PERFORMANCE OF NON-STANDARD LIGHTNING AIR TERMINALS:REVISITED

1) 낙뢰는 電氣이다. 뇌운과 대지간에 電荷의 쌍방 이동이다.

2) 낙뢰는 수백만~수억 볼트의 電壓, 10~100 ㎄ 電流 특성이다.

3) 낙뢰는 刹那의 시간에 電子가 이동(수십 ㎲)하는 電氣이다.

4) 낙뢰는 크기가 5~15 ㎢인 뇌운에서 가까운 Ground에 내려친다.

5) 낙뢰는 시간당 電力으로 환산하면, 3~12 [㎾h], 대단하지 않다.

6) 낙뢰는 電線, 통신선, 대지(땅)로도 흐르는 電氣이다.

7) 낙뢰는 쇠망치로 때리는 게 아니고, 電磁氣로 때리는 것이다.

■ 피뢰침으로 낙뢰를 유도하여 사람과 건물, 구조물체에
   낙뢰가 직접 맞지 않게 한다.
■ 전 세계적으로 타당성 인정함
■ 비재래식 피뢰침(Un-conventional lightning rod)인
   '광역피뢰침'의 성능은 인정하지 않음

■ 낙뢰 전하를 분산 시켜서 사람과 건물, 구조물체에
   낙뢰가 오지 않게 한다.
■ 전 세계적으로 타당석 인정하지 않음
■ ICLP에서 위험하다고 경고하고 있음
■ 비재래식 피뢰침(Un-conventional lightning rod)인
   '정전분산형 피뢰침'의 성능은 인정하지 않음

■ 피뢰침으로 유도된 낙뢰를 대지에 방전하고,
   등전위가 기준전위를 유지하여 장비를 보호한다.
■ 한국산업규격, 국제규격 인정, IEC, KSC-IEC, ITU

■ 피뢰침 접지가 별도 독립된 접지이다.
■ 기준전위와 접지전위가 각각 다르다.
■ 전위차가 발생하여 장비가 고장난다.
■ 낙뢰방호에 매우 부적합 함
■ 한국도 2005년 이전에 적용됨

서지보호기

S P D

■ 전원 · 통신 선으로 유입되는 Surge 전압을 차단하여
   전자기적으로 장비를 보호한다.
■ 접지선과 대지를 통한 유도뢰를 차단할 수 없고,
   접지로 방전이 되면서, 타 장비에 2차 피해를 입힌다.

eca3G

3 세 대
디 지 털
접지장치

■ 공통접지 시스템 구축해주는 기능
■ 등전위 시스템을 구축해주는 장치
■ 전원 · 통신선에 유입된 Surge 전압과
   전류를 차단하고 원천 제거하는 기능
■ 특히 접지선과 대지로 유입된 Surge 전압과
   Surge 전류를 에너지변환은 시켜서 원천제거 · 차단
   하여 접지로 부터 방전되어 발생하는 2차 피해가 없음
■ 땅에 매설하지 않는 접지장치로
   신속하게 설치와 철수, 이동에 매우 유리하다

■ 낙뢰를 유도하여 사람, 건물, 구조물에 낙뢰가 직접 맞지 않게 할 뿐이다.
■ 피뢰침이 낙뢰를 잘 유도 할수록 오히려 전자장비는 더 위험하다.
■ 피뢰침은 낙뢰가 전자장비에 유도 되는 것은 절대 막지 못 한다.
■ 낙뢰가 오지 않게 한다거나, 낙뢰를 끌어 당긴다고 하는 것 자체는 건축물 보호는
   될지언정 오히려 전자장비보호에는 훨씬 불리하다.
■ 피뢰침과 Surge의 관계를 보면, 건물이나 구조물을 직격뢰로부터 보호하기 위해서는
   피뢰침의 설치가 필수적이다. 그렇지만 Surge의 측면에서 보면 피뢰침이 있음으로 인하여
   훨씬 많은 Surge가 유입되며 피뢰침의 성능이 우수할수록 Surge의 유입은 많아진다.
   왜냐하면 피뢰침이 구름에 형성된 전하를 지면으로 유도하게 되고, 유도된 전하는 접지를
   통하여 전기·전자기기의 Ground 전위를 높이기 때문에 부품의 파손을 일으키기 때문이다.
■ 광역피뢰침과 몰아내는 피뢰침은 전세계적으로 인정하지 않으며,
   ICLP에서는 피뢰침의 과대광고에 따른 위험성을 경고하고 있다

■ 접지가 좋으면 피뢰침에 맞은 낙뢰를 대지에 방전 하는데 유리도 하지만, 반대로 대지에
   방전된 낙뢰전류가 접지로 유입이 잘 되기 때문에 장비 보호에 불리하다.
■ 접지와 Surge의 관계를 보면, 인명이나 기기의 보호를 위해서 접지는 설치가 필수적이지만,
   Surge의 측면에서 보면 접지가 있음으로 인하여 훨씬 많은 Surge가 유입되며 접지의 성능이
   우수할수록 Surge의 유입은 많아진다.
   왜냐하면 낙뢰 등으로 지면에 형성된 강한 Surge가 접지선을 타고 들어가서
   전기·전자기기의 Ground 전위를 상승시키므로 인하여 부품이 파손된다.
■ 피뢰침 접지도 공통으로 하는 공통접지방식이 적합하다.(국제규격)
   기준전위와 접지전위가 등전위가 되도록 공통시스템으로 해야 한다

■ 전원·통신 선으로 유입되는 Surge 전류가 접지로 방전이 되면서 타 장비로 접지선을
   타고 역류하는 2차 피해가 발생 된다.
■ 낙뢰 Surge는 대부분(80%) 접지선과 대지를 통하여 유입이 되는데, 이런 유도뢰를
   차단 할 수 없어서, SPD가 있어도 피해가 발생한다.

■ 공통접지 시스템과 등 전위 시스템을 구축 해 주는 장치로, 전원·통신선, 접지선과
   대지로 유입된 Surge 전압과 Surge 전류를 에너지변환을 시켜서 원천 제거하고 차단하기
   때문에, 전자장비를 유도뢰와 간접뢰 Surge는 완벽하게 방호를 할 수 있지만,
   외부에 노출 된 사람과 안테나 등을 직격뢰로부터 건물 콘크리트가 깨지는 물리적 파손이나,
   사람이 낙뢰 맞는 것을 방지 할 수 없다.

■ 유형 문화재 보호
■ 건축물, 나무, 탑
■ 유류저장탱크
■ 인화물질 보호

피뢰침은 전기로 운용되지 않는 것을 대상으로 하는 낙뢰대책이다.
왜냐하면, 피뢰침이 달린 대상은 낙뢰를 유도해도 전자기적인 문제가 없기 때문이다.
즉, 피뢰침이 낙뢰를 유도하여 Surge 유입이 많아져도 전자기적으로는 전혀 문제가 없는 전기와 관계 없는 대상물이기 때문이다.

전자통신 설비의 낙뢰피해가 발생한 곳 중에서 피뢰침이 없는 곳은 단 한 군데도 없을 정도이다. 이는 피뢰침이 낙뢰로부터 전자통신 장비를 보호 할 수 없다는 것을 입증 한다.

■ 전기전자설비
■ 정보통신설비
■ 계측제어설비
■ PLC, CCTV
■ 전자기 설비

■ 전원접지+통신접지+
   피뢰접지+계장접지+
   신호접지 등
   모든 접지가
   공통으로 연결됨

피뢰접지가 좋으면 피뢰침에 맞은 낙뢰를 대지에 방전 하는데 유리 하지만, 반대로 대지에 방전된 낙뢰전류가 접지로 유입이 잘 되기 때문에 장비 보호에 불리 할 수 있다.

접지저항 값이 매우 낮은 곳(상수도설비, 정수장, 취수장, 발전소 댐 등)이 더 많은 낙뢰 Surge 피해가 발생 하고 있다.
특히 낙뢰피해가 발생 한 곳의 대부분은 규정된 접지저항 값을 만족 하는 곳이 대부분인 것은, 접지저항 값이 낮다고 하여 장비를 보호 할 수 있는 것이 아님을 입증 하고 있다.

낙뢰방호 측면에서 보면 접지저항이 낮을 수록 접지를 통하여 Surge 의 유입이 많아져서 피해를 초래 한다.
기준전위와 접지전위가 등전위가 되도록 공통접지시스템을 구축 하는 것이 가장 중요 하다.

■ 전기전자설비
■ 정보통신설비
■ 계측제어설비
■ PLC, CCTV
■ 전자기 설비

전자기로 운용되는 장비를 보호하는 장치로, 전원·통신 선으로 유입되는 Surge 전압을 차단하여 장비를 보호한다.

접지선과 대지를 통하여 유입되는 유도뢰에 대해서는 차단을 할 수 없기 때문에, SPD가 있어도 피해가 발생한다.

낙뢰피해 현장에는 대부분 SPD가 설치돼 있다.

■ 전기전자설비
■ 정보통신설비
■ 계측제어설비
■ PLC, CCTV
■ 전자기 설비

전자기로 운용되는 장비를 보호하는 장치로, 전원·통신선과 접지로 유입되는 낙뢰 Surge의 전류와 전압을 제거 하여 장비를 보호한다.

접지기능과 서지보호기(SPD)의 기능을 동시에 하고, 공통접지장치와 등전위장치 기능이 있다.

■ 문화재의 파손
■ 건축물의 파손
■ 나무가 부러짐
■ 탑이 깨짐
■ 유류탱크 폭발
■ 인화물질 발화

■ 고장 유형

보호각도 혹은 회전구체법에 적합하게 피뢰침을 설치하여 피해 시설에 직접 낙뢰가 맞지 않게 한다.
단, 보호각도법 혹은 회전구체법을 적용 할 때, 주변 환경을 충분하게 고려를 하여 불필요한 곳에 무분별한 피뢰침은 설치하지 않는다.

불필요한 곳:
다리 밑, 산 밑, 고압선 밑, 고층 건물 아래, 전기설비가 없는 곳
20 m 미만 시설과 정보통신설비
(방통위에서는 현재 “피뢰침은 설치하지 않는다”는 무선설비규칙이 개정 중 임)

즉 직격뢰가 물리적 파손을 시키는 것들에 대한 낙뢰방호 대책은 피뢰침을 설치하여 해결을 한다.

유 도 뢰
Surge

■ 전자장비 고장
■ 통신장비 고장
■ 반도체 파손
■ 반도체 오동작
■ 전자기적 고장

■ 고장 유형

나무가 부러지는 것과 같은 물리적인 파손이나 소손 된 것이 아닌, 전자기적으로 고장이 난 것들은 모두 유도뢰에 의한 것이라고 볼 수 있다. 이런 문제는 직격뢰가 아니기 때문에 피뢰침으로 절대 해결 할 수 없다.

유도뢰에 대한 대책은,
공통접지시스템과 등전위 시스템을 구축 해 주고, 전원선과 통신선, 접지선으로 유입되는 낙뢰전류와 Surge를 차단 제거 하는 eca3G를 설치한다.

땅을 파고 접지봉과 저감제를 매설

피보호설비와 전원분전반에 설치

지하매설 (땅 속 여러 곳에 매설)

지상설치 (피보호설비와 전원분전반에 설치)

땅속에 있어 부식과 산화로 수명이 짧다.

지상에 설치/유지관리로 반영구적이다.

땅파기, 접지봉, 저감재, 공사비 등으로
전체 소요비용이 매우 많다.
예) 산악중계소 약 4,000만원

접지봉이 필요없어 땅을 파지 않고 설치가
쉬워 전체 소요비용이 매우 적다.
예) 산악중계소 약 2,000만원 (50% 절감)

땅파기와 접지봉과 저감재 설치 등으로
‘공사 기간’이 매우 길다.(약 10일)

지상 분전반에 간단하게 설치하기 때문에
‘설치 시간’이 매우 짧다.(1일)

중장비를 이용하여 땅을 파고 땅 속에
매설하여 토양오염과 탄소배출이 많다.

중장비가 필요 없고, 지상에 간단하게 설치
하기 때문에 토양오염과 탄소배출이 ‘ 0’이다.

2세대 접지방식으로서 접지저항과 낙뢰
방호와의 관계에 대한 신뢰성 검증 부족

21C에 적합한 3세대 디지털 접지장치이며
낙뢰방호에 대한 과학적으로 기술 인증

피뢰침, 피뢰침 폴대, 피뢰도선
SPD: 전원, 통신, 신호, 바이패스용
접지봉, 저감재, 접지용전선, 부속자재

eca3G의 구성장치:
전원입력부, 분석검출장치, Surge제거장치,
공통접지장치, 디지털분석장치, Surge방전장치,
중성화장치, 에너지변환장치, 접지연결단자

땅을 파고 접지봉과 저감재를 매설한다.
비싼 피뢰침을 여러 곳에 설치한다.
전원용, 통신용, 신호용, 바이패스용 SPD를
각각 독립적으로 설치한다.

피 보호설비용 전원분전반에 설치하고, 모든
피보호설비 접지단자를 연결하는 작업 하나로
간단하게 모두 해결한다.

피뢰침은 건물 옥상, 꼭대기 등에 설치,
혹은 중장비 이용 높은 피뢰침 설치.
SPD는 전원, 신호, 통신 각각 설치한다.
접지봉과 저감제는 땅을 파고 설치한다.

피 보호설비용 전원분전반에 설치한다.

SPD+땅파기+접지봉+저감재+공사비 등으로
전체 소요비용이 매우 많다.
예) 통신대대 6,000만원

eca3G 하나/ 전체 소요비용이 매우 적다.
예) 통신대대 3,000만원(50% 절감)

땅파기, 접지봉, 저감재, SPD, 피뢰침 설치로
‘공사 기간’이 매우 길다.(20 일)
중장비, 인력터파기, 보링장비, 외부작업

지상 분전반에 간단하게 설치하기 때문에
‘설치 시간’이 매우 짧다.(2 일)
간편한 내부 설치작업

고정 설치되기 때문에 이동이 불가하다.
땅속에 고정 설치되어 유지관리 불가하고,
기능 상태를 확인하기가 어렵다.

탈부착이 자유로워 이동이 편리하다.
분전반에 있어, 언제든 유지관리 쉽고,
기능 상태를 수시로 확인할 수 있다.

피뢰침(18C)과 전해질접지봉(20C),
SPD(20C)는 18C~20C의 Analog 기술로
디지털전자장비의 보호에 부적합

3세대 디지털접지장치는
21C 디지털시대의 첨단 전자통신장비
보호에 적합한 과학적인 접지장치이다.

중장비를 이용하여 땅을 파고 접지봉과
저감재를 땅 속에 매설하여 토양오염과
탄소배출이 많다.

중장비가 필요 없고, 지상에 간단하게 설치
하기 때문에 토양오염과 탄소배출 0 이다.

낙뢰피해가 발생해도 책임지지 않는다.
PL보험 계약 없음.

낙뢰피해 발생하면 100% 책임배상 된다.
PL 20억 원 보험계약 됨
자본재공제조합/메리츠화재보험

피보호설비의 전원공급 분전반의 전원 2차에 병렬로 연결을 한다.
전원선을 통하여 유입되는 서지를 차단하는 기능을 한다.

전원과 접지단자를 통하여 유입되는 Surge를 검출하는 기능을 한다.
Surge impulse의 주파수 특성과 전압특성을 분석하여 검출을 한다.

전원을 통하여 유입된 Surge 전압을 Clamping 제거하는 기능을 한다.

낙뢰Surge가 발생하면, 전원계통과 접지계통이 공통접지방식인 TN-C방식이 구축되면서, 낙뢰Surge를 빠르게 Surge방전장치에서 방전시키고, 중성화 장치와 에너지변환장치를 동작시키는 기능을 한다.

낙뢰 유입횟수와 내부장치의 정상동작 여부를 관리하는 기능을 한다.

접지를 통하여 유입된 낙뢰Surge를 방전시켜서 제거하는 기능을 한다.

낙뢰Surge의 전기적인 특성을 중성화시키는 기능을 하는 장치이다.

전원과 접지를 통하여 유입된 낙뢰Surge를 열에너지변환과 Arc 변환을 시켜서 낙뢰 Surge의 전기적 에너지를 열에너지변환과 Arc 에너지변환을 시켜서 낙뢰Surge 자체를 원천 제거하는 기능을 하는 장치이다.

피보호설비의 외함체나 접지단자에서 인출된 접지선을 연결하는 장치이며, 모든 장비의 접지를 연결하여 장비간 등전위를 이루게 하는 장치이고, 특히 대지에 연결된 접지를 통하여 유입되는 유도뢰 Surge를 내부에 있는 Surge제거 및 방전장치와 에너지변환장치, 중성화 장치에 보내 유도뢰 Surge를 제거하는 기능을 하는 장치 이다.

* 독립접지 형태, 전위차 발생
전원선, 통신선, 신호선 등 서지의 유입이 예상되는 모든 개소에 모델별로 각각 독립적인 형태로 설치

* 공통접지 형태, 등전위화 유지
피보호설비의 전원 분전반에 병렬로 연결, 모든 피보호 설비와는 등전위 단자로 등전위되어 공통접지 형태

* 수명이 짧고, 유지관리 할 수 없다.
평상 동작시 1~5년이 될 수 있지만, 큰 낙뢰 및 잦은 서지 유입으로 열화, 노후화되면 파손이나 기능상실로 즉시 교체가 필요할 수 있음.

* 수명이 길고, 유지관리 할 수 있다.
최소 5년 이상으로 소모성 부품은 쉽게 교체를 할 수 있어, 10년 이상 기능유지를 할 수 있어 경제적으로 유지관리를 할 수 있음.

* 전체 소요비용은 많다.
전원, 통신, 신호 별로 보호 장비별로 각각 설치가 되고, 수명이 짧고, 노후화되면 SPD자체를 분리 제거하여 모두 폐기가 된다.
개별 SPD의 단가는 싸지만 전체 소요되는 비용은 훨씬 비싸다.

* 전체 소요비용이 적다.
동일 전원(분전반)계통을 사용하는 모든 장비를 1 대의 eca3G로 모두 보호되고, 소모성 부품만 교체하면 10년 이상 계속 사용 할 수 있다.
개별 eca3G 단가는 비싸지만 전체 소요비용은 훨씬 경제적이다.

* 설치했지만 낙뢰피해 계속 발생
낙뢰 및 Surge의 전류를 접지(대지)로 방전하기 때문에 대지에 방전된 전류 가 2차 피해를 발생 시킨다.

* 낙뢰방호 성공율 99.76%
낙뢰 및 Surge의 전류를 에너지변환 을 시켜서 원천제거를 하여, 낙뢰 전압과 낙뢰전류 모두를 감쇄시킨다.

* 전원을 끄고, 장비운용 중단한다.
장비의 전원을 OFF해야 하고, 접지선 및 신호선, 통신선을 분리 한다.

* 평상대로 정상 운용을 한다.
장비의 전원을 ON으로 하고, 모든 장비를 정상적으로 운용 한다.

* 실질 경제성 매우 낮다.
수명 짧고, 유지관리를 할 수 없고, 전체 비용이 많이 들고, 낙뢰피해가 발생하고, 장비운용이 보장 되지않기 때문에 실질적인 경제성 매우 낮다.

* 실질적인 경제성이 매우 높다.
수명 길고, 유지관리를 할 수 있어서 전체 비용이 적게 들고 , 낙뢰피해 예방과, 장비운용이 보장되기 때문에 실질적인 경제성이 매우 높다.

* 1980년대 정전압 소자 장치이다.
● 부피가 작고, 무게가 적다.
● 개별 단가가 싸다.
● 누구나 설치 할 수 있다.
● 구매가 용이하다.

* 21C 3세대 디지털 접지장치이다.
● 100% 생산물배상책임보험 가입제품
   (보험금액 PL 20억 원, 메리츠화재)
● 이동접지장치로 증설과 이설이 쉽다.
● 설치와 철거가 용이하다.
● 땅을 파는 접지공사가 필요 없다.

1실 당 (규모: 15m×15m)

CCTV 1대 (주장치 시스템 포함)

1대 당 (발전기, 쉘터)

중계소 (전기, 정보통신, CCTV)

기지 (전기 · 정보통신 · 통제시스템)

기지 (전기 · 정보통신 · 통제시스템)

4개 사선× 8개 사로

MCC 1면당 (3상4선 220/380 V)

1대 당 (1상2선 110/220 V)

* 본 견적은 설비 및 시설의 여건에 따라 차이가 있을 수 있음, 도서지역은 운반비 추가.
* PGS시스템이 구축되지 않은 육군과 공군부대는 KSC-IEC접지시스템 구축비용 추가.
* PGS시스템 구축비용은 위 금액의 약 10% 정도 임.
* 상기 금액은 준공 이후 2년간 낙뢰피해 발생 시 100% 책임보증 조건임.(PL 20억 적용 조건)

① 낙뢰로 인한 파손과 소손 및 수명단축을 예방하여 예산절감에 기여 한다.

② 우기철에도 장비를 끄지 않기 때문에 중단 없는 작전을 수행 할 수 있다.

③ 피뢰침, 접지공사, SPD 없이도 낙뢰대책을 할 수 있어서 매우 경제적이다.

④ 장비의 파손과 소손을 예방하고 수명연장으로 예산절감 효과가 매우 크다.

⑤ 접지봉을 땅에 박지 않아서 병력의 활용도가 높고 불편이 해소된다.

⑥ 100% 책임보증과 생산물배상책임보험(20억 원)으로 경제적 손실이 없다.

⑦ 피해발생시는 생산물배상책임보험(20억 원)으로 신속한 원상복구를 한다.

⑧ 땅에 매설하지 않기 때문에 이동, 이설로 재사용 할 수 있어서 경제적이다.

⑨ 기능과 성능발휘 상태를 수시 확인 할 수 있어서 완벽한 유지관리가 된다.

① 낙뢰로 인한 파손과 소손이 계속 발생 할 수 있어 예산을 낭비할 수 있다.

② 우기철, 낙뢰가 발생 할 땐, 장비를 꺼서 중단 없는 작전 수행을 할 수 없다.

③ 피뢰설비 고비용, 장비 소손과 파손, 수명단축으로 경제적 손실이 발생 한다.

④ 생산물배상책임보험(20억 원)을 받지 못하여 경제적 피해를 부담해야 한다.

⑤ 매년 접지공사를 해야 하고, 접지봉을 땅에 박아야 하기 때문에 불편하다.

⑥ 특히 동절기에는 땅이 얼어 매설의 어려움과 철거의 어려움이 있다.

⑦ 땅에 매설된 접지봉과 저감재의 재활용이 불가하고, 환경오염을 시킨다.

⑧ 기능과 성능 발휘 상태(접지저항 측정 등) 확인이 어려워 유지관리 어렵다.

세계 최초의 땅에 묻지 않는
디지털 접지장치
낙뢰 · 서지보호장치

에너지변환 장치
중성화장치
Surge 제거장치
Surge 방전장치
공통접지장치
디지털 분석 장치

다중뢰에 대한 보호기술 확보
연속서지보호대책

Earthing device which needs
not be buried ground

AC 50V-1000V, DC 75V-1500V
전기제품 EC지침:73/23/EEC

2010.02.12 ~ 2011.02.11

MERITZ화재

자본재공제조합

2010.08 ~ 2011.08
담보지역: 대한민국

① 면허 · 사업자 · 상표 · 협회 · PL보험

② 인증 · 지정서

③ 지적재산권 · 특허

④ 시험성적서