건축물 등의 피뢰설비 설치에 관한 기술지침 2

[은원명]

 

 

                       <그림2> 회전구체법의보호범위

<그림3> 메시도체법의보호범위

 (3) 보호등급은 다음과 같은 사항 등을 고려하여 I, II, III 및 IV의 4개 등급으로 구

     분한다.

  (가) 해당 지역의 낙뢰빈도,지형 등 입지조건

  (나)구조물의종류와중요도

      ① 구조물의 높이

      ② 다중이용시설(학교, 병원, 백화점, 극장등)

      ③ 중요업무를 수행하는 구조물(관공서, 전화 , 은행, 회사등)

      ④문화시설(미술관, 박물관등)

      ⑤ 목장

      ⑥ 화약, 가연성 액체, 가연성 가스, 독극물, 방사성 물질 등을 저장 또는 취급

         하는 구조물

      ⑦ 전자기기가 많이 설치되어 있는 구조물

  (다) (가)와 (나)항을 고려하여 일반구조물은 보호등급 Ⅳ, 화약, 가연성 액체나 가

       연성 가스 등 위험물을 취급 또는 저장하는 구조물은 보호등급 Ⅱ를 최저 기

       준으로 적용하고,상황에 따라 가급적 상위 등급을 적용한다.

 (4)높이 60 m를 넘는 구조물의 경우상층부의 모서리, 돌출부 등에 측면 낙뢰가 있

     을 수 있으므로 이를 보호할수 있는수뢰부를 구성한다.

   (5)구조물의 높이가 120m를 넘는모든 부분은 뇌격으로부터 보호되어야 한다.

4.1.3 수뢰부의 설치

  (1)보호대상 구조물과 피뢰설비의 수뢰부가 접속된 경우 다음과 같이 설치한다.

   (가)지붕마감재가 불연성 재료인 경우,수뢰부는 지붕표면에 설치할 수 있다.

   (나) 지붕마감재가 가연성 재료인 경우 수뢰부와 지붕 사이의 거리는0.10 m 이상

        을 유지하여야 한다.

   (다) 보호대상 구조물 중 가연성이 높은 부분은 피뢰설비의 구성요소와 접촉되지

       않아야 하고, 뇌격으로 관통될 수 있는 금속지붕재 바로 아래에 위치하지 않도

       록 한다.

  (2)수뢰부의 설치장소에는 목재판과 같은 가연성이 낮은 지붕마감재의 적용이 바람직

     하다.

4.1.4 자연적 구성부재

  구조물의 다음부분은 자연적 구성부재를 이용한 수뢰부로 간주할 수 있다.

  (1)다음의 조건을 만족시키는 보호대상 구조물을 덮고 있는 금속판

   (가)각부분사이의 접속은 전기적으로 연속성이 있을 것

   (나)뇌격전류로 인하여 금속판에 구멍이 뚫리거나 고온으로 용융될 우려가 있을

        경우 금속판의두께는 <표2>에 명시된 값 t 이상일 것

   (다) 금속판이 뚫리거나 내부의 가연성물질이 발화될 우려가 없는 경우 금속판 두께

        는 <표2>에 명시된 값 t'이상일 것

   (라)절연물로 피복되어 있지 않을 것

  (2)지붕구성재가금 속제인 것 (트러스,상호접속된철근등).다만, 지붕상부에 비금속

      제가 있을 경우에는 제외한다.

  (3) <표 5>에 제시된 돌침 최소 굵기 이상의 단면적을 가진 홈통, 난간 등과 같은 금

      속제 부분

 (4) <표 2>에 규정된 두께 이상의 재료로 제작된 일반 금속제 배관이나 저장탱크에
      서 뇌격점의 내부표면 온도상승이 위험의 원인이 되 지않는 것

   (가) 보호 페인트가 얇게 도장되거나, 약 1㎜ 이하의 아스팔트 또는 0.5㎜ 이하의
        PVC는 절연물로 간주하지않는다.
   (나) 가연성 가스 또는 인화성 액체가 흐르는 배관의 접속이 비금속제인 경우에는
        이를 구조체이용 구성부재의 수뢰부로 사용할 수 없다.

<표2>수뢰부의 금속판또는 금속배관최소 두께

보호등급	재료	두께t1 (mm)	두께t'2 (mm)
Ⅰ～IV	납	-	2.0
	강철(스테인리스, 아연도금강)	4	0.5
	티타늄	4	0.5
	동	5	0.5
	알루미늄	7	0.65
	아연	-	0.7
주 1) t :관통이나발화를 방지한다.       2) t': 관통이나 발화를 방지하는 것이 그다지 문제가 되지않는 경우의 금속판에                 한정한다.

4.2 인하도선

4.2.1 인하도선의 구성

  인하도선은 위험한 불꽃방전이 발생하지 않도록 다음과 같이 구성한다.

  (1)다수의 통전경로가 병렬로 구성되도록 할 것

  (2)통전경로 길이를 최소로 유지할 것

  (3)5.1항에 따라 구조물의 도전성 부분에 등전위 본딩을 실시할 것

4.2.2 보호대상 구조물과 분리된 피뢰설비의 배치

  (1)수뢰부가 별개의 지지대 위에 설치된 돌침의 경우, 각 지지대마다 1조 이상의 인

     하도선을 배치한다.지지대가 금속 또는 상호 접속된 철근인 경우 별도로 인하도

     선을 배치하지 않아도 된다.

  (2) 수뢰부가 1조 이상의 수평도체인 경우, 도체의 말단에는 1조 이상의 인하도선을

      배치한다.

  (3) 수뢰부가 메시도체로 되어 있는 경우, 각 지지구조물에 1조 이상의 인하도선을

      배치한다.

4.2.3 보호대상 구조물과 분리되지않은 피뢰설비의 배치

  (1) 인하도선은 상호간의 평균간격이 <표 3>에 표시한 값 이하가 되도록 배치한다.

      어느 경우나 2조 이상의 인하도선을 배치한다.

  (2) 인하도선은 보호범위의 주위로 일정한 간격으로 배치하고, 가능한 건축물의 각 모

     서리에 보다 가깝게 배치한다.

  (3) 인하도선은 지표면 근방에서 수평환상도체로 상호 연결하고, 높이 20 m가 넘는

      건축물등에는수직거리 20m마다 추가로 수평환상도체에 접속한다.

 <표3>보호등급에 따른 인하도선간 평균거리

보호등급	평균거리(m)
Ⅰ	10
Ⅱ	10
Ⅲ	15
Ⅳ	20

4.2.4 인하도선의 설치

  (1)구조물과 분리된 피뢰설비의 경우 인하도선과 보호범위의 금속설비사이의 거리는

     5.2 항에서 정하는 안전거리 이상이어야 한다.보호범위와 연접되어 있는 피뢰설비

     의 인하도선은 다음과 같이 설치할 수 있다.

   (가)불연성 재료의 벽인 경우,인하도선을 벽면이나 벽내에 설치하여도 된다.

   (나) 가연성재료의 벽일지라도 뇌격전류 통과에의한 온도상승이 벽의 재질에 위험을

      주지않을 경우, 벽면에 설치할 수 있다.

   (다)가연성재료의 벽이 인하도선의 온도상승으로 인해 위험이 있을 경우,인하도선과

       보호범위간 이격거리가 0.1 m 이상이 되도록 인하도선을 설치하여야 한다.

  (2)홈통에 있는 습기는 인하도선에 강한부식을 일으키므로, 인하도선에 절연피복이

      되어있더라도 홈통 또는 낙수관내에 설치하여서는 아니된다.

  (3)인하도선은 대지와 최단거리가 되도록 직선으로 설치하고, 루프가 형성되지않

     도록 한다. 직선설치가 곤란한 경우 도선의 두 점간 간격을 최단으로 측정한 거
      리S와 두 점간의 도체길이 l은5.2항 (<그림4> 참조)에 적합하여야 한다.

 

<그림4>인하도선의루프

   (4)인하도선과 가연성 재료사이의 거리를 충분히 확보할 수 없는 경우,인하도선

      단면적은100㎟ 이어야 한다.

4.2.5 자연적 구성부재

   구조물의 다음부분은 자연적 구성부재를 이용한 인하도선으로 간주할 수 있다.

  (1)다음에 적합한 금속설비

   (가) 전기적으로 연속성이 있는 것

   (나)<표5>에 의한 인하도선의 최소 굵기 이상인 것

  (2)건축물의 금속구조체

  (3)건축물의 상호 접속된 강재구조체

4.2.6 시험접속부

  (1) 자연적 구성부재의 인하도선인 경우를 제외하고는 각 인하도선과 접지설비와의

      접속점에 시험용 접속부를 설치하여야 한다.

  (2) 측정을 하고자할때 시험단자는 공구를 사용하여 열 수 있어야 하고, 평상시는

     닫혀있어야 한다.

4.3 접지시스템

4.3.1 접지시스템의 구성

  (1) 과전압을 발생시키지않고 뇌격전류를 대지로 안전하게 흐르게 하려면 접지전극의

      형상과 크기를 선정하고 적절히 배치하는 것이 중요하다. 일반적으로 낮은 접지

      저항(가능한한저주파에서 10 Ω 이하의 접지저항)이 바람직하다.

  (2) 피뢰의 관점에서 구조체를 사용한 통합 단일의 접지시스템이 바람직하며, 이는

      전력계통 및 통신계통의 접지에도 적합하다. 다만,불가피하게 분리하여야 할 접지

      설비는 5.1항에 따라등전위 본딩이 되도록 기준 접속점에 접속하여야 한다.

  (3)재질이 다른 접지설비를 상호 접속 할 경우 부식문제를 검토하여야 한다.

4.3.2 접지전극

  (1) 한조 이상의 환상 접지전극, 수직 접지전극, 방사상 접지전극 또는 기초 접지전

      극을 사용한다.

  (2)환상접지전극과 메시접지전극은 접속점에서 부식이 발생하지 않도록하여야 한다.

  (3) 단일 접지선을 길게 하는 것보다 도체를 여러조로 분산 배치하는 것이 좋으며,

      대지저항률에 따른보호등급별 접지전극의 최소길이는 <그림5>와 같다. 다만, 대

      지저항률이 지층깊이에 따라 감소하는 토양과 통상적으로 접지봉 매설깊이 보다

      깊은 지층에서 대지저항률이 낮은 경우에는 심타접지봉이 효과적이다.

                    <그림5>보호등급별전극의최소 길이  ㅣ1

4.3.3 접지시설

  접지시스템에서 다음 두 가지 기본 형태의 접지전극이 적용된다.

  (1)A형 접지전극

   (가)A형 접지전극에는 방사상 접지전극, 판상 접지전극, 수직 접지전극(일반적으로

       봉상전극) 등이 있으며, 인하도선은 이들 접지전극 중 하나의 접지전극에 연결되

       어야 하고,또한 접지전극은 최소 2조 이상으로 한다.

   (나) 각 접지전극의 최소길이는<그림5>에서 방사상 접지전극의 최소길이를 이라할

       때, 방사상 수평 접지전극은  l1이상, 수직 접지전극은0.5 l1 이상이어야 한다.

       A형의 접지전극을 설치할 때 감전의 위험이 있을 경우에는 특별한 조치를 취하여

      야한다.

   (다) 대지저항률이 낮은 토양에서 10 Ω 이하의 접지저항을 얻을 수 있는 경우에는

        <그림5>에 표시된 최소길이를 고려하지 않아도 된다.

   (라)여러형태의 전극을 조합한 경우 전체길이를 고려하여야 한다.

   (마)접지극의 길이를 길게하여 접지저항을 감소시키는 것은 실질적으로 60 m까지

       가능하다.

   (바)A형 접지전극은 토양의 대지저항률이 낮고 소규모 구조물에 적합하다.

  (2)B형 접지전극

   (가)B형 접지전극에는 환상접지전극, 메시접지전극, 건축물등의 기초구조체 대용접

        지전극 등이 있다. 환상 접지전극(또는 기초 접지전극)의 경우, 이들 접지전극

        (또는 기초접지전극)으로 둘러싸인 곳의 평균반경  r 은 다음과 같아야 한다.

              r ≥l1 
       여기서,l1 은 <그림5>에서 표시한보호등급별로요구되는 최소 길이이다.  

    (나) 필요값 이산정치 r의 평균 반경보다 클 때는 방사형 또는 수직 접지전극을

       추가로 설치한다.이때  lh(수평길이)와  lv(수직길이)의 관계식은 다음과 같다.

           
        lh =l1  -r           lv =  l1-r / 2 
 
 4.3.4 접지전극시공

  (1) 외부 환상 접지전극은 최소 0.5 m 깊이에 매설하고, 벽과 1 m 이상 떨어지도록

      한다.

  (2) 접지전극은 최소0.5 m 이상의 깊이에 매설하고, 지중에서 전기적 결합 효과를

      최소화하기 위하여 일정한 간격으로 배치하여야 한다.

  (3)매설 접지전극은 시공 중 검사할 수 있도록 설치되어야 한다.

  (4) 매설 깊이와 전극형태는 부식, 토양의 온도와 습도에 영향을 적게 받도록 하여

      일정한 접지저항이 유지되도록 하여야 한다.

  (5)토양이 동결되었을 때는지표면 아래1m 깊이까지는 수직 접지전극의 접지효과

      가 없으며,암반에서는 B형접지전극이 유리하다.

4.3.5 자연적 구성부재의 접지전극

  (1)콘크리트 내에 상호 접속된 철근 또는 4.5항의 요구사항에 적합한 지중 금속구조

      체는 이를 접지전극으로 이용할 수 있다.

  (2)콘크리트의 철근을 접지전극으로 이용할 때는 콘크리트의 균열이 생기지 않도록

      접속에 특별한 주의를 기울여야 한다.

4.4 조임부

4.4.1 조임

  수뢰부와 인하도선은 전자력이나 진동, 빙설로 인한 균열 등으로 도체가 절단되거나

  늘어지지 않도록 견고하게 고정되어야 한다.

4.4.2 접속

  (1)도체간의 접속개소는 최소로 하여야 한다.

  (2) 접속은 슬리브, 땜, 용접, 나사 조임 또는 볼트 조임 등의 방법으로 전기적 연속

      성을 유지하여야 한다.

4.5 재료 및 굵기

4.5.1 재료

  (1) 사용재료는 뇌격전류에 의한 전기 전자적 영향에 견디고 사고로 인해 예상되는

      응력변형에 손상이 없어야 한다.

  (2) 재료와 굵기는 보호되어야 할 구조물 또는 피뢰설비의 부식 가능성을 고려하

      여 선정하여야 하며, 도전율과 내부식성이 충족되는 경우, 피뢰설비의 구성부

      분들은 <표 4>에 열거한 재료 또는 이와 동등한 기계 전기 화학적 특성을 가진

      재료로 제작할 수 있다.

​

<표4>사용조건과 피뢰설비의 재질

재질	사용조건			부 식
	대기중	지중	콘크리트내	내성	진행성	전해대상
구리	단선,연선	피복단선, 연선	피복단선, 연선	대부분의환경에 양호	황화합물,유기물	-
용융아연 도금강	단선,연선	단선	단선,연선	대기중,콘크리트내, 일반토양	높은 염화물용액	구리
스테인 레스강	단선,연선	단선,연선	단선,연선	대부분의환경에 양호	높은 염화물용액	-
알루미늄	단선,연선	부적합	부적합	낮은 농도의유황과염화물의 대지중에양호	알칼리용액	구리
납	피복단선	피복단선	부적합	높은 농도의황산염의 대기중에양호	산성토양	구리, 스텐레스강

4.5.2 굵기

  (1)도체의 최소 굵기는<표5>에 따른다.

  (2)기계적 또는 부식문제를 고려하여 도체의 굵기를 크게 할 수 있다.

 <표5> 피뢰설비도체의 최소 굵기 (㎟)

보호등급	재질	돌침	인하도선	접지도체
Ⅰ～Ⅳ	구리(Cu)	35	16	50
	알루미늄(Al)	70	25	-
	철(Fe)	50	50	80

4.5.3 부식으로부터 보호

    부식위험이 있는 장소에서의 도체재료와 굵기는 <표4>와 4.5.2항에 따라 선택하여

    결정하여야 한다.

출처: https://blog.naver.com/elec0610/221060064729