조물과 분리된 피뢰시스템인 경우 예외로 한다.
나. 경로의 길이가 최소가 되도록 한다.
다. 인하도선시스템 재료는 KS C IEC 62305-3(피뢰시스템-제3부:구조물의 물리적 손상 및 인명위험)의 표6(수뢰도체, 피뢰침, 대지 인입 붕괴 인하도선의 재료, 형상과 최소단면적)에 따른다.
2. 배치 방법은 다음에 의한다.
가. 건축물·구조물과 분리된 피뢰시스템인 경우
(1) 뇌전류의 경로가 보호대상물에 접촉하지 않도록 하여야 한다.
(2) 별개의 지주에 설치되어 있는 경우 각 지주 마다 1조 이상의 인하도선을 시설한다.
(3) 수평도체 또는 메시도체인 경우 지지 구조물 마다 1조 이상의 인하도선을 시설한다.
나. 건축물·구조물과 분리되지 않은 피뢰시스템인 경우
(1) 벽이 불연성 재료로 된 경우에는 벽의 표면 또는 내부에 시설할 수 있다. 다만, 벽이 가연성 재료인 경우에는 0.1 m 이상 이격하고, 이격이 불가능 한 경우에는 도체의 단면적을 100 ㎟ 이상으로 한다.
(2) 인하도선의 수는 2조 이상으로 한다.
(3) 보호대상 건축물·구조물의 투영에 다른 둘레에 가능한 한 균등한 간격으로 배치한다. 다만, 노출된 모서리 부분에 우선하여 설치한다.
(4) 병렬 인하도선의 최대 간격은 피뢰시스템 등급에 따라 Ⅰ․Ⅱ 등급은 10 m, Ⅲ 등급은 15 m, Ⅳ 등급은 20 m 로 한다.
3. 수뢰부시스템과 접지극시스템 사이에 전기적 연속성이 형성되도록 다음에 따라 시설하여야 한다.
가. 경로는 가능한 한 최단거리로 곧게 수직으로 시설하되 루프 형성이 되지 않아야 하며, 처마 또는 수직으로 설치 된 홈통 내부에 시설하지 않아야 한다.
나. 자연적 구성부재를 사용하는 경우에는 전기적 연속성이 보장되어야 한다. 다만, 전기적연속성 적합성은 해당하는 금속부재의 최상단부와 지표레벨 사이의 직류전기저항을 0.2 Ω 이하로 한다.
다. 시험용 접속점을 접지극시스템과 가까운 인하도선과 접지극시스템의 연결부분에 시설하고, 이 접속점은 항상 폐로 되어야 하며 측정 시에 공구 등으로 만 개방할 수 있어야 한다. 다만, 자연적 구성부재를 이용하는 경우는 제외한다.
4. 인하도선으로 사용하는 자연적 구성부재는 다음에 의한다.
가. 각 부분의 전기적 연속성과 내구성이 확실하고, 제1의 “다”에서 인하도선으로 규정된 값 이상인 것
나. 전기적 연속성이 있는 구조물 등의 금속제 구조체(철골, 철근 등)
다. 구조물 등의 상호 접속된 강제 구조체
라. 장식벽재, 측면레일 및 금속제 장식 벽의 보조재로서, 치수가 인하도선에 대한 요구조건에 적합하거나 두께가 0.5 ㎜ 이상인 금속관. 다만, 수직방향 전기적 연속성이 유지되도록 접속한다.
마. 구조물 등의 상호 접속된 철근·철골 등을 인하도선으로 이용하는 경우 수평 환상도체는 설치하지 않아도 된다.
바. 인하도선의 접속은 152.1.4에 따른다.
152.1.3 접지극시스템
1. 뇌전류를 대지로 방류시키기 위한 접지극시스템은 다음에 의한다.
가. 수평 또는 수직접지극(A형) 또는 환상도체접지극 또는 기초접지극(B형) 중 하나 또는 조합한 시설로 하여야한다.
나. 접지극시스템의 재료는 KS C IEC 62305-3(피뢰시스템－제3부:구조물의 물리적 손상 및 인명위험)의 표 7(접지극의 재료, 형상과 최소치수)에 따른다.
2. 접지극시스템 배치는 다음에 의한다.
가. 수평 또는 수직 접지극(A형) 은 최소 2개 이상을 동일 간격으로 배치해야 하고, KS C IEC 62305-3(피뢰시스템-제3부:구조물의 물리적 손상 및 인명위험)의 그림 3(LPS 등급별 각 접지극의 최소길이)에 의한 피뢰시스템 등급별로 대지저항률에 따른 최소길이 이상으로 한다. 다만, 설치방향에 의한 환산율은 수평 1.0, 수직 0.5로 한다.
나. 환상도체접지극 또는 기초접지극(B형) 은 접지극 면적을 환산한 평균반지름이 KS C IEC 62305-3(피뢰시스템-제3부:구조물의 물리적 손상 및 인명위험)의 그림 3(LPS 등급별 각 접지극의 최소길이)에 의한 최소길이 이상으로 하여야 하며, 평균반지름이 최소길이 미만인 경우에는 해당하는 길이의 수평 또는 수직매설 접지극을 추가로 시설하여야 한다. 다만, 추가하는 수평 또는 수직매설 접지극의 수는 최소 2개 이상으로 한다.
다. 접지극시스템의 접지저항이 10Ω 이하인 경우 제2의“가”와“나”에도 불구하고 최소 길이 이하로 할 수 있다.
3. 접지극은 다음에 따라 시설한다.
가. 지표면에서 0.75 m 이상 깊이로 매설 하여야 한다. 다만, 필요시는 해당 지역의 동결심도를 고려한 깊이로 할 수 있다.
나. 대지가 암반지역으로 대지저항이 높거나 건축물·구조물이 전자통신시스템을 많이 사용하는 시설의 경우에는 환상도체접지극 또는 기초접지극으로 한다.
다. 접지극 재료는 대지에 환경오염 및 부식의 문제가 없어야 한다.
라. 철근콘크리트 기초 내부의 상호 접속된 철근 또는 금속제 지하구조물 등 자연적 구성부재는 접지극으로 사용할 수 있다.
152.1.4 부품 및 접속
1. 재료의 형상에 따른 최소단면적은 KS C IEC 62305-3(피뢰시스템-제3부:구조물의 물리적 손상 및 인명위험)의 표 6(수뢰도체, 피뢰침, 대지 인입 붕괴 인하도선의 재료, 형상과 최소단면적)에 따른다.
2. 고정용 부품은 KS C IEC 62561-4(피뢰시스템구성요소(LPSC)-제4부: 도체 고정기에 관한 요구사항)에 준하는 자재이어야 한다.
3. 접속은 용접, 압착, 봉합, 나사 조임 또는 볼트 조임 등의 방법 중 현장여건에 적합한 방법으로 하여야 하며, 보강재의 접속은 KS C IEC 62305-3(피뢰시스템-제3부:구조물의 물리적 손상 및 인명위험)의 E.4.3.3(강철 보강봉에의 용접 또는 죔쇠접속)에 의한다.
4. 피뢰시스템에 사용되는 접속재의 성능은 KS C IEC 62561-1(피뢰시스템구성요소(LPSC)-제1부: 접속재에 관한 요구사항)에 따른다.
152.2 고압 및 특고압 전기설비의 피뢰시스템
152.2.1 외부에 시설된 전기설비의 직격뢰에 대한 보호
1. 고압 및 특고압 전기설비에 대한 피뢰시스템은 152.1에 따른다.
2. 외부에 낙뢰차폐선이 있는 경우 이것을 접지하여야 한다.
3. 강철제 구조체 등을 자연적 구성부재 인하도선으로 사용 할 수 있다.
153 내부피뢰시스템
153.1 전기전자설비 보호용 피뢰시스템
153.1.1 전기전자설비의 낙뢰에 대한 보호
1. 뇌서지에 대한 보호는 다음 중 하나 이상에 의한다.
가. 접지·본딩
나. 자기차폐와 서지유입경로 차폐
다. 서지보호장치 설치
라. 절연인터페이스 구성
2. 전기전자설비의 뇌서지에 대한 보호는 다음에 따른다.
가. 피뢰구역의 구분은 KS C IEC 62305-4(피뢰시스템-제4부:구조물 내부의 전기전자시스템)의 4.3(피뢰구역(LPZ))에 의한다.
나. 피뢰구역 경계부분에는 KECG 9102(저압전기설비의 SPD 설치에 관한 기술지침)에 따른 서지보호장치를 설치하여야 한다.
다. 서로 분리된 구조물 사이가 전력선 또는 신호선으로 연결된 경우 각각의 피뢰구역은 153.1.3의 2의“다”에 의한 방법으로 서로 접속한다.
3. 전기전자기기의 선정 시 정격 임펄스내전압은 KECG 9102(저압전기설비의 SPD 설치에 관한 기술지침)의 “Ⅳ. 저압 전기설비의 정격임펄스 내전압”에서 정한 값 보다 커야 한다.
153.1.2 전기적 절연
1. 수뢰부 또는 인하도선과 건축물·구조물의 금속부분 사이의 전기적인 절연은 KS C IEC 62305-3(피뢰시스템-제3부:구조물의 물리적 손상 및 인명위험)의 부속서 A(수뢰부시스템의 배치)에 의한 이격거리로 한다.
2. 제1에도 불구하고 건축물·구조물이 금속제 또는 전기적연속성을 가진 철근콘크리트 구조 등의 경우에는 전기적 절연을 고려하지 않아도 된다.
153.1.3 전기전자설비의 접지·본딩으로 보호
1. 전기전자설비를 보호하는 접지·본딩은 다음에 따른다.
가. 뇌서지 전류를 대지로 방류시키기 위한 접지를 시설하여야 한다.
나. 전위차를 해소하고 자계를 감소시키기 위한 본딩을 구성하여야 한다.
2. 접지극은 152.1.3에 의하는 것 이외에는 다음에 적합하여야 한다.
가. 전자·통신설비(또는 이와 유사한 것)의 접지는 환상도체접지극 또는 기초접지극으로 한다.
나. 접지를 환상도체접지극 또는 기초접지극으로 시설하는 경우, 메시접지망을 5 m 이내의 간격으로 시설하여야 한다. 다만, 기초철근콘크리트 바닥이 상호 잘 접속되어 철근 등이 메시망을 형성되거나, 접지극에 5 m 이내마다 연결되는 경우는 접지극으로 본다.
다. 복수의 건축물·구조물 등을 각각 접지를 구성하고, 각각의 부분을 연결하는 콘크리트덕트·금속제 배관의 내부에 케이블(또는 같은 경로로 배치된 복수의 케이블)이 있는 경우 각각의 접지 상호 간은 병행 설치된 도체로 연결하여야 한다. 다만, 차폐케이블인 경우는 차폐선을 양끝에서 각각의 접지시스템에 등전위본딩 하는 것으로 한다.
3. 전자·통신설비(또는 이와 유사한 것)에서 위험한 전위차를 해소하고 자계를 감소시킬 필요가 있는 경우 다음에 의한 등전위본딩망을 시설하여야 한다.
가. 등전위본딩망은 건축물·구조물의 도전성 부분 또는 내부설비 일부분을 통합하여 시설한다.
나. 등전위본딩망은 메시 폭이 5 m 이내가 되도록 하여 시설하고 구조물과 구조물 내부의 금속부분은 다중으로 접속한다. 다만, 금속 부분이나 도전성 설비가 피뢰구역의 경계를 지나가는 경우에는 직접 또는 서지보호장치를 통하여 본딩 한다.
다. 도전성 부분의 등전위본딩은 방사형, 메시형 또는 이들의 조합형으로 한다.
153.1.4 전기전자설비 보호를 위한 서지보호장치 시설
1. 다음 장소에 설치되는 전기선, 통신선 등에는 서지보호장치를 시설하여야 한다.
가. 건축물·구조물은 하나 이상의 피뢰구역을 설정하고 각 피뢰구역의 인입 선로에는 서지보호장치를 설치한다.
나. 기타 서지보호장치의 시설은 KECG 9102(저압전기설비의 SPD 설치에 관한 기술지침)의 Ⅴ. 1.(SPD 설치여부의 결정)에 의한다.
2. 서지보호장치의 선정은 다음에 의한다.
가. 전기설비의 보호는 KS C IEC 61643-12(저전압 서지 보호 장치-제12부:저전압 배전 계통에 접속한 서지보호 장치-선정 및 적용 지침)와 KS C IEC 60364-5-53(건축 전기 설비-제5-53부:전기 기기의 선정 및 시공－절연, 개폐 및 제어)에 따르며, KS C IEC 61643-11(저압 서지보호장치-제11부:저압전력 계통의 저압 서지보호장치-요구사항 및 시험방법)에 의한 제품을 사용하여야 한다.
나. 전자·통신설비(또는 이와 유사한 것)의 보호는 KS C IEC 61643-22(저전압 서지보호장치-제22부:통신망과 신호망 접속용 서지보호장치－선정 및 적용지침)에 따른다.
3. 지중 저압수전의 경우, 내부에 설치하는 전기전자기기의 과전압범주별 임펄스내전압이 규정 값에 충족하는 경우는 서지보호장치를 생략 할 수 있다.
153.2 피뢰시스템 등전위본딩
153.2.1 일반사항
1. 외부피뢰시스템의 도체부분은 다음의 금속성 부분과 등전위본딩을 하여야 한다.
가. 금속제 설비(153.2.2에 의한다.)
나. 구조물에 접속된 외부 도전성 부분(153.2.3에 의한다.)
다. 내부피뢰시스템(153.1.3에 의한다.)
2. 등전위본딩의 상호 접속은 다음에 의한다.
가. 자연적 구성부재로 인한 본딩으로 전기적 연속성을 확보할 수 없는 장소는 본딩도체로 연결한다.
나. 본딩도체로 직접 접속이 적합하지 않거나 허용되지 않는 장소는 서지보호장치로 연결한다.
3. 등전위본딩 부품의 재료 및 최소 단면적은 KS C IEC 62305-3(피뢰시스템-제3부:구조물의 물리적 손상 및 인명위험)의 “5.6 재료 및 치수” 및 표1(피뢰레벨과 피뢰시스템 등급사이의 관계)에 따른다.
4. 기타 등전위본딩에 대하여는 KS C IEC 62305-3(피뢰시스템-제3부:구조물의 물리적 손상 및 인명위험)의 “6.2 피뢰등전위본딩” 및 KECG 9103(등전위본딩에 관한 기술지침)의 해설서 Ⅲ.(피뢰용 등전위본딩)에 의한다.
153.2.2 금속제설비의 등전위본딩
1. 외부피뢰시스템이 보호대상 건축물·구조물에서 분리된 독립형인 경우, 등전위본딩은 지표레벨 부근에서 시설하여야 한다.
2. 외부피뢰시스템이 보호대상 건축물·구조물에 접속된 경우, 등전위본딩은 다음의 위치에서 접속하여야 한다.
가. 기초부분 또는 지표레벨 부근 위치에서 하여야하며, 등전위본딩도체는 등전위본딩 바에 접속하고, 등전위본딩 바는 접지시스템에 접속하여야 하며, 쉽게 점검할 수 있도록 하여야 한다.
나. 절연 요구조건에 따른 안전이격거리를 확보할 수 없는 경우에는 피뢰시스템과 건축물·구조물 또는 내부설비의 도전성 부분은 등전위본딩 하여야 하며, 직접 접속하거나 충전부인 경우는 서지보호장치를 경유하여 접속하여야 한다. 다만, 서지보호장치를 사용하는 경우 보호레벨은 보호구간 기기의 임펄스내전압보다 작아야 한다.
3. 건축물·구조물의 등전위본딩은 다음과 같이 하여야 한다.
가. 높이가 20 m 이상인 경우, 지표면 및 높이 20 m 부분에는 환상형 등전위본딩 바를 설치하거나 두 개 이상의 등전위본딩 바를 충분히 이격하여 설치하고 서로 접속한다.
나. 높이가 30 m 이상인 경우 지표면 및 높이 20 m의 지점과 그 이상 20 m 높이 마다 등전위본딩을 반복적으로 환상형 등전위본딩 바를 설치하거나 두 개 이상의 등전위본딩 바를 충분히 이격하여 설치하고 서로 접속한다.
4. 등전위본딩 연결은 가능한 한 직선으로 하여야 한다.
153.2.3 인입설비의 등전위본딩
1. 건축물·구조물의 외부에서 내부로 인입되는 설비의 도전부에 대한 등전위본딩은 다음에 의한다.
가. 인입구 부근에서 143.1.1에 의한 등전위본딩 한다.
나. 전원선은 서지보호장치를 경유하여 등전위본딩 한다.
다. 통신 및 제어선은 내부와의 위험한 전위차 발생을 방지하기 위해 직접 또는 서지보호장치를 통해 등전위본딩 한다.
2. 저압수전하는 경우 인입용 배전반 또는 분전함 가까운 지점에서 등전위본딩을 하여야 하며, 본딩 바는 짧은 경로의 본딩용 도체로 접지에 접속하여야 한다.
3. 가스관 또는 수도관의 연결부가 절연체인 경우, 해당설비 공급사업자의 동의를 받아 적절한 공법(절연방전갭 등 사용)으로 등전위본딩 하여야 한다.
4. 저압 접지계통이 TN계통인 경우, 보호도체(또는 중성선 겸용 보호도체)는 직접 또는 서지보호장치를 통하여 본딩 바에 접속하여야 한다. 다만, 전원선 또는 통신선이 차폐되었거나 금속관 내에 배선되어 있으면, 차폐층 또는 금속관을 본딩하여야 한다.
153.2.4 등전위본딩 바
1. 설치위치는 짧은 경로로 접지시스템에 접속할 수 있는 위치로 하여야 하며, 저압 수전계통인 경우 주 배전반에 가까운 지표면 근방 내부 벽면에 설치한다.
2. 접지시스템(환상접지전극, 기초접지전극, 구조물의 접지보강재 등)에 짧은 경로로 접속하여야 한다.
3. 외부 도전성 부분, 전원선과 통신선의 인입점이 다른 경우 여러 개의 등전위본딩 바를 설치할 수 있다.
4. 건축물·구조물이 낮은 레벨의 서지내전압이 요구되는 전자·통신설비(또는 유사한 것)용인 경우 시설하는 내부 환상도체는 5 m 마다 보강재에 접속하여야 한다.