[교육용 자료]

K	S	K	S	K	S	K	S
								KS C IEC 62305-3
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K	S	K	S			KS
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K	S
피뢰시스템-제3부 : 구조물의 물리적 손상 및 인명위험
			KS C IEC 62305-3: 2007

이 해설서는 피뢰시스템분야 국제표준(IEC 62305)의 이행 및 확산을 위해 전기전력산업분야 국제표준화 기반구축사업의 일환으로 배포되었습니다.

KS C IEC 62305-1의 해설은 TC81 국내 전문위원에서 작성하였습니다.

여기에 실린 국가표준(KS C IEC 62305-1)은 국가표준 제정을 위해 지식경제부 기술표준원 TC81(피뢰설비)에 제출한 초안에 기초하여 해설을 하였습니다.

이 해설서의 내용을 인용할 때, 반드시 지식경제부에서 시행한 인프라 사업임과  TC81 국내전문위원에서 작성하였음을 밝혀야 합니다.

목   차

서문	6

1. 적용 범위	6

2. 인용 규격	6

3. 용어 및 정의	7

4. 피뢰시스템 LPS	11

4.1 피뢰시스템의 레벨	11

4.2 피뢰시스템의 설계	11

4.3 철근 콘크리트 구조물에서 강제 철골조의 전기적 연속성	12

5. 외부피뢰시스템	12

5.1 일반사항	12

5.2 수뢰부시스템	13

5.3 인하도선시스템	20

5.4. 접지시스템	23

5.5 부품	28

5.6 재료 및 치수	29

6. 내부피뢰시스템	33

6.1 일반사항	33

6.2 피뢰등전위본딩	33

6.3 외부피뢰시스템의 전기적 절연	37

7. 피뢰시스템의 검사 및 유지관리	38

7.1 검사의 적용	39

7.2 검사의 순서	39

7.3 유지관리	40

8. 접촉전압과 보폭전압에 의한 인축의 상해에 대한 보호대책	40

8.1 접촉전압에 대한 보호대책	40

8.2 보폭전압에 대한 보호대책	41

부속서 A : 수뢰부시스템의 배치	42

부속서 B : 위험한 불꽃 방전의 억제를 위한 인입케이블 차폐선의 최소단면적	50

부속서 C : 인하도선 사이의 뇌격전류의 분배	49

부속서 D : 폭발성 위험이 있는 구조물의 피뢰시스템에 대한 추가자료	55

부속서 E : 피뢰시스템의 설계, 시설, 유지관리와 검사에 대한 지침	60

그림 목차

그림 1 인하도선의 루프	21

그림 2 LPS레벨 각 접지극의 최소길이	25

그림 A.1 - 수직피뢰침에 의한 보호범위	42

그림 A.2 수직피뢰침에 의한 보호범위	43

그림 A.3 수평피뢰도선에 의한 보호범위	43

그림 A.4 보호각법과 회전구체법에 따른 메시와 분리된 수평피뢰도체의 조합에 의한 보호범위	44

그림 A.5 메시법과 보호각법에 따른 메시와 조합된 분리되지 않은 수평피뢰도체에 의한 보호범위	45

그림 A.6 회전구체법에 따른 수뢰부시스템의 설계	46

그림 C.1 수평도체 수뢰부시스템과 B형 접지극의 경우에 대한 [eqn: k _{c}] 값	52

그림 C.2 메시 수뢰부시스템과 B형 접지극의 경우에 대한 [eqn: k _{c}] 값	53

그림 C.3 메시 수뢰부시스템, 각 층에서 인하도선을 서로 접속하는 환상도체, B형 접지극으로 시설된 경우 이격거리의 계산 예	54

그림 E.1 피뢰시스템 설계흐름도	61

그림 E.2 용마루에 피뢰도선을 설치한 경사진 지붕과 B형 접지시스템으로 된 경우 [eqn: k _{c}]값	67

그림 E.3 구조물의 한 쪽이 고정된 부위에 대한 피뢰시스템의 설계	68

그림 E.4 강철 보강재로 구성된 구조물의 등전위본딩	70

그림 E.5 허용되는 경우 철근콘크리트 내의 보강봉의 용접접속	71

그림 E.6 보강봉과 도체 사이의 접속에 사용된 죔쇠의 예	72

그림 E.7 철근콘크리트 벽 내부에 있는 보강재에 대한 접속점의 예	73

그림 E.8 자연적 구성부재 인하도선으로 금속외장재의 사용 및 외장지지대의 접속	76

그림 E.9 금속파사드덮개에 연속적인 띠모양 창문의 접속	77

그림 E.10 산업용 구조물에서 내부인하도선	79

그림 E.11 철근콘크리트 구조물에서 본딩도체와 2개의 철근콘크리트 사이의 가요성 본딩의 시설	81

그림 E.12 표 2에 따라 다른 높이에 대하여 보호각법을 적용한 수뢰부 설계	84

그림 E.13 보호각법으로 설계된 2개의 별개 수뢰마스트를 사용한 분리된 외부피뢰시스템	85

그림 E.14 수평현수도체와 접속된 2개의 별개 수뢰마스트를 사용한 분리된 외부피뢰시스템	85

그림 E.15 돌침을 사용한 분리되지 않은 피뢰시스템의 수뢰부 설계의 예	87

그림 E.16 보호각법에 따라 수평도체를 사용한 분리되지 않은 피뢰시스템 수뢰부 설계의 예	87

그림 E.17 경사진 면에 설치된 돌침 또는 마스트의 보호범위	88

그림 E.18 회전구체법, 보호각법, 메시법에 의한 피뢰시스템 수뢰부의 설계 및 수뢰요소의 배치	90

그림 E.19 복잡한 형상인 구조물에 대한 피뢰시스템 수뢰도체망의 설계	90

그림 E.20 2개의 평행한 수평도체 또는 2개의 돌침()에 의해 보호되는 공간	91

그림 E.21 건물에 뇌격이 입사하는 점	92

그림 E.22 메시법 수뢰설계에 따른 분리되지 않은 피뢰시스템 수뢰부 설계의 예	96

그림 E.23 경사진 기와지붕 건축물에 시설하는 피뢰시스템의 상세도에 대한 예	99

그림 E.24 구조물의 지붕에 설치된 자연적 구성부재를 이용한 피뢰시스템의 구성	100

그림 E.25 평평한 지붕과 지붕에 시설물이 설치된 높이 60 m인 목재 또는 벽돌과 같은 절연재료로 만들어진 구조물의 외부피뢰시스템의 배치	1014

그림 E.26 지붕재(덮개)의 관통이 허용되지 않는 도전성 덮개로 된 지붕에 시설하는 수뢰도체망의 시설	102

그림 E.27 자연적 구성부재로 외벽의 보강재를 이용한 강철보강콘크리트 구조물에 설치한 외부피뢰시스템의 구성	103

그림 E.28 주차장 지붕에 사용된 수뢰단추의 예	104

그림 E.29 수뢰부시스템에 본딩되지 않은 전기설비가 있는 금속제 지붕 시설의 보호에 사용된 피뢰침	105

그림 E.30 금속제 난간피복의 전기적 연속성을 확보하는 방법	105

그림 E.31 수뢰부시스템에 접속되어 직격뢰 침입을 보호하는 금속제 지붕 설비	108

그림 E.32 피뢰침으로 마스트를 사용한 TV안테나가 설치된 가옥의 피뢰설비 구성에 대한 예	110

그림 E.33 직격뢰에 대한 지붕 위 금속장치의 피뢰설비	110

그림 E.34 수뢰도체에 자연적 구성부재 피뢰침의 접속	112

그림 E.35 금속 외벽판 사이 교락의 구성	113

그림 E.36 지붕 높이가 다른 절연재료 구조물의 외부피뢰시스템의 시설	115

그림 E.37 피뢰시스템 도체의 기하학적 배치의 예	116

그림 E.38 단지 2개의 인하도선과 기초접지극으로 이루어진 피뢰설비의 구성	117

그림 E.39 자연적 구성부재 인하도선(기둥)을 이용한 구조체 피뢰시스템에 접지단자의 접속 및 시험용 접속점의 상세도에 대한 예	120

그림 E.40 기초의 설계가 다른 구조물에 대한 기초접지환의 구성	123

그림 E.41 2가지 수직도체인 A형 접지극의 예	124

그림 E.42 어느 공장의 메시형 접지시스템	128

그림 E.43 피뢰시스템과 금속제 설비 사이 이격거리의 예	133

그림 E.44 6.3절에 따라 기준점으로부터 거리 [eqn: l]에서 최악의 뇌포착점에 대한 이격거리 [eqn: s]의 계산에 대한 지침	134

그림 E.45 등전위본딩 배치의 예	136

그림 E.46 본딩 바 상호접속용 환상 도체를 사용한 외부 도전성 부분의 여러 인입점을 가진 건축물에서 본딩 배치의 예	138

그림 E.47 본딩 바 상호접속용 내부 환상도체를 사용한 외부 도전성 부분, 전원선 또는 통신선의 여러 인입점인 경우 본딩의 예	138

그림 E.48 지표면 상부에서 건축물로 인입하는 외부 도전성 부분의 여러 인입점을 가진 건축물에서 본딩 배치의 예	139

표 목차

표 1 - 피뢰레벨과 피뢰시스템 레벨사이의 관계(KS C IEC 62305-1 참조)	11

표 2 - 피뢰시스템의 레벨별 회전구체 반경, 메시치수와 보호각의 최대값	14

표 3 - 수뢰부시스템용 금속판 또는 금속배관의 최소 두께	18

표 4 - 피뢰시스템의 레벨별 대표적인 인하도선사이의 간격과 환상도체 사이의 간격	21

표 5 - 피뢰시스템의 재료와 사용조건	29

표 6 - 수뢰도체, 피뢰침과 인하도선의 재료, 형상과 최소단면적	31

표 7 - 접지극의 재료, 형상과 최소치수	32

표 8 - 본딩 바 상호 또는 본딩 바를 접지시스템에 접속하는 도체의 최소단면적	35

표 9 - 내부 금속설비를 본딩 바에 접속하는 도체의 최소단면적	35

표 10 - 계수 [eqn: k _{i}]의 값	38

표 11 - 계수 [eqn: k _{c}]의 값	38

표 12 - 계수 [eqn: k _{m}]의 값	38

표 B.1 - 차폐조건에 따라 고려할 케이블 길이	50

표 C.1 - [eqn: k _{c}]의 값	51

표 E.1 - 적정한 지지점 간격	98

표 E.2 - 피뢰시스템 검사의 최대 주기	141

	한 국 산 업 규 격
	피뢰시스템-제3부 : 구조물의 물리적 손상 및 인명위험	KS C IEC 62305-3 : 2007
	Protection against lightning - Part 3 : Physical damage to structures and life hazard

서 문 이 규격은 2006년에 제1판으로 발행된 IEC 62305-3, Protection against lightning - Part 3 : Physical damage to structures and life hazard를 번역하여 기술적인 내용과 규격의 양식을 변경하지 않고 한국산업규격으로 제정한 것이다.

해 설

KS C IEC 62305-2는 폐지된 KS C IEC 61024-1, KS C IEC 61-24-1-1과 KS C IEC 61024-1-2규격의 주요 내용과 새로이 강화된 내용으로 구성되었다.

1. 적용범위

KS C IEC 62305의 제3부는 피뢰시스템에 의한 구조물의 물리적 손상의 보호 및 피뢰시스템 주위의 접촉전압과 보폭전압에 의한 인축의 상해보호에 대한 요건을 제공하며, 본 규격은 다음에 적용할 수 있다.

a) 높이의 제한이 없이 구조물을 보호하는 피뢰시스템의 설계, 시공, 검사 및 유지관리.

b) 접촉전압과 보폭전압에 의한 인축의 상해에 대한 보호대책의 확립.

비고 1 폭발성 물질의 취급으로 주위가 위험한 구조물을 보호하는 피뢰시스템의 특별요건을 고려하고 있으며, 일시적 사용을 위한 추가정보는 부속서 D에 기술되어 있다.

비고 2 과전압에 의한 전기전자시스템고장의 보호에 대한 특별요건은 KS C IEC 62305-4에 기술되어 있다.

2. 인용규격

아래의 인용규격은 이 규격의 적용에 필수적이다. 발행년도가 표기된 인용규격의 경우 언급된 판만이 적용된다. 발행년도가 표기되지 않은 인용규격의 경우 인용규격(모든 개정판 포함)의 최신본을 적용한다.

KS C IEC 60079-10 :2004, 방폭 전기 기계․기구-제10부 : 위험지역의 분류

KS C IEC 60079-14 :2004, 방폭 전기 기계․기구-제14부 : 위험지역의 전기설비

KS C IEC 61241-10 :2006, 분진 방폭 전기 기계․기구-제10부 : 분진폭발 위험장소

KS C IEC 61241-14 :2006, 분진 방폭 전기 기계․기구-제14부 : 선정 및 설치

KS C IEC 61643-12 :2005, 저전압 서지 보호 장치-제12부 : 저전압 배전 계통에 접속한 서지 보호 장치-선정 및 적용 지침

KS C IEC 62305-1, 피뢰시스템-제1부 : 일반원칙

KS C IEC 62305-2, 피뢰시스템-제2부 : 위험성 관리

KS C IEC 62305-4, 피뢰시스템-제4부 : 구조물 내부의 전기전자시스템

KS A ISO 3864-1, 안전색 및 안전표지-제1부 : 작업장 및 공공장소 안전표지의 디자인 원칙

해 설

피뢰설비는 건축물에 시설하게 되므로 KS C IEC 62305규격군만을 적용하는 것보다는 저압 서지보호장치에 관한 KS C IEC 61643규격군과 건축전기설비에 관한 KS C IEC60364규격군을 함께 적용해야 한다. 아래의 그림에 나타낸 것처럼 이들 규격군의 규정을 적절히 반영해야 합리적이고 효율적인 피뢰설비의 설계 및 시공이 이루어지게 된다.

피뢰설비 관련 규격의 상관성

3. 용어 및 정의

KS C IEC 62305의 다른 부분에서 인용되거나 반복되지만 이 규격의 목적상 다음의 용어와 정의가 적용한다.

3.1 피뢰시스템 LPS (lightning protection system)

구조물에 입사하는 낙뢰로 인한 물리적 손상을 줄이기 위해 사용되는 모든 시스템

비고 LPS는 외부피뢰시스템과 내부피뢰시스템으로 구성된다.

3.2 외부피뢰시스템 (external lightning protection system)

수뢰부시스템, 인하도선시스템, 접지시스템으로 구성된 피뢰시스템의 일종

3.3 보호대상 구조물과 분리된 LPS (external LPS isolated from the structure to be protected)

뇌격전류의 경로가 보호되는 구조물과 접속되지 않도록 배치된 수뢰부와 인하도선시스템으로 구성된 피뢰시스템

3.4 보호대상 구조물과 접속된 LPS (external LPS not isolated from the structure to be protected)

뇌격전류의 경로가 보호대상 구조물과 접속되도록 배치된 수뢰부와 인하도선시스템으로 구성된 피뢰시스템

3.5 내부피뢰시스템 (internal lightning protection system)

뇌등전위본딩과 외부 피뢰시스템의 전기적 절연으로 구성된 피뢰시스템의 일종

3.6 수뢰부시스템 (Air-termination system)

낙뢰를 받아들일 목적으로 피뢰침, 메시도체, 가공지선 등과 같은 금속 물체를 이용한 외부 피뢰시스템의 일부

3.7 인하도선시스템 (down-conductor system)

뇌격전류를 수뢰시스템에서 접지시스템으로 흘리기 위한 외부 피뢰시스템의 일부

3.8 환상도체 (ring conductor)

뇌격전류의 균일한 분산을 위해 인하도선을 서로 접속할 수 있도록 구조물 둘레의 루프를 형성하는 도체

3.9 접지시스템 (earth-termination system)

뇌격전류를 대지로 흘려 방출시키기 위한 외부 피뢰시스템의 일부

3.10 접지극 (earthing electrode)

대지와 직접 전기적으로 접속하고, 뇌격전류를 대지로 방류시키는 접지시스템의 일부분 또는 그 집합

3.11 환상접지극 (ring earthing electrode)

구조물 둘레의 대지면 또는 지중에서 폐루프를 형성하는 접지극

3.12 기초접지극 (foundation earthing electrode)

구조물의 기초콘크리트에 매설된 철근 또는 철골의 접지극

3.13 규약접지임피던스 (conventional earth impedance)

접지극의 전압피크값을 접지극에 흐르는 전류피크값으로 나눈 값. 통상 접지극의 전압피크값이 나타나는 시간은 전류피크값의 시간과 일치하지 않는다.

3.14 접지극 전압 (earth-termination voltage)

접지시스템과 무한원 대지사이의 전위차

3.15 피뢰시스템의 자연적 구성부재 (natural component of LPS)

피뢰의 목적으로 특별히 설치하지는 않았으나 추가로 피뢰시스템으로 사용될 수 있거나 피뢰시스템의 하나 이상의 기능을 제공하는 도전성 구성부재

비고 이 용어의 사용 예를 들면 아래와 같다.

- 자연적 수뢰부(air-termination)

- 자연적 인하도선

- 자연적 접지극

3.16 접속용 부품 (connecting component)

도체의 상호 또는 도체와 금속제 설비를 접속하는 외부피뢰시스템의 일부

3.17 고정용 부품 (fixing component)

보호대상 구조물에 피뢰시스템의 구성요소를 고정시키는 외부피뢰시스템의 일부

3.18 금속제 설비 (metal installations)

배관구조물, 계단, 엘리베이터가이드레일, 환기용, 난방용 및 공조용 덕트, 상호 접속된 보강용 철골 등과 같이 뇌격전류의 경로를 형성할 수 있는 보호대상구조물 내의 금속제 부분

3.19 외부도전성 부분 (external conductive parts)

뇌격전류의 일부가 흐를 수 있는 배관, 금속케이블, 금속덕트 등과 같은 보호대상물에 인입 또는 인출되도록 접속된 금속물체

해 설

KS C IEC 62305규격군에서 금속구조체와 계통외도전성부분에 대하여는 정의되어 있지 않다. 건축전기설비에 관한 규격 IEC 60364-1: 2001에는 계통외도전성부분(Extraneous-conductive-parts)은 건축물 구조체의 금속부분과 가스, 상하수도, 난방 등의 금속제 배관계통 및 절연되지 않은 마루와 벽을 의미하는 것으로 정의되어 있다. 금속구조체란 철골, 철근 등과 같은 건축물 구조체를 구성하는 부재 중에서 금속제의 것을 의미한다. 건축전기설비에 관한 규격 KS C IEC 60364규격군과 피뢰설비에 관한 KS C IEC 62305규격에서 사용되는 외부도전성부분, 계통외도전성부분과 금속제 설비 사이의 차이는 명확하지 않다.

3.20 전기시스템 (electrical system)

저압 전원공급요소로 구성된 시스템

3.21 전자시스템 (electronic system)

통신장비, 컴퓨터, 제어계측시스템, 라디오시스템, 전력전자설비 같이 민감한 전자소자로 구성된 시스템

3.22 내부시스템 (internal system)

구조물 내부의 전기·전자시스템

3.23 피뢰등전위본딩 EB (lightning equipotential bonding)

뇌격전류에 의한 전위차를 감소시키기 위해 직접적인 도전접속 또는 서지보호장치를 통한 분리된 금속의 피뢰시스템에 대한 전기적 접속

3.24 본딩 바 (bonding bar)

금속제 설비, 외부도전성부분, 전원선, 통신선 및 기타 케이블을 피뢰시스템에 전기적으로 접속할 수 있는 금속바

3.25 본딩 도체 (bonding conductor)

분리된 도전성 부분을 피뢰시스템에 접속하는 도체

3.26 상호 접속된 철골 (interconnected reinforcing steel)

전기적 연속성이 있다고 간주되는 콘크리트 구조물 내부의 철제 골조

3.27 위험한 불꽃방전 (dangerous sparking)

보호대상 구조물에 물리적 손상을 일으키는 낙뢰에 의한 전기적 방전

3.28 이격거리 (separation distance)

위험한 불꽃방전이 발생하지 않는 두 도전성 부분 사이의 거리

3.29 서지보호장치 SPD (surge protective device)

과전압을 제한하고 서지전류를 전류(轉流)시키는 적어도 하나의 비선형 소자를 포함하는 장치

해 설

금속산화물바리스터, 서지억제기, 반도체소자, 스파크갭 등 보호대상물 내의 2점 사이의 서지전압을 제한하기 위한 장치

3.30 시험용 접속점 (test joint)

피뢰시스템 구성품의 전기적 시험과 측정을 할 수 있도록 설계한 접속점

3.31 피뢰시스템의 레벨 (class of LPS)

피뢰레벨에 따라 피뢰시스템의 분류를 나타내는 숫자

3.32 피뢰시스템 설계자 (lightning protection designer)

피뢰시스템의 설계에 숙련되고 자격을 갖춘 전문가

3.33 피뢰시스템 시공자 (lightning protection installer)

피뢰시스템의 시공에 숙련되고 자격을 갖춘 전문가

3.34 폭발위험성 구조물 (structure with risk of explosion)

고체 폭발성 물질을 저장하는 구조물 또는 KS C IEC 60079-10과 KS C IEC 61241-10에 따라 정해진 위험한 영역

4. 피뢰시스템 LPS (Lightning protection system)

4.1 피뢰시스템의 레벨

피뢰시스템의 특성은 보호대상 구조물의 특성과 고려되는 피뢰레벨에 따라 결정된다.

피뢰시스템의 4개의 등급(I～IV)은 KS C IEC 62305-1에 정의된 피뢰레벨에 일치시켜 이 표준에 정의하였다(표 1 참조).

표 1 - 피뢰레벨과 피뢰시스템 등급사이의 관계(KS C IEC 62305-1 참조)

피뢰레벨	피뢰시스템의 등급
Ⅰ	Ⅰ
Ⅱ	Ⅱ
Ⅲ	Ⅲ
Ⅳ	Ⅳ

피뢰시스템의 각 레벨은 다음과 같은 특징을 가진다.

a) 피뢰시스템의 레벨과 관계가 있는 데이터

- 뇌파라미터(KS C IEC 62305-1의 표 3.4 참조)

- 회전구체의 반경, 메시(mesh)의 크기 및 보호각(5.2.2절 참조)

- 인하도선사이 및 환상도체사이의 전형적인 거리(5.3.3절 참조)

- 위험한 불꽃방전에 대비한 이격거리(6.3절 참조)

- 접지극의 최소길이

b) 피뢰시스템의 레벨과 관계없는 데이터

- 피뢰등전위본딩(6.2절 참조)

- 수뢰부시스템으로 사용되는 금속판과 금속관의 최소두께(5.2.5절 참조)

- 피뢰시스템의 재료 및 사용조건(5.5절 참조)

- 수뢰부시스템, 인하도선, 접지극의 재료, 형상 및 최소치수(5.6절 참조)

- 접속도체의 최소치수(6.2.2절 참조)

피뢰시스템의 레벨별 성능은 KS C IEC 62305-2의 부속서 B에 기술되어 있다.

위험성 평가를 기초로 하여 요구되는 피뢰시스템의 레벨을 선택한다.

4.2 피뢰시스템의 설계

보호대상 구조물과 피뢰시스템의 설계 및 시공이 동시에 이루어지면 기술적, 경제적으로 최적인 피뢰시스템으로 설계할 수 있다. 특히, 구조물 자체의 설계는 구조물의 금속부분을 피뢰시스템의 일부로 이용할 수 있도록 한다. 현재 상황의 제한을 고려하여 기존 구조물을 보호하는 피뢰시스템의 레벨과 위치를 설계해야 한다.

정확하고 완전한 시공의 보증에 필요한 모든 정보는 피뢰시스템의 설계문서에 기술해야 한다. 자세한 정보는 부속서 E에 기술되어 있다.

4.3 철근콘크리트 구조물에서 강제 철골조의 전기적 연속성

수평 바와 수직 바의 상호접속의 주요 부분이 용접되거나 또는 다른 방법으로 확실하게 접속되면 철근콘크리트 구조물 내부에 있는 강제 철골조는 전기적으로 연속적인 것으로 볼 수 있다. 수직 바는 용접, 죔쇠이음, 또는 최소 직경 20배를 겹쳐 보조접속선을 이용한 이음 또는 다른 확실한 방법으로 접속해야 한다. 새로운 구조물의 철골조 사이의 접속은 건축기술자, 토목기술자와 협조하여 설계자 또는 시공자가 확실하게 해야 한다.

조립식 철근콘크리트를 포함하여 철근콘크리트조의 구조물에서 수직 바의 전기적 연속성은 최상부와 지표레벨 사이의 전기적 측정으로 결정해야 한다. 이 목적에 적합한 측정기로 측정한 전체 길이의 전기저항은 0.2 Ω 이하가 되도록 한다. 만약 측정한 전체 길이의 전기저항은 0.2 Ω을 넘거나 측정할 수 없는 경우는 5.3.5절에서 검토한 것처럼 강제 철골조를 자연적 구성부재의 인하도선으로 사용하면 안 된다. 이 경우 외부인하도선을 설치하는 것이 바람직하며, 조립식 철근콘크리조 구조물에 대해서는 인접한 조립식 콘크리트유닛 사이에서 강제 철골조의 전기적 연속성이 이루어져야 한다.

비고 1 철근콘크리트 구조물 철골조의 전기적 연속성에 관한 자세한 사항은 부속서 E에 기술되어 있다.

비고 2 일부 국가에서는 피뢰시스템의 일부로 철근콘크리트의 사용을 금지하고 있다.

5. 외부피뢰시스템

5.1 일반사항

5.1.1 외부피뢰시스템의 적용

외부피뢰시스템은 구조물에 입사하는 측뢰를 포함하여 직격뢰를 포착하고, 뇌격전류를 뇌격점에서 대지로 흘리기 위한 목적으로 적용한다. 또한 외부피뢰시스템은 열적 또는 기계적 손상을 일으키지 않으며, 화재 또는 폭발을 일으키는 위험한 불꽃방전이 발생하지 않도록 뇌격전류를 대지로 방류시킨다.

5.1.2 외부피뢰시스템의 선정

대개의 경우 외부피뢰시스템은 보호대상 구조물에 설치한다. 뇌격점 또는 뇌격전류가 흐르는 도체의 과열과 폭발성의 영향으로 구조물 또는 내용물이 손상될 수도 있는 경우 보호대상 구조물과 분리된 외부피뢰시스템을 고려한다(부속서 E 참조). 대표적인 예로는 폭발과 화재의 위험이 있는 지역과 가연성 지붕과 벽의 구조물이다.

비고 구조물의 용도와 내용물의 변경에 따라 피뢰시스템의 수정이 예상되는 경우는 보호대상 구조물과 분리된 외부피뢰시스템을 적용하는 것이 편리할 수도 있다.

또한 내용물의 민감성 때문에 인하도선의 뇌격전류펄스에 의한 방사전자계 저감이 보증되어야 하는 경우 보호대상 구조물과 분리된 외부피뢰시스템을 고려한다.

5.1.3 자연적 구성부재의 이용

서로 접속된 구조물의 철근, 강제 철골조와 같이 수정되지 않고 항상 구조물 내부에 있는 도전성 재료의 자연적 구성부재는 피뢰시스템의 일부로 사용할 수 있다. 다른 자연적 구성부재는 추가적인 외부피뢰시스템으로 고려하는 것이 좋다.

비고 자세한 사항은 부속서 E에 기술되어 있다.

5.2 수뢰부시스템

5.2.1 일반사항

수뢰부시스템을 적절하게 설계하면 뇌격전류가 구조물을 관통할 확률은 상당히 감소한다.

수뢰부시스템은 다음의 요소의 조합으로 구성된다.

a) 돌침(자립형 지지대(마스트) 포함)

b) 수평도체

c) 메시도체

모든 형태의 수뢰부시스템은 5.2.2절, 5.2.3절과 부속서 A에 따라 배치해야 하며, 뇌격전류가 분산되도록 각 피뢰침은 지붕 또는 옥상에서 서로 접속한다. 방사능 피뢰침의 사용은 허용되지 않는다.

해 설

수뢰부시스템의 수뢰장치로는 보호등급 Ⅳ의 경우도 회전구체의 반경(보호반경)이 60 m이하인 돌침(피뢰침), 수평도체, 메시도체, 구조물의 자연적 구성부재 및 이들의 조합으로 할 수 있다. 회전구체의 반경(보호반경) 60 m를 초과하여 설계하거나 시공하는 것은 본 규격의 적용범위를 벗어난다. 또한 방사능 피뢰침이란 피뢰침 내부에 방사능 물질이 삽입되어 있어 낙뢰시 이로 인하여 환경오염을 일으킬 수 있는 피뢰침을 말한다. 즉, 방사능 물질로 제작되었거나 방사능 물질을 방출시킬 수 있는 수뢰장치는 사용할 수 없다.

5.2.2 배치

구조물의 모퉁이, 뾰족한 점, 모서리(특히 용마루)에 다음의 하나 이상의 방법으로 수뢰부시스템을 배치해야 한다.

- 보호각법

- 회전구체법

- 메시법

회전구체법은 모든 경우에 적용할 수 있다. 보호각법은 간단한 형상의 건물에 적용할 수 있으며, 수뢰부시스템의 높이는 표 2에 제시된 값에 따른다. 메시법은 보호대상 구조물의 표면이 평평한 경우 적합하다. 피뢰시스템의 보호레벨별 보호각, 회전구체 반경, 메시치수를 표 2에 나타내었으며, 수뢰부시스템의 배치에 관한 상세한 사항은 부속서 A에 기술되어 있다.

표 2 - 피뢰시스템의 레벨별 회전구체 반경, 메시치수와 보호각의 최대값

	보호법
피뢰시스템의 레벨	회전구체 반경 (m)	메시치수 (m)	보호각
Ⅰ	20	5×5	아래 그림 참조
Ⅱ	30	10×10
Ⅲ	45	15×15
Ⅳ	60	20×20

비고 1 ● 표를 넘는 범위에는 적용할 수 없으며, 단지 회전구체법과 메시법만 적용할 수 있다.

비고 2 는 보호대상 지역 기준평면으로부터의 높이이다.

비고 3. 높이 가 2 m 이하인 경우 보호각은 불변이다.

해 설

건축물의 모퉁이부분에는 낙뢰가 입사할 위험성이 크기 때문에 수뢰부시스템으로 수평도체를 건축물 콘크리트의 파라펫트 등에 시설하는 경우 특히 낙뢰가 입사할 위험성이 큰 모퉁이부분에는 추가로 수뢰부를 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 아래의 그림에 나타낸 예와 같이 건축물의 모퉁이부분에는 모퉁이에서 약간 돌출된 수뢰부를 설치하는 것이 건축물 모퉁이부분의 보호에 효과적이다. 실제의 건축물에서 수평도체(용마루 도체)를 설치하는 경우 끝단 부분에 적당하게 설치된 예를 아래의 사진에 나타내었다.

건축물의 콘크리트 파라펫트 모퉁이에 추가로 수뢰부를 설치하는 방법의 예

건축물의 콘크리트 파라펫트의 모퉁이부분에 수평도체가 적절하게 설치된 예

건축물의 용마루 모퉁이와 끝단 부분에 수평도체가 적절하게 설치된 예

수뢰부시스템으로 2개 이상의 피뢰침, 수평도체, 메시도체를 조합하여 시설하는 경우 수뢰부 사이의 접속은 노출배선, 매입배선, 구조체를 이용하는 방법으로 하면 된다. 노출배선으로 하는 경우 접속도선은 수평도체로의 역할도 하며, 유지관리에도 편리하므로 아래의 그림과 같이 접속하는 것이 바람직한 방법이다. 수뢰부 사이를 접속하는 도선은 인하도선으로의 역할을 하므로 인하도선의 굵기에 상응하는 도체를 사용해야 한다.

수뢰부 사이 접속의 예

5.2.3 높은 구조물의 측뢰에 대한 수뢰부시스템

높이 60 m를 넘는 구조물의 특히 뾰족한 점, 모퉁이, 모서리에는 측뢰가 입사할 수 있다.

비고 일반적으로 높은 구조물에 입사하는 측뢰의 비율은 전체 뇌격의 단지 수 퍼센트이며, 뇌격파라미터도 최상부에 입사하는 뇌격에 비해서 매우 작기 때문에 측뢰에 의한 위험도는 낮다. 그러나 구조물의 외측 벽에 설치한 전기전자설비는 작은 전류피크값의 뇌격에 의해서도 손상될 수 있다.

높은 구조물의 상층부(대체로 구조물 높이의 최상부 20 %)와 이 부분에 설치한 설비를 보호할 수 있도록 수뢰부시스템을 시설해야 한다. 또한 구조물의 지붕에 설치하는 수뢰부시스템의 배치는 구조물의 상부에 배치하는 방법을 따른다. 추가로 구조물의 높이가 120 m를 넘는 모든 부분은 뇌격으로부터 보호한다.

5.2.4 시설

보호대상 구조물과 분리되지 않은 피뢰시스템의 수뢰도체는 다음과 같이 시설한다.

- 지붕마감재가 불연성 재료인 경우 수뢰도체는 지붕 표면에 설치할 수 있다.

- 지붕마감재가 높은 가연성 재료인 경우 수뢰도체와 지붕재료사이의 거리를 고려해야 하며, 강철제 바를 사용하지 않은 초가지붕의 경우 0.15 m의 거리가 적당하다. 다른 가연성 재료의 경우는 0.1 m이상의 거리를 유지하도록 한다.

- 보호대상 구조물의 높은 가연성 부분은 외부피뢰시스템의 구성요소와 직접 접촉하지 않도록 해야 하며, 뇌격에 의해 관통될 수 있는 금속제 지붕마감재의 직하에 놓이면 안 된다(5.2.5절 참조). 목재판과 같은 가연성이 낮은 지붕마감재의 적용이 바람직하다.

비고 지붕의 평평한 부분에 물이 괴일 수 있는 경우 수뢰도체는 물이 괴일 수 있는 최대 높이의 상부에 설치하는 것이 바람직하다.

5.2.5 자연적 구성부재

구조물의 다음 부분은 5.1.3절에 따라 피뢰시스템의 일부이며, 자연적 구성부재의 수뢰도체로 간주할 수 있다.

a) 다음의 조건을 만족시키는 보호대상 구조물을 덮는 금속판

- 납땜, 용접, 주름이음, 봉합이음, 나사 조임 등으로 각 부분 사이의 전기적 연속성이 견고할 것

- 금속판의 천공을 방지하거나 판의 하부에 있는 높은 가연성 물질의 발화를 고려할 필요가 없는 경우 금속판 두께는 표 3의 값 이상일 것

- 천공에 대한 예방조치나 고온점의 문제를 고려할 필요가 있는 경우 금속판의 두께는 표 3의 값 이상일 것

- 절연재로 피복하지 말 것

표 3 - 수뢰부시스템용 금속판 또는 금속배관의 최소 두께

피뢰시스템 레벨	재료	두께 1) (mm)	두께 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
1) 는 관통, 고온점 또는 발화를 방지한다. 2) 는 단지 관통, 고온점 또는 발화의 방지가 중요하지 않은 경우의 금속판에 한정된다.

b) 보호대상 구조물에서 제외할 수 있는 비금속성 지붕마감재 하부의 지붕을 구성하는 금속제 부품(트러스, 상호 접속된 철근 등)

c) 단면적이 표준수뢰도체의 규격 이상인 장식재, 난간, 배관, 파라페트의 뚜껑 등 금속 부분

d) 지붕에 있는 표 6에 주어진 두께와 단면적의 재료로 제작된 금속제 배관과 용기

e) 뇌격점의 내표면 온도상승이 위험의 원인이 되지 않고, 표 3의 값 이상의 두께의 재료로 제작된 높은 가연성 또는 폭발성 혼합물을 수송하는 금속배관과 용기

만약 두께의 요건을 충족시키지 못할 경우 배관과 용기는 보호대상 구조물에 내장되어야 한다. 플렌지접속용 가스켓이 비금속제이거나 양측 플렌지가 전기적으로 접속되지 않은 높은 가연성 또는 폭발성 혼합물을 수송하는 배관은 자연적 구성부재 수뢰도체로 사용하면 안 된다.

해 설

고층 건축물의 상층부 외벽을 메시법으로 수뢰부시스템을 설치하는 경우 금속제 창틀이 외벽면보다 내측에 설치된 경우 창틀 외주의 벽에 낙뢰가 입사할 수 있기 때문에 아래의 그림에 나타낸 바와 같이 외벽면보다 내측에 설치된 금속제 창틀은 자연적 구성부재 수뢰부로 사용할 수 없다. 그러나 외벽과 동일한 면 또는 외벽에서 돌출되어 시설된 금속제 창틀은 수뢰부로 사용해도 된다.

비고 보호페인트, 약 1 mm 아스팔트 또는 0.5 mm PVC의 피막은 절연재료로 간주하지 않으며, 상세한 사항은 부속서 E에 기술되어 있다.

창틀이 외벽면보다 내측에 설치되어 금속제 창틀을 수뢰부로 사용할 수 없는 경우

창틀이 외벽면과 동일한 면에 설치되어 금속제 창틀을 수뢰부로 사용할 수 있는 경우

5.3 인하도선시스템

5.3.1 일반사항

피뢰시스템에 흐르는 뇌격전류에 의한 손상확률을 감소시키기 위해서 뇌격점과 대지사이의 인하도선은 다음과 같이 설치한다.

a) 여러 개의 병렬 전류통로를 형성할 것

b) 전류통로의 길이는 최소로 유지할 것

c) 6.2절의 요건에 따라 구조물의 도전성 부분에 등전위본딩을 실시할 것

비고 1 표 4에 따라 지표면과 매 10 m～20 m 높이마다 측면에서 인하도선을 서로 접속하는 것이 바람직하다.

이격거리는 인하도선과 환상도체의 기하 도형적 배치에 의존한다(6.3절 참조).

비고 2 가능한 한 여러 개의 인하도선을 환상도체를 이용하여 등간격으로 서로 접속하는 시공은 위험한 불꽃방전의 발생확률을 감소시키며, 내부설비의 보호에 유효하다(KS C IEC 62305-4 참조). 서로 접속된 철골구조로 전기적 연속성을 유지하는 금속 철골구조물과 철근콘크리트 구조물은 이 조건을 만족한다. 대표적인 인하도선 사이의 거리와 수평환상도체 사이의 거리는 표 4에 제시되어 있으며, 인하도선에 분류되는 뇌격전류에 대한 상세한 사항은 부속서 C에 기술되어 있다.

5.3.2 분리된 피뢰시스템의 배치

a) 수뢰부가 금속 또는 서로 접속된 철골이 아닌 별개의 지주(또는 하나의 지주)에 설치된 돌침인 경우 각 지주에는 1조 이상의 인하도선이 필요하다. 지주가 금속이나 상호 접속된 철골인 경우에는 인하도선을 추가할 필요가 없다.

비고 일부 국가에서는 피뢰시스템의 일부로 철근콘크리트의 사용을 금지하고 있다.

b) 수뢰부가 수평도선(또는 1조의 도선)인 경우 각 지지하는 구조물에 1조 이상의 인하도선을 시설한다.

c) 수뢰부가 도체망인 경우 각 지지선 단말에 1조 이상의 인하도선이 필요하다.

해 설

인하도선도 일종의 접지선이므로 전기설비기술기준에 따라야 한다.

5.3.3 분리되지 않은 피뢰시스템의 배치

각 분리되지 않은 피뢰시스템의 경우 2조 이상의 인하도선이 필요하다. 시공상의 제한이 없으면 보호대상 구조물의 둘레에 균등한 간격으로 배치하는 것이 바람직하며, 대표적인 인하도선 상호간의 거리를 표 4에 나타내었다.

비고 인하도선 사이의 간격은 6.3절의 이격거리와 관련성이 있다.

인하도선은 가능하면 구조물의 노출된 모퉁이마다 설치한다.

표 4 - 피뢰시스템의 레벨별 대표적인 인하도선사이의 간격과 환상도체 사이의 간격

피뢰시스템의 레벨	간격 (m)
Ⅰ	10
Ⅱ	10
Ⅲ	15
Ⅳ	20

5.3.4 시설

인하도선은 가능한 한 수뢰도체와 직접 연속성이 형성되도록 시설해야 한다. 인하도선은 최단거리로 대지에 가장 직접적인 경로를 구성하도록 곧게 수직으로 설치해야 한다. 루프의 형성은 피해야 하며, 만약 이것이 불가능하면 도선의 두 점간의 간극을 측정한 거리 s와 이 두 점간의 도선의 길이 은 6.3절에 적합해야 한다(그림 1 참조).

그림 1 인하도선의 루프

인하도선이 절연재료로 피복되어 있어도 처마 또는 수직 홈통 안에 설치하면 안 된다.

비고 홈통 안의 습기는 인하도선의 강한 부식을 일으킬 수 있으며, 인하도선과 출입문 또는 창문사이의 이격거리는 6.3절에 적합하도록 배치하는 것이 바람직하다.

보호대상 구조물과 분리되지 않은 피뢰시스템의 인하도선은 다음과 같이 설치한다.

- 이 불연성 재료인 경우 인하도선을 벽의 표면이나 내부에 설치해도 된다.

- 벽이 가연성 재료인 경우 뇌격전류에 의한 온도상승이 벽 재료에 위험을 주지 않다면 인하도선을 벽면에 설치할 수 있다.

- 벽이 가연성 재료이며 인하도선의 온도상승이 위험을 주는 경우 인하도선과 벽 사이의 간격은 항상 0.1 m 이상이 되도록 인하도선을 설치하며, 지지금구는 벽에 접촉시켜도 된다.

인하도선과 가연성 재료사이의 거리를 충분히 확보할 수 없는 경우 인하도선의 단면적은 100 mm2이어야 한다.

5.3.5 자연적 구성부재

구조물의 다음 부분은 자연적 구성부재의 인하도선으로 보아도 된다.

a) 다음의 요건을 갖춘 금속제 설비

- 각 부분간의 전기적 연속성은 5.5.2절의 요구사항에 적합한 내구성이 있을 것

- 표준인하도선으로 표 6에 규정된 값 이상의 크기일 것

플랜지접속에서 금속가스켓이 아니거나 플랜지측이 적절히 본딩되어 있지 않으면 가연성이거나 폭발성 혼합물을 수송하는 배관은 자연적 구성부재의 인하도선으로 사용하면 안 된다.

비고 1 금속제 설비는 절연재료로 피복하여도 된다.

b) 건축물의 전기적 연속성을 가지는 철근콘크리트 구조체의 금속

비고 2 조립식 철근콘크리트의 경우 철근사이의 상호접속이 중요하다. 또한 철근콘크리트에서도 도전성이 유지되는 상호접속이 중요하며, 개별 부품은 조립기간 동안 현장에서 접속해도 된다(부속서 E 참조)

비고 3 PS(pre-stressed: 잡아당긴 상태의 강철선이 들어 있는)콘크리트의 경우, 피뢰시스템에 접속한 결과 또는 뇌격전류에 의해 허용될 수 없는 기계적 영향을 받을 우려가 있음을 주의하도록 한다.

c) 건축물의 상호 접속된 강재 구조체

비고 4 강철제 구조물 또는 서로 접속된 철근구조물을 인하도선으로 사용한다면 환상도체를 시설할 필요는 없다.

d) 다음의 요건을 갖춘 정면 부재, 측면 레일 및 금속제 정면 벽의 보조 구조재

- 크기가 인하도선에 대한 요구사항에 부합하고(5.6.2절 참조) 또한 두께가 0.5 mm 이상인 금속판 또는 금속관

- 수직방향의 전기적 연속성이 5.5.2절의 요구사항에 적합할 것

비고 5 상세한 사항은 부속서 E를 참조한다.

5.3.6 시험용 접속점

자연적 구성부재의 인하도선인 경우를 제외하고 각 인하도선과 접지시스템과의 접속점에서 시험용 접속점을 설치하는 것이 좋다. 시험용 접속점은 측정을 위해서는 공구 등으로 개방할 수 있어야 하나 평상시에는 폐로되어야 한다.

해 설

시험용  접속점은 접지시스템에 인하도선을 접속하는 점에 시설하며, 접지시스템의 접지저항 측정에 활용한다. 또한 시험용 접속점은 접지시스템에 적절한 수의 접속이 되어 있음을 측정을 통해 판단하는 데 이용된다. 이로써 시험용 접속점과 수뢰부시스템 또는 다른 본딩용 바 사이에 연속적으로 접속되어 있음을 확인할 수 있다. 고층 건축물의 경우, 환상도체는 벽안에 시공되어 눈에 띄지 않는 인하도선에 접속되며, 전기적 측정을 통해서만 도체의 존재를 확인할 수 있고, 상세한 사항은 E.5.3.6항에 기술되어 있으며, 아래의 그림은 시험용  접속점의 예를 나타낸다.

시험용  접속점의 사진

5.4 접지시스템

5.4.1 일반사항

위험한 과전압을 최소화하고 뇌격전류를 대지로 방류하는 데에 있어 접지시스템의 형상과 크기가 중요한 요소이다. 일반적으로 낮은 접지저항(가능한 한 저주파수에서 10 Ω 이하의 접지저항)이 바람직하다.

피뢰의 관점에서 구조체를 사용한 통합 단일의 접지시스템이 바람직하며, 이는 모든 접지목적(즉, 피뢰, 전원계통과 통신시스템)에도 적합하다. 접지시스템은 6.2절의 요건에 적합하도록 등전위본딩을 해야 한다.

비고 1 다른 접지시스템과의 분리와 본딩의 조건은 통상 각국의 관련 기관에서 결정한다.

비고 2 다른 재료를 사용한 접지시스템을 서로 접속하는 경우 심각한 부식문제가 발생될 수 있다.

해 설

접지전극에 전류가 흐르게 되면 접지전극을 비롯하여 그 주위에 전위상승이 발생하게 된다. 접지저항(ground resistance)이란 접지전극에 흐르는 전류에 의해서 접지전극 주위에서 전기화학작용(elecrtochemical action)이 발생하지 않는 것으로 가정하여 접지전극의 전위상승과 접지전류의 비로 정의한다. 접지시스템의 총 접지저항은 다음과 같은 3가지 요소의 합이다.

① 접지도선과 접지전극이 가지는 자체의 전기저항

② 접지전극의 표면과 대지사이의 접촉저항

③ 접지전극 주위의 토양이 가지는 전기저항 즉, 대지저항률에 의해 정해지는 전기저항

저주파수(정상상태)에서 접지저항은 위에 열거한 3가지 요소에 의해서 결정되지만 고주파수의 접지전류에 대해서는 접지전극과 접지도선의 저항뿐만 아니라 인덕턴스, 그리고 토양의 비유전율, 접지전극과 토양의 접촉상태에 의한 영향을 고려하여야 한다. 즉, 토양과 접지전극의 접촉 상태에 따라 접촉저항만이 변화하는 것이 아니라 정전용량도 변하고, 고주파수에 대해서는 토양의 비유전율의 영향도 크게 나타나게 된다. 따라서 뇌격전류와 같은 고주파수의 접지전류에 대한 접지임피던스는 저항, 인덕턴스, 정전용량 등 3가지 회로요소에 의해서 특징지어지며, 각 요인의 영향의 정도에 따라 저항성, 유도성, 용량성 접지임피던스로 나타난다.

5.4.2 일반조건에서 접지극

접지시스템에서 접지극은 기본적으로 두 종류가 사용된다.

5.4.2.1 A형 접지극

A형 접지극은 각 인하도선에 접속된 보호대상 구조물의 외부에 설치한 수평 또는 수직 접지극으로 분류한다.

A형 접지극의 수는 두 개 이상이어야 한다.

각 인하도선의 하단에서부터 측정된 각 접지극의 최소길이는

- 수평접지극 :

- 수직(또는 경사진)접지극 :

이며, 여기서 은 그림 2에 나타낸 관련부분에서 수평접지극의 최소길이이다.

그림 2 - LPS레벨 각 접지극의 최소길이

조합형(수직 또는 수평) 접지극의 경우 전체 길이를 고려해야 한다.

접지시스템의 접지저항이 10 Ω 이하(전원주파수와 다른 주파수 또는 간섭이 없도록 전원주파수의 배수 주파수로 측정한)이면 그림 2에 기술된 최소 길이로 하지 않아도 된다.

비고 1 접지극의 길이를 길게 하여 접지저항을 감소시키는 것은 실질적으로 60 m까지 가능하다.

비고 2 상세한 사항은 부속서 E에 기술되어 있다

.

해 설

A형 접지극은 2조 이상 설치해야 하며, 이 때 수평접지극의 경우 균등한 방사상의 대칭배치가 바람직하다. 접지극의  최소 치수는 보호등급 및 대지저항률에 따른 접지전극의 최소 길이를 규정한 것이며, 접지전극의 수는 2이상이어야 한다. 방사상 배치의 경우 수평매설의 접지전극의 길이는 [eqn: l _{1}]이상, 수직으로 매설하는 봉상 접지전극의 길이는 [eqn: 0.5l _{1}]이상이어야 하며, 이를 아래의 그림에 도식적으로 나타내었다. 이러한 접지전극시스템이 사람이나 동물에 대하여 감전의 위험을 초래할 수 있다면 추가로 특별한 대책을 강구하여야 한다. 대지저항률이 낮아 접지저항이 10 Ω이하이면 접지전극의 최소길이에 대한 규정은 따르지 않아도 된다.  2개의 A형 접지극 상호 간의 이격거리는 병렬효과를 가능한 한 감소시키지 않도록 수직접지극의 길이 혹은 판상 접지극의 긴 변의 길이의 3～4배  이상으로 하여 배치하는 것이 바람직하다.  판상 접지극의 크기는 동판의 경우 두께 2 mm이상, 면적 0.25 m2 (500 mm × 500 mm)이어야 한다.

인하도선에 접속하는 A형 접지극의 도식적 설명

5.3.2.2 B형 접지극

B형 접지극은 보호대상 구조물의 외측에 전체 길이의 최소 80 % 이상이 지중에 설치된 환상도체 또는 기초접지극으로 이루어지며, 접지극은 메시형이다.

환상 접지극(또는 기초접지극)의 경우, 환상 접지극(또는 기초접지극)에 의해서 둘러싸인 면적의 평균반지름 은 이상이어야 한다.

(1)

여기서 보호레벨Ⅰ～Ⅳ에 대한 은 그림 2에 표시되어 있다.

규정값 이 값보다 클 때는 다음의 식으로 주어진 길이 인 수평접지극 또는 길이 인 수직접지극를 추가로 시설해야 한다.

(2)

(3)

해 설

B형  환상 접지극은  인하도선을 건물 외부에 노출배선으로 설치되는 경우 적용한다.  B형 접지극(기초접지극)이 정사각형 또는 직사각형의 경우 추가로 시설해야 하는 접지극의 길이([eqn: l _{v}] 혹은 [eqn: l _{r}])는 다음의 그림에 나타낸 바와 같이 B형 접지극에 의해 둘러싸인 면적에 상당하는 등가원의 반경으로 산출한다.

접지극의 수는 최소 2 이상이어야 하며, 인하도선의 수보다 많아야 한다. 추가접지극은 가능한 한 같은 간격으로 인하도선이 접속되는 점에서 환상 접지극에 접속하는 것이 좋다.

추가로 시설하는 접지극의 길이의 산출방법

또한 추가로 시설하는 수평접지극 또는 수직접지극은 각 인하도선이 접속되는 위치에 설치할 필요가 있으며, 인하도선이 4본 인경우의 추가접지극의 시설에 대한 예는 아래의 그림과 같으며, 수평접지극은 방사상의 방향으로 배치하는 것이 바람직하다.

인하도선의 4본 인 경우 추가접지극 설치의 예

5.4.3 접지극의 설치

환상 접지극(B형 접지극)은 벽과 1 m 이상 떨어져 최소깊이 0.5 m에 매설하는 것이 좋다.

A형 접지극은 상단이 최소 0.5 m 이상의 깊이에 묻히도록 매설하고, 지중에서 상호의 전기적 결합효과가 최소가 되도록 균등하게 배치한다. 시공 중에 검사가 가능하도록 접지극을 설치해야 한다.

접지극의 종류 및 매설 깊이는 부식, 대지의 건조와 동결의 영향을 최소한으로 억제하여 접지저항을 안정시켜야 한다. 대지의 동결깊이에 상응하는 수직접지극의 상단부는 결빙조건에서는 효과적인 것으로 간주하지 않는 것이 좋다.

비고 모든 수직접지극에 대하여 5.4.2.1절과 5.4.2.2절에서 계산한 길이 에 0.5 m를 더한다.

견고한 암반이 노출된 장소에서는 B형 접지극만을 설치할 것을 권장한다. 전자시스템을 많이 사용하거나 화재의 위험성이 높은 구조물(KS C IEC 62305-2 참조)에는 B형 접지극의 시설이 바람직하다.

5.4.4 자연적 구성부재의 접지극

5.6절의 요건을 만족하는 콘크리트기초 내부의 상호 접속된 철근이나 기타 적당한 금속제 지하구조물을 접지극으로서 사용할 수 있다. 콘크리트 내부의 철근을 접지극으로서 사용하는 경우 콘크리트의 기계적 파열을 방지하기 위해 상호 접속에 특별히 주의해야 한다.

비고 1 PS콘크리트인 경우, 허용 기계적 응력을 초과하는 뇌격전류가 흐를 수도 있음을 고려한다.

비고 2 기초접지극이 사용되는 경우, 접지저항이 장기적으로 증가할 수 있다.

비고 3 상세한 사항은 부속서 E에 기술되어 있다.

해 설

기초접지극이란 구조물 등의 철골 혹은 철근콘크리트기로로 구성된 접지극을 말하며, 소형 구조물(건축물)의 경우 기초콘크리트 내에 아연도금 철판 혹은 철봉을 환상으로 포설하여 구성하는 접지극이다. 다시 말하면 다음의 그림에 나타낸 바와 같이 기초접지극이란 의도적으로 콘크리트 내에 접지체를 환상으로 포설하는 접지극이라 볼 수 있다.

자연적 구성부재의 접지극(구조체 접지극)는 5.6절의 요건을 만족하는 콘크리트기초 내부의 상호 접속된 철근이나 기타 적당한 금속제 지하구조물의 접지극이다. 즉, 건축물 구조체를 목적으로 시설한 철근 혹은 철근콘크리트제의 지하부분 및 기초를 접지극으로 이용하는 것이다. 기초접지극과 구조체 접지극의 차이점은 기초접지극은 구조물 기초의 내부에 접지극을 매설하는 것이며, 구조체 접지극은 건축물의 지하구조체를 그대로 접지극 대용으로 이용하는 것으로 지하층이 있는 건축물에서는 기초만이 아니라 지하층 부분 모두를 접지극으로 이용할 수 있다.

5.5 부품

피뢰시스템용 부품은 뇌격전류의 전자기 영향과 예상되는 돌발적 응력에 손상되지 않고 견디어야 하며, 표 5의 재료 또는 기계적, 전기적, 화학적(부식) 특성이 그와 동등한 다른 재료로 제작되어야 한다.

비고 금속이 아닌 재료로 만들어진 부품은 고정용으로 사용할 수 있다.

표 5 - 피뢰시스템의 재료와 사용조건

재료	사 용			부 식
	대기중	지중	콘크리트중	내성	진행성	전해대상
구리	단선 연선	피복된 단선, 연선	피복된 단선, 연선	대부분의 환경에 양호	황화합물 유기물	-
용융아연도강	단선 연선	단선	단선 연선	대기중, 콘크리트중, 일반 토양에 허용	높은 염화물 용액	구리
스테인리스강	단선 연선	단선 연선	단선 연선	대부분의 환경에 양호	높은 염화물 용액	-
알루미늄	단선 연선	부적합	부적합	낮은 농도의 유황과 염화물의 대기중에 양호	알카리용액	구리
납	피복된 단선	피복된 단선	부적합	높은 농도의 황산염의 대기중에 양호	산성 토양	구리 스테인리스강

비고 1 이 표는 단지 일반 지침이다. 특별한 환경에서는 부식의 면역성에 대하여 보다 주의깊은 고려가 요구 된다(부속서 E 참조).

비고 2 연선은 단선보다 부식에 약하며, 또한 연선의 부식성은 대지에서 콘크리트로의 인입 또는 인출위치에서 취약하다. 따라서 아연도금강 연선을 지중에 시설하는 것은 바람직하지 않다.

비고 3 아연도금강은 점토질 또는 습지의 토양에서 부식된다.

비고 4 콘크리트 내부의 아연도금강은 콘크리트 외측의 강철을 부식시킬 수 있으므로 지중으로 확장시키지 말아야 한다.

비고 5 특정한  환경에서는 콘크리트 내부의 철근과 아연도금강의 접촉은 콘크리트를 손상시킨다.

비고 6 환경적 고려로 지중에 납의 사용은 종종 금지되거나 제한된다.

5.5.1 고정

전기역학적인 힘 또는 돌발적 기계적 힘(예, 진동, 눈사태, 열팽창 등)에 의해서 도체가 단선되거나 느슨함이 생기지 않도록 수뢰부와 인하도선을 견고하게 고정시켜야한다(KS C IEC 62305-1의 부속서 D참조).

5.5.2 접속

도체를 따라서 접속부 수는 최소한으로 한다. 접속은 땜질, 용접, 압착, 봉합, 나사 조임이나 볼트 조임 등의 방법으로 확실하게 해야 한다. 철근콘크리트 구조물 내부 철골조의 접속은 4.3절에 따른다.

5.6 재료 및 치수

5.6.1 재료

보호대상 구조물이든 피뢰시스템이든 부식의 가능성을 고려하여 재료와 크기를 선정해야 한다.

5.6.2 치수

수뢰도체, 피뢰침과 인하도선의 형상과 최소단면적을 표 6에 나타내었다. 또한 접지극의 형상과 최소단면적을 표 7에 나타내었다.

표 6 - 수뢰도체, 피뢰침과 인하도선의 재료, 형상과 최소단면적

재 료	형 상	최소단면적 mm2	해 설10)
구리	테이프형 단선 원형 단선7) 연선 원형 단선3), 4)	50 8) 50 8) 50 8) 2008)	최소 두께 2 mm 직경 8 mm 각 소선의 최소직경 1.7 mm 직경 16 mm
주석도금한 구리1)	테이프형 단선 원형 단선7) 연선	50 8) 50 8) 50 8)	최소 두께 2 mm 직경 8 mm 각 소선의 최소직경 1.7 mm
알루미늄	테이프형 단선 원형 단선 연선	70 8) 50 8) 50 8)	최소 두께 3 mm 직경 8 mm 각 소선의 최소직경 1.7 mm
알루미늄합금	테이프형 단선 원형 단선 연선 원형 단선3)	50 8) 50 50 8) 2008)	최소 두께 2.5 mm 직경 8 mm 각 소선의 최소직경 1.7 mm 직경 16 mm
용융아연도금강2)	테이프형 단선 원형 단선9) 연선 원형 단선3), 4), 9)	50 8) 50 50 8) 200 8)	최소 두께 2.5 mm 직경 8 mm 각 소선의 최소직경 1.7 mm 직경 16 mm
스테인리스강5)	테이프형 단선6) 원형 단선6) 연선 원형 단선3), 4)	50 8) 50 70 8) 2008)	최소 두께 2 mm 직경 8 mm 각 소선의 최소직경 1.7 mm 직경 16 mm
1) 용융 또는 전기도금피복의 최소두께는 1 ㎛ 이상이다. 2) 피복은 최소 50 ㎛의 두께로 매끄럽고, 연속적이며 녹슬지 않도록 한다. 3) 단지 피뢰침에 적용할 수 있다. 풍압하중과 같은 기계적 응력이 크게 작용하지 않는 경우에는 직경 10 mm, 최대길이가 1 m인 피뢰침을 부가적인 고정을 하여 사용할 수 있다. 4) 단지 대지에 인입하는 봉으로 사용할 수 있다. 5) 크롬≥16 %, 니켈≥8 %, 탄소≤0.07 %. 6) 가연성 물질과 직접 접촉하는 콘크리트에 매입된 스테인리스강의 최소크기는 원형 단선은 78 mm2(직경 10 mm), 테이프형 단선은 75 mm2 (최소두께 3 mm)이상으로 한다. 7) 기계적 강도가 요구되지 않는 경우 단면적 50 mm2 (직경 8 mm)를 28 mm2 (직경 6 mm)로 줄여도 된다. 이 경우 죔쇠 사이의 간격도 줄인다. 8) 열적/기계적 고려가 중요하다면 이들 치수를 테이프형 단선은 60 mm2로 원형 단선은 78 mm2로 증가시킬 수 있다. 9) 10 000 kJ/Ω의 비에너지에 대하여 용융되지 않는 최소단면적은 구리 16 mm2, 알루미늄 25 mm2, 강선 50 mm2, 스테인리스강 50 mm2이며, 상세한 사항은 부속서 E에 기술되어 있다. 10) 두께, 폭, 직경은 ±10 %로 정의된다.

표 7 - 접지극의 재료, 형상과 최소치수

재료	형상	최소치수			해설
		접지봉 φmm	접지도체	접지판 mm
구리	연선 3) 원형 단선 3) 테이프형 단선 3) 원형 단선 파이프 판상 단선 격자판	15 8) 20	50 mm2 50 mm2 50 mm2	500 × 500 600 × 600	각 소선의 최소 직경 1.7 mm 직경 8 mm 최소두께 2 mm 최소벽두께 2 mm 최소두께 2 mm 구획 25 mm × 2 mm 격자최소길이 : 4.8 m
강(steel)	아연도금 원형 단선 1), 2) 아연도금 파이프 1), 2) 아연도금 테이프형 단선 1) 아연도금 판상 단선 1) 아연도금 격자판 1) 구리피복 원형 단선 4) 나도체 원형 단선 5) 나도체 또는 아연도금 테이프형 단선 5), 6) 아연도금 연선 5), 6) 아연도금 교차배열 1)	16 9) 25 14 50×50×3	직경 10 mm 90 mm2 직경 10 mm 75 mm2 70 mm2	500 × 500 600 × 600	최소벽두께 2 mm 최소두께 3 mm 최소두께 3 mm 구획 30 mm × 3 mm 최소반경 250 ㎛ 99.9% 구리함유의 피복 최소두께 3 mm 각 소선의 최소 직경 1.7 mm
스테인리스강7)	원형 단선 테이프형 단선	15	직경 10 mm 100 mm2		최소두께 2 mm
1) 피복은 원형 재료는 50 ㎛, 판상 재료는 70 ㎛ 이상의 최소두께이어야 하며, 매끄럽고, 연속적이며 녹슬지 말아야 한다. 2) 나사는 도금하기 전에 가공한다. 3) 주석도금을 할 수도 있다. 4) 구리는 본질적으로 강에 본딩한다. 5) 단지 콘크리트 내에 완전히 매입되었을 때 허용된다. 6) 단지 기초의 대지접촉부분의 철골 구조체와 최소 5 m 마다 확실하게 접속된 때에만 허용된다. 7) 크롬≥16 %, 니켈≥5 %, 몰리브덴≥2 %, 탄소≤0.08 %. 8) 일부 국가에서는 12 mm도 허용된다. 9) 일부 국가에서 대지로 인입하는 봉은 인하도선이 지중으로 인입되는 점에서 접속용으로 사용한다.

6. 내부피뢰시스템

6.1 일반사항

내부피뢰시스템은 외부피뢰시스템 혹은 피보호 구조물의 도전성 부분을 통하여 흐르는 뇌격전류에 의해 피보호 구조물의 내부에서 위험한 불꽃방전의 발생을 방지하도록 시설한다.

위험한 불꽃방전은 외부피뢰시스템과 다음과 같은 구성요소 사이에서 발생할 수 있다.

- 금속제 설비

- 내부시스템

- 피보호 구조물에 접속된 외부 도전성 부분과 선로

비고 1 피보호 구조물 내부에서 발생하는 폭발위험을 가진 불꽃방전은 항상 위험하다. 이 경우 현재 검토 중인 추가적인 보호대책이 요구된다(부속서 E 참조).

비고 2 내부시스템의 과전압보호는 KS C IEC 62305-4에 기술되어 있다.

다른 부분 사이의 위험한 불꽃방전을 피하기 위해 아래와 같은 시설을 한다

- 6.2절에 따른 등전위본딩

- 6.3절에 따른 부분 사이의 전기적 절연

6.2 피뢰등전위본딩

6.2.1 일반사항

등전위화는 다음과 같은 피뢰시스템을 서로 접속함으로써 등전위화를 이룰 수 있다.

- 구조물 금속 부분

- 금속제 설비

- 내부시스템

- 구조물에 접속된 외부 도전성 부분과 선로

피뢰등전위본딩을 내부시스템에 시설할 때, 뇌격전류 일부가 내부시스템에 흐를 수 있으므로 이의 영향을 고려해야 한다.

상호간의 접속은 다음과 같은 방법으로 할 수 있다.

- 자연적 구성부재를 통한 본딩으로 전기적 연속성이 제공되지 않는 장소의 경우 본딩 도체

- 본딩 도체로 직접 접속할 수 없는 장소의 경우 서지보호장치(SPD)

피뢰등전위본딩을 시설하는 방법은 중요하며, 이것과 상반된 요구사항이 있음을 감안하여 통신기술자, 전기기술자, 기타 관련 기술자, 기관의 당국자와 협의해야 한다.

서지보호장치는 점검할 수 있는 방법으로 설치해야 한다.

비고 피뢰시스템을 설치할 때, 보호할 구조물 외부의 금속 설비에 영향을 미칠 수도 있으며, 피뢰시스템을 설계할 때 고려하는 것이 좋다. 또한, 외부 금속설비를 위한 피뢰등전위본딩이 필요하다.

해 설

피뢰설비, 저압 전원계통, 통신시스템 등의 접지시스템을 반드시 분리해야 하는 경우도 낙뢰가 침입하였을 때 유기되는 각 접지극 사이의 전위차에 의해서 설비/기기 등의 파손을 방지하기 위해서 아래의 그림에 나타낸 예와 같이 1점에 접속할 수 있다. 다시 말하면 등전위본딩 바에 서지보호장치를 이용하여 접속하면 뇌격전류에 의해서 각 접지극 사이에 형성되는 전위차의 발생을 방지할 수 있다.

독립접지가 요구되는 경우 등전위본딩의 예

6.2.2 금속제 설비에 대한 피뢰등전위본딩

피보호 구조물과 분리된 외부피뢰시스템의 경우, 피뢰등전위본딩을 지표면에만 설치해야 한다.

피보호 구조물에 접속된 외부피뢰시스템의 경우, 피뢰등전위본딩은 다음의 장소에서 해야 한다.

a) 지하(기초)부분이나 지표면 부근의 장소. 본딩용 도체는 쉽게 점검할 수 있도록 설치하고, 본딩용 바에 접속해야 한다. 본딩용 바는 접지시스템에 접속되어야 한다. 대형 건축물(일반적으로 높이 20 m 이상)에서는 두 개 이상의 본딩용 바를 설치하고, 상호 접속해야 한다.

b) 절연 요구조건이 충족되지 않은 장소(6.3절 참조)

피뢰등전위본딩 접속은 가능한 한 똑바르고 곧게 연결해야 한다.

비고 구조물의 도전성 부분을 피뢰등전위본딩으로 하면 뇌격전류의 일부가 구조물에 흐를 수도 있으므로 이 영향을 고려하는 것이 좋다.

본딩 바 상호간을 접속하는 본딩 도체 및 본딩 바를 접지시스템에 접속하는 도체의 최소단면적을 표 8에 나타내었다. 내부 금속설비를 본딩 바에 접속하는 본딩 도체의 최소단면적을 표 9에 나타내었다.

표 8 - 본딩 바 상호 또는 본딩 바를 접지시스템에 접속하는 도체의 최소단면적

피뢰레벨	재료	단면적 (mm2)
Ⅰ～Ⅳ	구리	14
	알루미늄	22
	강철	50

표 9 - 내부 금속설비를 본딩 바에 접속하는 도체의 최소단면적

피뢰레벨	재료	단면적 (mm2)
Ⅰ～Ⅳ	구리	5
	알루미늄	8
	강철	16

가스관이나 수도관의 도중에 절연물이 삽입되어 있는 경우, 피보호 구조물 내측의 가스관이나 수도관에 삽입되어 있는 절연물은 수도공급자와 가스공급자의 동의를 얻어 적당한 동작조건을 가진 서지보호장치에 의해 교락되도록 한다.

서지보호장치는 다음과 같은 특성을 가져야 한다.

- 레벨 Ⅰ시험

- [eqn: I_{ imp} GEQk _{ c}I], [eqn: k_{ c}I]는 외부피뢰시스템의 관련부분을 따라 흐르는 뇌격전류(부속서 C 참조)이다.

- 보호레벨 [eqn: U_{ P}]는 외부피뢰시스템 부분 사이의 임펄스절연내전압보다 낮아야 한다.

- 다른 특성은 KS C IEC 61643-12에 따른다.

해 설

해설 : 독립된 피뢰시스템과 보호대상물을 지표면보다 높은 위치에서 본딩하면 수뢰시스템에 뇌격이 입사한 경우 뇌격전류가 보호대상물 내부로 분류되어 흐르게 된다. 따라서 등전위본딩은 지표면의 위치에서 하여 보호대상물 내부로 뇌격전류가 분류되어 흐르는 것을 방지하여야 한다. 또한 등전위본딩은 지중부분에서 해도 상관없다. 등전위본딩의 위치는 지표면 부근에서 약간 떨어져도 보호대상물의 접지와 피뢰설비의 접지는 거의 등전위로 되며, 두 접지 사이에는 전위차가 생기지 않는다. 또한 KS C IEC 61312-1 : 2003 뇌전자파임펄스보호 제1부 -일반원칙의 제 3.4.1.1항의 피뢰구역 LPZ 0A, LPZ 0B, LPZ 1 사이의 경계에서 본딩에 의하면 본딩 바에서 접지시스템 또는 다른 본딩 바까지에는 뇌격전류의 25% 이상이 흐르며, 내부 금속설비에서 본딩 바까지는 뇌격전류의 25% 미만이 흐르는 것으로 간주하여 본딩 부품의 최소단면적을 정한 것으로 판단된다.

6.2.3 외부 도전성 부분에 대한 피뢰등전위본딩

외부 도전성 부분에 대한 등전위본딩은 가능한 한 피보호 구조물의 인입점 가까이에 실시한다. 본딩 도체의 KS C IEC 62305-1 부속서 E에 따라 평가되어 흐르는 뇌격전류의 일부 [eqn: I_{ f}]에 견딜 수 있는 굵기이어야 한다.

직접 본딩할 수 없는 경우 다음 특성을 가지는 서지보호장치를 사용해야 한다.

- 레벨 Ⅰ시험

- [eqn: I _{imp} GEQ I _{f}], [eqn: I _{f}]는 고려하는 외부 도전성 부분을 따라 흐르는 뇌격전류(KS C IEC 62305-1 부속서 E 참조)

- 보호레벨 [eqn: U_{ P}]는 외부피뢰시스템 부분 사이의 임펄스절연내전압보다 낮아야 한다.

- 다른 특성은 KS C IEC 61643-12에 따른다.

비고 등전위본딩은 요구되나 피뢰시스템이 요구되지 않는 경우 저압 전기설비의 접지시스템을 사용할 수도 있다. 피뢰시스템이 요구되지 않는 조건은 KS C IEC 62305-2에 기술되어 있다.

해 설

등전위본딩을 인입구 부근에서 실시하는 것은 아래의 그림 (a)에 나타낸 바와 같이 구조물 내로 흐르는 뇌격전류의 경로를 짧게 하는 것으로 등전위본딩을 한 외부 도전성 부분에 발생하는 뇌격전류에 의한 전자계 영향을 억제하기 위함이다.

구조물 등에 낙뢰가 침입하면 금속구조체와 외부에서 인입되는 금속제 가스관, 상하수도관 등 전기설비가 아닌 외부 도전성 부분 사이에 전위차가 생기며, 그림 (b)와 같이 인입구에서 떨어진 위치에서 본딩을 하면 최악의 경우 위험한 불꽃방전이 발생하게 된다. 따라서 외부 도전성 부분을 인입구 부근에서 등전위본딩을 해야 한다. 또한 인입구 부근에 대한 법위는 본딩 바에서 구조물 내의 계통외도전성부분에 흐르는 뇌격전류에 의한 전자계 영향을 적게 하기 위하여 가능한 한 인입구 근방이 바람직하지만 설치장소의 상황에 따라 달라질 수 있으므로 거리는 정해져 있지 않다.

6.2.4 내부시스템에 대한 피뢰등전위본딩

피뢰등전위본딩은 반드시 6.2.2 a)와 b)절에 따라 시설한다. 만약 내부시스템도체가 차폐되어 있거나 금속관 내에 배선되어 있으면, 단지 차폐층과 금속관을 본딩하는 것으로 충분하다(부속서 B 참조).

비고 차폐층과 금속관의 본딩은 내부시스템 도체에 접속된 기기의 과전압에 의한 고장을 방지할 수 없는 경우도 있다. 그러한 기기의 보호에 대해서는 KS C IEC 62305-4를 참조할 것.

내부시스템 도체가 차폐되지도 않고, 금속관 내에 배선되지 않은 경우 내부시스템 도체는 서지보호장치로 본딩해야 한다. TN계통에서 보호도체(PE)와 중성선 겸용 보호도체(PEN)는 직접 또는 서지보호장치를 통하여 피뢰시스템에 본딩해야 한다.

본딩 도체와 서지보호장치는 6.2.2절에 기술된 특성과 동일해야 한다.

서지에 대한 내부시스템의 보호가 요구되는 경우 KS C IEC 62305-4, 7절의 요건에 따라 “협조된 SPD보호”를 사용해야 한다.

해 설

TN계통에서 PE 또는 PEN도체의 전위는 0 V이기 때문에 서지보호장치의 설치를 필요로 하지 않으므로 피뢰시스템에 본딩하는 것이 바람직하다. KS C IEC 60364-3규격에서 TN계통은 1점을 직접 접지하고, 설비의 노출도전성 부분을 보호도체로 그 점에 접속하도록 규정되어 있다. 이 보호도체가 PE 혹은 PEN도체이므로 PE 혹은 PEN도체는 직접 설비의 노출도전성 부분에 접속되는 것으로 된다. 한편, 피뢰시스템에서 보호대상 구조물 내에서 화재 및 폭발의 위험 그리고 인명에 대한 위험성을 감소시키기 위해서 등전위화는 대단히 중요한 방법이다. 피뢰시스템, 금속구조체, 금속제 설비, 계통외도전성부분 및 보호대상 구조물 내의 전력용과 통신용 설비를 본딩도체 혹은 서지보호장치로 접속하여 등전위화가 이루어져야 한다. 따라서 전력설비의 노출도전성 부분은 PE 혹은 PEN도체에 접속되며, 또한 피뢰시스템에도 접속되는 것으로 결과적으로 PE 혹은 PEN도체는 피뢰시스템에 본딩되는 것이다.

6.2.5 피보호 구조물에 접속된 선로에 대한 피뢰등전위본딩

전원선과 통신선에 대한 피뢰등전위본딩은 6.2.3절에 따라 시설해야 한다.

각 선의 도체는 직접 또는 서지보호장치를 적용하여 본딩한다. 충전선은 단지 서지보호장치를 통해 본딩 바에 접속해야 한다. TN계통에서 보호도체(PE)와 중성선 겸용 보호도체(PEN)는 직접 또는 서지보호장치를 통하여 본딩 바에 접속한다.

전원선이나 통신선이 차폐되어 있거나 금속관 내에 배선되어 있으면, 차폐층과 금속관을 본딩해야 한다. 만약 차폐층 또는 금속관의 단면적이 부속서 B에 따라 산정된 최소단면적 [eqn: S _{cmin}]보다 크면 별도의 피뢰등전위본딩은 필요하지 않다.

케이블 차폐층과 금속관의 등전위본딩은 구조물 인입점 근방에서 해야 한다.

본딩 도체와 서지보호장치는 6.2.3절에 기술된 특성과 동일해야 한다.

구조물로 인입하는 선로에 접속된 내부시스템의 서지에 대한 보호가 요구되는 경우 KS C IEC 62305-4, 7절의 요건에 따라 “협조된 SPD보호”를 사용해야 한다.

비고 등전위본딩은 요구되나 피뢰시스템이 요구되지 않는 경우 저압 전기설비의 접지시스템을 사용할 수도 있다. 피뢰시스템이 요구되지 않는 조건은 KS C IEC 62305-2에 기술되어 있다.

6.3 외부피뢰시스템의 전기적 절연

수뢰부 또는 인하도선과 구조체의 금속부분, 금속설비, 내부시스템 사이의 전기적 절연은 각 부분 사이의 거리 [eqn: d]를 다음의 이격거리 [eqn: s]보다 크게 하여 확보할 수 있다.

[eqn: s=k_i {k_c } over {k_m} l]                                          (4)

여기서

[eqn: k_i] : 피뢰시스템의 보호레벨에 관련된 계수(표 10)

[eqn: k_c] : 인하도선에 흐르는 전류에 관련된 계수(표 11)

[eqn: k_m] : 전기절연재료에 관련된 계수(표 12)

[eqn: l] : 이격거리가 고려되는 점에서 가장 가까운 등전위본딩점까지 수뢰부 혹은 인하도선을 따라 측정한 거리 m.

구조물에 접속된 선로나 외부 도전성 부분의 경우 항상 구조물의 인입점에서 피뢰등전위본딩(직접 혹은 서지보호장치에 의한 접속)을 보중할 필요가 있다. 금속제 또는 전기적인 연속성을 가지는 철근콘크리트조 구조물에 대해서는 이러한 이격거리는 고려하지 않아도 된다.

표 - 10 계수 [eqn: k _{i}]의 값

LPS의 레벨	[eqn: k _{i}]
Ⅰ	0.08
Ⅱ	0.06
Ⅲ, Ⅳ	0.04

표 11 - 계수 [eqn: k _{c}]의 값

인하도선의 수 [eqn: n]	[eqn: k _{c}](상세한 값은 표 C.1 참조)
1	1
2	1 … 0.5
4 이상	1 … [eqn: 1/n]

표 12 - 계수 [eqn: k _{m}]의 값

재료	[eqn: k _{m}]
공기	1
콘크리트, 벽돌	0.5

비고 1 여러 개의 절연재료가 직렬로 되어 있는 경우 가장 낮은 재료의 [eqn: k _{m}]을 적용하는 것이 바람직하다.

비고 2 다른 절연재료의 사용에 대해서는 검토되고 있다.

해 설

전기적 절연의 척도로서 이격거리로 나타낸 것이다.

7 피뢰시스템의 검사 및 유지관리

7.1 검사의 적용

검사의 목적은 다음의 사항을 확인하는 것이다.

a) 피뢰시스템의 설계 적합성 여부

b) 피뢰시스템의 구성요소가 모두 양호한 상태이고, 설계시의 기능을 수행할 수 있으며 부식이 있는지 여부

c) 최근 추가된 설비 또는 구조물이 피뢰시스템에 적합한지의 여부

7.2 검사의 순서

7.1절에 의거하여 검사를 다음과 같이 실시한다.

- 구조물의 건설 중에 매설 접지극을 확인하기 위한 검사

- 피뢰시스템의 설치를 완료한 후의 검사

- 부식문제와 피뢰시스템의 레벨과 같은 보호대상 구조물의 특성에 따라 결정한 주기에 의해 정기적으로 하는 검사

비고 상세한 사항은 E.7절 참조

- 교체, 수리 후 또는 구조물에 뇌격이 입사된 것이 확인되었을 때 검사

정기적인 검사 동안에는 특별히 다음의 사항을 확인한다.

- 수뢰부시스템 요소, 도체, 연결부분의 열화와 부식

- 접지극의 부식

- 접지시스템의 접지저항

- 접속, 등전위본딩, 고정 상태

해 설

(1) 접지극을 시공 중에 검사하는 목적은 접지시스템을 시설한 후 무엇인가의 원인에 의해서 시험용 접속점보다 하부에 위치한 인하도선 및 접지시스템이 시공 도중에 절단 혹은 형상이 파손되지는 않았는지를 확인하는 것이다. 접지시스템의 ① 재료의 재질과 치수의 확인, ② 접지극 형상과 설치위치의 확인, ③ 인하도선과의 접속 상태의 확인, ④ 접지저항의 측정에 의한 확인 등의 항목에 대하여 검사한다.

(2) 피뢰시스템에서 자연적 구성부재의 접지극(구조체 접지극)으로 구성된 접지시스템의 접지저항의 측정은 필요하지 않다. 그러나 구조체 접지극을 접지저항 값의 확인이 요구되는 보안용 및 기능용 접지와 겸용하는 경우는 접지저항의 측정이 필요하다. 구조체 접지극의 접지저항은 주로 ① 전위강하법, ② 대지저항률의 측정을 기초로 하는 예측방법 등으로 측정하여 산출한다.

7.3 유지관리

정기검사는 피뢰시스템의 신뢰성 있는 유지관리를 위한 기본조건이다. 결함이 발견된 경우 소유주에게 알려야 하며, 지체 없이 보수해야 한다.

해 설

KS C IEC 62305규격군은 기본적으로 성능에 관한 규격으로 구체적인 대응에 대해서는 관계자의 결정사항으로 되어 있으므로 정기검사에 대한 구체적인 회수는 규정되어 있지 않다. 그러나 정기검사는 피뢰시스템의 신뢰성 있는 유지관리를 위한 기본조건이며, 검사의 빈도, 검사항목 등은 피뢰시스템에 대한 환경조건, 주위에 미치는 영향 등 여러 가지 조건을 고려하여 피뢰시스템의 관리책임자가 결정하여야 한다. 피뢰시스템의 기능을 유지하기 위해서는 피뢰시스템 구성요소의 단선, 부식, 용해, 접속불량 등을 미연에 방지하고, 접지저항의 변화에도 유의하여야 한다. 피뢰시스템의 기능을 떨어뜨리거나 상실하게 하는 부식, 파손, 접속 상태 및 접지저항의 변동 등의 요인은 보호대상물의 입지조건, 환경조건, 용도 등에 크게 영향을 받으므로 피뢰설비 관리책임자는 이들 요인의 정도를 고려하여 피뢰시스템의 검사주기, 검사항목 등을 결정하여야 한다. 건축물의 옥상에 설치된 수뢰부시스템은 대기오염에 의한 부식, 경년에 따른 접속의 풀림, 기계적 손상을 받을 위험성이 있다. 또한 지중에 설치되어 있는 접지극시스템도 부식될 수 있으며, 접지저항도 변동될 수 있으므로 감시해야 한다. 피뢰시스템의 기능을 안전하게 확보하기 위해서는 정기적으로 피뢰시스템을 검사할 필요가 있으며, 연 1회 이상 검사하는 것이 바람직하다. 또한 건축물의 증축, 개보수 및 낙뢰가 입사된 것이 확인되었을 때는 임시검사를 할 필요가 있다.

8 접촉전압과 보폭전압에 의한 인축의 상해에 대한 보호대책

8.1 접촉전압에 대한 보호대책

어느 조건에서 구조물 외측피뢰시스템의 인하도선 근방은 앞에서 기술한 요건에 따라 피뢰시스템을 설계하고 시설하였을 경우라도 생명을 위협하게 된다.

다음의 조건 중 하나를 만족하면 위험성은 허용레벨로 낮아진다.

a) 사람이 접근하거나 인하도선 근방과 구조물 외측에 사람이 오래 머물 확률이 매우 낮을 것

b) 자연적 구성부재 인하도선시스템은 전기적 연속성이 확보된 여러 개의 구조체의 철골조 또는 서로 접속된 여러 조의 강구조체 기둥으로 구성될 것

c) 인하도선에서 3 m 이내인 지표층의 저항률은 5 kΩm 이상일 것

비고 일반적으로 두께 5 cm의 아스팔트(또는 두께 15 cm의 자갈층)와 같은 절연재료층은 위험을 허용레벨로 저감시킨다.

만약 위의 조건 중에서 하나도 만족시키지 못하면 접촉전압에 의한 인축의 상해에 대하여 다음과 같은 보호대책을 강구해야 한다.

- 노출인하도선은 100 kV, 1.2/50 ㎲ 임펄스내전압을 가지도록 절연해야 한다. 예를 들면 최소 3 mm 이상의 두께를 가지는 가교폴리에틸렌

- 인하도선을 접촉할 확률이 최소가 되도록 물리적으로 제한하거나 경고문을 제시한다.

보호대책은 관련규격을 만족해야 한다.

8.2 보폭전압에 대한 보호대책

어느 조건에서 구조물 외측의 인하도선 근처는 앞에서 기술한 요건에 따라 피뢰시스템을 설계하고 시설하였을 경우라도 생명을 위협하게 된다.

다음의 조건 중 하나를 만족하면 위험성은 허용레벨로 저감된다.

a) 사람이 접근하거나 인하도선에서 3 m 이내의 위험영역에 오래 머물 확률이 매우 낮을 것

b) 인하도선에서 3 m 이내인 지표층의 저항률은 5 kΩm 이상일 것

비고 일반적으로 두께 5 cm의 아스팔트(또는 두께 15 cm의 자갈층)와 같은 절연재료층은 위험을 허용레벨로 저감시킨다.

만약 위의 조건 중에서 하나도 만족시키지 못하면 보폭전압에 의한 인축의 상해에 대하여 다음과 같은 보호대책을 강구해야 한다.

- 메시접지시스템을 이용한 등전위화

- 인하도선에서 3 m 이내인 위험한 장소에 접근하는 확률이 최소가 되도록 물리적으로 제한하거나 경고문을 제시한다.

보호대책은 관련규격을 만족해야 한다.

해 설

접촉전압(touch voltage)란 사람이 접지를 한 시설물 또는 구조물에 접촉하였을 때 접촉한 구조물의 전위와 사람이 서 있는 지점의 바닥(대지)표면전위의 차를 말하며, 일반적으로 구조물과 바닥표면상의 거리 1 m인 지점사이의 전위차로 나타낸다. 보폭전압(step voltage)란 접지전극 또는 접지를 한 구조물 주변에서 인체의 안전에 대한 중요한 척도로서, 뇌격전류나 지락고장전류 등으로 접지전극 부근에 전위가 형성되었을 때 사람의 양쪽 발 사이에 나타나는 전위차를 말한다. 보폭전압의 크기는 어느 접지를 한 구조물에 접촉하지 않은 상태에서 사람이 보행하는 상태에서 양쪽 발 사이의 거리(통상 1 m를 기준으로 한다)에 발생하는 바닥표면에서 전위의 차로 정의한다.

부속서 A (규정)

수뢰부시스템의 배치

A.1 보호각법을 이용한 수뢰부시스템의 배치

피보호 구조물 전체가 수뢰부시스템에 의한 보호범위 내에 놓이면 수뢰부시스템의 배치가 적절한 것으로 간주한다. 피보호 범위의 결정에는 단지 금속제 수뢰부시스템의 실제 물리적 치수만 고려해야한다.

A.1.1 수직피뢰침 수뢰부시스템에 의한 보호범위

수직피뢰침에 의한 보호범위는 수뢰부 축의 꼭지점이 위로 놓이도록 세운 보호각 [eqn: alpha]인 원추형으로 되며, 보호각은 피뢰레벨과 수뢰부시스템의 높이에 의하여 표 2와 같이 정해진다. 보호범위의 예를 그림 A.1과 A.2에 나타내었다.

A 수직피뢰침

B 기준면

OC 보호영역의 반경

보호를 위한 영역 기준면의 상부 수직피뢰침의 높이

표 2에 따른 보호각

그림 A.1 - 수직피뢰침에 의한 보호범위

범 례

수직피뢰침의 물리적 높이

비고 보호각 [eqn: alpha _{1}]은 피보호 지붕표면으로부터의 수뢰부 높이 [eqn: h _{1}]에 상응하며, 보호각 [eqn: alpha _{2}]는 기준면인 지표면으로부터의 높이 [eqn: h _{2} =h _{1} +H]에 상응한다. 즉, [eqn: alpha _{1}]은 [eqn: h _{1}]에 그리고 [eqn: alpha _{2}]는 [eqn: h _{2}]에 관련된다.

그림 A.2 수직피뢰침에 의한 보호범위

A.1.2 수평피뢰도선에 의한 보호범위

수평피뢰도선에 의한 보호범위는 그 수평피뢰도선상에 꼭지점이 놓이는 가상수직피뢰침에 의한 보호범위로 되며, 보호범위의 예를 그림 A.3에 나타내었다.

비고 그림 A.1의 범례를 참조

그림 A.3 - 수평피뢰도선에 의한 보호범위

A.1.3 메시와 조합된 수평피뢰도선에 의한 보호범위

메시와 조합된 수평피뢰도선에 의한 보호범위는 메시를 이루는 단일 도체에 의해서 정해지는 보호범위의 조합으로 정의되며, 이에 대한 예를 그림 A.4와 A.5에 나타내었다.

그림 A.4 - 보호각법과 회전구체법에 따른 메시와 분리된 수평피뢰도체의 조합에 의한 보호범위

비고 [eqn: H=h]

그림 A.5 - 메시법과 보호각법에 따른 메시와 조합된 분리되지 않은 수평피뢰도체에 의한 보호범위

A.2 회전구체법을 이용한 수뢰부시스템의 배치

피뢰레벨에 따라 정해지는 반경 (표 2 참조)인 구체를 구조물의 상부와 둘레에 걸쳐 모든 방향으로 굴렸을 때 피보호 구조물의 어느 점에도 닿지 않을 경우, 이 회전구체법을 적용해 수뢰부시스템 위치를 정하는 것이 적절하다. 그러므로 회전구체는 단지 수뢰부시스템에만 접촉한다(그림 A.6 참조).

비고 1 회전구체의 반경 r은 표 2의 피뢰레벨에 따른다.

비고 2 [eqn: H=h]

그림 A.6 - 회전구체법에 따른 수뢰부시스템의 설계

회전구체의 반경  보다 높은 모든 구조물에는 측뢰가 입사할 수 있다. 회전구체에 의해서 닿는 구조물의 각 측면점에는 뇌격이 입사할 수 있다. 그러나 일반적으로 60 m 이하의 구조물에 측뢰가 입사할 확률은 무시할 수 있을 정도이다. 높은 구조물에 내습하는 뇌격의 대부분은 그 구조물의 꼭대기, 가장자리, 모서리에 입사한다. 측뢰의 발생은 단지 수 %에 지나지 않는다.

더욱이 관측결과에 의하면, 지표면에서 측정할 때 측뢰의 발생확률은 높은 구조물상의 뇌격점의 높이에 따라 급격히 감소한다. 따라서 높은 구조물의 상층부(대표적으로 구조물 높이의 상부 20 %)에 측방 수뢰부시스템을 설치한다. 이 경우 회전구체법은 단지 구조물 상층부의 수뢰부시스템의 배치에 적용된다.

·해 설

외부 피뢰시스템에서는 뇌격거리의 이론을 기초로 하는 회전구체법을 보호범위의 산정에 대하여 기본으로 하고 있다. 낙뢰에 이르기까지 뇌방전의 시간에 따른 진전과정을 보면 뇌운의 하단에서 리더가 발생하여 진전과 중지를 반복하여 계단상으로 진전한다. 아래의 그림에 나타낸 바와 같이 계단상 리더의 맨 앞단이 대지 또는 피뢰침 가까이 도달하였을 때 대지 또는 피뢰침에서 상향스트리머가 출발하여 하향리더와 상향스트리머가 만나는 순간 대지로부터 많은 양의 전하가 선행방전로로 주입되며, 귀환뇌격이 뇌운을 향하여 진행하게 된다.

귀환뇌격에 의한 뇌격거리

낙뢰는 귀환뇌격 직전의 리더에서 가장 가까운 장소에서 발생하는 상향스트리머가 발단된 곳 즉, 대지 또는 구조물이나 피뢰침에 발생하게 된다. 이와 같이 하여 아래의 그림에서 [eqn: R _{1}], [eqn: R _{2}]가 뇌격거리 [eqn: R]보다 크면 낙뢰는 C점이나 D점에 떨어진다.  리더의 선단으로부터 동일한 거리의 부분에 낙뢰가 떨어질 수 있으므로 최종 단계 직전의 리더의 위치에 중심점이 놓인 구의 표면이 뇌격점으로 된다.

2개 이상의 수뢰부에 동시에 접촉되도록 또는 1개 이상의 수뢰부와 대지에 동시에 접촉되도록 구체를 회전시킬 때에 구체표면의 포락면으로부터 보호대상물 측을 보호범위로 하는 방법이 회전구체법이며, 이 회전시킨 구체를 회전구체라 한다.

대지에 근접한 리더에 의한 귀환뇌격

회전구체법을 적용하여 보호범위를 산정하는 경우 회전구체가 접촉하는 부분에 수뢰부를 설치해야 하며, 아래의 그림과 같이 보호반경에 해당되는 구체를 회전시켰을 때 구체에 의해 가려지는 부분이 보호범위이다. 본 규격에서는 회전구체의 반경을 60 m 이내로 해야 되며, 건축기준법상 20 m를 넘는 부분에만 수뢰장치를 설치하면 된다.

회전구체법에 의한 보호범위

A.3 메시법을 이용한 수뢰부시스템의 배치

평탄면을 보호할 경우 다음 조건에 적합하다면, 메시법이 전체 표면을 보호하는 것으로 간주한다.

a) 수뢰도체는 다음의 위치에 배치한다.

－ 지붕 끝선

－ 지붕 돌출부

－ 지붕 경사가 1/10을 넘는 경우 지붕 마루선

비고 1 메시법은 굴곡이 없는 수평이거나 경사진 지붕에 적당하다.

비고 2 메시법은 측뢰방지를 위해 평평한 측면에 적당하다.

비고 3 지붕의 경사가 1/10을 넘으면 메시 대신에 메시폭의 치수를 넘지 않는 간격의 평행수뢰도체를 사용할 수 있다.

a) 관련 회전 구체의 반경값보다 높은 레벨의 건축물 측면 표면에 수뢰부시스템이 시공되어 있을 때

b) 수뢰망 메시 치수는 표 2에 나타낸 값 이하로 한다.

c) 수뢰부시스템망은 뇌격전류가 항상 접지시스템에 이르는 2개 이상의 금속체로 연결되도록 구성한다.

d) 수뢰부시스템의 보호범위 밖으로 금속체 설비가 돌출되지 않아야 한다.

비고 4. 상세한 사항은 부속서 E 참조

e) 수뢰도체는 가능한 짧고 직선 경로가 되도록 한다.

부속서 B (규정)

위험한 불꽃방전의 억제를 위한 인입케이블 차폐선의 최소단면적

케이블의 충전도체와 차폐선사이의 과전압은 차폐선을 통하여 흐르는 뇌격전류에 의한 위험한 불꽃방전을 일으키게 된다. 케이블의 충전도체와 차폐선 사이의 과전압은 차폐선의 재료, 크기 및 케이블 길이와 배치에 따라 달라진다. 위험한 불꽃방전을 억제하기 위한 차폐선의 최소 단면적 은 다음 식으로 구한다.

(mm2)                            (B.1)

여기에서

：차폐선에 흐르는 전류 kA

：차폐선의 전기저항률 Ωm

：케이블의 길이 m (표 B.1 참조)

：케이블에 의하여 공급되는 전기/전자시스템의 내임펄스 전압 kV

표 B.1 - 차폐조건에 따라 고려할 케이블 길이

차폐선의 조건	[eqn: L _{c}]
전기저항률 [eqn: rho] (Ωm)인 대지와 접촉	[eqn: L _{c} LEQ 8 TIMES sqrt {rho }]
대지 또는 대기와 절연	차폐선의 가장 근접한 접지점과 구조물 사이의 거리 [eqn: L _{c}]

비고 뇌격전류가 선로 도체 또는 선로차폐물을 따라 흐를 때 온도상승이 선로절연의 허용범위 이상으로 되는지를 확인한다. 전류의 한계는 다음과 같이 산출한다.

차폐케이블 [eqn: I _{f} =8 TIMES S _{C}]

비차폐케이블 [eqn: I _{f} =8 TIMES n' TIMES S``' _{C}]

여기서

[eqn: I _{f}]는 차폐선에 흐르는 전류

[eqn: n']는 도체의 수

는 차폐선의 단면적 mm2

는 각 도체의 단면적 mm2

부속서 C (규정)

인하도선 사이의 뇌격전류의 분배

인하도선 사이의 뇌격전류의 분배 계수 [eqn: k _{c}]는 표 C.1에 나타낸 바와 같이 인하도선의 총수와 배치, 상호접속용 환상 도체, 수뢰부시스템과 접지시스템의 형태에 의존한다.

표 C.1은 각 접지극의 접지저항이 비슷한 A형 접지극과 모든 B형 접지극에 적용된다.

표 C.1 - [eqn: k _{c}]의 값

수뢰부시스템의 유형	인하도선의 수 [eqn: n]	[eqn: k _{c}]
		A형 접지극	B형 접지극
단일 봉 선 메시	1 2 4 이상	1 0.664) 0.444)	1 0.5 … 1 (그림 C.1 참조)1) 0.25 … 0.5(그림 C.2 참조)2)
메시	4 이상, 수평환상도체로 접속	0.444)	[eqn: 1/n] … 0.5(그림 C.3 참조)3)
1) [eqn: k _{c}]의 값은 [eqn: c << h]일 때 [eqn: k _{c} =0.5]에서 [eqn: h << c]일 때 [eqn: k _{c} =1]까지의 범위이다.(그림 C.1 참조) 2) 그림 C.2에서 [eqn: k _{c}]는 입방구조물과 [eqn: n GEQ 4]에 대한 개산식이며, [eqn: h], [eqn: c _{s}], [eqn: c _{d}]는 5 m～20 m의 범위이다. 3) 인하도선이 환상도체에 의해서 수평으로 연결되면, 인하도선시스템의 하부에서 전류분포는 더욱 균일하며 [eqn: k _{c}]는 더욱 감소한다. 이것은 특히 높은 구조물에서 효과적이다. 4) 이 값은 접지저항이 비교적 큰 단일 접지극에서 유효하다. 단일 접지극의 접지저항이 명확히 다르면 [eqn: k _{c} =1]로 간주한다.

비고 상세한 계산을 하는 경우 [eqn: k _{c}]의 다른 값을 사용한다.

[eqn: k _{c} = {h+c} over {2h+c}]

비고 [eqn: H=h]

그림 C.1 - 수평도체 수뢰부시스템과 B형 접지극의 경우에 대한 [eqn: k _{c}] 값

[eqn: k _{c} = {1} over {2n} +0.1+0.2 TIMES {3}root {{c} over {h}}]

[eqn: n] 인하도선의 총수

[eqn: c] 인하도선 사이의 거리

[eqn: h] 환상도체 사이의 간격(또는 높이)

비고 1 [eqn: k _{c}]에 대한 상세한 사항은 그림 C.3 참조

비고 2 내부 인하도선이 있으면, [eqn: k _{c}]를 산출할 때에 고려하는 것이 좋다.

그림 C.2 - 메시 수뢰부시스템과 B형 접지극의 경우에 대한 [eqn: k _{c}] 값

[eqn: d _{a} GEQ s _{a} = {k _{i}} over {k _{m}} TIMES k _{c1} TIMES l _{a}]   [eqn: d _{b} GEQ s _{b} = {k _{i}} over {k _{m}} TIMES k _{c2} TIMES l _{b}]          [eqn: d _{c} GEQ s _{c} = {k _{i}} over {k _{m}} TIMES k _{c3} TIMES l _{c}]

[eqn: d _{e} GEQ s _{e} = {k _{i}} over {k _{m}} TIMES k _{c4} TIMES l _{e}]  [eqn: d _{f} GEQ s _{f} = {k _{i}} over {k _{m}} TIMES (k _{c1} TIMES l _{f} +k _{c2} TIMES h _{2} )]  [eqn: d _{g} GEQ s _{g} = {k _{i}} over {k _{m}} TIMES (k _{c2} TIMES l _{g} +k _{c3} TIMES h _{3} +k _{c4} TIMES h _{4} )]      [eqn: d _{a} GEQ s _{a} = {k _{i}} over {k _{m}} TIMES k _{c1} TIMES l _{a}]   [eqn: d _{b} GEQ s _{b} = {k _{i}} over {k _{m}} TIMES k _{c2} TIMES l _{b}]          [eqn: d _{c} GEQ s _{c} = {k _{i}} over {k _{m}} TIMES k _{c3} TIMES l _{c}]

[eqn: d _{e} GEQ s _{e} = {k _{i}} over {k _{m}} TIMES k _{c4} TIMES l _{e}]  [eqn: d _{f} GEQ s _{f} = {k _{i}} over {k _{m}} TIMES (k _{c1} TIMES l _{f} +k _{c2} TIMES h _{2} )]  [eqn: d _{g} GEQ s _{g} = {k _{i}} over {k _{m}} TIMES (k _{c2} TIMES l _{g} +k _{c3} TIMES h _{3} +k _{c4} TIMES h _{4} )]

[eqn: k _{c} = {1} over {2n} +0.1+0.2 TIMES {3}root {{c} over {h}}]

[eqn: k _{c2} = {1} over {n} +0.1]

[eqn: k _{c3} = {1} over {n} +0.01]

[eqn: k _{c4} = {1} over {n}]

[eqn: k _{cm} =k _{c4} = {1} over {n}]

[eqn: n]   인하도선의 총수

[eqn: c]   가장 가까운 인하도선 사이의 거리

[eqn: h]   환상도체 사이의 간격(또는 높이)

[eqn: m]   총 층수

[eqn: d]   가장 가까운 인하도선까지의 거리

[eqn: l]   본딩점에서의 높이

그림 C.3 - 메시 수뢰부시스템, 각 층에서 인하도선을 서로 접속하는 환상도체, B형 접지극으로 시설된 경우 이격거리의 계산 예

부속서 D (규정)

폭발성 위험이 있는 구조물의 피뢰시스템에 대한 추가자료

D.1 일반사항

이 부속서에는 폭발성 위험이 있는 구조물용 피뢰시스템의 설계, 시공, 증설, 변경에 대한 추가정보가 기술되어 있다.

비고 1 이 부속서에 기술된 내용은 폭발성 위험이 있는 장소에 시설되어 있는 실제로 입증된 피뢰시스템의 구성을 기초로 한다.

관할관청 또는 KS C IEC 62305-2에 따라 실행된 위험성평가의 결과에 따라 피뢰시스템의 시설이 요구되는 경우 최소한 레벨 Ⅱ의 피뢰시스템을 채택하는 것이 좋다. 이 부속서에는 특수한 응용에 대한 보충적 내용이 기술되어 있다.

비고 2 관할관청에 의해 기술적으로 인정되거나 정당화되었을 때 뇌보호레벨 Ⅱ를 사용하지 않아도 된다. 예를 들면 특히 구조물 내부의 환경이나 내용물이 뇌방전의 영향에 대단히 민감한 장소에서 모든 경우 뇌보호 레벨 Ⅰ의 사용이 허용된다. 더불어, 관할관청은 뇌방전의 발생이 빈번하지 않거나 보증하는 구조물의 내용물이 뇌방전의 영향에 민감하지 않은 경우 뇌보호레벨 Ⅲ의 사용을 허용할 수도 있다.

D.2 추가 용어 및 정의

이 규격의 3절의 용어 및 정의에 추가하여, 다음 용어 및 정의를 이 부속서에 적용하였다.

D.2.1 분리불꽃방전 갭 (isolating spark gap)

전기적으로 전도성인 설비 구획을 분리하기 위한 방전거리를 지닌 부품

비고 뇌방전이 발생한 경우, 뇌방전의 결과로 설비 구획이 일시적으로 전도성을 지니며 연결된다.

D.2.2 고체 폭발성 물질 (solid explosives material)

주 용도나 일반 용도가 폭발성인 고체 화합물, 혼합물, 또는 기기

D.2.3 구역 0 (zone 0)

연속적으로 또는 장기간 혹은 자주 나타나는 가스, 증기 혹은 안개 형태의 가연성 물질과 공기의 혼합물로 구성된 폭발성 분위기의 장소

D.2.4 구역 1 (zone 1)

통상의 운전조건에서 가끔 발생하는 가스, 증기 혹은 안개 형태의 가연성 물질과 공기의 혼합물로 구성된 폭발성 분위기의 장소

D.2.5 구역 2 (zone 2)

통상의 운전조건에서는 발생하지 않으며, 발생하더라도 단지 짧은 기간 동안 지속되는 가스, 증기 혹은 안개 형태의 가연성 물질과 공기의 혼합물로 구성된 폭발성 분위기의 장소

비고 1 이 정의에서, ‘지속’은 가연성 분위기가 존재하는 전체 시간을 의미한다. 이는 통상 총 배출 지속 시간과 배출이 끝난 후 분산되어 가연성 분위기로 되는 데 걸리는 시간의 합으로 된다.

비고 2 발생빈도와 지속기간의 표시는 특정 산업이나 응용에 관련된 규약에 따른다.

D.2.6 구역 20 (zone 20)

연속적으로 또는 장기간 혹은 자주 나타나는 공기 중의 가연성 먼지 구름의 형태인 폭발성 분위기의 장소

D.2.7 구역 21 (zone 21)

통상의 운전 상태에서 가끔 발생하는 공기 중의 가연성 먼지 구름의 형태인 폭발성 분위기의 장소

D.2.8 구역 (zone 22)

통상의 운전조건에서는 발생하지 않으며, 발생하더라도 단지 짧은 기간 동안 지속되는 공기 중의 가연성 먼지 구름의 형태인 폭발성 분위기의 장소

D.3 기본 요구사항

D.3.1 일반사항

직격뢰의 경우, 뇌격점을 제외한 부분이 녹거나 비산되는 영향이 없도록 피뢰시스템을 설계하고 설치한다.

비고 또한 뇌격점에는 불꽃방전 또는 손상을 가져오는 충격을 받을 수도 있으므로 수뢰장치의 위치결정을 고려한다. 인하도선을 위험한 영역 밖에 설치할 수 없는 경우, 비교적 위험한 영역의 발열원으로 인해 자동점화온도를 넘지 않도록 인하도선을 설치한다.

D.3.2 요구 정보

피뢰시스템 설계자/시공자는 고체 폭발성 물질을 취급하거나 저장할 지역 및 KS C IEC 60079-10과 KS C IEC 61241-10에 따른 위험한 지역을 적절하게 표시한 보호할 공장, 건축물 등의 산업시설의 도면을 준비한다.

D.3.3 접지

폭발 위험성을 갖는 구조물에 사용하는 모든 피뢰시스템은 5.4.2.2절에 따른 접지시스템에는 B형 접지극 배열이 바람직하다.

비고 (예를 들어 금속제 저장용기와 같은) 구조물의 구성요소는 B형 접지극 배열의 환상 도체와 동일한 효과를 나타내기도 한다.

고체 폭발 물질과 폭발 혼합물을 저장하는 구조물의 접지시스템의 접지저항은 가능한 작아야 하며, 10 Ω이하면 좋다.

D.3.4 등전위본딩

6.2절에 따른, 모든 도전성 설비의 구성부재 사이와 마찬가지로 피뢰시스템 구성부재와 다른 도전성 설비 사이의 피뢰등전위본딩은 위험성이 있는 영역 및 고체 폭발 물질이 다음과 같은 장소의 내측은 안전을 보증하는 것이 좋다.

- 지표층

- 도전성 부분 사이의 거리가 [eqn: k _{c} =1]로 가정하여 계산한 이격거리보다 짧은 곳

D.4 고체 폭발성 물질을 저장하는 구조물

고체 폭발 물질을 저장하는 구조물을 위한 피뢰시스템의 설계는 사용하거나 저장하는 용기내 물질의 민감도를 고려한다. 예를 들면, 일부 둔감한 대량의 폭발성 물질은 이 부속서에 기술된 다른 물질 보다 추가적인 고려를 하지 않아도 된다. 그러나 급변하는 전계에 민감하거나 뇌임펄스전자기장에 의해 방사되는 민감한 폭발성 물질도 있다. 그러한 응용에서는 추가 본딩 또는 차폐 요건을 충족시키는 것이 필요하다.

고체 폭발성 재료를 저장하는 구조물에 대해서는 (5.1.2절에서 정의한 것처럼) 분리된 외부피뢰시스템이 바람직하다. 전체적으로 두께 5 mm 강철 또는 이와 동등한 (두께 7 mm의 알루미늄 구조물) 금속제 외피(shell)로 둘러싸인 구조물은 5.2.5절에서 정의한 것처럼 자연적 구성부재 수뢰부시스템으로 해도 된다. 그러한 구조물에 대해서는 5.4절의 접지요건을 적용할 수 있다. 서지보호장치는 폭발성 물질이 있는 모든 장소의 피뢰시스템 일부로 간주한다. 실제의 경우, 서지보호장치는 고체 폭발성 물질이 있는 장소의 외측에 배치한다. 폭발성 물질이나 먼지에 노출된 장소의 내측에 배치된 서지보호장치는 방폭형이거나 방폭외함에 내장하는 것이 좋다.

D.5 위험지역을 포함하는 구조물

D.5.1 일반사항

외부피뢰시스템(수뢰부와 인하도선)의 모든 부분은 가능하면 위험구역으로부터 최소한 1 m 이상 떨어뜨려야 한다. 만약에 1 m 이상 떨어뜨리지 못하면, 위험구역의 0.5 m 이내를 통과하는 도체는 접속점이 없거나 압축접속부품을 사용하거나 용접으로 접속한다. 위험한 구역이 낙뢰에 의해 관통될 수 있는 얇은 금속판 바로 하부인 경우, 수뢰부는 5.2절의 요건에 따라 시설한다.

D.5.1.1 서지억제

실제의 경우 서지보호장치는 위험구역 외측에 놓아야 한다. 위험구역 내측에 설치된 서지보호장치는 설치된 위험구역에서 사용할 수 있다는 승인을 받아야 하거나 외함에 내장시킨다. 서지보호장치를 내장한 외함은 이 사용조건을 충족하는 승인을 받아야 한다.

D.5.1.2 등전위본딩

D.3.4의 본딩요건에 추가하여, 통상 등전위본딩은 이 표준, 60079-14와 KS C IEC  61241-14의 일반요건에 따르는 피뢰시스템에 적용하는 것이 좋다.

뇌격전류가 흐르는 경우, 배관에 접속하는 것은 불꽃방전이 발생하지 않는 한 종류이어야 한다. 배관에 접속하는 적절한 방법은 돌출부에 용접하거나 플랜지에 탭구멍을 내어 볼트 또는 나사로 결속한다. 뇌격전류가 흐르는 경우 만약 시험에 의해 발화가 방지되는 것으로 입증되거나 절차가 접속의 신뢰성을 확인하는 데 이용되면 단지 클립(clip)에 의한 접속도 허용된다. 접속점 및 용기나 저장장치에 접지선의 접속은 접속함 내에서 한다.

D.5.2 구역 2와 22를 포함하는 구조물

구역 2와 22로 정의된 구역에 있는 구조물은 보조적인 보호대책이 필요하지 않다. 표 3의 요건을 만족하는 재료와 두께의 금속(예를 들면, 구역 2와 22를 포함하는 지역에 있는 옥외기둥, 반응기, 컨테이너)으로 만들어진 생산설비의 경우 다음과 같이 적용한다.

- 수뢰부와 인하도선은 필요하지 않다.

- 생산설비는 5절에 따라 접지한다.

D.5.3 구역 1과 21을 포함하는 구조물

구역 1과 21로 정의된 구역에 있는 구조물에는 구역 2와 22의 요건에 다음의 사항을 추가로 적용한다.

- 만약 배관계통에 절연부품이 있으면, 운전자는 보호대책을 결정해야 한다. 예를 들면, 방폭재료와 절연스파크갭의 사용으로 파괴방전을 피할 수 있다.

- 절연스파크갭과 절연부품은 폭발위험이 있는 지역의 외측에 삽입한다.

D.5.4 구역 0과 20을 포함하는 구조물

구역 0과 20으로 정의된 구역이 있는 구조물에는 D.5.3의 요건을 적용하고, 가능한 한 이 조항에 주어진 권장사항을 보충적으로 적용한다.

피뢰시스템과 다른 설비/구조물/기기 사이의 피뢰등전위본딩접속은 그 시스템운영자의 동의를 얻어 실행된다. 스파크갭을 이용한 피뢰등전위본딩접속은 시스템운영자의 동의 없이 실행하면 안 된다. 이런 장비는 장비가 설치되는 환경에 적절해야 한다.

구역 0과 20으로 정의된 구역의 옥외 설비는, 구역 1, 2, 21, 22의 요건에 다음의 사항을 추가로 적용한다.

- 가연성 액체를 저장하고 있는 탱크 내부의 전기기기는 이 용도에 적합한 것이 좋다. 시공 유형에 따라 피뢰대책을 선택한다.

- 뇌격이 입사할 수 있는 지점에 있는 구역 0과 20으로 정의된 지역 내의 밀폐된 강철제 컨테이너는 최소한 5 mm 두께의 벽으로 만든다. 벽의 두께가 5 mm 이하이면 수뢰장치를 설치한다.

D.5.5 특수한 적용

D.5.5.1 주유소

구역 2와 22로 정의된 위험한 지역의 자동차, 철도, 선박 등의 충전소에 있는 금속 배관은 5절에 따라 접지한다. 궤도전류, 표유전류, 전기열차퓨즈, 음극부식방지시스템 등을 고려하는 경우 (필요하다면 위험한 구역에 설치하는 것이 승인된 절연스파크갭을 통해서) 배관 계통을 강철제 구조물과 레일에 접속한다. 전기철로의 한 용기에서 다른 용기에 채우는 충전소(decanting station)는 국가표준을 따른다.

D.5.5.2 저장 용기

가연성 기화 물질을 제조할 수 있는 액체의 저장 또는 가연성 기체의 저장에 사용되는 구조물의 형태는 근본적으로 자체적으로 보호되며(스파크갭이 없고, 두께 5 mm 이상의 강철이나 7 mm 이상의 알루미늄의 연속성이 있는 금속제 용기 내에 모두 들어가도록 한다), 추가보호가 필요 없다. 마찬가지로 흙으로 덮인 용기와 배관에는 수뢰장치를 시설할 필요가 없다. 이 기기 내측에서 사용되는 전기제품과 계측기는 이 설비에 대해 승인되도록 한다. 시공 형태에 따라 피뢰대책을 한다.

분리된 탱크 혹은 용기는 5절에 따라 접지하며, 가장 큰 수평도체의 치수(직경 또는 길이)에 따라 한다

- 20 m 까지: 한 번

- 20 m 이상: 두 번

예를 들면, 정제소와 탱크 저장소와 같은 저유 밀집지역에 있는 탱크는 가장 큰 수평도체의 치수에 관계없이 단지 한 점에 모든 탱크를 접지하는 것으로 충분하다. 저유 밀집지역에 있는 모든 탱크는 서로 연결되어야 한다. 표 7과 8에 따른 연결에 더하여, 또한 5.3.5절에 따라 전기적으로 전도성을 띄도록 연결된 배관 계통을 접속재로 사용해도 된다.

비고 일부 국가에서는 추가요건이 있다.

부동성 지붕으로 된 탱크의 경우, 부동성 지붕은 주 탱크 외피에 유효하게 본딩한다. 방화를 일으키는 불꽃에 의한 폭발 가능한 혼합물의 점화 위험을 실행 가능한 최저레벨로 낮추도록 밀폐와 분로의 설계와 이들의 상대적 위치를 주의 깊게 고려한다. 회전사다리를 적용한 때 폭 35 mm의 가요성 본딩도체로 사다리와 탱크 꼭대기 사이의, 그리고 사다리와 부동성 지붕 사이에 있는 사다리 경첩의 양단을 접속한다. 회전사다리를 부동성 지붕의 탱크에 적용하지 않을 때 (탱크의 치수에 따라) 하나 이상의 폭이 35 mm인 유연성 본딩도체 또는 이와 동등한 본딩도체를 탱크 외피와 부동성 도체 사이에 적용한다. 본딩도체는 다시 들어가는 루프를 형성할 수 없도록 배열하던지 지붕배수관을 따라 시설한다. 부동성 지붕의 탱크에서 부동성 지붕과 탱크 외피사이를 지붕둘레에 걸쳐 약 1.5 m 간격으로 다중 병렬접속을 한다. 제품과 환경요건에 따라 재료를 선정한다. 뇌방전에 의한 임펄스전류가 흐르는 부동성 지붕과 탱크 외피사이의 적당한 도전성 접속을 하는 대체 방법은 단지 시험에 의해 입증되거나 접속의 신뢰성을 확인하는 과정을 이용했다면 허용된다.

D.5.5.3 배관계통

생산시설 외측에 있는 지상 금속 배관계통은 30 m 마다 접지시스템에 연결시키거나, 또는 표면접지극이나 접지봉으로 접지한다. 가연성 액체 수송을 위한 장거리 배관에는 다음의 사항을 적용한다.

- 양수부, 활강부와 유사설비에서 금속외장배관을 포함한 모든 인입배관은 최소 단면적 50 mm2인 도선으로 교락시킨다.

- 연결도선은 특히 용접된 돌출부(lug)나 자동으로 풀리는 나사로 인입배관의 플랜지에 안전하게 접속한다. 배관의 절연부는 스파크갭으로 교락시킨다.

D.6 검사 및 유지관리

피뢰시스템의 검사 및 유지관리에 관한 권장사항은 E.7절에 기술되어 있다.

부속서 E(규정)

피뢰시스템의 설계, 시설, 유지관리와 검사에 대한 지침

E.1 일반사항

이 부속서는 본 규격을 적용하는 피뢰시스템의 설계, 시설, 유지관리와 검사에 대한 지침을 제공하며, 본 규격의 다른 부분과 함께 사용될 때만 유효하다. 국제전문가의 승인을 받은 보호기술의 예를 제시하고 있다.

비고 이 부속서에 제시된 예는 실현할 수 있는 보호방법에 대해 설명되어 있으며, 다른 방법도 유효하다.

E.2 구성

규격문서와 부속서 사이의 편리한 참고를 위해 이 부속서의 주요 절 번호는 주 문서의 절 번호를 사용하였다. 따라서 E.3절은 사용하지 않았다.

E.3 공란

E.4 피뢰시스템의 설계

E.4.1 일반적 주의사항

기존 구조물에 피뢰시스템을 시설할 때는 항상 저렴한 비용으로 동일한 보호레벨을 얻을 수 있는 이 규격에 상응하는 다른 대책을 고려하며, 가장 적당한 보호대책은 KS C IEC 62305-2에 따라 선정한다. 피뢰시스템은 반드시 피뢰시스템 설계자와 시공자가 설계하고 시공한다.

피뢰시스템 설계자와 시공자는 뇌방전으로 인한 전기적, 기계적 영향을 평가할 수 있으며, 전자양립성(electromagnetic compatibility: EMC)의 일반 원리도 숙지한다. 또한 피뢰시스템 설계자는 부식의 영향을 평가하고 전문가 도움이 필요한 때를 판단할 수 있도록 한다.

피뢰시스템 시공자는 본 규격의 요구사항과 구조물의 건설 및 시공에 관한 국가 규정에 따라 피뢰시스템의 적절한 시공에 관한 훈련을 받는 것이 바람직하다.

피뢰시스템의 설계자와 시공자의 역할을 동일한 사람이 수행할 수도 있다. 피뢰시스템의 설계와 시공에 관한 전문가가 되기 위해서는 관련규격에 관한 충분한 지식과 수년간의 경험이 필요하다.

피뢰시스템의 계획, 운용과 시험은 여러 기술 분야와 관련이 있어 최소 비용과 노력으로 정해진 피뢰레벨을 얻기 위해 해당 건축물의 모든 관계자의 협조가 필요하다. 그림 E.1의 단계를 따르면 효과적인 피뢰시스템의 관리가 이루어진다. 특히 고도화 전기ㆍ전자 기기로 이루어진 건축물의 경우, 피뢰시스템의 품질보증은 대단히 중요하다.

비고 영역연결점 ●에서는 건축시공자, 기술자, 피뢰시스템 설계자의 전적인 협조가 필요하다.

그림 E.1 - 피뢰시스템 설계흐름도

품질보증의 수단은 모든 도면이 승인되는 설계 단계에서부터 피뢰시스템 시공 단계를 통하여 이루어지며, 시공과정동안에 시공 후에는 검사를 할 수 없는 피뢰시스템의 모든 주요 부분을 점검한다. 품질보증측정은 피뢰시스템에 대한 최종 측정이 최종 시험 문서의 완성과 함께 이루어지는 승인 단계를 통하여 계속되며, 마지막으로 유지관리프로그램에 따라 상세한 정기적 검사를 통해 피뢰시스템의 전 수명 기간에 걸쳐 이루어진다.

건축물 또는 설비를 변경할 경우, 기존의 피뢰시스템이 본 규격을 충족시키는지를 점검한다. 피뢰시스템이 부적당하면 즉시 개선한다.

수뢰부시스템, 인하도선, 접지시스템, 본딩, 부품 등의 재료, 넓이와 치수는 본 규격을 따르는 것이 바람직하다.

E.4.2 피뢰시스템의 설계

E.4.2.1 계획절차

피뢰시스템의 세부 설계가 시작되기 전에 피뢰시스템 설계자는 해당 구조물의 기능, 일반 설계, 시공과 위치에 관한 기본적인 정보를 수집해야 한다. 허가 당국, 보험업자, 구매자에 의해 피뢰시스템이 정해져 있지 않다면, 피뢰시스템 설계자는 KS C IEC 62305-2에 제시된 위험성평가과정을 통하여 정해진 피뢰시스템으로 구조물을 보호할 것인지 아닌지를 결정한다.

E.4.2.2  협의

E.4.2.2.1 일반사항

신규 건축물의 설계와 시공 단계에서 피뢰시스템 설계자와 시공자 그리고 건축물 내의 설비와 건축물 사용 관련 규정에 관한 모든 책임자(구매자, 설계자, 시공자)가 정기적으로 협의한다.

그림 E.1의 흐름도를 이용하여 피뢰시스템을 합리적으로 설계할 수 있다.

기존 건축물의 경우 피뢰시스템의 설계와 시설 단계에서 구조물, 사용, 설비와 인입설비에 관련된 책임자가 가능한 한 합리적이고 실질적인 협의를 한다.

이 협의는 건축물의 소유자나 건축계약자 또는 그들이 지명한 대표자 사이에서 이루어질 수도 있다. 기존 건축물인 경우, 필요하다면 피뢰시스템 설계자는 피뢰시스템의 시공자에 의해 수정된 도면을 제공한다.

관련 부서 간의 정기적인 협의를 통해 가장 경제적이며, 효과적인 피뢰시스템을 설계하게 된다. 예들 들면 피뢰시스템의 설계자와 시공자사이의 협의를 통해 일부의 본딩용 도체를 시설하지 않아도 되거나 필요한 길이를 줄이게 된다. 구조물 내의 여러 가지 설비에 대해 공통루트를 갖게 함으로써 건축물 비용이 상당히 저감되기도 한다.

협의는 구조물의 설계 변경에 따른 피뢰시스템의 변경이 필요한 경우 건축물의 시공 전체 단계에 걸쳐 중요한 역할을 한다. 또한, 구조물 완공 후 점검이 불가능한 피뢰시스템 부분에 대한 점검을 용이하게 하도록 조정하려면 협의가 필요하다. 이 협의에서 구조물 자연적 구성부재와 피뢰시스템 사이의 모든 접속위치를 결정한다. 통상 건축시공자가 신규 건물공사를 위한 협의회를 준비하고 조정한다.

E.4.2.2.2 주요 협의 당사자

피뢰설비에 대한 설계자는 건축물의 소유주를 포함한 건축물의 설계와 건설에 관련된 모든 당사자와 기술 협의한다.

피뢰시스템 설계자는 건축시공자, 전기시공자, 건축물 계약자, 피뢰시스템 시공자(피뢰시스템 공급자), 이력에 관한 고문, 건축물 소유자 또는 그의 대표자와 협력하여 전체 피뢰시스템 설비에 대한 특정 책임 영역을 정한다. 피뢰시스템의 설계와 시공 관리에 관련된 여러 당사자의 책임을 분명히 밝히는 것이 매우 중요하다. 지붕에 설치된 피뢰시스템의 구성 요소나 건축물 기초 하부의 접지극 접속 도체에 의해서 건축물의 방수 부분 어디에 구멍이 뚫린 경우가 한 예이다.

E.4.2.2.2.1  건축시공자

다음 사항에 대하여 건축시공자와 협의한다.

a) 모든 피뢰시스템 도체의 경로

b) 피뢰시스템 구성 요소의 재료

c) 모든 금속관, 수도관로 시스템, 난간과 기타 유사 항목에 대한 세부사항

d) 설비의 이동이 필요하거나 이격거리 때문에 피뢰시스템에 본딩해야 하는 건축물 내부 또는 근처에 시공되는 기기, 기구, 플랜트 설비 등에 관한 세부사항. 설비의 예로는 경보시스템, 보안시스템, 구내통신시스템, 신호와 데이터처리시스템, 라디오 및 TV 회로 등이다.

e) 접지시스템망의 위치에 영향을 주고, 피뢰시스템으로부터 안전거리를 유지해야 하는 매설된 도전성 인입설비의 범위

f) 접지시스템망으로 이용할 수 있는 일반 지역

g) 피뢰시스템을 건축물에 1차적으로 고정하기 위한 작업의 범위 및 책임의 분할, 예를 들면 주로 구조물 지붕의 방수에 영향을 주는 작업 등

h) 건축물에 사용되는 도전성 재료, 특히 지지물, 보강재, 건축물로 인입, 인출하는 금속 인입제와 같이 피뢰시스템에 본딩되어야 하는 연속성이 유지되는 금속

I) 피뢰시스템의 시각적인 영향

j) 건축물의 시공에 대한 피뢰시스템의 영향

k) 특히 외부 도전성 부분(관, 케이블 실드 등)을 관통하는 경우 보강재에 접속하는 위치

l) 인접 건물의 피뢰시스템 상호간의 접속

E.4.2.2.2.2 공공설비

서로 요구조건이 다를 때 인입설비를 피뢰시스템에 직접 본딩하는 것이 불가능하면, 방전갭 또는 서지보호장치를 통해서 본딩하는 것에 대해서 관련 당국 또는 운용자와 검토한다.

E.4.2.2.2.3 소방 및 안전 담당 관공서

소방과 안전 당국자와 다음 사항에 대하여 합의한다.

－ 경보 및 소화시스템 요소의 위치

－ 덕트의 경로, 시설 자재 및 차폐

－ 가연성 지붕을 가진 건축물의 경우 적용하는 방호방법

E.4.2.2.2.4 전자시스템과 외부안테나 시공자

전자시스템과 안테나시공자와  다음 사항에 대하여 합의한다.

－ 가공지지물과 케이블의 도전성 차폐선을 피뢰시스템에 본딩할 것인지 또는 절연할 것인지

－ 가공케이블과 내부망의 경로

－ 서지보호장치의 설치

E.4.2.2.2.5 건설업자와 시공자

건축물의 시공과 기기의 시설에 책임이 있는 건설업자와 시공자 사이에는 다음 사항에 대하여 협의한다.

a) 건설업자가 제공하는 피뢰시스템의 1차적 고정 장치에 대한 형식, 위치와 수

b) 건설업자가 시공할 피뢰시스템 설계자(또는 피뢰시스템 계약자 또는 피뢰시스템 공급자)가 제공하는 고정 장치

c) 건축물 하부에 시공될 피뢰시스템 도체의 위치

d) 현장에서 건설하는 동안 영구적 접지시스템 망이 크레인, 호이스트와 기타 금속제에 접지하는데 사용될 수 있는 것과 같이 피뢰시스템의 어느 부분이 건설하는 동안에 사용되는지의 여부

e) 강구조 건축물의 경우, 접지와 피뢰시스템의 다른 부분을 접속하기 위한 기둥의 수와 위치, 그리고 고정 장치의 형식

f) 금속제 덮개가 사용되는 경우 피뢰시스템 구성 요소로 적합한지 여부

g) 피뢰시스템의 구성 요소로 금속 덮개가 적합한 경우, 덮개 개개의 전기적 연속성을 확보하는 방법과 피뢰시스템의 나머지 부분과 접속하는 방법

h) 반송설비, TV와 라디오 안테나 및 금속제 지지물, 금속제 굴뚝과 창문 닦기 기어를 포함한 지표면 상부 또는 하부에서 건축물에 인입되는 설비의 종류와 위치

i) 전력 및 전화 인입설비의 본딩과 건축물의 피뢰설비용 접지시스템의 협조

j) 승강기 기계실, 환기ㆍ열ㆍ공조기계실, 수조 및 기타 위생 설비와 같은 옥상 기계실과 국기 게양대의 위치와 수

k) 피뢰시스템 도체의 적절한 고정방법, 특히 건축물의 방수를 유지하는 방법을 결정하기 위한 지붕 및 벽 구조

l) 피뢰시스템 인하도선을 자유롭게 통과시키기 위한 건축물 관통구의 시공

m) 건축물의 강 구조물, 보강 바와 다른 도전 부분에 본딩하는 방법

n) 콘크리트에 매입된 보강 바와 같이 접근 불가능한 피뢰시스템 구성 요소의 점검 빈도수

o) 특히 이종 금속 간의 접촉점에서 부식을 고려해야 하는 도체로 가장 적합한 금속제의 선택

p) 시험용 접속점으로 접근, 기계적 손상 또는 장애물, 국기 게양대나 가동성 물체의 하강, 굴뚝 등 정기 검사의 설비에 대한 비금속 케이스에 의한 보호.

q) 위의 것에 대한 명세와 모든 도체 및 주요 구성요소의 위치를 나타내는 도면의 준비

r) 보강재에 접속하는 위치

E.4.2.3 전기적 및 기계적 요구사항

E.4.2.3.1 전기설계

피뢰시스템의 설계자는 가장 효과적인 시설을 하기 위해 적절한 피뢰시스템을 선정한다. 이것은 분리된 피뢰시스템 또는 분리되지 않은 피뢰시스템 또는 둘을 조합한 피뢰시스템을 사용할지를 결정하기 위한 건축물의 건축학적 설계에 대한 고려를 의미한다. 대지저항률 측정은 피뢰시스템의 설계를 마무리하기 전에 실시하며, 대지저항률의 계절적 변화를 고려한다. 피뢰시스템의 기본적인 전기설계의 완성단계에서  피뢰시스템의 강화 또는 피뢰시스템의 중요 구성요소로 작용하도록 건축물의 적합한 도전성 부분을 피뢰시스템의 자연적 구성부재로써 검토한다.

피뢰시스템의 자연적 구성 부재의 전기적 물리적 특성의 평가와 본 규격의 최소한의 요건을 만족하는지의 확인은 피뢰시스템 설계자의 책임이다.

피뢰설비도체로서 철근콘크리트와 같은 금속 보강재의 사용은 세심한 주의가 필요하며, 보호대상 건축물에 적용할 수 있는 국가건설규격에 대한 지식이 요구된다. 보강 콘크리트의 강구조체는 피뢰시스템 도체로 사용될 수도 있고, 또는 뇌격전류가 독립된 피뢰설비에 흘러 건축물 내에 발생하는 뇌에 의한 전자계를 감소시키기 위한 도전차폐층으로 사용될 수도 있다. 이러한 피뢰설비는 특히 많은 전기ㆍ전자기기를 갖춘 특수건축물의 피뢰에 용이하다. 인하도선에 대한 엄격한 시공에 대한 시방은 5.3.5절에 나타낸 자연적 구성부재에 대한 최소 요구사항에 만족시키기 위해 필요하다.

E.4.2.3.2 기계설계

피뢰시스템의 설계자는 전기설계가 마무리되면 건축물의 기계적 설계에 책임이 있는 당사자와 협의한다. 부식 위험을 제한하기 위한 재료의 올바른 선택과 마찬가지로 특히 미적 요소도 중요하다. 피뢰시스템의 여러 가지 구성 요소의 최소 크기는 표 3, 6, 7, 8, 9에 나타내었다. 피뢰시스템 구성 요소로 사용되는 재료는 표 5에 나타내었다.

비고 봉과 클램프와 같은 구성 요소의 선택시에는 EN 50164시리즈를 참조하며, 그러한 구성요소의 온도상승과 기계적 강도를 보증하게 된다.

표 5, 6, 7에 규정된 치수와 재료에서 벗어난 경우, 피뢰설비 설계자 또는 시공자는 표 1에 주어진 선정된 피뢰레벨에 규정된 뇌방전 전기적 변수를 이용하여 방전조건에서 피뢰도체의 온도상승을 예측하고 도체의 치수를 결정한다. 구성 요소를 취부하는 표면이 가연성이거나 낮은 용융점을 가져 과도한 온도상승이 우려된다면 좀 더 큰 단면적을 지정하거나 격리형 취부부품(stand off fitting)이나 내화층의 삽입 등 다른 안전 예방조치를 고려한다. 피뢰시스템 설계자는 모든 부식이 발생할 문제 범위를 확인하여 적절한 조치를 강구한다. 피뢰시스템에 대한 부식의 영향은 재료의 크기를 늘리거나 또는 내부식 구성 부품을 사용하거나 다른 부식 방호조치를 취하여 감소시킬 수 있다. 피뢰시스템 설계자와 시공자는 도체에 흐르는 뇌격전류에 의한 전자력에 견디고 온도상승으로 인한 도체의 팽창과 수축을 허용하는 도체결속장치나 고정장치를 지정한다.

E.4.2.4 설계 계산

E.4.2.4.1 계수 [eqn: k _{c}]의 평가

인하도선 사이의 뇌격전류의 분배계수[eqn: k _{c}]는 전체 인하도선의 수와 위치, 상호접속용 환상 도체, 수뢰부시스템과 접지시스템의 형태에 따라 다르다(표 C.1, 그림 C.2, C.3 참조).

A형 접지극을 시설할 때 지붕에서 [eqn: k _{c}]의 결정에는 그림 E.2를 사용한다. 필요한 이격거리는 이격거리를 고려할 때 그 점에서 접지극 또는 가장 가까운 본딩점까지 가장 짧은 경로의 전압강하에 의존한다.

		0.33	0.50	1.00	2.00	c 용마루를 따라 가장 가까운 인하도선으로부터의 거리 용마루에서 다음 등전위본딩점이나 접지시스템까지 인하도선의 길이 표에 제시된 의 값은 두꺼운 선과 뇌격점에 의해 표시된 인하도선을 참고한다. 인하도선의 위치(에 대하여 고려할)는 그 인하도선에 대한 그림 견본과 비교한다. 실제 관계 가 결정된다. 만약 이 관계가 그 열의 a값 사이의 범위이면, 는 보간법으로 산출한다. 비고 1 추가 인하도선, 그림에 설명된 것보다 먼 거리라면 영향이 크다. 비고 2 용마루 하부의 환상도체를 서로 접속하는 경우 그림 C.3 참조 비고 3 이 값은 그림 C.1의 공식에 따라서 병렬 임피던스의 단순한 계산에 의해 결정된다.
		0.57	0.60	0.66	0.75
		0.47	0.52	0.62	0.73
		0.44	0.50	0.62	0.73
		0.40	0.43	0.50	0.60
		0.35	0.39	0.47	0.59
		0.31	0.35	0.45	0.58

		0.33	0.50	1.00	2.00	c 용마루를 따라 가장 가까운 인하도선으로부터의 거리 용마루에서 다음 등전위본딩점이나 접지시스템까지 인하도선의 길이 표에 제시된 의 값은 두꺼운 선과 뇌격점에 의해 표시된 인하도선을 참고한다. 인하도선의 위치(에 대하여 고려할)는 그 인하도선에 대한 그림 견본과 비교한다. 실제 관계 가 결정된다. 만약 이 관계가 그 열의 a값 사이의 범위이면, 는 보간법으로 산출한다. 비고 1 추가 인하도선, 그림에 설명된 것보다 먼 거리라면 영향이 크다. 비고 2 용마루 하부의 환상도체를 서로 접속하는 경우 그림 C.3 참조 비고 3 이 값은 그림 C.1의 공식에 따라서 병렬 임피던스의 단순한 계산에 의해 결정된다.
		0.31	0.33	0.37	0.41
		0.28	0.33	0.37	0.41
		0.27	0.33	0.37	0.41
		0.23	0.25	0.30	0.35
		0.21	0.24	0.29	0.35
		0.20	0.23	0.29	0.35

그림 E.2 - 용마루에 피뢰도선을 설치한 경사진 지붕과 B형 접지시스템으로 된 경우 [eqn: k _{c}]값

만약 도체의 전체 길이에 걸쳐 동일한 전류가 흐르면 대기 중에서 필요한 이격거리에 관한 공식은 다음과 같다.

[eqn: s=k _{i} TIMES k _{c} TIMES l]                                       (E.1)

전류의 분류에 의해서 도체 길이에 걸쳐 다른 크기의 전류가 흐르면  도체 각 부분에 흐르는 줄어든 전류를 고려한 공식을 적용하며, 그 경우

[eqn: s=k _{i} (k _{c1} TIMES l _{1} TIMES k _{c2} TIMES l _{2} `+` CDOTS CDOTS +k _{cn} TIMES l _{n} )]                        (E.2)

[eqn: k _{c}]에 대하여 근본이 되는 뇌격점과 이격거리를 고려하는 점은 다르다.

E.4.2.4.2 한쪽이 고정된(cantilevered) 부위를 갖는 구조물

한쪽만 고정된 구조물 아래에 서 있는 사람이 한쪽만 고정된 벽에 배선된 인하도선에 흐르는 뇌격전류에 대한 대체경로로 되는 확률을 줄이기 위해서 실제 거리 [eqn: d] m는 다음 조건을 만족하도록 한다.

[eqn: d SUCC 2.5+s]                                       (E.3)

여기서 [eqn: s]는 6.3에 따라 산출한 이격거리 m이다. 2.5 m는 남자가 팔을 수직으로 위쪽을 향해 뻗었을 때 도달할 수 있는 손가락 끝의 대표적인 높이이다(그림 E.3 참조).

[eqn: d]: 실제 거리

[eqn: s] : 6.3에 따른 이격거리

[eqn: l] : 이격거리 [eqn: s]의 평가를 위한 길이

비고 손을 위로 올린 사람의 높이는 2.5 m로 한다.

그림 E.3 - 구조물의 한 쪽이 고정된 부위에 대한 피뢰시스템의 설계

그림 1에 나타낸 것과 같은 도체로 이루어진 루프는 건축물의 벽을 관통하여 손상을 가져오는 뇌방전을 일으킬 수 있는 높은 유도전압을 발생시킬 수 있다. 만약 6.3절의 조건을 만족시키지 못하면 그림 1의 조건에 대해 요각 인하도선 루프점(ㄷ-모양의 점)에서 건축물을 관통하는 직접 경로를 만드는 것이 좋다.

E.4.3 철근콘크리트 구조물

E.4.3.1. 일반사항

산업용 구조물은 흔히 현장에서 제작되는 철근콘크리트로 구성되며, 대개의 경우 구조물의 일부분이 조립식 콘크리트유닛이나 강철제 부품으로 되어 있다.

4.3절에 따른 철근콘크리트 구조물에서 강철 보강재는 피뢰시스템의 자연적 구성부재로 사용해도 된다.

그러한 자연적 구성부재는 다음의 요건을 갖추어야 한다.

－ 5.3절에 따르는 인하도선

－ 5.4절에 따르는 접지시스템망

더욱이 적절하게 사용되는 경우 콘크리트의 도전성 보강재는 6.2절에 따르는 내부피뢰시스템에 대한 등전위를 이루는 케이지를 형성하는 것이 좋다.

또한, 적당하다면 구조물의 강철 보강재는 KS C IEC 62305-4에 따르는 뇌전자계 장해로부터 전기전자기기를 보호하는 전자계 차폐의 역할을 한다. 이것은 뇌 전자기장에 의한 간섭으로부터 전기 및 전자 기기를 보호하는 것에 도움이 된다.

콘크리트의 보강재와 다른 철골조 구조물은 4.3절의 전기적 연속성을 만족하도록 외부와 내부에 접속하면 물리적 손상을 효과적으로 보호할 수 있다.

보강재 봉에 입사한 전류는 여러 병렬 경로를 통하여 흐르게 된다. 따라서 최종의 보강재망의 임피던스는 낮아지고, 그 결과로 뇌격전류에 의한 전압강하도 낮다. 보강재 철근망의 전류에 의해 발생하는 자계의 세기는 낮은 전류 밀도와 전자계를 상쇄시키는 병렬전류경로 때문에 약하다. 이웃하는 내부의 전기적 도체사이의 간섭은 이에 상응하여 줄어든다.

비고 전자계 장해에 대한 보호에 대하여는 KS C IEC 62305-4와 KS C IEC 61000-5-2에 기술되어 있다.

4.3절의 전기적 연속성을 갖는 철근콘크리트 벽으로 방 전체가 둘러싸여 있는 경우, 벽 근처의 보강재를 통하여 흐르는 전류에 의해 발생하는 자계의 세기는 일반 인하도선으로 보호되는 건물의 방에서보다 낮다. 방 내부에 시설된 도체루프에 매우 낮은 전압이 유도되므로 내부시스템의 고장에 대한 보호가 쉽게 개선된다. 시공 후 보강재의 배치와 구성을 알아내는 것은 거의 불가능하므로 피뢰의 목적으로 보강재의 배치를 잘 정리해야 하며, 이것은 시공하는 동안 촬영한 사진, 기록, 도면을 이용하면 된다.

E.4.3.2. 콘크리트 내 보강재의 이용

신뢰성 있는 전기적 접속이 되도록 본딩도체 또는 접지판을 보강재에 접속한다. 예를 들면 구조물에 부착되어 있는 도전성 골조를 자연적 구성부재 피뢰시스템 및 내부 등전위본딩시스템의 접속점으로 사용해도 된다. 실제 예로는 등전위가 되도록 기초앵커, 기계, 기기의 기초레일 또는 기계 받침대의 사용이다. 공장 건물의 보강재 및 본딩 바의 배열을 그림 E.4에 나타내었다.

범 례

1 전력기기 2 강철 대들보 3 외관 금속 덮개 4 본딩점 5 전기 또는 전자기기	6 본딩 바 7 콘크리트의 강철 보강재 (메시 도체 중첩) 8 기초접지극 9 여러 가지 설비에 대한 공통 입구

그림 E.4 - 강철 보강재로 구성된 구조물의 등전위본딩

구조물에서 본딩단자의 위치는 피뢰시스템 설계의 초기계획 단계에서 규정하고, 토목작업자에게 통보한다. 건축시공자는 보강재 봉에 용접해도 되는지, 죔쇠접속이 가능한지 또는 추가 도체를 설치할 것인지를 협의한다. 모든 필요한 작업을 콘크리트를 타설하기 전에 검사하고 실행한다(즉, 피뢰시스템의 계획은 건물의 설계와 함께 이루어지도록 한다).

E.4.3.3. 강철 보강봉에의 용접 또는 죔쇠접속

보강봉의 연속성은 죔쇠접속 또는 용접으로 확보한다.

비고 EN 50164-1에 따른 죔쇠접속이 적당하다.

작업설계자가 승낙하면 보강봉에의 용접만 허용되며, 보강봉은 30 mm 이상의 길이에 걸쳐 용접하는 것이 바람직하다(그림 E.5 참조).

범 례

1 보강재 바                              2 최소 30 mm 이상의 길이에 걸쳐 봉합용접

그림 E.5 - 허용되는 경우 철근콘크리트 내의 보강봉의 용접접속

피뢰시스템의 외측 구성요소에의 접속은 지정된 위치에서 콘크리트를 관통하여 설치된 보강봉이든지 또는 봉강봉에 용접되거나 죔쇠접속된 콘크리트를 관통하는 접속봉 또는 접지판으로 한다.

콘크리트 내의 보강봉과 본딩도체사이의 접속이 죔쇠접속으로 되는 경우, 콘크리트를 타설한 후에는 점검할 수가 없으므로 안전상 항상 2개의 본딩도체(또는 다른 보강재 바에 2개의 죔쇠로 접속된 1개의 본딩도체)를 사용한다. 만약 본딩도체와 보강봉이 이종 금속이면 접속면은 방습혼합물로 완전히 봉합하면 좋다.

그림 A.6은 보강봉 및 테이프형 도체 접속용으로 사용되는 죔쇠를 그림 E.6에 나타내었으며, 외부시스템을 보강봉에 접속하는 상세도를 그림 E.7에 나타내었다. 본딩 도체는 본딩점에 흐르는 뇌격전류에 비례하는 치수로 한다(표 8, 9 참조).

해 설

그림   A.6은 오타로 삭제

그림 E.6a - 원형 도체와 보강봉의 접속

그림 E.6b -고체 테이프형 도체와 보강봉의 접속

범 례

1 보강봉                                        2 원형 도체

3 볼트                                          4 테이프형 도체

그림 E.6 - 보강봉과 도체 사이의 접속에 사용된 죔쇠의 예

그림 E7a

그림 E7b

그림 E7c

그림 E7d

범 례

1 본딩도체                                   2. 강철 본딩도체에 용접된 너트

3 강철 본딩도체*                             4 비철 본딩점 내의 캐스트

5 선 본딩커넥터                              6 부식방지제

7 C-형 강철(C-모양 고정 바)                 8 용접

*강철 본딩커넥터는 용접 또는 죔쇠로 강철 보강 바의 여러 점에 접속된다.

비고 그림 E.7c에 나타낸 시설방법은 양호하게 설치될 수 있는 일반적으로 적용되는 해결방안은 아니다.

그림 E.7 - 철근콘크리트 벽 내부에 있는 보강재에 대한 접속점의 예

E.4.3.4 재료

강철, 연철, 아연도금강철, 스테인리스강과 구리의 재료는 피뢰설비로 콘크리트 내에 설치되는 추가 도체로 사용할 수 있다. 때로는 토목작업자는 콘크리트 안에 아연 도금한 강봉의 사용을 허용하지 않는데, 이는 잘못이다. 보강용 강철은 콘크리트에 대하여 수동적이며, 부식에 대한 위험은 낮다. 콘크리트 내부에서 강철봉의 다른 형태 사이의 혼동을 피하기 위하여 통상 거친 표면의 보강봉과는 달리 매끄러운 표면의 직경 8 mm 이상인 원형 강철봉을 추가도체로 사용할 것을 권장한다.

E.4.3.5 부식

강철 보강 본딩도체가 콘크리트 벽을 통과하는 경우, 화학적 부식에 대한 보호에 주의한다. 가장 단순한 부식 보호방법은 예를 들면 벽 내부의 50 mm 이상 또는 벽 외부의 50 mm 이상 되는 벽출구 근방을 실리콘고무 또는 역청(천연아스팔트)으로 마무리 처리를 하는 것이다. 구리본딩도체가 콘크리트벽을 관통하는 장소는 만약 단도체, 단독 본딩점, PVC덮개 또는 절연선을 사용하면 부식될 위험이 없다(그림 E.7b 참조). 표 6과 7에 따라 스테인리스강 본딩도체에 대해서 부식방지대책은 필요가 없다.

대단히 부식성이 강한 대기환경인 경우 벽에 돌출된 본딩도체는 스테인리스강이 바람직하다.

비고 어떤 환경에서 콘크리트 내부에서 강철과 접촉하고 있는 콘크리트 외측 아연도금강은 콘크리트에 손상을 줄 수 있다.

캐스트-인 유형의 너트 또는 연강편을 사용하는 경우, 이들을 벽의 외부에서 부식되지 않도록 보호한다.  너트의 보호마무리를 통하여 전기적 접촉이 이루어지도록 톱니모양의 잠금 와셔를 사용한다(그림 E.7a 참조).

부식 보호에 대한 상세한 사항은 E.5.6.2.2.2절에 기술되어 있다.

E.4.3.6 접속

동여매는 방식의 접속은 뇌격전류가 흐르는 도체의 접속방법으로 적합하지 않은 것으로 조사되었다. 동여매는 선은 콘크리트를 손상시키거나 파열시킬 우려가 있다. 그러나 실제로 모든 보강철봉이 전기적으로 서로 연결되도록 적어도 모든 제3의 선을 이용한 동여매기접속은 전기적으로 연결고리를 형성하는 것으로 볼 수 있다. 철근콘크리트에 대해서 여러 번의 측정을 통하여 이 결론을 입증하게 되었다. 뇌격전류가 흐르는 도체는 용접과 죔쇠를 이용한 접속이 바람직하며, 동여매기접속은 단지 등전위화와 EMC를 목적으로 하는 추가도체의 접속에 적합하다. 상호 연결된 보강재에 외부 회로의 연결은 죔쇠를 이용하거나 용접한다. 콘크리트 내부에서의 용접은 최소 30 mm 이상의 길이로 하며, 교차하는 봉은 용접하기 이전에 최소 50 mm 이상 평행하게 놓은 후 휘어야 한다. 용접된 봉을 콘크리트 내부에 넣어야 하는 경우 용접길이가 단지 수 mm가 되는 교차점에서 용접하는 것은 충분하지 못하다. 이러한 접속은 흔히 콘크리트를 타설할 때 끊어진다. 철근콘크리트의 강철봉에 본딩도체를 용접하는 올바른 방법을 그림 E.5에 나타내었다. 보강봉에 용접하는 것이 허용되지 않는 경우, 죔쇠 또는 추가보강도체를 사용하도록 한다. 추가도체로는 강철, 연철, 아연도금강 또는 구리를 사용할 수 있으며, 보강제 강철의 차폐작용의 장점을 발휘하도록 접속선과 죔쇠를 여러 개의 보강봉에 접속한다.

비고 용접을 할 수 있는 경우, 적당한 용접방법과 더불어 일반용접과 발열용접을 할 수 있다.

E.4.3.7 인하도선

벽 또는 콘크리트기둥의 보강봉 및 강철골조는 자연적 구성부재 인하도선으로 사용해도 된다. 수뢰부시스템의 접속이 용이하도록 지붕에서 단자접속을 하며, 만약 철근콘크리트기초가 접지단자로서 사용되지 않는다면 접지시스템과의 접속이 용이하도록 단자접속을 한다.

인하도선으로 보강용 강철의 특수한 봉을 사용할 때 직접 전기적 연속성을 유지하도록 동일한 위치에 놓인 봉은 모두 대지를 향하는 하향 경로가 되도록 한다. 자연적 구성부재 인하도선의 수직 연속성이 요구될 때 지붕에서 대지까지 직선이 확보되지 않으면 추가로 전용 도체를 사용한다. (기존 건물에서와 같이) 인하도선이 최단 직선경로가 아니면 외부 인하도선시스템을 추가한다. 철근콘크리트 구조물용 피뢰시스템에서 자연적 구성부재의 시공에 대한 상세도를 그림 E.4와 E.8에 나타내었다. 기초접지전극으로 철근콘크리트요소인 봉의 사용에 대해서는 E.5.4.3.2에 기술되어 있다.

범 례

1 지붕난간의 금속덮개                           2 파사드판과 수뢰부의 접속

3 수평수뢰도체                                  4 금속파사드부분덮개

5 내부피뢰시스템의 등전위용 바                  6 파사드판 사이의 접속

7 시험접속                                      8 콘크리트 내 강철 보강

9 B형 환상 접지극                              10 기초접지극

적용할 수 있는 예는 다음의 치수 [eqn: a=5] m, [eqn: b=5] m, [eqn: c=1] m를 이용할 수 있다.

비고 그림 E.35에는 판사이의 접속에 대해서 나타내었다.

그림 E.8a - 강철 보강콘크리트 구조물의 자연적 구성부재 인하도선시스템으로 대체하는 금속외장덮개의 사용

범 례

1 수직 철골                                2 벽 고정

3 접속기                                   4 수평 철골

그림 E.8b - 외장지지대의 접속

그림 E.8 - 자연적 구성부재 인하도선으로 금속외장재의 사용 및 외장지지대의 접속

개별 기둥과 벽 내부의 인하도선은 강철 보강봉으로 서로 접속해야 하며, 4.3절에 따라 전기적 연속성에 대한 상태를 확인한다. 개별 조립식 콘크리트요소의 강철 보강봉 및 콘크리트기둥과 콘크리트벽의 보강봉은 바닥과 지붕이 완성되기 전에 바닥과 지붕의 보강봉에 접속한다. 광범위한 연속적인 도전성 부분은 예를 들면 벽, 기둥, 계단과 승강기 통로와 같이 현장에서 만들어지는 모든 시공요소의 보강재 내에 있다. 바닥이 현장에서 타설하는 콘크리트로 시공되면 개별 기둥과 벽 내의 인하도선은 뇌격전류의 균등한 분포를 확보하도록 보강봉으로 서로 접속한다. 만약 바닥을 조립식 콘크리트요소로 시공한다면 일반적으로 서로 접속할 수가 없다. 그러나 약간의 경비를 들이면 일반적으로 바닥이 추가접속봉의 삽입으로 시공하기 전에 개별 조립식 콘크리트요소의 보강봉을 기둥과 벽의 보강봉에 접속하기 위한 접속단자를 만들 수 있다.

매다는 외장재로 사용된 조립식 콘크리트요소는 본딩접속이 되지 않으므로 피뢰설비로는 효과적이지 못 하다. 만약 광범위한 정보처리기기와 컴퓨터망을 가지는 사무실 건물과 같은 건축물에 설치된 기기를 보호하는 고도로 효과적인 피뢰설비가 요구되면 외장재요소의 보강봉은 서로 접속되고, 뇌격전류가 구조물의 완전외측표면을 통하여 흐를 수 있는 방법으로 구조물의 하중지지요소의 보강봉에 접속할 필요가 있다(그림 E.4 참조).

연속적인 띠모양 창문이 구조물의 외벽에 설치된다면 연속적인 띠모양 창문의 상부와 하부에 놓인 조립식 콘크리트 부분의 접속이 기존 기둥으로 할 것인지 또는 이들이 창문 간격에 해당하는 좁은 간격으로 서로 접속할 것이지를 정하는 것은 기본이다. 외벽 도전성 부분의 광범위한 통합은 구조물의 전자계 차폐를 개선한다. 금속파사드덮개에 접속연속적인 띠모양 창문의 접속을 그림 9에 나타내었다.

범 례

1 : 파사드판조각과 금속띠모양창문사이의 접속          2 : 금속파사드판

3 : 수평금속띠                                        4 : 수직금속띠

5 : 창문

그림 E.9 - 금속파사드덮개에 연속적인 띠모양 창문의 접속

강철 구조체를 인하도선으로 사용한다면 모든 강철 기둥은 그림 E.7에 나타낸 것과 같은 본딩점으로 콘크리트기초의 강철 보강봉에 접속한다. 구조물의 철근콘크리트 내부에 있는 강철 본딩 바는 용접에 적합한 연철로 만들어진 수직도체에 의해서 서로 접속한다. 강철강화콘크리트의 새로운 구조물은 4.3절에 따라 시설한다.

비고 전자계 차폐를 목적으로 구조물 벽을 강철 강화로 시설하는 방법에 대한 상세한 사항은 KS C IEC 62305-4에 기술되어 있다.

낮고 넓은 건물의 경우 지붕은 건물 둘레와 내부 기둥으로 지지한다. 기둥의 도전성 부분은 꼭대기에서는 수뢰부시스템 그리고 바닥에서는 내부 인하도선의 역할을 하도록 등전위본딩시스템에 접속한다. 그러한 내부 인하도체 근방에서 전자계 방해는 강하게 일어난다.

철골구조물은 일반적으로 볼트접속으로 이루어진 강철지붕대들보를 사용한다. 만약 볼트가 요구되는 기계적 강도를 얻도록 조이면 볼트로 접속된 모든 강철부분은 전기적으로 서로 접속된 것으로 본다. 얇은 도료층은 도전성 통로가 되도록 초기방전의 뇌격전류에 의해서 관통된다.

전기적 접속은 볼트의 머리, 너트와 와셔가 닿는 표면을 줄로 문지르면 개선되며, 구조적 조립을 완성한 후 약 50 mm 길이에 대한 봉합용점을 하면 더욱 개선된다. 외벽의 표면 또는 내부에 광범위한 도전성 부품이 있는 기존 구조물에서 도전성 부분의 연속성은 인하도선으로 사용해도 된다. 또한 이 기술은 건축설계의 문화적 양상이 강하게 요구되며, 전자계펄스에 대한 보호가 추가로 요구되는 경우에 추천된다.

서로 접속된 등전위화 바를 설치하며, 각 등전위화 바는 외벽과 바닥에 있는 도전성 부품에 접속한다. 이것은 이미 지하층과 지상의 각층 바닥에서 수평 보강바로 이루어진다. 가능하면 바닥 또는 벽의 강철 보강재에 접속하는 접속점을 설치하며, 최소한 3개 이상의 보강봉에 접속한다.

대형 구조물에서 등전위화 바는 환상 도체로서 역할을 하며, 그러한 경우 강철 보강바에 매 10 m 마다 접속해야 한다. 기초에 적용되는 방법 이외에 구조물의 보강재를 피뢰시스템에 접속하는 다른 특별한 대책은 필요가 없다.

E.4.3.8 등전위화

각각 별개의 층에서 보강재에 본딩접속을 여러 번 하고, 등전위화와 구조물 내부 공간의 차폐를 위해 콘크리트벽의 보강봉을 이용하여 작은 인덕턴스를 가지는 전류통로를 얻어야 하는 경우 환상도체를 각층의 콘크리트 내부 또는 외측에 설치한다. 이들 환상도체는 10 m 이하의 간격으로 수직봉으로 접속한다. 이러한 배열은 특히 장해전류의 크기를 모르는 장소에서 신뢰성 향상에 바람직하다. 또한, 메시접속 도체망이 바람직하며, 전원공급 도중 고장에 의한 대전류도 흘릴 수 있는 접속이 되도록 설계한다.

E.4.3.9 기초접지

대형 구조물 및 산업용 공장의 경우 보통 철근보강 기초로 되어 있다. 5.4절의 요건을 충족하면 구조물의 지하에 있는 기초의 보강봉, 기초슬라브와 외벽은 우수한 기초접지극이 된다.

기초와 지하 벽의 보강봉을 기초접지로 사용할 수 있다. 이 방법으로 최소의 비용으로 우수한 성능의 접지를 얻을 수 있다. 더욱이 구조물의 강철 보강재로 이루어진 금속제 폐쇄함은 일반적으로 전원 공급, 통신 및 전자 설비용으로 우수한 기준전위를 제공한다.

전선을 묶어서 보강봉을 상호 연결하는 것에 추가하여, 양호한 접속을 보증하는 부가적인 메시금속망을 설치하는 것이 바람직하다. 또한 이 부가적인 망은 보강용 강철에 묶어야 한다. 외부 인하도선 또는 인하도선으로 사용되는 구조체의 접속용 단자 도체 및 외부에 설치된 접지시스템의 접속용 단자 도체를 적절한 위치에서 콘크리트 외부로 인출되도록 설치하는 것이 좋다.

일반적으로 기초의 보강재는 서로 다른 설정 비율을 허용하는 구조물의 다른 부분 사이의 간극을 제외하고 전기적인 전도성이다. 도전성 구조체 사이의 간극은 5.5절에 따른 접속 및 죔쇠를 이용하여 표 6에 상응하는 본딩 도체로 교락 시킨다. 기초 위에 세워진 콘크리트기둥, 문설주와 벽의 보강봉을 기초의 보강봉과 지붕의 도전성 부분에 접속하는 것이 좋다. 콘크리트기둥과 벽 그리고 도전성 부분을 가지는 지붕으로 구성된 철근콘크리트 구조체의 피뢰시스템의 설계에 대해서 그림 E.10에 나타내었다.

범 례

1 방수부싱을 통과하는 피뢰시스템 도체              2 콘크리트 기둥 내의 강철 보강재

3 콘크리트 벽 내의 강철 보강재

비고 강철 보강재가 피뢰시스템의 수뢰부나 접지단자에 접속될 때 내부 기둥의 강철 보강재는 자연적 구성부재인 내부인하도선으로 된다. 예민한 전자기기가 기둥 근처에 설치될 때는 기둥 근처의 전자계 환경을 고려한다.

그림 E.10 - 산업용 구조물에서 내부인하도선

보강재에 용접할 수 없는 경우, 기둥 안에 추가도체를 설치하며, 접속은 시험용 접속점에 한다. 이 추가도체를 보강용 강철에 묶는다.

모든 설비의 설치와 등전위본딩 바를 통하여 건물에 접속이 완료된 후에는 실제로 유지관리프로그램의 일부인 접지저항의 측정이 불가능한 경우가 종종 있다. 만약 어떤 조건에서, 기초접지의 접지저항을 측정할 수 없으면 구조물 가까이에 1개 이상의 기준 접지극을 설치하여 그 기준접지극과 기초접지시스템사이 회로측정을 하여 다년간에 걸쳐 접지환경의 변화를 감시할 수 있는 방법도 있다. 그러나 기초접지시스템의 주요 장점은 양호한 등전위화를 얻는 것이지 낮은 접지저항이 중요한 것은 아니다.

E.4.3.10 시공절차

모든 피뢰설비의 도체와 죔쇠는 피뢰시스템 시공자에 의해서 설치한다.

콘크리트를 타설하기 전에 하는 피뢰설비의 시공의 지연으로 건설작업의 공정시기가 초과되지 않도록 충분한 시간을 두고 토목기술자와 협의한다. 시공기간 동안, 주기적으로 측정하고, 피뢰시스템 시공자는 건설과정을 감독한다(4.3절 참조).

E.4.3.11 조립식 철근콘크리트

예를 들면 차폐용 인하도선 또는 등전위본딩용 도체와 같이 조립식 철근콘크리트가 피뢰설비로 사용된다면, 단순한 방법으로 나중에 구조물의 보강재와 조립식 보강재를 서로 접속할 수 있도록 그림 E.7에 따라 접속점을 조립식 콘크리트에 부착시킨다.

접속점의 위치와 형태는 조립식 철근콘크리트의 설계과정에서 결정한다. 조립식 철근콘크리트 내에 연속성을 가지는 보강봉이 한 본딩점에서 다음 본딩점을 놓이도록 접속점을 배치한다.

본딩점은 보강봉이 한 접속점에서 다른 접속점까지 연속으로 이어지도록 위치시킨다.

조립식 철근콘크리트에서 연속적인 보강봉을 표준 보강봉으로 할 수 없을 때, 추가도체를 설치하고, 기존 보강재에 묶는다. 일반적으로 그림 E.11에 나타낸 것처럼 판상 조립식 철근콘크리트의 각 모서리에 1개의 접속점과 1개의 본딩도체가 요구된다.

E.4.3.12 팽창접속

구조물이 구조물 구획의 고정에 허용되는 열팽창접속으로 된 여러 개의 구획으로 이루어지고, 그리고 건물 내에 전자기기를 많이 설치하는 경우, 표 4에 나타낸 인하도선 상호간 거리의 1/2를 넘지 않는 간격으로 열팽창접속점을 가로지르는 다양한 구조적 구획의 보강재 사이에 본딩도체를 설치하는 것이 바람직하다.

낮은 임피던스 등전위화 및 건물 내부 공간의 효과적인 차폐를 위해서, 그림 E.11에 나타낸 것처럼 필요한 차폐율에 의존하는 가요성 또는 미끄러지는 본딩용 도체로 구조물 구획 상호간을 짧은 간격(1 m - 인하도체간 거리의 1/2)으로 열팽창 접속한다.

범 례

1 조립식 철근콘크리트              2 본딩 도체

그림 E.11a - 볼트 또는 용접된 도체고리를 이용하여 판상 조립식 콘크리트 부분에  본딩 도체의 설치

범 례

1 팽창홈(slot)	2 용접 접속

3 후미진 곳(recess)              4 가요성 본딩 도체

5 철근콘크리트 1	6 철근콘크리트 2

그림 E.11b - 구조물의 팽창홈을 잇는 2개의 철근콘크리트 부분 사이의 가요성 본딩의 시설

그림 E.11 - 철근콘크리트 구조물에서 본딩도체와 2개의 철근콘크리트 사이의 가요성 본딩의 시설

E.5 외부피뢰시스템

E.5.1 일반사항

E.5.1.1 분리되지 않은 피뢰시스템

대부분의 경우 외부피뢰시스템은 보호하고자 하는 구조물에 부착된다.

뇌격점 또는 뇌격전류가 흐르는 전선에 미치는 열적 영향으로 건축물이나 보호하고자 하는 공간의 수용물에 손상이 갈 우려가 있을 때, 피뢰시스템 도체는 가연성 물질과 0.1 m 이상의 간격이 되도록 시설한다.

비고 일반적으로

－ 가연성 지붕의 구조물

－ 가연성 벽을 가진 구조물이다.

외부피뢰시스템 도체의 배치는 피뢰시스템 설계의 기본이며, 보호하고자 하는 구조물의 형상, 요구되는 보호레벨과 채택된 기하학적 설계방법에 따라 달라진다. 일반적으로 수뢰부시스템 설계는 인하도선, 접지시스템과 내부피뢰시스템의 설계를 좌우하게 된다. 인근 건물에 피뢰시스템이 있으면 고려 대상의 피뢰시스템은 서로 접속한다.

E.5.1.2 분리된 피뢰시스템

본딩된 내부 도전성 부분에 흐르는 뇌격전류가 구조물 또는 구조물 내의 수용물을 손상시킬 우려가 있을 때 구조물과 분리된 피뢰시스템을 사용한다.

비고 구조물을 변경할 때 피뢰시스템의 수정이 예상되는 경우 분리된 피뢰시스템을 사용하면 편리하다.

도전성 구조물과 단지 지표레벨에서 등전위본딩 시스템에 접속된 피뢰시스템은 3.3절에 따라 분리된 피뢰시스템으로 정의한다. 분리된 피뢰시스템은 보호하고자 하는 구조물의 인근에 수뢰봉 또는 마스트를 설치하던지 또는 6.3절의 이격거리를 충족시키는 마스트사이에 가공선을 매달아 시공한다.

또한 분리된 피뢰시스템은 6.3절에 정의된 이격거리가 유지되고 지하에서 접지시스템에 접속된 것을 제외하고는 구조물의 도전성 부분 또는 구조물 내부에 설치된 기기에 접속되지 않는 장소에서 벽돌 또는 목재와 같은 절연재료의 구조물에 시설한다.

구조물 내의 도전성 기기와 전기적 도체는 수뢰부시스템 도체와 인하도선으로부터 6.3절에 주어진 이격거리보다 멀리 하여 시설한다. 앞으로 시설할 모든 설비는 분리된 피뢰시스템의 요건을 만족하도록 한다. 피뢰시스템의 설계와 시공을 책임진 청부업자는 이 요건을 구조물 소유자에게 통보한다.

소유자는 이 요건들을 건물에서 일을 수행할 장래의 청부업자에게 통보한다. 그러한 일에 대해 책임이 있는 청부업자는 이들 요건을 충족시키지 못하면 구조물 소유자에게 통보한다.

분리된 피뢰설비를 갖춘 구조물에 시설한 모든 기기는 피뢰시스템으로 보호되는 공간 내부에 설치하고, 이격거리를 만족하도록 한다. 구조물 벽에 직접 부착시킨 도체고정이 도전성 부분에 너무 가까우면, 피뢰시스템과 내부 도전성 부분 사이의 거리가 6.3절에 주어진 거리보다 멀도록 피뢰시스템 도체는 절연된 도체 고정장치에 설치한다.

등전위본딩에 접속되어 있지 않고 수뢰부시스템과의 거리는 이격거리 이내이지만 등전위본딩과의 거리는 이격거리를 초과하는 매입형 도전성 지붕 고정장치는 분리된 피뢰시스템의 수뢰부시스템에 접속한다.

피뢰시스템의 설계와 지붕고정장치 근방에서의 작업에 대한 안전지침에는 뇌격이 입사하면 지붕고정장치의 전압은 수뢰부시스템의 전압까지 상승됨을 고려한다.

구조물 벽과 내부에 설치된 기기를 통하여 뇌격전류가 흐르지 않는 것이 바람직한 경우 분리된 피뢰시스템은 광범위하게 서로 접속된 도전성 부분으로 구성된 구조물에 설치한다.

강철 구조물 또는 강철 보강콘크리트와 같은 연속적으로 서로 접속된 도전성 부분으로 구성된 구조물의 경우 분리된 피뢰시스템은 구조물의 이들 도전성 부분과 이격거리를 유지하도록 한다. 적당한 이격거리를 얻기 위해서 피뢰시스템 도체는 절연된 도체 고정장치로 구조물에 고정시켜야 한다. 철근콘크리트의 기둥과 천정이 종종 벽돌 구조물에 사용됨을 유의하도록 한다.

E.5.1.3 위험한 불꽃방전

피뢰시스템과 금속, 전기와 통신설비 사이의 위험한 방전은 다음과 같이 하여 피할 수 있다.

－ 분리된 피뢰시스템의 경우 6.3절에 따라 절연하거나 격리한다.

－ 부착된 피뢰시스템의 경우 6.2절에 따라 등전위본딩을 하던지 또는 6.3절에 따라 절연하거나 격리한다.

E.5.2 수뢰부시스템

E.5.2.1 일반사항

이 규격에서는 돌침, 수평도체, 메시도체는 동등하다고 보아 수뢰부시스템의 선정에 대한 기준은 제시하지 않았다. 수뢰부시스템의 배열은 표 2의 요구사항에 따른다.

E.5.2.2 배치

수뢰부시스템의 설계에 있어서 수뢰부 각 부분의 보호범위가 중첩되고, 5.2절에 따라 구조물이 완전히 보호되는 경우, 다음 방법을 개별적으로 또는 조합하여 사용한다.

－ 보호각법

－ 회전구체법

－ 메시법(mesh method)

어느 하나의 피뢰시스템 설계에 3가지 방법을 모두 사용할 수도 있다. 피뢰시스템의 보호레벨은 보호하고자 하는 구조물에 대한 적합성과 취약성에 대한 실질적인 평가에 따라 선택한다.

배치방법은 피뢰시스템 설계자가 선택할 수도 있다. 그러나 다음 사항을 고려한다.

－ 보호각법은 단순한 구조물이나 큰 구조물의 작은 일부분에 적합하다. 이 방법은 선정된 피뢰시스템의 보호레벨에 따라 회전구체의 반경보다 높은 건축물에는 적합하지 않다.

－ 회전구체법은 복합 모양의 구조물에 적합하다.

－ 메시법이 널리 이용되며, 특히 평평한 표면의 보호에 적합하다.

구조물의 다양한 부분에 사용된 수뢰부시스템 설계 방법과 피뢰시스템 설계 방법을 설계시방서에 명확히 기술한다.

E.5.2.2.1 보호각법

수뢰 도체상의 점을 기준 평면에 모든 방향의 수직에 대해 각도 [eqn: alpha]로 투사함으로써 생기는 에워싸인 표면 내에 보호하고자 하는 구조물의 모든 부분이 들어가도록 수뢰도체, 돌침, 마스트, 수평도체를 배치한다. 보호각 [eqn: alpha]는 보호하고자 하는 표면에서 수뢰부의 높이 [eqn: h]에 대한 표 2의 값이 되도록 한다. 1개의 점은 원뿔를 만들며, 피뢰시스템에서 여러 가지 수뢰도체에 의해서 보호범위가 정해지는 방법에 대해 그림 A.1과 그림 A.2에 나타내었다. 표 2에 따라 보호하고자 하는 표면상의 수뢰부시스템의 높이가 다르면 보호각 [eqn: alpha]도 달라진다(그림 A.3과 E.12 참조).

[eqn: H] 대지기준면에서 건물 높이                  [eqn: h _{1}] 순수 수뢰침의 높이

[eqn: h _{2} ````:``h _{1} ``+`H], 대지기준면에서 수뢰침의 높이   [eqn: alpha _{1}] 수뢰부의 높이가 지붕 표면에서 잰 [eqn: h=h _{1}]에 상응하는 보호각

[eqn: alpha _{2}] 높이 [eqn: h _{2}]에 상응하는 보호각

그림 E.12 - 표 2에 따라 다른 높이에 대하여 보호각법을 적용한 수뢰부 설계

보호각법은 기하학적인 한계가 있으며, 표 2에 정의한 대로 h가 회전구체의 반경 [eqn: r]보다 큰 경우는 적용할 수 없다.

지붕에 시설된 구조물은 용마루 도체에 의해 보호되며, 용마루 도체의 보호범위는 건물 가장자리의 상부이며, 용마루 도체는 구조물과 가장자리 사이에 설치한다. 만약에 이렇게 할 수 없으면 회전구체법을 적용한다.

또한, 보호각법을 이용한 수뢰부시스템 설계에 대해서, 분리된 피뢰시스템은 그림 E.13과 E.14에, 그리고 부착된 피뢰시스템은 그림 E.15와 E.16에 나타내었다.

범 례

1 수뢰마스트	2 보호되는 구조물

3 기준면인 대지	4 보호원뿔(범위)의 교차

[eqn: s] 6.3절에 따른 이격거리

[eqn: alpha _{1} ,``` alpha _{2}] 표 2에 상응하는 보호각

그림 E.13a - 수직면상의 투영

비고 원은 기준평면인 대지상의 보호면적을 나타낸다.

그림 E.13b - 수평기준면상의 투영

그림 E.13 - 보호각법으로 설계된 2개의 별개 수뢰마스트를 사용한 분리된 외부피뢰시스템

그림 E.14a - 2개의 마스트를 갖는 수직면상의 투영

그림 E.14b - 2개의 마스트를 갖는 면과 직각을 이루는 수직면상의 투영

그림 14.c - 수평기준면상의 투영

범 례

1 수뢰마스트	2 보호되는 구조물

3 기준면상의 보호되는 면적	4 수뢰용 수평도체

[eqn: s _{1} ,```s _{2}] 6.3절에 따른 이격거리

[eqn: alpha] 표 2에 상응하는 보호각

비고 수뢰부시스템은 보호각법으로 설계되며, 구조물 전체가 보호범위 안에 있도록 한다.

그림 E.14 - 수평현수도체와 접속된 2개의 별개 수뢰마스트를 사용한 분리된 외부피뢰시스템

범 례

1 돌침	2 보호되는 구조물

3 가상 기준평면

[eqn: alpha] 표 2에 상응하는 보호각

그림 E.15a - 1개의 돌침을 사용한 예

범 례

1 돌침	2 보호되는 구조물

3 가상 기준평면	[eqn: alpha] 표 2에 상응하는 보호각

그림 E.15b - 2개의 돌침을 사용한 예

비고 구조물 전체가 돌침의 보호범위 안에 놓이도록 한다.

그림 E.15 - 돌침을 사용한 분리되지 않은 피뢰시스템의 수뢰부 설계의 예

범 례

[eqn: alpha] 표 2에 상응하는 보호각	[eqn: d _{1}] 지붕과 수평도체 사이의 거리

그림 E.16a - 수뢰도체를 포함하는 면에 직각인 수직면상의 투영

범 례

[eqn: alpha] 표 2에 상응하는 보호각

비고 구조물 전체가 보호범위 안에 놓이도록 한다.

그림 E.16b - 수뢰도체를 포함하는 수직면상의 투영

그림 E.16 - 보호각법에 따라 수평도체를 사용한 분리되지 않은 피뢰시스템 수뢰부 설계의 예

수뢰부시스템이 경사진 면에 설치된 경우 보호영역을 형성하는 원뿔의 축은 반드시 돌침이 아니어도 되지만 대신에 돌침의 끝단이 원뿔의 꼭지점이 되도록 돌침이 놓인 표면에 수직이어야 한다(그림 E.17 참조).

그림 E.17a - 회전구체설계법을 이용한 경사진 면에 설치된 마스트의 보호범위

그림 E.17b - 보호각설계법을 이용한 경사진 면에 설치된 돌침의 보호범위

범 례

1 보호범위	2 기준면

3 돌침	4 마스트

[eqn: r] 표 2에 따른 회전구체의 반경

[eqn: h,``h'] 표 2에 따른 수뢰부의 관련 높이[eqn: h _{t}] 기준평면에서 마스트의 높이

[eqn: alpha] 보호각	[eqn: B,``C,``B``',``C``'`] 회전구체의 접촉점

[eqn: C,`C``',``D,``D``'] 보호면적의 한계

비고 높이 [eqn: h]와 [eqn: h']는 [eqn: h _{t}]보다 낮아야 한다. [eqn: h]와 [eqn: h']는 경사진 기준면에 적용할 수 있다.

그림 E.17 - 경사진 면에 설치된 돌침 또는 마스트의 보호범위

E.5.2.2.2 회전구체법

회전구체법은 표 2에서 보호각법의 사용이 제외된 구조물의 일부와 영역의 보호공간을 확인하는데 사용한다.

이 방법을 적용할 때, 반경이 [eqn: r]인 회전구체를 구조체의 상부, 둘레, 대지상에 모든 방향으로 굴렸을 때 보호공간의 어느 점과도 만나지 않을 경우 수뢰부시스템의 배치는 적절하다. 그러므로 회전구체는 단지 대지와(또는) 수뢰부시스템만 닿아야 한다.

회전구체의 반경 [eqn: r]은 피뢰시스템의 보호레벨에 의존한다(표 2 참조).

여러 가지 구조물에 회전구체법을 적용하는 방법을 그림 E.18과 그림 E.19에 나타내었다. 반경 [eqn: r]인 구를 지표면이나 영구적인 구조물 또는 수뢰도체와 같은 역할을 할 수 있는 지표면에 닿는 물체와 접촉할 때까지 모든 건축물을 상부와 주위를 회전시킨다. 회전구가 건축물과 접촉되는 곳에서는 뇌격이 일어날 수 있으며, 그 지점에 수뢰부시스템 도체에 의한 보호가 요구된다

[eqn: r] : 표 2에 따른 회전구체의 반경

비고 피뢰시스템의 수뢰도체는 회전구체와 접촉하는 모든 점과 부분에 설치하며, 회전구체의 반경은 5.2.3절에 따라 구조물의 하부를 제외하고, 선택된 보호레벨에 따른다.

그림 E.18a - 회전구체법에 따른 피뢰시스템 수뢰부의 설계

범 례

1 수뢰도체	2 돌침

3 메시치수	4 인하도선

5 환상도체로 구성된 접지시스템	[eqn: h] 대지표면으로부터 수뢰부의 높이

[eqn: alpha] 보호각

그림 E.18b - 수뢰요소의 일반적인 배치

그림 E.18 - 회전구체법, 보호각법, 메시법에 의한 피뢰시스템 수뢰부의 설계 및 수뢰요소의 배치

1 사선영역, 뇌격의 입사에 노출되고 표 2에 따른 보호가 필요한 영역

2 구조물상의 마스트

[eqn: r] 표 2에 따른 회전구체의 반경

비고 측뢰에 대한 보호는 5.2.3절과 A.2에 따라 요구된다.

그림 E.19 - 복잡한 형상인 구조물에 대한 피뢰시스템 수뢰도체망의 설계

회전구체법을 건축물의 도면에 적용할 때, 단지 정면도, 측면도 그리고 평면도에서만 검토하면 간과될 수도 있는 보호되지 않는 구역으로 돌출된 부분이 없도록 모든 방향에서 건축물을 검토한다.

피뢰시스템 도체로 형성된 보호공간은 회전구체가 도체와 접촉하고 건축물에 적용되었을 때 회전구체가 통과할 수 없는 영역이다.

수뢰요소의 일반적 배열로 메시법, 회전구체법, 보호각법에 따른 피뢰설비 수뢰부시스템에 의한 보호를 그림 E.18에 나타내었다.

그림 E.20과 같이 수평기준평면의 상부에 2개의 수평 수뢰도체가 평행하게 시공된 경우, 도체 사이의 공간을 향하여 도체 아래로 회전구체가 침투하는 거리 [eqn: p]는 다음 식으로 계산된다.

[eqn: p=r-[r ^{2} -(d/2) ^{2} ] ^{1/2}]                                (E.4)

침투하는 거리 [eqn: p]는 [eqn: h _{t}]에서 보호하고자 하는 물체(그림 E.20에서 전동기)의 높이를 뺀 값보다 작도록 한다.

범 례

1 수평도체	2 기준면

3 2개의 평행한 수평도체 또는 2개의 돌침에 의해 보호되는 공간

[eqn: h _{t}] 기준면에서 잰 돌침의 높이	[eqn: p] 회전구체의 침투거리

[eqn: h] 표 2에 따른 수뢰부의 높이	[eqn: r] 회전구체의 반경

[eqn: d] 2개의 평행한 수평도체 또는 2개의 돌침 사이의 거리

비고 수뢰부 사이의 공간에서 물체가 보호되도록 회전구체가 침투하는 거리 [eqn: p]는 [eqn: h _{t}]에서 보호하고자 하는 물체 중에서 가장 높은 것의 높이를 뺀 값보다 작도록 한다.

그림 E.20 -2개의 평행한 수평도체 또는 2개의 돌침()에 의해 보호되는 공간

그림 E.20의 예는 3개 또는 4개의 돌침에도 유효하다. 예를 들면 동일한 높이의 정방형 구조물의 각 모퉁이에 4개의 수직돌침이 설치된 경우이다.

비고 1930년대 중반 이후 회전구체의 반경은 구조물에 입사한 뇌격전류의 피크값과 [eqn: r=10I ^{0.65}]인 상관성을 가지는 것으로 알려져 왔다. 여기서 [eqn: I]의 단위는 kA이다.

낙뢰가 입사할 수 있는 점은 회전구체법을 이용하여 결정할 수 있다. 회전구체를 건물을 따라 굴린 예를 그림 E.21에 나타내었다. 점선은 회전구체 중심의 경로를 나타내며, 또한 이것은 최종 방전을 일으키는 하향 리더 선단의 기하학적 위치이다. 회전구체의 중심의 경로에 놓인 선단을 가지는 모든 뇌방전은 건물의 가장 가까운 점에 방전할 것이다. 지붕의 가장자리 주위에서, 건물의 가장자리에 방전될 하향 리더 선단의 가능한 위치는 4분의 1 원주이다. 이것은 뇌격의 일부는 지붕표면에, 일부는 벽에 그리고 상당한 부분이 지붕의 가장자리에서 발생함을 나타낸다.

[eqn: r] 표 2에 따른 회전구체의 반경

그림 E.21a - 측면도

[eqn: r]  표 2에 따른 회전구체의 반경

그림 E.21b - 평면도

그림 E.21 - 건물에 뇌격이 입사하는 점

또한, 벽에 뇌격이 입사할 수 있는 전반적인 가능성을 예측하기 위해서 평면도를 고려해야 한다(그림 E.21b 참조).

E.5.2.2.3 메시법

평탄한 면의 보호를 목적으로 하는 경우 다음의 조건을 만족하면, 메시법은 전체 표면을 보호하는 것으로 간주한다.

a) 부속서 A에 기술한 것처럼 수뢰도체를 다음의 위치에 배치한다.

－ 지붕 가장자리선

－ 지붕 돌출부

－ 지붕 경사가 1/10을 넘는 경우 지붕 마루선

－ 높이 60 m 이상인 구조물의 경우 구조물 높이의 80 %를 넘는 부분의 측면

b) 수뢰망의 메시치수는 표 2에 나타낸 값 이하로 한다.

c) 수뢰부시스템망은 뇌격전류가 항상 최소한 2개 이상의 금속 루트를 통하여 대지에 접속되도록 구성해야 하며, 수뢰부시스템으로 보호되는 영역 밖으로 금속체 설비가 돌출되지 않도록 한다.

비고 여러 가닥의 인하도선으로 하면 이격거리가 줄어들며, 건물 내부의 전자계의 세기가 저감된다(5.3절 참조).

d) 수뢰 도체는 가능한 짧고 직선 경로로 한다.

평평한 지붕의 구조물과 경사진 지붕의 구조물인 경우 메시법을 적용하여 수뢰부를 설계한 부착된 피뢰시스템의 예를 각각 그림 E.22a와 그림 E.22b에 나타내었다. 또한 산업용 건물에 시설한 피뢰시스템의 예를 그림 E.22c에 나타내었다. 은폐된 수뢰도체가 설치된 피뢰시스템의 예를 그림 E.22d에 나타내었다.

그림 E.22a - 평평한 지붕의 구조물에 설치된 피뢰시스템의 수뢰부

범 례	[eqn: w] 메시치수

비고 메시치수는 표 2의 값을 적용하는 것이 좋다.

그림 E.22b - 경사진 지붕의 구조물에 설치된 피뢰시스템의 수뢰부

범 례

[eqn: A] 시험용 접속점

비고 모든 치수는 표 1 과 표 2에 따라 선택된 보호레벨에 상응하는 것이 좋다.

그림 E.22c - 격납고 지붕의 구조물에 설치된 피뢰시스템의 예

그림 E.22d - 높이 20 m이하이고 경사진 지붕을 가진 건물에 대한 수뢰도체와 가시적으로 은폐된 도체

그림 E.22 - 메시법 수뢰설계에 따른 분리되지 않은 피뢰시스템 수뢰부 설계의 예

해 설

메시폭은 경사진 지붕에 평행한 폭으로 해야 한다. 다음의 그림에 나타낸 예와 같이 a가 메시폭이며, b와 같이 생각하면 안 된다.

경사진 지붕에 설치한 메시

E.5.2.3 높은 구조물의 측뢰에 대한 수뢰부

높이 120 m를 넘는 구조물에서, 측면의 상층부 20 %는 수뢰부시스템을 설치해야 한다.

비고 높이 120 m를 넘는 건물의 상충부에서 벽의 외측에 (예를 들어 전자기기) 민감한 설비가 있으면 이들 설비는 수평 용마루도체, 메시도체 또는 이와 동등한 것과 같은 특수한 수뢰대책으로 보호한다.

E.5.2.4 시설

E.5.2.4.1 일반 사항

도체의 단면적이 표 6에 적합하다면 최대허용온도를 초과하지 않을 것이다. 가연성 물질로 시설된 지붕과 벽은 다음과 같은 하나 이상의 대책으로 피뢰시스템 도체를 가열하는 위험한 뇌격전류 영향으로부터 보호한다.

－ 단면적을 늘려 도체의 온도를 낮춘다.

－ 지붕덮개와 도체 사이의 거리를 증가시킨다.

－ 도체와 가연성 재료 사이에 내열층을 삽입한다.

E.5.2.4.2 분리되지 않은 수뢰장치

인하도선을 통하여 뇌격전류가 충분히 분산되도록 수뢰도체와 인하도선을 지붕에서 서로 접속한다. 지붕 위의 도체와 돌침의 접속은 도전성 또는 절연성 스페이서와 고정장치를 사용하여 지붕에 고정시킨다. 벽이 비가연성 재료인 경우 도체는 벽의 표면에 배치한다. 이들 도체의 적정한 지지점 간격을 표 E.1에 나타내었다.

표 E.1 - 적정한 지지점 간격

배치	테이프형과 연선 도체의 지지점 간격 (mm)	원형 단선 도체의 지지점 간격 (mm)
수평 표면상의 수평도체	500	1 000
수직 표면상의 수평도체	500	1 000
지표면에서 20 m 높이까지의 수직 도체	1 000	1 000
지표면에서 높이 20 m 이상에서 수직 도체	500	1 000

비고 1 이 표는 특수한 고려를 요구하는 붙박이 고정에는 적용되지 않는다.

비고 2 예를 들어 풍압하중과 같은 환경조건을 평가하며, 필요에 따라 지지점 간격을 조정해도 된다.

용마루가 있는 소형 주택과 유사한 건축물에서 지붕의 피뢰도선은 용마루에 시공한다. 만약 구조물이 지붕의 용마루도체에 의한 보호범위 내에 완전히 들어가면 적어도 두 개의 인하도선을 건축물의 반대 귀퉁이에서 박공모서리 위에 배치한다.

비고 구조물의 둘레를 따라 측정한 두 인하도선사이의 거리는 표 4에 주어진 거리 이내로 한다.

지붕 모서리에 있는 물홈통은 5.2.5절에 적합하면 자연구성부재 인하도선으로 사용할 수도 있다. 지붕에 설치한 도체와 경사진 지붕 구조물의 인하도선의 배열에 대한 예를 그림 E.23a, 그림 E.23b, 그림 E.23c에 나타내었다.

그림 E.23a - 경사진 지붕의 용마루 상의 피뢰도체와 지붕인하도선의 시설

그림 E.23b - 보호각 수뢰설계법을 이용한 굴뚝보호용 피뢰침의 시설

그림 E.23c - 물홈통에 접속하는 인하도선의 시설

그림 E.23d - 인하도선의 시험용 접속점과 배수관에 접속하는 본딩의 시설

적당한 치수의 예

[eqn: a] 1 m	[eqn: b] 0.15 m (강제규정은 아님)

[eqn: c] 1 m	[eqn: d] 가능한 한 모서리에 근접할 것

[eqn: e] 0.2 m	[eqn: f] 0.3 m

[eqn: g] 1 m	[eqn: h] 0.05 m

[eqn: i] 0.3 m	[eqn: j] 1.5 m

[eqn: k] 0.5 m	[eqn: alpha] 표 2에 따른 보호각

그림 E.23 - 경사진 기와지붕 건축물에 시설하는 피뢰시스템의 상세도에 대한 예

긴 건축물인 경우, 표 4에 따른 추가도체는 지붕 용마루에 설치된 수뢰도체에 접속한다. 커다란 지붕 돌출부가 있는 건물에서 지붕 용마루 도체는 용마루의 끝까지 뻗도록 한다. 지붕의 박공 모서리에서 도체에 의해 지붕 용마루도체에서 인하도선까지 접속한다.

기능한 한 수뢰도체, 접속용 도체와 인하도선은 직선으로 시공한다. 비도전성 지붕의 경우, 도선은 기와의 밑 또는 위에 시공해도 되며, 기와 위에 배치하는 것이 더 바람직하다. 기와 밑에 시공하는 것은 간단하고 부식성 위험이 적다는 장점이 있으나 도체에 직격뢰를 받을 경우, 기와의 손상위험을 줄이고 검사를 간단하게 할 수 있도록 적당한 고정방법으로 기와의 상부에 시공하는 것이 좋다. 지붕 위로 돌출되고 10 m 이하의 간격을 가진 짧은 수직 용마루에서 기와 밑에 도체가 놓이도록 시공하는 것이 좋다. 간격이 5 m 이하인 적절한 노출된 금속판을 사용해도 된다(그림 E.22d 참조).

평평한 지붕의 건축물의 경우, 주위 도체는 가능한 한 지붕의 외측 가장자리에 가깝게 시공한다. 지붕표면이 표 2에 규정된 메시 크기를 초과하는 경우, 수뢰도체를 추가로 시공한다. 건축물의 경사진 지붕에 시설하는 수뢰도체용 설비에 대한 상세시공도의 예를 그림 E.23a, 그림 E.23b, 그림 E.23c에 나타내었다. 그림 24에는 평평한 지붕에 설치하는 설비의 상세시공도의 예를 나타내었다.

범 례

[eqn: alpha] 500 - 1 000 mm (표 F.1 참조)	1 지붕 난간

2 가요 도체	3 접속점

4 T - 접속점	5 수뢰도체 고정

6 방수부싱을 통과하는 피뢰시스템	7 강철 고정대

8 접속점

비고 지붕 난간의 금속제 덮개를 수뢰도체로 사용해도 되며, 피뢰시스템의 자연적 구성부재 인하도선으로 사용된 강철 고정대에 접속한다.

그림 E.24 - 구조물의 지붕에 설치된 자연적 구성부재를 이용한 피뢰시스템의 구성

목재나 벽돌 등 절연재료로 된 평평한 지붕을 갖는 건축물에 시설된 외부피뢰시스템의 배치에 대해서 그림 E.25에 나타내었다. 지붕 설비는 보호범위 내에 있다. 고층 구조물에서 모든 인하도선을 접속하는 환상 도체를 파사드(건물의 정면 외장재)에 시설한다. 이들 환상도체 사이의 거리는 표 4에 나타내었다. 회전구체 반경의 레벨 아래의 환상도체는 등전위화 도체로서 필요하다.

범 례

1 피뢰침	2 수평수뢰도체

3 인하도선	4 T-형 접속

5 십자형 접속	6 시험용 접속점

7 B-형 접지극 배열, 환상접지극	8 등전위 환상도체

9 지붕 설비가 있는 평평한 지붕	10 내부피뢰시스템의 등전위 바를 접속하는 단자

11 A-형 접지극 배열

그림 E.25 - 평평한 지붕과 지붕에 시설물이 설치된 높이 60 m인 목재 또는 벽돌과 같은 절연재료로 만들어진 구조물의 외부피뢰시스템의 배치

피뢰시스템 도체와 피뢰침은 바람 또는 기후, 지붕에서의 작업으로 인한 하중에 견딜 수 있도록 기계적으로 단단히 고정시킨다.

금속의 용융에 의한 발화의 위험이 없다면, 외측 벽의 기계적 보호를 하는 금속제 덮개는 5.2.5절에 따라 자연적 구성부재 수뢰도체로 사용할 수 있다. 가연성은 금속제 덮개 하부에 있는 재료의 형태에 의존하며, 시공자는 적용된 재료의 가연성을 확인한다. 지붕의 형태에 따라 금속제 지붕에 시설된 밀봉부분이 뇌격에 의해 관통파괴될 수도 있다. 이러한 경우 뇌격점에서 물이 지붕으로 관통하고 누수된다. 이러한 가능성을 피할 수 있으면 수뢰부시스템을 설치한다.

조명탑 그리고 연기와 열 배출구는 통상 닫혀 있다. 그러한 배출구의 보호를 위한 설계시에는 그 배출구의 보호가 개방위치, 닫힌 위치, 중간 위치에서도 적용될 수 있는지의 결정에 대해서 건물의 구입자/소유자가 협의한다.

5.2.5절에 적합하지 않는 도전성 얇은 판의 지붕 덮개는 뇌격점에서 용융이 허용된다면 수뢰부로 사용해도 된다. 만약 허용될 수 없다면, 도전성 얇은 판으로 된 지붕은 충분한 높이의 수뢰부시스템으로 보호하는 것이 좋다(그림 E.20과 그림 E.26 참조).

범 례

[eqn: r] 표 2에 나타낸 회전구체의 반경	a 수뢰도체

비고 회전구체는 받침점을 포함하여 금속 지붕의 어느 부분에도 접촉하지 않는 것이 좋다.

그림 E.26 - 지붕재(덮개)의 관통이 허용되지 않는 도전성 덮개로 된 지붕에 시설하는 수뢰도체망의 시설

절연 지지물이 사용될 때 6.3절에 규정된 도전성 얇은 판(sheet)에 대한 안전거리에 대한 조건을 만족하도록 한다. 도전성 지지물이 사용될 때, 지붕 얇은 판에 접속은 뇌격전류의 일부에 견디도록 하는 것이 바람직하다(그림 E.26 참조).

지붕의 가장자리에 피뢰도체로 지붕난간을 사용한 자연적 구성부재 수뢰부시스템의 예를 그림 E.24에 나타내었다.

지붕 표면에서 매입되고 돌출된 구조물은 피뢰침으로 보호한다. 대신에 5.2.5절을 충족시키지 못하면 외부 금속제를 피뢰시스템에 본딩한다. 콘크리트 내부의 있는 자연적 구성부재 인하도선을 수뢰부에 접속하는 예를 그림 E.27에 나타내었다.

범 례

1 피뢰침	2 수평수뢰도체

3 인하도선	4 T-형 접속점

5 십자(+)형 접속점	6 보강용 강철봉에 접속

7 시험용 접속점	8 B-형 접지극, 환상접지극

9 지붕설비가 있는 평평한 지붕	10 T-형 접속점 - 내식성

비고 구조물의 강철 보강은 4.3절을 만족하도록 하며, 피뢰시스템의 모든 치수는 선택된 보호레벨을 만족하는 것이 좋다.

그림 E.27 - 자연적 구성부재로 외벽의 보강재를 이용한 강철보강콘크리트 구조물에 설치한 외부피뢰시스템의 구성

E.5.2.4.2.1 다층 주차장 지붕에 시설하는 피뢰설비

이러한 구조물의 피뢰설비에는 수뢰 단추(stud)를 사용해도 된다. 이 수뢰 단추는 콘크리트지붕의 보강용 강철에 접속해도 된다. 보강재에 접속할 수 없는 지붕의 경우 지붕도체를 차도널판지의 접속부에 놓아도 되며, 수뢰 단추는 메시접속점에 배치할 수 있다. 메시폭은 표 2에 주어진 보호레벨에 상응하는 값 이하이어야 한다. 이 경우, 이 주차장에 있는 사람과 자동차는 낙뢰로부터 보호되지 않는다.

범 례

1 수뢰단추	2 보강용 강철의 여러 바를 접속하는 강철 도체

3 콘크리트에 대한 강철 보강

그림 E.28 - 주차장 지붕에 사용된 수뢰단추의 예

직격뢰로부터 최상층 주차장을 보호하려면 피뢰침과 가공지선을 시설한다. 안전거리 확보를 위한 근사적인 피뢰도체의 높이를 그림 E.29에 나타내었다.

범 례

1 보호원뿔	2 금속제 지붕 설비

3 수평수뢰도체	4 전원선, 도전성 차폐관에 수납된 것이 바람직하다.

5 전기설비

[eqn: s] 6.3절에 따른 이격거리	[eqn: alpha] 보호각, 표 2 참조

비고 피뢰침의 높이는 표 2에 따른다.

그림 E.29 - 수뢰부시스템에 본딩되지 않은 전기설비가 있는 금속제 지붕 시설의 보호에 사용된 피뢰침

수직 도체들의 경우, 사람의 손이 닿을 수 있는 영역을 고려한다. 필요한 안전이격거리는 방벽이나 보호선의 시공으로 확보할 수 있다. 폭풍우 동안 뇌격위험을 주의시키는 표지를 입구에 게시한다. 지붕이 5 cm 이상 두께의 아스팔트층으로 시공된 경우, 접촉전압과 보폭전압은 무시해도 된다. 추가적으로, 지붕이 4.3절에 따른 전기적 연속으로 보강용 강철에 접속된 철근콘크리트로 시공되면 보폭전압은 무시해도 된다.

E.5.2.4.2.2 일반인이 접근할 수 없는 평평한 지붕의 강재 보강콘크리트 구조물

외부피뢰시스템이 시설된 일반인이 접근할 수 없는 평평한 지붕의 경우, 수뢰부시스템은 그림 E.27과 같이 시설하는 것이 좋다. 지붕의 등전위 환상도체로 그림 E.24와 그림 E.30과 같이 지붕난간의 금속피복을 이용해도 된다.

범 례

1 내식성 접속	2 가요성 도체

3 난간의 금속 덮개

비고 부식을 피할 수 있도록 재료의 적절한 선정 및 접속재와 교락도체의 양호한 설계에 특별이 주의하는 것이 바람직하다.

그림 E.30 - 금속제 난간피복의 전기적 연속성을 확보하는 방법

지붕에 메시도체를 시설하는 한 가지 방법을 그림 E.27에 나타내었다. 건축물 지붕의 방수층이 일시적인 기계적 손상에 견딜 수 있다면 지붕의 평평한 면을 덮고 있는 수뢰망을 5.2.4절에 따라 콘크리트 내부의 강철 보강 바로 이루어진 자연적 구성부재 피뢰도체로 대체해도 된다. 대체할 수 있는 방법으로 피뢰시스템 수뢰도체를 콘크리트 지붕에 직접 고정시킬 수도 있다.

일반적으로 콘크리트 지붕의 보강재에 뇌격이 입사하면 방수층이 손상된다. 그러면 빗물이 보강재 봉을 부식시켜 손상을 줄 수도 있다. 부식에 의한 콘크리트의 기계적 강도의 감소가 허용되지 않을 경우, 강재 보강 콘크리트로 직격뢰가 입사하지 않도록 수뢰부시스템을 시공하고, 보강용 강철에 본딩하는 것이 바람직하다. 외벽의 기계적 보호를 위한 금속 덮개는 금속용융에 의한 발화의 위험이 없으면 5.2.5절에 따라 자연적 구성부재 수뢰부로 사용해도 된다. 표 3에 적합하지 않은 도전성 얇은 판의 지붕덮개는 뇌격점의 용융이 허용된다면, 수뢰부시스템으로 사용할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 도전성 지붕 얇은 판은 충분한 높이의 수뢰부시스템으로 보호한다. 이 경우 회전구체법을 적용한다. 메시법을 적용하는 경우 통상의 메시수뢰부시스템에 비해서 메시치수는 작아야 하며, 지지점의 높이도 높아야 한다. 절연지지물이 사용될 경우, 도전성 얇은 판에 대한 안전 거리에 관한 조건은 6.3절을 만족하도록 한다. 도전성 지지물을 사용할 경우, 지붕 얇은 판에 접속할 때 분류되는 뇌격전류에 견디도록 한다(그림 E.29 참조).

지붕 가장자리에서 지붕난간을 수뢰부시스템으로 사용한 자연적 구성부재 수뢰부시스템의 한 예를 그림 E.24에 나타내었다. 100 mm 이하의 파편이나 부서진 콘크리트가 건축물 아래로 떨어져 외관에 일시적인 손상이 나도 상관없는 경우, 5.2절에 따르면 지붕 환상도체는 콘크리트 내부의 강철 보강재로 구성된 자연적 구성부재 환상 도체로 대체할 수 있다. 그러나 5.2.5절에 정해진 수뢰부의 조건을 만족하지 못하는 금속 부분은 지붕에서 다른 뇌격전류를 흘리는 부분에 접속해도 된다.

E.5.2.4.2.3 적절한 구조물 차폐 시설

건축물의 외벽과 지붕은 건축물 내의 전기 및 정보처리 기기를 보호하기 위한 전자계 차폐로 사용될 수 있다(KS C IEC 62305-2, 부속서 B 및 KS C IEC 62305-4 참조). 인하도선과 폐쇄 공간의 전자계 차폐로서 상호 연결된 보강재 강철을 사용한 강제 보강콘크리트 건축물의 예를 그림 E.27에 나타내었으며, 자세한 사항은 KS C IEC 62305-4에 기술되어 있다.

지붕에 시공된 수뢰부시스템의 범위에서 1 m 이상으로 높은 모든 도전 부분은 메시가 형성되도록 상호 접속한다. 메시 실드(shield)는 6.2절에 따라 지붕 가장자리와 지붕의 다른 지점에서 수뢰부시스템에 접속한다.

자연적 구성부재 수뢰부시스템으로 지붕 난간과 인하도선으로 강철골조를 사용하는 도전성 골조의 건축물에서 수뢰부시스템의 시설에 대해서 그림 E.24와 그림 E.30에 나타내었다. 그림 E.30에는 피뢰시스템에서 자연적 구성 부재가 전기적 연속성을 갖게 하는 방법을 나타내었다. 표 2와 비교하여 강제 구조물의 메시 크기가 줄어듦에 따라 더 많은 병렬 도체로 뇌격전류가 분배되고, 그 결과 6.3절에 따라 낮은 전자기 임피던스로 되며, 안전거리는 감소되고 설비와 피뢰시스템 간에 필요한 이격거리는 더욱 쉽게 얻게 된다. 대부분의 건축물에서 지붕은 건축물 중 차폐가 덜 된 부분이다. 그러므로 지붕 시설의 차폐효과의 개선에 특별한 주위가 필요하다. 지붕에 도전성 구조체가 포함되어 있지 않은 경우, 차폐는 지붕 도체의 간격을 좁힘으로써 개선될 수도 있다.

E.5.2.4.2.4 도전성 설비가 없는 매입되거나 돌출된 지붕 설비의 보호

금속제 매입된 지붕 설비 또는 돌출된 지붕 설비 보호용 피뢰침은 보호하고자 하는 설비가 피뢰침이 만드는 회전 구체 보호 공간 내에 완전히 들어가거나 또는 표 2에 따른 보호각이 만드는 원뿔 안에 완전히 들어가는 높이로 한다. 피뢰침과 지붕 설비 사이의 이격 거리는 6.3절에 규정된 근접조건을 만족하도록 한다. 그림 E.29에 보호각 설계 방법을 이용한 피뢰침으로 지붕 설비를 보호하는 예를 나타내었다. 보호각은 표 2에 규정된 피뢰시스템의 보호레벨에 적합해야 한다.

피뢰침으로 보호가 되지 않는 금속제 지붕 설비는 치수가 다음의 값 이하인 경우 추가보호는 필요 없다.

－ 지붕 위 높이 0.3 m

－ 상부 구조의 전면적 1.0 m2

－ 상부 구조의 길이 2.0 m

피뢰침에 의한 보호 범위 내에 있지 않고, 수뢰부시스템이 형성한 표면 위 0.5 m 이하로 돌출된 비도전성 지붕 설비는 수뢰도체에 의한 추가적 보호가 필요 없다. 매입된 지붕 설비에서 건물의 내부로 연결된 전선 또는 배관과 같은 도전성 설비는 뇌격전류의 상당량이 건축물 내부로 흐를 수 있다. 그러한 도전성 접속이 있는 곳에서는 지붕의 돌출된 설비는 수뢰부시스템으로 보호한다. 수뢰부시스템에 의한 보호가 불가능하거나 비경제적이라면, 절연부분의 거리를 규정된 안전이격거리 2배 이상으로 하여 도전성 설비 내에 시공할 수 있다(예를 들면 압축공기파이프).

절연재의 굴뚝이 수뢰부시스템의 보호 범위 밖에 있는 경우, 피뢰침이나 수뢰환으로 보호한다. 굴뚝 위에 있는 피뢰침은 굴뚝 전체가 그 보호 범위 내에 들어가는 높이로 한다. 비도전성 굴뚝이 수뢰부시스템의 보호 범위 밖에 있는 경우, 비가 오지 않더라도 상당한 거리의 스트리머 전류가 흐를 수 있어 도전성을 가지는 검댕이 굴뚝의 내측에 퇴적되어 있기 때문에 비도전성 굴뚝에도 뇌격이 입사할 수 있다. 절연 벽돌로 된 굴뚝에 시공한 피뢰침을 그림 E.23에 나타내었다. 6.3절에 따른 안전거리에 상응하는 이격거리를 유지할 수 없을 때 금속제 매입된 지붕 설비는 수뢰부시스템에 본딩하는 것이 바람직하다.

E.5.2.4.2.5  전기 또는 정보처리 기기가 내장된 지붕 설비의 보호

전기기기 또는 정보처리기기가 내장된 절연성 또는 도전성 재료의 모든 지붕 설비는 수뢰부시스템의 보호 공간 내에 놓이도록 한다. 수뢰부시스템의 보호 공간 내에 시공된 기기로 직격뢰는 거의 입사하지 않는다. 지붕 설비에 직격뢰가 치면 지붕 설비를 파괴할 뿐 아니라 지붕 설비는 물론이고 건축물 내부의 접속된 전기ㆍ전자 기기에 대한 광범위한 피해를 가져온다. 또한 강철 구조물의 지붕설비도 수뢰부시스템의 보호범위 안에 놓이도록 한다. 이 경우, 가능하다면 수뢰도체는 피뢰시스템뿐만 아니라 강철 구조물에 직접 본딩한다. 구조물에 본딩한 경우는 이격거리를 유지할 필요는 없다. 지붕 설비에 대한 요구사항은 뇌격이 가해질 수 있는 즉, 회전구체에 의해 접촉될 수 있는 수직표면에 시공된 설비에도 적용한다. 전기설비가 내장된 도전성, 절연 재료의 지붕 설비를 보호하는 수뢰부 시공의 예를 그림 E.29와 그림 E.30에 나타내었다. 그림 E.31은 단지 이격거리 [eqn: s]를 유지할 수 없는 경우 적합하다.

범 례

1 수뢰도체	2 금속제 덮개

3 본딩 도체	4 수평수뢰도체

5 전기기기	6 SPD를 내장한 접속함

7 구조물의 도전성 요소에 본딩 접속점

비고 밀폐된 전기기기는 F.5.2.4.2.6에 따라 상당한 양의 뇌격전류에 견딜 수 있는 금속제 케이블 실드를 통하여 수뢰부시스템과 구조물의 도전성 부분에 본딩한다.

그림 E.31 - 수뢰부시스템에 접속되어 직격뢰 침입을 보호하는 금속제 지붕 설비

비고 지붕 설비의 특별한 보호가 필요하면 지붕 설비에 접속된 운전중인 케이블에 SPD를 지붕 레벨에 설치할 수 있다.

요구되는 이격거리는 대기 중에서 뿐만 아니라 고체재료([eqn: k_{m} =0.5}])를 통과하는 경로에서도 유지하는 것이 바람직하다.

E.5.2.4.2.6 보호공간에서 돌출된 전기설비

이미 보호범위 내에 안테나 기둥을 설치하거나 분리된 외부피뢰시스템을 설치하여 직격뢰로부터 건축물 지붕에 있는 안테나 지지봉을 보호한다.

이것이 불가능하면 안테나 기둥을 수뢰부시스템에 본딩한다. 이 때 뇌격전류의 일부는 보호하고자 하는 구조물 내부로 흐르게 된다.

안테나 케이블은 모든 인입설비용 공통 인입구 또는 피뢰시스템의 주 본딩용 바 부근에서 건축물에 인입되는 것이 바람직하다. 안테나 케이블의 도전성 차폐선은 지붕에서 수뢰부시스템과 주본딩 바에 본딩한다(그림 E.32 참조).

범 례

1 금속제 마스트	2 지붕의 용마루에 설치된 수평수뢰도체

3 지붕 인하도선과 금속제 안테나마스트 사이의 접속	4 안테나 케이블

5 주 본딩 바; 안테나케이블의 금속 차폐선은 본딩 바에 접속한다.

6 시험용 접속점	7 TV

8 안테나케이블과 전원케이블의 병렬 배선	9 전원케이블

10 접지시스템	11 SPD를 내장한 주 배전반함

12 기초접지극	13 피뢰시스템 도체

[eqn: l] 이격거리의 길이	[eqn: alpha] 보호각

비고 5.3.3절에 따르면 소형 구조물에서는 단지 2개의 인하도선이면 충분하다.

그림 E.32 - 피뢰침으로 마스트를 사용한 TV안테나가 설치된 가옥의 피뢰설비 구성에 대한 예

안전거리를 유지할 수 없는 전기기기를 받치는 지붕 설비는 표 9에 따라 수뢰부시스템 및 지붕 설비의 도전성 부분과 전기기기의 도전성 차폐물에 본딩하는 것이 좋다. 도전성 부분을 가진 지붕 설비를 전기설비와 건축물의 수뢰부에 본딩하는 방법을 그림 E.31에 나타내었다.

E.5.2.4.2.7 지붕 위 도전성 부분의 보호

지붕에 시공된 뇌격에 견딜 수 없는 도전성 부분, 5.2.5절과 표 3에 따른 자연적 구성부재 피뢰시스템의 요건을 만족하지 못 하며 뇌격을 허용할 수 없는 건축물의 도전성 지붕 덮개 또는 다른 부분은 수뢰도체에 의해 보호되어야 한다. 지붕의 도전성 부분의 피뢰시스템의 설계에는 회전구체 수뢰부 설계법을 적용하는 것이 좋다(그림 E.33 참조).

범 례

1 회전구체	2 피뢰침

3 전기기기	4 인하도선

5 금속 용기

[eqn: r] 회전구체의 반경, 표 2 참조	[eqn: s] 6.3절에 따른 이격거리

그림 E.33 - 직격뢰에 대한 지붕 위 금속장치의 피뢰설비

이격거리 [eqn: s]를 유지할 수 없을 때 직격뢰로부터 도전성 지붕설비를 보호하는 피뢰시스템의 설계에 대한 예를 그림 E.31에 나타내었다.

E.5.2.4.2.8 흙으로 덮힌 구조물의 보호

사람이 늘 있지는 않으며 지붕을 흙으로 시공한 구조물에는 통상의 피뢰시스템을 시설한다. 회전구체법 또는 보호각법에 따라 흙 표면에 메시수뢰부시스템 또는 매설메시에 접속된 여러 개의 피뢰침의 수뢰부시스템을 설치한다. 만약 이렇게 하지 않으면, 돌침과 용마루 도체가 없는 매설메시수뢰부시스템의 뇌격포착률은 저하한다.

통상 사람이 주거하는 두께 0.5 m 이하의 흙으로 된 지붕의 구조물에는 위험한 보폭전압이 발생하지 않도록 5 m [eqn: TIMES] 5 m 메시의 메시수뢰부시스템이 필요하다. 또한 직격뢰로부터 대지에서 사람을 보호하기 위해서 회전구체법에 따른 피뢰침이 필요하다. 이러한 피뢰침은 울타리, 조명등주 등과 같은 자연적 구성부재 수뢰부로 대체할 수 있다. 피뢰시스템의 높이는 필요한 이격거리와 함께 2.5 m 사람의 허용높이를 고려해야 한다(그림 E.3 참조). 적용할 수 있는 종류가 없으면 뇌격이 발생하는 동안 사람은 직격뢰에 노출되게 된다. 0.5 m 이상의 흙층으로 된 지하구조물의 피뢰대책에 대해서는 검토 중에 있다. 활용할 수 있는 연구가 없는 한 0.5 m 이하의 흙층으로 된 구조물에 대한 보호대책과 동일한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 폭발성 물질을 보관하는 지하구조물에는 추가 피뢰시스템이 필요하다. 그러한 추가 피뢰시스템은 구조물의 상부에 놓이는 분리된 피뢰시스템으로 한다. 피뢰시스템과 추가피뢰시스템의 접지는 서로 접속해야 한다.

E.5.2.5 자연적 구성부재

평평한 지붕을 한 건축물의 경우, 지붕 난간의 금속제 덮개는 피뢰시스템의 수뢰망을 구성하는 전형적인 자연적 구성 부재이다. 그러한 덮개는 기후의 영향으로부터 지붕 난간의 상층 표면을 보호하는 U-형인 알루미늄, 아연 도금강 또는 구리의 돌출 또는 굴곡 부분으로 구성되며, 적용시 고려할 이들의 최소 두께를 표 3에 나타내었다. 수뢰도체, 지붕 표면의 도체와 인하도선은 지붕 난간 덮개에 접속되어야 한다. 난간 덮개판의 부위 간에 양호하고 신뢰성 있는 연속성이 없다면 부위의 접속점 사이에 도전성 교락(bridging)을 하는 것이 바람직하다.

피뢰시스템의 자연적 구성부재 수뢰 도체로 난간의 도전성 덮개를 사용하는 수뢰부 시설의 예를 그림 E.24에 나타내었다. 지붕 위에 시공되거나 지붕 표면 위로 연장된 금속제 탱크, 금속관 배관, 궤조 등과 같은 도전성 부분은 표 3에 상응하는 벽두께라면 자연적 구성부재 수뢰부시스템으로 간주한다. 고압의 기체나 액체 또는 가연성 기체나 액체를 수용한 용기나 배관은 자연적 구성부재 수뢰부로 사용하지 말아야 한다. 부득이하게 사용해야 하는 경우, 배관을 설계할 때 뇌격전류의 열영향을 고려하는 것이 좋다.

금속제 탱크와 같은 지붕 표면 위의 도전 부분은 흔히 건축물 내부에 시공된 기기에 자연스럽게 접속된다. 전체 뇌격전류가 건축물로 흐르는 것을 막기 위하여 피뢰시스템의 자연적 구성 부재와 수뢰메시 사이에는 견고한 접속이 필요하다. 수뢰도체에 도전성 지붕 설비를 본딩하는 상세도의 한 예를 그림 E.34에 나타내었다.

범 례

1 수뢰도체의 고정	2 금속관

3 수평수뢰도체	4 콘크리트 내의 강철 보강재

비고 1 강관은 5.2.5절과 표 6에 따라야 하며, 본딩도체는 표 6 그리고 보강재는 4.3절을 따른다. 지붕본딩은 방수가 되도록 한다.

비고 2 이 특별한 경우에서 철근콘크리트 구조물의 보강재에 본딩한다.

그림 E.34 - 수뢰도체에 자연적 구성부재 피뢰침의 접속

금속제 탱크와 콘크리트의 보강 강재 봉(rod) 등 지붕 표면 위의 도전성 부분은 수뢰망에 접속하는 것이 좋다.

지붕 위의 도전성 부분에 직격뢰의 입사가 허용되지 않을 때 도전성 부분은 수뢰부시스템의 보호 공간 안쪽에 시공한다. 그림 E.35는 금속 외벽 판을 자연적 구성부재 인하도선으로 사용할 경우, 이들 적용에서 허용할 수 있는 금속 외벽판 사이의 도전성 교락의 예이다. 이 교락에는 가요성 금속 끈에 의한 교락, 자신이 암나사를 내는 나사에 의한 교락 두가지 방법이 있다. 가요성 금속 끈을 이용하는 방법은 단지 외벽판을 자연적 구성부재 수뢰도체로 사용할 때 사용된다. 자신이 암나사를 내는 나사에 의한 교락은 단지 차폐목적에 적용할 수 있다(뇌전자계임펄스에 대한 보호).

그림 E.35a - 가요성 금속 끈에 의한 교락

그림 E.35b - 자신이 암나사를 내는 나사에 의한 교락

비고 특히 전기적으로 도전성인 교락은 뇌전자계임펄스에 대한 보호의 효과를 증진시킨다. 뇌전자계임펄스에 대한 보호에 관한 상세한 내용은 KS C IEC 62305-4에 기술되어 있다.

그림 E.35 - 금속 외벽판 사이 교락의 구성

E.5.2.6 분리된 수뢰부시스템

보호할 건축물 또는 기기에 인접한 수뢰 마스트는 분리된 피뢰시스템이 시공될 때 보호 범위 내에 있는 건축물로 뇌격이 입사할 확률을 최소화하는데 사용된다. 2개 이상의 설치할 때는 가공 도체로 이들을 서로 접속하며, 피뢰시스템에서 근접한 설비는 6.3절에 따른다. 마스트를 가공 도체로 접속하면 보호 범위가 확장되고, 몇 개의 인하도선으로 뇌격전류를 분배시켜 흘린다. 따라서 피뢰시스템의 전압 강하와 보호범위에서의 전자기적 영향은 가공도체가 없는 경우보다 낮다. 구조물 내의 설비와 피뢰시스템 사이의 거리가 더 멀어지므로 구조물 내부의 전자계의 세기는 감소한다. 분리된 피뢰시스템은 전자기 차폐를 더욱 개선시킬 철근 콘크리트 건물에도 적용할 수 있다. 그러나 고층 건축물에 분리된 피뢰시스템의 시공이 유효한 것은 아니다. 지붕에 매우 많은 수의 돌출된 설비를 보호하는 데는 절연지지물에 가선된 수평도체로 구성된 분리된 수뢰부시스템이 적합하다. 지지물의 절연은 6.3절에 따른 이격거리로 산출한 전압에 대해서 적당하면 좋다.

E.5.3 인하도선시스템

E.5.3.1 일반사항

뇌격전류가 몇 개의 인하도선으로 분류되면 측뢰의 위험성 및 건축물 내부의 전자계 외란이 감소된다는 것을 고려하여 인하도선의 수와 위치를 선정한다. 인하도선은 가능한 한 건축물 주위에 균등하게 대칭 구조로 시공한다.

전류의 분배는 인하도선의 수를 증가시키거나 등전위 상호접속환에 의해서도 개선된다.

피뢰시스템과의 등전위본딩의 요구를 피하기 위해서 인하도선은 가능한 한 내부 회로와 금속제 부분은 멀리 떼어 두어야 한다.

다음 사항에 주의한다.

－ 인하도선은 가능한 한 짧아야 한다(가능한 한 인덕턴스가 작아야 한다).

－ 인하도선 상호간의 전형적인 거리는 표 4의 값과 같다.

－ 인하도선과 등전위 상호접속환의 기하학적 배치는 이격거리에 영향을 미친다(G.7.1 참조).

－ 한쪽만 고정된 구조의 건축물에서 이격거리는 사람에 대한 측격뢰의 위험을 고려하여 평가하는 것이 좋다.

시공 또는 구조상의 제한 때문에 건물의 한 쪽 측면 또는 측면의 일부분에 인하도선을 설치할 수 없으면 그 측면에 설치하는 인하도선은 맞은 편 측면에 특별히 보상된 인하도선처럼 설치한다. 이들 인하도선 사이의 거리는 표 4에 주어진 거리의 1/3 이상이어야 한다.

평균거리가 표 4에 주어진 값을 만족하면 인하도선 사이 간격의 변동은 [eqn: +-]20 %까지 허용된다. 둘레가 30 m를 넘는 폐쇄된 안마당에는 인하도선을 설치해야 한다. 인하도선 사이 거리의 전형적인 값을 표 4에 나타내었다.

E.5.3.2 분리된 피뢰시스템의 인하도선 수

추가내용 없음

a) 수뢰부시스템이 분리된 마스트(또는 1개의 지주)에 시공된 돌침으로 구성되어 있다면 각 마스트에는 하나 이상의 인하도선이 필요하다. 마스트가 금속이거나 보강용 강철에 상호 접속되어 있는 경우 인하도선을 추가하지 않아도 된다.

b) 수평 도체들(또는 하나의 도선)로 된 수뢰부시스템이라면 각 도체 끝단에 하나 이상의 인하도선이 필요하다.

c) 메시도체의 수뢰부시스템이라면 적어도 하나의 인하도선이 각 지지 구조물마다 필요하다.

E.5.3.3 분리되지 않은 피뢰시스템의 인하도선 수

추가내용 없음

a) 1개의 돌침으로 구성된 수뢰부시스템이라면 하나 이상의 인하도선이 필요하다. 개별 돌침으로 구성된 수뢰부시스템이라면 각 돌침에 하나 이상의 인하도선이 필요하다.

b) 수평 도체로 구성된 수뢰부시스템이라면 각 도체 끝단에 하나 이상의 인하도선이 필요하다.

c) 메시 도체로 구성된 수뢰부시스템이라면 2개 이상의 인하도선이 필요하며, 보호하고자 하는 건축물 주위 둘레에 배치된다.

E.5.3.4 시공

E.5.3.4.1 일반사항

외부 인하도선은 건축물의 수뢰부시스템과 접지시스템 사이에 시설한다. 자연적 구성부재를 이용할 수 있는 장소에서는 이들을 인하도선으로 사용할 수 있다. 만약에 표 4에 따른 인하도선간격을 기초로 하여 산출한 인하도선과 내부설비사이의 이격거리가 너무 크면 요구되는 이격거리를 충족시키도록 인하도선의 수를 늘린다.

뇌격전류에 대해 가능한 한 가장 짧은 경로를 형성하도록 수뢰부시스템, 인하도선 시스템과 접지시스템은 조화를 이루도록 한다. 인하도선은 수뢰부시스템망의 접합점에 적절히 접속되고 접지시스템망의 접합점에 수직이 되도록 배치한다. 커다란 지붕 돌출부 등 때문에 직선 접속이 불가능하면 수뢰부시스템과 인하도선의 접속은 전용선으로 하며, 빗물 홈통 등과 같은 자연적 구성부재를 통하면 안 된다. 지붕 높이가 다른 건축물의 피뢰시스템의 예를 그림 E.36에 나타내었으며, 지붕 설비가 있는 평평한 지붕을 가진 높이 60 m의 건축물에 대한 외부피뢰시스템의 설계 예를 그림 E.25에 나타내었다.

범 례

1 수평수뢰도체	2 인하도선

3 T-형 접속 - 부식방지	4 시험용 접속점

5 B형 접지극, 환접지극	6 지붕의 용마루에서 T-형 접속

7 메시치수

비고 인하도선 사이의 거리는 5.2절과 표 5에 따른다.

그림 E.36 - 지붕 높이가 다른 절연재료 구조물의 외부피뢰시스템의 시설

광범위하고 연속적 도전성이 없는 건축물의 경우, 뇌격전류는 단지 피뢰시스템의 일반 인하도선 시스템만 통하여 흐른다. 이 때문에 인하도선의 기하학적 배치가 건축물 내의 전자계를 결정한다(그림 E.37 참조).

그림 E.37a	그림 E.37b

그림 E.37c                        그림 E.37d

그림 E.37e

비고 인하도선 사이의 거리 및 메시치수는 표 2와 4에 따라 선정한 피뢰레벨에 적합한 것이 좋다.

그림 E.37 - 피뢰시스템 도체의 기하학적 배치의 예

인하도선의 수가 증가하면 계수 [eqn: k_{ c}]에 따라 이격거리는 감소한다(6.3절 참조). 5.3.3절에 따라 하나의 구조물에는 최소한 2개 이상의 인하도선을 시설하는 것이 바람직하다(그림 E.38과 그림 E.36 참조)

범 례

1 전기기기	2 전선

3 피뢰시스템 도체	4 SPD가 내장된 주 분전반함

5 시험용 접속점	6 접지시스템

7 전력케이블	8 기초접지극

[eqn: s] 6.3절에 따른 이격거리	[eqn: l] 이격거리 [eqn: s]의 평가를 위한 길이

비고 건물의 지붕공간에서 전원 또는 다른 도전성 설비에 의해서 발생하는 문제를 설명하는 예이다.

그림 E.38 - 단지 2개의 인하도선과 기초접지극으로 이루어진 피뢰설비의 구성

고층 아파트 건물, 특히 강철 골조 또는 철근콘크리트 구조물 또는 보강강재 콘크리트를 사용한 산업용 및 행정관공서 건축물과 같은 건축물일 경우, 도전성 구성 부재는 자연적 인하도선으로 사용될 수도 있다. 이러한 대형 건축물에서 피뢰시스템의 전체 임피던스가 충분히 낮아 내부 설비를 매우 효과적으로 보호한다. 특히 도전성 벽면을 인하도선으로 사용하면 효과적이다. 그러한 도전성 벽면은 5.3.5절에 따라 접속되고 상호 연결된 철근콘크리트 벽, 금속 외벽판, 조립식 콘크리트 외벽일 수 있다. 상호 접속된 강철과 같은 자연적 구성부재 피뢰시스템 요소를 사용한 피뢰시스템의 적절한 시공을 위한 상세도를 그림 E.4에 나타내었다.

강철 골조를 포함한 자연적 구성부재를 사용하면 수뢰부시스템과 접지시스템 간의 전압강하와 뇌격전류에 의한 전자기 장해를 감소시킨다.

수뢰부시스템이 복합 구조물 내 기둥의 도전성 부분과 지표층에서 등전위본딩에 접속되면 뇌격전류의 일부는 이 내부 인하도선을 통해 흐른다. 이 뇌격전류 일부에 의해 발생한 자계는 이웃하는 기기에 영향을 주므로 내부피뢰시스템과 전기ㆍ전자 설비의 설계시 반드시 고려한다. 내부 인하도선에 흐르는 전류파형이 뇌격전류 파형과 동일하다면 이 전류의 크기는 건축물의 규모와 기둥의 수에 의존하게 된다.

수뢰부시스템이 내부 기둥과 절연되어 있고 절연이 파괴되지 않을 경우, 복합 건축물 내의 기둥으로 전류는 흐르지 않는다. 예상치 못한 점에서 절연 파괴가 일어났다면, 특수한 기둥 또는 기둥들로 다량의 전류가 흐를 수도 있다. 절연 파괴에 의해 파두의 실제 지속시간이 감소하므로 전류의 상승률이 증가되며 인접한 기기는 건축물의 피뢰시스템에 기둥을 본딩 했을 때보다 더 크게 영향을 받는다.

그림 E.10은 산업용 대형 보강강재 콘크리트 건축물에 있는 내부 인하도선의 시공 예이다. 내부피뢰시스템을 계획할 때 내부 기둥 주변의 전자기적 환경을 고려한다.

E.5.3.4.2 분리되지 않은 인하도선

외벽에 광범위한 도전성 부분을 갖는 건축물의 경우, 수뢰도체와 접지시스템은 건축물의 도전성 부분의 여러 점에서 접속한다. 이것은 6.3절의 이격거리를 감소시키다. 이들 접속의 결과, 구조물의 도전성 부분은 인하도선과 등전위본딩 바로서 사용되는 것이다. 인하도선 간격의 4배 이상이 되는 평평한 대형 구조물에서 가능하다면 특수 내부 인하도선은 대략 매 40 m 마다 시설한다.

이격거리조건을 충족하지 못하는 강철 보강봉과 같은 도전성 부분을 가지는 모든 내부 기둥과 내부 격벽은 적당한 점에서 수뢰부시스템과 접지시스템에 접속한다. 보강강재 콘크리트로 만들어진 내부 기둥으로 된 대형 구조물의 피뢰시스템을 그림 E.10에 나타내었다. 구조물의 도전성 부분 사이에서 위험한 불꽃방전의 발생을 피할 수 있도록 기둥 보강재를 수뢰부시스템과 접지시스템에 접속한다. 결국 뇌격전류의 상당한 부분이 이들 내부 인하도선을 통하여 흐르게 된다. 그러나 뇌격전류는 여러 가닥의 인하도선에 분류되며, 인하도선에 흐르는 전류의 파형은 직격뢰 전류와 거의 같은 파형으로 된다. 그러나 파두 상승률은 감소한다. 만약 이들 접속이 되어 있지 않으면 섬락이 발생하고, 전류는 단지 하나 또는 몇 개의 인하도선에만 흐르게 된다.

섬락전류의 파형은 뇌격전류보다 상당히 가파르며, 인접 회로에 유기된 전압은 현저히 증가할 것이다. 그러한 건축물의 경우, 건축물의 설계를 시작 전에 구조물의 도전성 부분을 피뢰설비로 이용할 수 있도록 건축물의 설계와 피뢰시스템의 설계를 조화시키는 것이 특히 중요하다. 잘 조화된 설계에 의하여 최소의 비용으로 고효율의 피뢰시스템을 시설하게 된다.

한 쪽이 고정된 상부 층과 같이 돌출한 상층 아래에 있는 공간과 사람의 보호를 위한 피뢰설비는 4.2.4.2절과 그림 E.3에 따라 설계하는 것이 바람직하다.

E.5.3.4.3 분리된 인하도선

건축적인 측면을 고려할 때 인하도선을 표면에 시공할 수 없다면 벽돌 쌓는 틈의 개구홈(open slit)에 시공해야 한다. 이 경우 6.3절에 나타낸 바와 같이 인하도선과 건축물 내의 어느 금속 부분 간의 이격거리를 유지할 것을 고려한다.

외부 석고벽 안에 직접 시공하는 것은 열팽창으로 석고벽이 손상될 수도 있으므로 바람직하지 않다. 또한 석고벽은 화학 반응으로 쉽게 변색된다. 특히 석고벽은 뇌격전류로 인한 온도상승과 기계적 힘에 의해 쉽게 손상된다. PVC 피복을 한 도체는 석고벽의 변색을 방지한다.

E.5.3.5 자연적 구성부재

자연적 구성부재 인하도선은 전압강하를 최소화하고 건축물 내의 전자계 장해를 저감시키므로 병렬 도체의 전체 수를 최대로 하기 위해 자연적 구성부재 인하도선의 이용이 바람직하다. 그러나 자연적 구성부재 인하도선은 수뢰부시스템과 접지시스템 사이의 전체 경로에 걸쳐 전기적 연속성이 확보되어야 한다. 콘크리트벽 내부의 강철 보강재는 그림 E.27에 나타낸 것처럼 피뢰시스템의 자연적 구성부재로 사용된다.

신축 구조물의 강철 보강재는 E.4.3절에 따라야 한다. 자연적 구성부재 인하도선의 전기적 연속성이 보장될 수 없는 경우, 일반 인하도선을 시설한다.

낮은 레벨의 보호가 요구되는 구조물인 경우, 5.3.5절에 따라 자연적 구성부재 인하도선의 조건에 적합한 금속제 우수홈통을 인하도선으로 이용할 수 있다.

기하학적 치수를 포함하여 지붕위의 도체와 인하도선을 고정하는 예를 그림 E.23a, 그림 E.23b, 그림 E.23c에 나타내었으며, 인하도선을 금속제 홈통, 도전성 물받이와 접지 도체에 접속하는 예를 그림 E.23c와 그림 E.23d에 나타내었다.

벽 또는 콘크리트 기둥의 보강봉과 강철 골조는 자연적 구성부재 인하도선으로 사용할 수 있다. 건축물의 금속제 외벽판 또는 외벽판 덮개는 5.3.5절을 만족하면 자연적 구성부재 인하도선으로 사용할 수 있다. 내부피뢰시스템의 등전위화 바가 등전위화 기준평면에 접속되었을 때 금속제 외벽판과 콘크리트 내의 보강재를 사용한 자연적 구성부재 인하도선시스템의 시설에 대해서 그림 E.8에 나타내었다.

적용할 수 있다면 벽 덮개의 꼭대기에 수뢰부시스템을 접속하고, 벽 덮개의 하부에 접지시스템과 콘크리트벽의 보강봉을 접속한다. 그러한 금속제 외벽에 흐르는 전류분포는 철근콘크리트 벽에 흐르는 전류분포보다 더 균일하다. 얇은 금속 외벽판은 일반적으로 폭이 0.6 m∼1.0 m이고 길이가 건축물의 높이인 사다리꼴 단면의 개개 패널로 구성되어 있다. 고층 구조물의 경우, 패널 길이는 운반 문제 때문에 건축물 높이와 같지는 않다. 그 때 전체 외벽판은 여러 조각이 서로 겹쳐지게 된다.

금속제 외벽판의 경우, 최대 열팽창은 햇볕이 쬘 때 최대 온도 약 ＋80 °C와 최저 온도 －20 °C일 때 길이의 차로 계산한다. 100 ℃의 온도차는 알루미늄의 경우 0.24 %의 열팽창, 강철의 경우 0.11 %의 열팽창을 가져온다. 패널의 열팽창으로 다음 구획 또는 시설물과 상대적인 패널의 이동을 초래한다. 그림 E.35에 나타낸 것과 같은 금속 접속은 금속 외벽판에서의 전류분포를 균일하게 하며, 따라서 구조물 내부에서 전자계 영향을 저감시킨다. 금속 외벽판은 전체 면적에 걸쳐 서로 접속되었을 때 전자계 차폐효과는 최대로 된다. 인접한 금속 외벽판을 매우 좁은 간격으로 영구적인 본딩을 하였을 때 구조물의 전자계 차폐효율은 높아진다. 전류분포의 대칭성은 접속점의 수에 직접 관련된다.

차폐감쇠에 대한 엄격한 요구사항이 있고 그러한 외벽에 좁고 길다란 창이 계속하여 있다면 계속되는 창을 도체로 좁은 간격으로 교락한다. 이것은 금속 창틀에 의해 이루어질 수도 있다. 금속제 외벽판을 좁은 간격으로 창틀에 접속한다. 일반적으로 각 용마루는 창의 수직 부재의 간격 이하의 간격으로 창틀의 수평 연결빔에 접속된다. 항상 굴곡과 우회는 피해야 한다(그림 E.9 참조). 서로 접속되지 않은 비교적 작은 요소로 구성된 금속 외벽판은 자연적 구성부재 인하도선시스템 또는 전자계 차폐에 사용될 수 없다. 건축물 내에 있는 전기 기기 및 전자 기기의 보호에 대한 자세한 사항은 KS C IEC 62305-4에 기술되어 있다.

E.5.3.6 시험용 접속점

시험용 접속점은 접지시스템의 접지저항 측정에 활용한다.

5.3.6절에 따르는 시험용 접속점은 접지시스템에 인하도선을 접속하는 점에 시설한다. 이 접속점은 접지시스템에 적절한 수의 접속이 되어 있음을 계측을 통해 판단하는 데 이용된다. 이로써 시험용 접속점과 수뢰부시스템 또는 다음 본딩용바 사이에 연속적으로 접속되어 있음을 확인할 수 있다. 고층 건축물의 경우, 환상 도체는 벽안에 시공되어 눈에 띄지 않는 인하도선에 접속되며, 전기적 측정을 통해서만 도체의 존재를 확인할 수 있다.

건축물의 내벽이나 외벽에 또는 건축물 외부 지중에 설치한 시험함에 시공할 수 있는 시험용 접속점의 설계 예를 그림 E.39a - 그림 E.39d에 나타내었다(그림 E.39b 참조). 연속성에 관한 측정을 할 수 있도록 하기 위하여 일부 도체는 위험성이 있는 부분에서 절연피복을 해야 한다. 자연적 구성부재 인하도선에서 접지극까지의 접속은 절연도체와 시험용 접속점으로 이루어진다. 피뢰시스템용 접지시스템의 감시가 용이하도록 특수한 기준접지극을 시설해야 한다.

그림 E.39a                                     그림 E.39b

그림 E.39c	그림 E.39d

대안1 - 벽에 시설한 시험용 접속점 1 인하도선 2 B-형 접지극, 적용 가능한 경우 3 A-형 접지극, 적용 가능한 경우 4 기초접지극 5 내부피뢰시스템에 본딩 6 벽에 시설한 시험용 접속점 7 지중 부식방지 T-접속 8 지중 부식방지접속 9 피뢰도체와 강철기둥 사이의 접속	대안 2 - 바닥에 시설한 시험용 접속점 1 인하도선 2 A-형 접지극, 적용 가능한 경우 3 내부피뢰시스템의 본딩 바 4 B-형 환상 접지극 5 B-형 환상 접지극 6 바닥에 시설한 시험용 접속점 7 지중 부식방지 T-접속 8 지중 부식방지접속 9 피뢰도체와 강철보 사이의 접속

비고 1 그림 E.39d에 상세하게 나타낸 시험용 접속점은 건축물의 내벽이나 외벽에 또는 건축물 외부 지중에 설치한 시험함에 시공하는 것이 좋다.

비고 2 폐회로 저항측정이 가능하도록 접속용 도체의 일부는 위험한 부분을 따라 절연피복을 하는 것이 좋다.

그림 E.39 - 자연적 구성부재 인하도선(기둥)을 이용한 구조체 피뢰시스템에 접지단자의 접속 및 시험용 접속점의 상세도에 대한 예

E.5.4 접지시스템

E.5.4.1 일반사항

피뢰시스템 설계자와 시공자는 적합한 형태의 접지극을 선정하고, 접지극을 구조물의 출입구와 지중 외부 도전성 부분으로부터 안전한 거리를 두고 배치한다. 피뢰시스템 설계자와 시공자는 접지망을 일반인이 접근할 수 있는 위치에 시설하는 경우 접지망 근방에서 위험한 보폭전압에 대한 보호에 특별한 대책을 한다. 접지극의 매설깊이와 형태는 부식, 토양의 건조와 동결의 영향이 최소가 되고 등가접지저항이 안정되도록 한다. 수직접지극의 상부 1 m는 동결조건에서 효과적이지 않은 것으로 간주한다. 심타형 접지극은 대지저항률이 깊이에 따라 감소하는 위치와 낮은 대지저항률의 지층이 일반 접지극의 매설깊이보다 깊은 위치와 같은 특수한 경우에 효과적이다. 콘크리트의 금속 보강재가 접지극으로 사용될 때 콘크리트의 기계적 파열을 방지하도록 상호 접속에 충분히 주의하도록 한다. 또한 금속 보강재를 피뢰시스템용 접지극으로 사용하는 경우 금속 보강재 봉의 굵기와 접속에 대해 가장 엄격한 대책을 선택한다. 이 경우 굵은 보강재 바를 사용하는 것이 바람직하다. 항상 피뢰설비용 접지극의 접속은 짧고 직선으로 할 필요가 있음을 염두하는 것이 좋다.

비고 PS 콘크리트의 경우, 허용할 수 없는 기계적 스트레스를 일으키는 뇌격전류의 흐름에 의한 영향을 고려하는 것이 좋다.

E.5.4.2 접지극의 유형

E.5.4.2.1 A형 접지극

A형의 접지시스템은 낮은 건축물(예를 들면 가옥), 기존 건축물, 돌침이나 수평 도체로 된 피뢰시스템 또는 분리된 피뢰시스템에 적합하다. 이러한 형태의 배열은 각 인하도선에 접속된 수평 또는 수직 접지극으로 구성된다. 인하도선을 상호 접속한 환상 도체가 대지에 접촉되어 있을 경우 이 환상 도체가 그 길이의 80 % 미만이 대지와 접촉한다면 접지극은 A형으로 분류된다. A형 접지극은 최소 2개 이상으로 한다.

E.5.4.2.2 B형 접지극

B형 접지시스템은 메시 수뢰부시스템과 여러 개의 인하도선을 가진 피뢰시스템에 적합하다. B형 접지극 배열은 전체 길이 80 % 이상이 대지와 접촉하는 건축물 외부의 환상 도체이거나 기초접지극으로 이루어진다.

E.5.4.3 시설

E.5.4.3.1 일반 사항

접지 시스템은 다음과 같은 역할을 한다.

－ 뇌전류를 대지로 전도

－ 인하도선 간의 등전위본딩

－ 도전성 빌딩벽 부근의 전위억제

기초접지극과 B형 환상 접지극은 이 모든 요건을 충족시킨다. A형 방사상 접지극 또는 심타수직 접지극은 등전위본딩과 전위억제에 대한 요건을 충족시키지 못한다. 상호 접속된 강철 보강 콘크리트의 건축물 기초를 기초접지극으로 사용한다. 건축물 기초는 접지 저항이 매우 낮으며, 우수한 등전위 기준이 된다. 이것이 불가능하면 접지시스템으로 적절한 B형 환상 접지극을 건축물 주위에 시공한다.

E.5.4.3.2 기초접지극

5.4.4절에 적합한 기초접지극은 지하의 건축물 기초 부분에 시공된 도체로 구성된다. 추가 접지극의 길이는 그림 2에서 구한다. 기초접지극은 콘크리트 안에 시설하며, 콘크리트가 적당히 시공되고 최초 50 mm 두께 이상으로 기초접지극을 덮고 있는 경우, 이 접지극은 잘 방식되는 장점이 있다. 콘크리트 안의 보강용 강철봉은 지중에 묻힌 구리와 같은 크기의 갈바니전기 전위를 발생시킨다. 이 사실은 철근콘크리트 건축물에서 접지시스템의 설계에 대한 유효한 공학적 해법을 제공한다(E.4.3절 참조).

접지극으로 사용되는 금속은 표 7에 나타낸 재료에 적합하고, 지중에서 부식에 대한 재료의 특성은 항상 고려하도록 한다. 몇 가지 지침을 5.6절에 나타내었고, 특수한 토질에 관한 지침을 적용할 수 없을 경우, 유사한 화학적 특성과 점도의 토양으로 이루어진 인접 건물의 접지시스템과 관련된 경험을 알아본다. 접지극을 매설하는 도랑을 되메울 때는 석탄 재, 덩어리 또는 건물의 폐기물이 접지극에 직접 접촉하지 않도록 주의가 필요하다. 갈바니 전류로 인한 전기화학적 부식으로 인해 더 심각한 문제가 발생한다. 콘크리트 내의 강철은 전기화학적 계열에서 지중의 구리와 같은 갈바니전기 전위를 갖는다. 그러므로 콘크리트 내의 강철이 지중의 강철에 접속될 때, 거의 1 V의 구동갈바니전압이 대지와 습한 콘크리트로 부식전류를 흘려 지중의 철을 분해시킨다. 지중의 접지극은 콘크리트 내의 강철과 접속되는 경우, 구리나 스테인리스스틸 도체를 사용한다.

구조물의 주위에 표 7에 따른 금속도체 또는 아연도금강 띠(strip)는 띠모양 기초 내에 시설하고, 인하도선 시험용 접속부의 지정된 말단점까지 상향의 접속선으로 시설한다. 인하도선에 접속되는 도체의 상향경로는 벽 또는 석고 내의 벽돌 구조물로 만들 수 있다. 벽 내부에 시공된 접속선은 기초와 벽돌벽 사이에 널리 사용되는 아스팔트 침투지를 관통하게 되는 수도 있다. 일반적으로 이 점에서 습기 방호벽을 관통해도 상관 없다. 지하층의 습기 감소를 위해 건축물 기초 밑에 자주 삽입하는 방수층은 항상 전기적 절연성을 가진다. 접지극은 서브 콘크리트의 기초 아래쪽에 시공한다. 접지시스템의 설계에 있어 시공자와 협의한다.

지하수 레벨이 높은 경우, 구조물의 기초는 하층토에서 격리된다. 밀폐 방수층이 기초의 외부표면에 적용되며, 또한 전기적 절연성을 가지게 된다. 보통 그와 같은 방수 기초를 만드는데 기초피트 바닥에 두께 약 10～15 cm 콘크리트의 다른 것이 섞이지 않은 층으로 한다. 그 위에 절연재를 놓고 나중에 콘크리트 기초가 놓인다. 메시 크기가 10 m 이하인 메시망으로 구성된 기초접지극은 기초 피트 바닥에 있는 다른 것이 섞이지 않은 콘크리트 층에 시공한다.

메시접지극과 기초 내의 보강재, 환상 접지극, 방습벽 외부의 인하도선과의 접속에는 표 7에 제시된 도체를 사용해야 한다. 허용될 경우, 절연재의 관통에 압력방수부싱을 사용해도 된다. 건축시공자가 절연층을 통한 도체의 관통을 허락하지 않은 경우, 건축물 외부의 접지시스템에 접속시킨다.

방습벽의 관통을 피하기 위해 방수층을 가진 건축물의 기초접지극 시공 방법에 관한 3가지 예를 그림 E.40에 나타내었다. 또한 분리된 기초로 된 구조물에서 접지단자의 적당한 접속방법 몇 가지를 설명하고 있다. 그림 E.40a와 그림 E.40b는 절연물이 손상되지 않도록 절연물 외부에서의 접속을 나타내며, 그림 E.40c는 절연물을 관통하는 부싱을 나타낸다.

그림 E.40a - 역청(bitumen) 절연물 아래 철근콘크리트가 아닌 기초접지극과 분리된 기초

그림 E.40b - 일부분이 대지를 통과하는 접지극과 분리된 기초

그림 E.40c - 기초접지극에서 역청 절연층을 통과하는 본딩 바까지 접속하는 도체

범 례

1 인하도선	2 시험용 접속점

3 내부피뢰시스템에 접속하는 본딩 도체	4 철근이 매입되지 않은 콘크리트층

5 피뢰시스템의 접속 도체	6 기초접지극

7 역청절연물, 방수절연층	8 강철 보강재와 시험용 접속점을 접속하는 도체

9 콘크리트 내의 강철 보강재	10 방수 역청절연물층의 관통

비고 건축물 시공자의 허락이 필요함

그림 E.40 - 기초의 설계가 다른 구조물에 대한 기초접지환의 구성

E.5.4.3.3. A형-방사형 접지극과 수직 접지극

방사형(수평) 접지극은 시험용 접속점을 이용해 인하도선의 하단에 접속한다. 가능하다면 방사상 접지극의 종단에 접지극을 접속해도 된다. 각 인하도선은 접지극에 접속한다. 표 7에 따른 피뢰 도체를 특수한 굴진봉을 사용하여 땅 속에 박은 A형 접지극을 그림 E.41에 나타내었다. 이 접지 기술은 몇 가지 실용적인 장점이 있으며, 지중에서 죔쇠와 접속점을 사용하지 않아도 된다. 경사형 또는 수직 접지극은 일반적으로 때려 박는다.

범 례

1 짧은 최상부 굴진봉	2 접지도체

3 토양	4 짧은 굴진봉

5 굴진용 강철 화살

비고 연속도선은 짧은 굴진봉에 의해 땅 속으로 파고들어 간다. 이 기술을 적용하면 접지도체의 접속점이 없으므로 접지도체의 전기적 연속성이 우수한 장점이 있다. 또한 짧은 굴진봉 분절(segment)은 다루기 쉽다.

그림 E.41a - 수직도체인 A형 접지극의 예

범 례

1 신장성 접지봉	2 봉 접속기

3 토양	4 봉에 도체를 접속하는 죔쇠

5 접지도체

그림 E.41b - 수직도체인 A형 접지극의 예

그림 E.41 - 2가지 수직도체인 A형 접지극의 예

또한 다른 형태의 수직 접지극도 있다. 피뢰시스템의 사용기간 동안 접지극의 전체 길이에 걸쳐 영구적인 도전적 접속을 확보하는 것이 기본이다. 시설하는 동안 접지저항을 규칙적으로 측정하는 것이 바람직하다. 접지저항의 감소가 정지하면 굴진을 중단하며, 그 때 적당한 위치에 추가접지극을 시설할 수도 있다. 접지극은 지중의 기존 케이블과 금속 배관으로부터 충분히 이격되어야 하고, 굴진하는 동안 의도했던 지점에서 벗어난 접지극에 대해서 충분한 거리를 둔다. 이격거리는 전기적 임펄스강도, 대지저항률과 접지극에 흐르는 전류에 의존한다.

A형 접지극인 경우 수평 접지극보다 수직 접지극이 경제적이며 거의 대부분의 토양에서 안정된 접지저항을 갖는다. 경우에 따라서는 접지극을 구조물의 내부, 예를 들면 기초 또는 지하실에 시설할 필요가 있게 된다.

비고 8절에 따라 등전위화 대책을 채용하여 보폭전압의 억제에 특별한 주의가 필요하다.

지표면 가까이에서 저항이 증가할 우려가 있다면 (예를 들면 건조해져서) 종종 보다 긴 심타 접지극을 사용할 필요가 있다.

방사형 접지극은 0.5 m 이상의 깊이에 시공한다. 깊은 곳에 매설된 접지극은 겨울동안 낮은 기온인 나라에서 접지극이 동결된 토양(매우 낮은 도전율을 보임)에 놓이지 않게 한다. 심타 접지극은 지표면에서의 전위차를 감소시켜 보폭 전압을 낮춰 지표면 동물에 대해 위험을 감소시킨다. 계절적으로 안정된 접지저항을 유지하려면 수직 접지극이 적당하다. A형 접지극 배열로 시공된 경우, 모든 접지극의 등전위화는 건축물 외부의 등전위본딩용 도체와 본딩용 바를 이용하는 것이 바람직하다.

해 설

방사형 접지극이란 수평접지극을 의미하며, 일반적으로 사람 또는 동물에 위험을 미치는 구역은 사람이나 동물에 대하여 위험한 보폭전압 및 접촉전압의 발생이 예상되는 구역을 말한다. A형 접지극은 B형 접지극에 비해서 접지극의 크기가 작으므로 접지저항도 큰 경우가 많다. 따라서 낙뢰가 입사하였을 때 전위상승이 높고, 지표면의 전위경도도 크기 때문에 뇌격전류에 의해서 접지극 및 인하도선의 주변은 특히 위험한 구역으로 될 수 있다.

수평접지극 2조를 설치하는 경우 접지효과 측면에서 보면 인하도선과 접속점을 중심으로 한 180도 수평방향의 배치가 효과적이다. 시공상의 문제로 균등한 방사상 배치를 할 수 없는 경우 수평접지극 상호 간의 근접에 의한 영향으로 접지저항의 저감효과가 감소하지 않도록 접지극 상호 간의 각도를 가능한 한 넓게 하는 것이 바람직하다. 접지극의 수가 2개 이상인 경우 접지극 상호 간의 이격거리(간격)에 대하여는 규정되어 있지 않으나 접지효과를 고려할 때 표준규격의 수직접지극의 경우 접지극 상호 간의 간격은 2 m이상 이격시키는 것이 효과적이다. 또한 수평접지극과 수직접지극을 조합하여 사용할 수 있으며, 접지극의 병렬설치의 영향을 감소시키기 위해서 수직접지극과 수평접지극 사이는 수직접지극 길이의 [eqn: 3 SIM 4]배정도 이격시키는 것이 바람직하다. 수직접지극과 수평접지극을 조합하는 경우 수직접지극의 길이를 이격거리의 산출에 대한 기준으로 하며, 수직접지극과 수평접지극을 조합하여 시설하는 경우 두 접지극 사이의 이격거리의 산출에 대한 예는 아래의 그림과 같다.

수직접지극과 수평접지극을 조합하여 시설하는 경우 두 접지극 사이의 이격거리의 산출의 예

E.5.4.3.4 B형-환상 접지극

강철 보강재 기초가 아닌 벽돌이나 목재와 같은 절연재료를 사용한 건축물의 경우 5.4.2.2절에 따라 B형 접지시스템을 시공한다. 등가 접지저항을 감소시키기 위하여 필요한 경우 5.4.2.2절에 따라 B형 접지에 수직 접지극 또는 방사형 접지극을 추가하여 개선할 수도 있다. 접지극의 최소 길이에 관한 요건을 그림 2에 나타내었다.

5.4.3절에 기술된 B형 접지극의 이격거리와 매설깊이는 건축물 인근에서 사람의 보호에 대해서 통상 토양조건에서 최적의 조건이다. 겨울철 기온이 낮은 나라에서는 접지극의 적절한 깊이를 검토하는 것이 좋다.

여러 가닥의 인하도선의 접지저항이 달라 뇌격전류가 불균등하게 흘러 다른 전위를 가지기 때문에 B형 접지극은 지면에서 인하도선 사이의 전위를 같게 하는 역할을 한다. 전위차는 환상 접지극을 통하여 등전위화 전류를 흘림으로써 전위의 최고 상승을 저감시키고, 건축물 내에서 환상 접지극에 접속된 등전위본딩시스템은 거의 같은 전위를 갖게 된다.

소유주가 다른 건축물이 서로 인접해 있는 경우 종종 건축물을 완전히 에워싸는 환상 접지극을 시설할 수가 없다.

이 경우 환상 도체는 부분적으로는 B형 접지극으로, 부분적으로는 기초접지극으로 또 부분적으로는 등전위본딩 도체의 역할을 하기 때문에 접지시스템의 효율은 다소 감소한다.

보호하고자 하는 건축물의 인근 지역에 많은 사람이 빈번히 모이는 경우 그 지역에 대한 전위억제가 더욱 필요하다. 여러 개의 환상 접지극은 첫 번째 환상 도체와 그 다음 환상 도체로부터 약 3 m의 거리를 두고 설치한다. 건축물로부터 멀리 떨어져 있는 환상 접지극일수록 깊게 매설한다. 즉, 환상 접지극은 건축물로부터 4 m 떨어진 곳에서는 지표면에서 1 m 깊이에, 7 m 떨어진 곳에서는 1.5 m 깊이에 그리고 10 m 떨어진 곳에서는 2 m 깊이에 시공한다. 이들 환상 접지극은 방사상 도체를 이용해 첫 번째 환상 도체에 접속한다. 건축물에 인접한 지역이 두께 50 mm인 낮은 도전율의 아스팔트 슬라브로 포장될 때 그 지역을 이용하는 사람을 충분히 보호한다.

해 설

유럽을 비롯한 외국에서는 일반적으로 아래의 그림과 같이 인하도선을 건물의 외부에 노출배선으로 시공한다. B형 환상 접지극은 인하도선을 건물 외부에 노출배선으로 설치되는 경우 적용한다.

인하도선이 건물 외부에 노출로 배선된 경우의 예

E.5.4.3.5 바위투성이인 토양 내에 접지극

시공 중 기초접지극은 콘크리트 기초 내에 설치한다. 바위투성이 토양에서 기초접지극의 접지효과가 감소되더라도 여전히 등전위본딩 도체로서 작용한다. 시험용 접속점에서 추가접지극을 인하도선과 기초접지극에 접속한다.

기초접지극을 시공하지 않은 곳에서는 대신에 B형 접지극(환상 접지극)을 사용한다. 접지극을 지중에 시공할 수 없어 지표면에 시공해야 하는 경우, 기계적 손상으로부터 보호하도록 한다. 지표면이나 지표면 가까이에 시공된 환상 접지극은 기계적 보호를 위해 돌로 덮거나 콘크리트 내에 묻는다.

건축물이 도로 가깝게 위치한 경우, 가능하다면 환상 접지극은 도로의 노면 아래에 시공해야 한다. 그러나 이것을 노출된 도로 구획의 전체 길이에 대해 실시할 수 없다면 최소한 인하도선 근처만이라도 등전위제어(대표적으로 A형 접지극 배열)를 한다. 어떤 특별한 경우 전위억제를 위해서는 건축물의 인입구 근처에 부분적인 환상도체를 추가로 시설할 것인지 또는 지표면층의 저항률을 인위적으로 증가시킬 것인지를 결정한다.

E.5.4.3.6  넓은 대면적의 접지시스템

전형적으로 산업용 공장은 여러 개의 관련 건축물로 구성되며, 그 건축물 상호간을 연결하는 많은 수의 전력케이블과 통신케이블이 설치되어 있다. 그러한 건축물에서 접지시스템은 전기계통의 보호에 대단히 중요하다. 저임피던스의 접지시스템은 구조체 사이의 전위차를 감소시켜 전기회로에 침입하는 장해를 감소시킨다. 저임피던스는 건축물에 기초접지극과 5.4절에 적합한 B형과 A형 접지극을 추가함으로써 얻어질 수 있다.

접지극, 기초접지극과 인하도선 간의 상호접속은 시험용 접속점(test joint)에서 실시한다. 그 중 몇 개의 시험용 접속점은 내부피뢰시스템의 등전위 바에도 접속한다. 보폭전압과 접촉전압이 발생하지 않도록 인하도선으로 사용된 내부 인하도선 또는 내부 구조체 부분은 접지극과 바닥 보강재 강철에 접속한다. 노출된 인하도선의 하부는 최소 두께가 3 mm 이상인 PVC관 또는 이와 동등 이상의 절연물로 절연한다.

지중의 케이블 경로에 직격뢰가 칠 확률을 감소시킬 수 있도록 케이블 경로 위에 접지도체를 시설하며, 케이블 경로가 넓은 경우 케이블 경로 위에 여러 가닥의 접지도체를 시설한다.

그림 E.42에 나타낸 바와 같이 여러 건축물의 접지를 상호 접속함으로써 메시형 접지시스템을 얻게 된다. 케이블 매설용 도랑을 비롯하여 피뢰설비를 갖춘 건물의 관련된 구조물 사이 메시형 접지망의 설계에 대해서 그림 E.42에 나타내었다. 이것은 건물 사이 저임피던스이며, 뇌전자계임펄스에 대한 보호에 있어 큰 장점을 가지고 있다.

범 례

1 보강재 메시망으로 만들어진 건물	2 공장 내측의 탑

3 독립형의 기기	4 케이블 매설용 도랑

비고 이것은 건물 사이 저임피던스이며, 뇌전자계임펄스에 대한 보호에 있어 큰 장점을 가지고 있다. 건물과 나란한 메시의 크기는 20 m × 20 m 정도면 된다. 30 m의 거리를 넘으면 메시의 크기는 40 m × 40 m 정도로 크게 해도 된다.

그림 E.42 - 어느 공장의 메시형 접지시스템

E.5.5 부품

추가내용 없음

비고 고정점 사이의 거리를 표 E.1에 나타내었다.

E.5.6 재료 및 치수

E.5.6.1 기계적 설계

피뢰설비의 설계자는 전기적 설계가 마무리되면 건축물 책임자와 기계적 설계 사항에 대하여 협의해야 한다. 부식 위험을 제한하기 위한 재료의 올바른 선택을 비롯해 특히 미적 요소도 중요하다. 피뢰시스템의 여러 부분의 피뢰설비 구성요소의 최소 크기를 표 3, 표 6, 표 7, 표 9에 나타내었다. 피뢰시스템 구성 요소로 사용되는 재료를 표 5에 나타내었다.

비고 EN 50164에 따라 선정한 죔쇠와 돌침과 같은 구성요소는 적당한 것으로 볼 수 있다.

피뢰시스템 설계자와 시공자는 사용된 재료가 목적에 적합한가를 확인하며, 이것은 제조자에게 재료가 품질시험을 성공적으로 통과하였는지를 기술한 시험성적서와 보고서를 받음으로써 할 수 있다. 피뢰시스템 설계자와 시공자는 도체에 흐르는 뇌격전류에 의한 전자력에 견디고 온도상승으로 인한 도체의 팽창과 수축을 허용하는 도체 결속장치와 고정장치를 명기한다. 판상 금속판넬 사이의 접속은 판넬재료와 조화를 이루고, 최소 접촉면적은 50 mm2 이어야 하며, 뇌격전류에 의한 전자력과 환경에 따른 부식에도 견딜 수 있어야 한다.

취부할 부품의 표면이 가연성이거나 낮은 용융점을 가져 과도한 온도상승이 우려된다면 좀 더 큰 단면적의 도체를 지정하거나 격리 부품 (stand-off fittings)과 내화층의 삽입 등 기타 안전예방조치를 고려한다. 피뢰시스템 설계자는 모든 부식이 발생할 문제 지역을 확인하여 적절한 조치를 강구한다. 피뢰시스템에 대한 부식 영향은 재료의 크기를 늘리거나, 내성 부품의 사용 또는 다른 방식대책을 취하여 감소시킬 수 있다.

E.5.6.2 재료의 선정

E.5.6.2.1 재 료

피뢰시스템의 재료와 사용 조건을 표 5에 나타내었다. 구리, 알루미늄, 강철과 같은 여러 재료의 수뢰도체, 인하도선, 접지도체 등 피뢰시스템 도체의 치수를 표 6과 표 7에 나타내었다. 자연적 구성부재 수뢰부품으로 사용된 금속판, 금속관과 용기의 최소 두께를 표 3에, 그리고 본딩용 도체의 최소 치수를 표 8과 표 9에 나타내었다.

E.5.6.2.2 부식방지

피뢰시스템은 구리, 알루미늄, 철, 도금 강재 등 내부식 금속제로 구성되어야 한다. 피뢰침과 수뢰부의 도체는 접속 구성 부재 및 설치 구성 부재의 재료와 전기, 화학적으로 양립되어야 하며 부식되기 쉬운 환경이나 습기에 양호한 내식성이어야 한다.

이질 재료 간의 접속은 피해야 하나 그렇지 않은 경우 보호해야 한다. 구리 부품은 방식대책이 없으면 결코 아연도금 또는 알루미늄 부품의 상부에 설치하면 안 된다. 비록 구리와 아연 도금 부품이 직접 접촉하지 않더라도 아연도금 부품에 심하게 부식 손상을 초래하는 구리 부품에 의해서 아주 미세한 입자가 발산된다. 알루미늄 도체는 콘크리트나 회반죽과 같은 석회질의 건축물 표면에 직접 부착하거나 결코 지중에 사용해서는 안 된다.

E.5.6.2.2.1 지중과 대기 중의 금속

금속은 금속의 형태와 주위 환경특성의 영향을 받은 만큼 부식된다. 습기, 용해염(전해물질을 형성함.), 통기의 정도, 전해 물질의 온도와 이동량과 같은 환경요인은 서로 결합되어 부식 조건을 매우 복잡하게 만든다. 더불어 다양한 자연적 또는 산업적 오염 물질이 있는 지역 환경은 세계의 다른 지역에서 관찰되는 심각한 변화를 가져왔다. 특정 부식 문제를 해결하기 위해서는 부식에 관한 전문가와 상의하는 것이 가장 바람직하다.

이질금속 사이의 접촉시 주위나 부분적으로 에워싼 전해질과 결합하여 상대 양극에 가까운 금속의 부식은 완전히 막을 필요는 없다.

주위 또는 일부를 에워싼 전해액과 관련하여 이질금속 간 접촉의 영향으로 보다 양성인 금속일수록 부식이 심하며, 보다 음성인 금속일수록 부식이 작게 된다. 보다 음성인 금속의 부식은 전적으로 막을 필요는 없다. 이러한 반응을 일으키는 전해질은 지하수나 습기가 조금 포함된 흙 또는 지상 건축물의 갈라진 틈에 모인 습한 응축물일 수도 있다. 넓은 접지시스템은 여러 부분에서 다른 지질조건 때문에 부식의 영향에 직면하게 되므로 부식문제를 강화하고 특별한 주의가 필요하다.

피뢰시스템에서 부식을 최소화하기 위해서는 다음을 사항에 따른다.

－ 부식이 잘 일어나는 환경에 부적합한 금속의 사용은 피한다.

－ 전기화학적 또는 갈바니 활성도가 상당히 다른 이질 금속의 접촉을 피한다.

－ 사용조건에 대한 충분한 부식 수명을 확보하기 위해 도체, 본딩용 띠쇠모양, 도전성 단자와 죔쇠는 단면적이 적당한 것을 사용한다.

－ 용접하지 않은 접속부는 습기를 없애도록 적절한 충전물 또는 절연물로 처리한다.

－ 부식성 연무나 액체에 민감한 슬리브, 피복 또는 격리 금속은 설비의 적절한 장소에 설치한다.

－ 접지극에 본딩되는 다른 금속 물질의 갈바니영향을 고려한다.

－ 양극 금속(예 강철, 알루미늄) 위에 구리를 설치하는 것과 같은 음극 금속(예를 들면 구리)으로부터의 자연 부식물이 피뢰시스템에 침투하거나 도금이 되는 설계를 피한다.

앞서 기술한 사항에 적합하도록, 다음 주의사항은 인용 예를 통해 나타내었다.

－ 연선 도체의 최소 두께 또는 지름은 강철, 알루미늄, 구리, 제1구리의 합금 또는 니켈/크롬/철 합금의 경우 1.5 mm로 한다.

－ 간격이 가깝고 (또는 닿는) 이질 금속 사이의 접촉으로 부식을 일으킬 수 있으나 그런 접촉이 전기적으로 불필요한 곳은 절연스페이서를 사용하는 것이 바람직하다.

－ 별도로 보호되지 않는 강철 도체는 50 ㎛ 두께로 용융도금을 한다.

－ 알루미늄 도체는 지중에 직접 묻거나 콘크리트에 넣거나 직접 취부하지 않으며, 그렇지 않은 경우 내구성 있는 폐취부에 완전히 덮는다.

－ 가능한 한 구리/알루미늄 접속은 피한다. 불가피한 경우 접속은 용접하거나 AlCu 시트의 중간층을 이용하여 접속한다.

－ 알루미늄 도체용 결속장치나 슬리브는 유사 금속이어야 하며, 악천후에 의한 고장을 막기 위해 단면적이 충분하도록 한다.

－ 구리는 산성, 산화암모니아 또는 황화 조건을 제외하고는 대부분의 접지극으로 적합하다. 그러나 구리는 접속된 철재료에 갈바니손상을 줄 수 있음을 유념하는 것이 좋다. 특히 음극방식이 사용될 때는 부식에 관한 전문가의 충고가 필요할 수도 있다.

－ 부식성 연돌 가스에 노출된 지붕도체와 인하도선은 특히 고합금강(>16.5% Cr, >2% Mo, 0.2% Ti, 0.12－0.22 N) 사용에 따른 부식에 대해 특별한 주의가 필요하다.

－ 스테인리스강 또는 다른 니켈 합금은 어떤 내식성 요건에 맞춰 사용될 수도 있다. 또한 점토와 같은 산소결핍조건에서는 연철처럼 빨리 부식될 수도 있다.

－ 용접되지 않은 경우, 대기 중의 강철과 구리 또는 구리 합금 간의 접속부는 완전히 도금하거나 내습 코팅을 한다.

－ 구리 및 구리 합금은 암모니아성 연무 속에서 분류 증류에 의해 부식되기 쉽고, 이들 재료는 특별한 경우, 결속용으로 사용하지 않도록 한다.

－ 해양/해변 지역에서 모든 도체 접속은 용접하거나 효과적으로 완전히 밀폐시킨다.

스테인리스강과 구리 접지시스템은 콘크리트 보강재에 직접 접속해도 된다. 지중의 아연도금강 접지극은  뇌격전류의 상당한 부분을 흘릴 수 있는 방전갭으로 절연하여 콘크리트 강철 보강재에 접속해도 된다(접속도체의 치수에 대해서는 표 8과 표 9 참조). 지중에서 직접 접속은 부식의 위험이 매우 증가하며, 사용하는 절연용 방전갭은 6.2절에 적합하도록 한다.

비고 2.5 kV의 보호레벨 Up와 50 kA (10/350 ㎲)의 최소전류 Iimp의 방전갭은 항상 적합하다.

아연도금강은 단지 콘크리트에 매입된 강철 부분이 지중에서 접지극에 직접 접속되지 않을 때만 지중의 접지극으로 사용한다.

금속관이 지중에 설치되고, 등전위본딩시스템과 접지시스템에 접속된다면 절연되지 않은 금속관의 재료는 접지시스템의 도체재료와 동일한다. 페인트 또는 아스팔트로 보호 피복된 배관은 절연되지 않도록 한다. 동일한 재료를 사용할 수 없는 경우, 배관계통은 절연구획에 의해 등전위본딩시스템에 접속된 설비구획과 분리시킨다. 절연된 구획은 방전갭으로 교락되도록 한다. 또한, 방전갭에 의한 교락은 배관의 음극방식을 위해 절연부품을 설치한 위치에서 일어나도록 한다.

연피케이블은 콘크리트 내에 직접 시설하면 안 된다. 연피케이블은 부식방지용 본딩이나 수축슬리브를 이용하여 부식되지 않도록 한다.

입구에서 콘크리트 또는 대지에서 대기 중으로 나오는 강철 접지도체는 부식방지용 포장 또는 수축슬리브로 0.3 m의 길이에 대해서 방식대책을 한다. 구리나 스테인리스강에 대해서 이러한 대책은 필요하지 않다. 지중에서 도체 사이의 접속에 사용하는 재료는 접지도체와 부식특성이 동일한 것으로 한다. 접속 후 효과적으로 부식방지가 되는 경우를 제외하고는 일반적으로 죔쇠접속은 허용되지 않으며, 주름잡기 접속 (crimped joint)이 좋은 실행방법이다. 용접점은 부식에 대해 보호되어야 하며, 실제 경험에 의하면 다음과 같다.

- 알루미늄은 접지극으로 사용하면 절대로 안 된다.

- 연피 강도체는 접지극의 용도로 부적합하다.

- 연피 구리도체는 콘크리트 내부와 칼슘의 함량이 많은 지중에서 사용하면 안 된다.

E.5.6.2.2.2 콘크리트 내의 금속

콘크리트에 강철 또는 아연 도금강철의 매입으로 균등한 알칼리 환경 때문에 금속의 자연적 전위가 안정화된다.

더불어 콘크리트는 200 Ωm정도 또는 그 이상의 균등하고 비교적 높은 저항률을 가지게 된다. 결과적으로 콘크리트 내의 보강 바는 음극 전극의 재료와 외부에서 접속되어 있더라도 노출시 보다 부식에 대하여 더 높은 저항력을 갖는다. 인하도선으로 보강용 강철의 사용은 수뢰부에 대한 접근점이 적당한 두께의 에폭시수지 퍼티(putty)의 캡슐로 잘 보호한다면 심각한 부식 문제를 만들지는 않는다.

기초접지극으로 아연도금 강제 띠(strip)는 콘크리트 내에 설치해도 되며, 보강용 강철봉에 직접 접속해도 된다. 또한, 콘크리트 내의 구리와 스테인리스강도 콘크리트 내에 설치해도 되며, 보강용 강철봉에 직접 접속해도 된다. 콘크리트 내에서 자연적 전위 때문에 콘크리트 외부에 추가접지극을 구리 또는 스테인리스강으로 시설해야 한다. 강제 섬유 보강콘크리트에서 공사과정동안 강철 전극이 예를 들면 사용되는 기계와 대지와의 접촉에 의해 압축될 수 있으므로 강철 접지극의 사용은 허용되지 않는다. 그러한 경우 강철은 중대한 부식의 위험성에 직면하게 된다. 구리와 스테인리스강이 강제 섬유 콘크리트에서 접지극으로 적당한 재료이다.

E.6 내부피뢰시스템

E.6.1 일반 사항

내부피뢰시스템의 설계에 대한 요구사항은 6절에 기술되어 있다.

외부피뢰시스템과 구조물 내의 도전 부분과 설비와의 관련성으로 넓은 범위에 대해서 내부피뢰시스템에 대한 필요성을 결정한다. 등전위본딩과 관련해 모든 당국자와 관계자 간의 협의가 필수적이다. 피뢰시스템 설계자와 시공자는 E.6절에 규정된 대책이 적당한 피뢰를 위해서 매우 중요하다는 사실에 주의를 기울여야 하며, 따라서 구매자도 주의할 필요가 있다. 내부 피뢰는 이격거리를 제외하고는 모든 보호레벨이 같다. 내부 피뢰에 필요한 대책은 뇌격으로 발생하는 큰 뇌격전류와 빠른 전류상승률 때문에 교류전원계통에서의 등전위대책보다 강력하다.

비고 뇌전자계임펄스에 대한 보호에 대해서는 KS C IEC 62305-4를 고려한다.

E.6.1.1 이격거리

6.3절에 따라 정해진 적당한 이격거리는 외부피뢰시스템과 구조물의 등전위본딩에 접속된 모든 도전 부분 사이에도 유지되도록 한다. 이격거리는 6.3절의 식 (4)에 의해 평가된다.

이격거리 [eqn: s]의 계산을 위한 기준길이 l은 등전위본딩에 접속점과 인하도선을 따른 인접점 사이의 거리이다. 지붕도체와 인하도선은 필요한 이격거리를 짧게 유지하도록 가능한 한 직선경로이어야 한다. 일반적으로 본딩 바에서 인접점까지 배선된 건물 내 도체의 길이와 경로는 이격거리에 영향을 미치지 않으며, 그러나 이 도체가 뇌격전류를 흘리는 도체에 가까이 배선되어 있을 때 필요한 이격거리는 더 짧다. 6.3절에 따라 이격거리 [eqn: s]의 계산에 사용할 임계거리 [eqn: l]을 피뢰시스템에서 측정하는 방법에 대한 설명을 그림 E.43과 그림 E.44에 나타내었다.

그림 E.43a - 계산된 이격거리 [eqn: s<d]

그림 E.43b - 계산된 이격거리 [eqn: s>d]

범 례

1 금속관	2 등전위본딩

[eqn: d] 인하도선과 건물 내 금속제 설비 사이의 거리	[eqn: l] 이격거리 [eqn: s]를 평가하기 위한 길이

[eqn: s] 6.3절에 따른 이격거리

비고 인하도선과 내부설비사이의 거리가 계산된 이격거리 이상으로 증가할 수 없을 때 가장 먼 점에서 본딩한다(그림 E.43b 참조).

그림 E.43 - 피뢰시스템과 금속제 설비 사이 이격거리의 예

범 례

1 금속제 방열기/난로	2 벽돌 또는 목재 벽

3 난로	4 등전위본딩 바

5 접지시스템	6 접지시스템 또는 인하도선에 접속

7 최악 조건

[eqn: d] 실제 거리	[eqn: l] 이격거리 [eqn: s]의 평가를 위한 길이

비고 구조물은 절연성 벽돌로 이루어졌다.

그림 E.44 - 6.3절에 따라 기준점으로부터 거리 [eqn: l]에서 최악의 뇌포착점에 대한 이격거리 [eqn: s]의 계산에 대한 지침

건물 구성부재(예를 들어 콘크리트 내의 강철 보강재)가 자연적 인하도선으로 사용되는 건축물에서 기준점은 자연적 구성부재 인하도선에 접속하는 점으로 한다.

6.3절에 따라 이격거리 [eqn: s]의 산출에 있어 나무나 벽돌 구조물과 같이 외부 표면이 비도전성인 건축물은 가장 뇌격이 포착되지 않을 점에서부터 내부설비의 등전위본딩이 인하도선과 접지시스템에 접속된 점까지의 피뢰도체 [eqn: l]을 따르는 전체 거리를 적용한다.

또한, 고려하는 대상 설비의 전체 길이에 대해 이격거리 [eqn: s]보다 더 먼 거리를 유지할 수 없을 때 설비와 피뢰시스템의 본딩은 기준 본딩점에서 가장 떨어진 점에서 실시한다(그림 E.43참조).

그러므로 전기도선은 이격거리의 요구 사항에 적합한 경로로 바꾸거나 기준 본딩점에서 가장 떨어진 부분에서 피뢰시스템에 전기적으로 접속된 도전성 차폐물로 둘러싸도록 한다. 피뢰시스템에 설비의 본딩이 기준점과 가장 먼 지점에서 이루어진다면 이격거리는 설비의 모든 경로에 따라 충족된다.

다음 사항은 종종 위험하므로 특별한 주의가 요구된다.

－ 대형 건축물의 경우, 피뢰시스템 도체와 금속설비 사이의 이격거리가 종종 너무 커서 실현할 수 없다. 이로 인해 금속설비에 피뢰시스템을 추가 본딩을 한다. 그 결과, 뇌격전류의 일부는 이들 금속설비를 경유하여 건축물의 접지시스템으로 흐른다.

－ 건축물 설비를 계획하고, KS C IEC 62305-4에 따라 건축물 내의 피뢰전자계 구역을 설계할 때 이 일부 전류의 결과로 발생하는 전자계 영향을 고려한다.

그러나 그 장해는 이 점에서의 전기방전에 의해 발생하는 장해보다 상당히 낮을 것이다. 지붕의 경우, 피뢰시스템과 전기설비 사이의 거리는 종종 6.3절에 규정된 이격거리 [eqn: s]보다 더 짧은 경우가 있다. 그럴 때는 다른 장소에 피뢰시스템이나 전기도체를 시공한다. 전기설비 책임자와 함께 건축물의 피뢰도체에 대한 이격거리에 적합하지 못한 전기회로의 경로를 재설정하기 위해 협의한다. 전기설비의 경로를 바꿀 수 없을 때는 6.3절에 따라 외부피뢰시스템에 본딩한다. 일부 건물에서 요구되는 이격거리를 유지할 수 없다. 내부 구조 때문에 설계자와 시공자가 상황을 평가하거나 어느 금속부분과 전기도체에 접속을 하지 못 할 수가 있으며, 이러한 점을 건물 소유자에게 알린다.

E.6.2 피뢰등전위본딩(Lightning equipotential bonding(EB))

E.6.2.1 설계

분리된 외부피뢰시스템의 경우, 등전위본딩은 단지 지표층에서 실시한다. 산업용 구조물의 경우, 일반적으로 구조물의 전기적으로 연속인 도전성 부분과 지붕은 자연적 구성부재 피뢰시스템과 등전위본딩용으로 사용할 수 있다. 자연적 구성부재는 구조물의 도전성 부분과 등전위본딩에 접속되는 구조물 내의 기기뿐만 아니라 전원계통의 도체와 통신기기도 포함된다. 보폭전압의 억제를 위해서는 건축물 내측의 접지극에 대해서 특별한 주의가 필요하다. 적당한 대책으로 국소적으로 접지극에 콘크리트 보강용 강철을 접속하거나 기둥이나 기초에 등전위화 메시를 시설하기도 한다. 높이 30 m 이상의 건물에서는 20 m의 위치와 그 이상 높이 매 20 m 마다 등전위본딩을 반복적으로 하는 것이 바람직하다. 그러나 모든 상황에서도 이격거리는 유지되도록 한다. 이것은 이들 레벨에서 최소한 외부 인하도선, 내부 인하도선과 금속부분은 본딩하며, 충전도체는 서지보호장치를 통해서 본딩하는 것이 바람직하다.

E.6.2.1.1 본딩도체

본딩도체는 그것을 통과하는 뇌격전류에 견딜 수 있도록 한다. 건축물의 내부의 금속제 설비를 본딩하는 도체에는 보통 뇌격전류의 일부만 흐르며, 최소 치수를 표 9에 나타내었다. 항상 뇌격전류의 대부분은 피뢰시스템에 외부 도전성 부분을 본딩하는 도체에 흐른다.

E.6.2.1.2 서지보호장치

서지보호장치(SPD)는 이를 통과하는 예상 뇌격전류에 손상 없이 견뎌야 한다. 또한 전원선에 접속되는 서지보호장치는 전원에서 공급되는 후속전류를 차단할 수 있어야 하며, 서지보호장치의 선정은 6.2절에 따라 이루어져야 한다. 또한, 뇌전자 펄스로부터 내부시스템의 보호가 요구되는 경우 서지보호장치는 KS C IEC 62305-4에 적합해야 한다.

E.6.2.2 내부 도전성 부분의 등전위본딩

내부 도전성 부분, 외부 도전성 부분, 전원 및 통신시스템 (예를 들면 컴퓨터와 보안시스템), 그리고 서지보호장치를 이용할 필요가 있는 경우 짧은 본딩도체로 본딩할 수 있다.

비고 본딩은 (pr)EN 60364에 따른다.

수도관, 가스관, 난방배관, 공조배관, 승강기축, 크레인 지지물 등 금속제 설비는 상호간 그리고 피뢰시스템의 지표층에서 본딩해야 한다. 이들 부분이 피뢰시스템의 인하도선 가까이 있으면 구조체에 속하지 않는 금속 부분에서 불꽃방전이 일어날 수 있다. 이렇게 하는 것이 위험하다고 생각되면 불꽃방전을 방지할 수 있도록 6.2절에 따라 적당한 본딩 방법을 사용한다. 본딩 바 배열을 그림 E.45에 나타내었다.

범 례

1 수용가 전원	2 전력량계

3 주택 접속함	4 전원 인입선

5 가스관	6 수도관

7 중앙난방시스템	8 가전기기

9 안테나케이블의 차폐선	10 등전위본딩 바

11 서지보호장치	M 계량기

그림 E.45 - 등전위본딩 배치의 예

본딩 바는 짧은 도체로 접지시스템 또는 수평 환상도체에 접속할 수 있는 위치로 하는 것이 좋다. 본딩 바는 저압 전원 주배전반에 가깝고, 지표면 부근 외벽의 안쪽에 시설하는 것이 바람직하며, 이용이 가능하면 환상 접지극, 기초접지극, 서로 접속된 보강용 강철과 같은 자연적 구성부재 접지극으로 구성된 접지시스템에 견고하게 접속한다. 널리 분산되어 있는 건물의 경우 서로 접속되어 있으면 여러 개의 본딩 바를 사용해도 된다. 매우 길게 접속하면 대전류와 고전압을 유도시키는 커다란 폐회로를 형성할 수 있다. 이러한 영향이 최소가 되도록 KS C IEC 62305-4에 따라 본딩 바 접속, 구조물과 접지시스템의 메시형 상호접속을 고려한다.

4.3절에 따르는 철근콘크리트 구조물에서 보강재를 등전위본딩용으로 사용해도 된다. 이 경우 E.4.3에 기술한 용접 또는 볼트단자접속의 추가메시망을 벽 내부에 시설하며, 본딩 바는 용접된 도체를 통하여 접속된다. 본딩 도체 또는 본딩 접속기의 최소 단면적을 표 8과 표 9에 나타내었다. 엘리베이터 레일, 크레인, 금속제 바닥, 배관과 전기 인입 설비와 대규모의 모든 내부 도전성 부분은 지표면에서, 6.3절에 따르는 이격거리를 유지할 수 없는 경우는 다른 높이에서 짧은 본딩 도체로 가장 가까운 본딩 바에 접속한다. 본딩 바와 다른 본딩 부분은 예상되는 뇌격전류에 견디어야 한다.

강철 보강콘크리트벽으로 된 건축물의 경우, 전체 뇌격전류의 극히 일부분만이 본딩 부분을 통해 흐를 것으로 예상된다. 외부 인입설비의 여러 인입점을 가진 건축물에서 본딩 배치를 그림 E.46, 그림 E.47, 그림 E.48에 나타내었다.

범 례

1 외부도전성 부분, 예를 들면 금속제 수도관	2 전원선 또는 통신선

3 콘크리트외벽과 기초의 강철 보강재	4 환상 접지극

5 추가접지극	6 특수 본딩접속점

7 강철보강 콘크리트벽, 범례 3 참조	8 서지보호장치

9 본딩 바

비고 기초용 강철보강재는 자연적 구성부재 접지극으로 사용된다.

그림 E.46 - 본딩 바 상호접속용 환상 도체를 사용한 외부 도전성 부분의 여러 인입점을 가진 건축물에서 본딩 배치의 예

범 례

1 콘크리트외벽과 기초의 강철 보강재	2 다른 접지극

3 본딩 접속점	4 내부 환상 도체

5 외부도전성 부분, 예를 들면 금속제 수도관	6 환상 접지극, B형 접지극 배치

7 서지보호장치	8 본딩 바

9 전원선 또는 통신선	10 추가접지극, A형 접지극 배치

그림 E.47 - 본딩 바 상호접속용 내부 환상도체를 사용한 외부 도전성 부분, 전원선 또는 통신선의 여러 인입점인 경우 본딩의 예

범 례

1 전원선 또는 통신선	2 외부 수평 환상도체(지표면 상부)

3 외부 도전성 부분	4 인하도선 접속점

5 벽 내부의 강철보강재	6 강철골조에 대한 본딩 접속점

7 본딩 바	8 서지보호장치

그림 E.48 - 지표면 상부에서 건축물로 인입하는 외부 도전성 부분의 여러 인입점을 가진 건축물에서 본딩 배치의 예

E.6.2.3 외부 도전성 부분의 피뢰등전위본딩

추가내용 없음

E.6.2.4 보호하고자 하는 구조물 내부에 있는 전기전자시스템의 피뢰등전위본딩

내부 시스템의 피뢰등전위본딩에 대한 상세한 사항은 KS C IEC 62305-4에 기술되어 있다.

E.6.2.5 외부 인입설비의 등전위본딩

되도록이면, 외부 도전성 부분, 전원선과 통신선은 지표면 가까이의 한쪽 부분에서 건축물 내로 인입되도록 한다. 등전위본딩은 가능한 한 건물의 인입점 가까이로 한다. 저압 전원공급의 경우, 등전위본딩을 인입함(지역 전력회사의 승인을 받아) 바로 하위로 한다. 입구의 통상 위치에 있는 본딩 바는 짧은 본딩용 도체로 접지시스템에 접속한다.

만약 건물의 인입선이 차폐선이면 차폐선을 본딩 바에 접속해야 한다. 충전도체에 나타나는 과전압은 차폐층(즉, 부속서 B에 따라)에 흐르는 부분 뇌격전류와 차폐선의 단면적에 의존하게 된다. KS C IEC 62305-1의 부속서 E는 이 전류를 추정하는 방법 중의 하나이다. 만약 예상되는 과전압이 그 선로와 접속된 대상물의 규격을 넘으면 서지보호장치가 필요하다. 만약 건물의 인입선이 차폐선이 아니면 부분 뇌격전류는 충전도체에 흐르게 된다. 이 경우, 뇌격전류에 견딜 수 있는 서지보호장치를 인입점에 설치해야 한다. 보호도체 또는 중성선 겸용 보호도체를 본딩 바에 직접 접속해도 된다.

외부 도전성 부분, 전원선과 통신선의 인입점을 다르게 해야 할 때 여러 개의 본딩 바를 설치할 필요가 있으며, 이들 본딩 바는 가능한 한 접지시스템 즉, 환상 접지극, 구조물의 보강재와 기초접지극 가까이에서 접속한다. A형 접지극이 피뢰시스템의 일부로 이용될 때 본딩 바는 개별 접지극에 접속되어야 하며, 더불어 내부 환상도체 또는 부분적인 환상을 이루는 내부도체에 의해 서로 접속한다.

지표면 상부에서 외부인입선의 인입을 위해서 본딩 바는 가능하면 피뢰시스템의 인하도선에 본딩된 외벽의 내측 또는 외측의 수평환상도체와 구조물의 금속성 보강재에 접속한다. 환상도체는 표 4에 기술된 인하도선 사이 거리를 규칙적으로 나눈 위치에서 건축물의 강철 보강재 및 다른 금속 요소에 접속한다.

전산 센터, 통신용 빌딩과 낮은 레벨의 뇌전자계임펄스 유도장해가 요구되는 컴퓨터 센터, 통신건물, 기타 건축물로 기본 설계된 건물에서 환상도체는 보통 5 m 마다 보강재에 접속한다.

대형 통신 또는 컴퓨터 설비를 수용하는 철근콘크리트 빌딩에서 외부 인입선의 본딩을 위해서나 엄격한 전자계 적합성이 요구되는 건축물에서는  건축물 금속 보강재 또는 다른 금속제 요소에 다중 접속된 접지판을 사용한다.

E.6.3 외부피뢰설비의 전기절연

6.3절에 따르는 적당한 이격거리는 외부피뢰시스템과 구조물의 등전위본딩에 접속된 모든 도전성 부분 사이에서 유지되도록 한다. 상세한 사항은 E.6.1.1에 기술되어 있다. 저층 구조물에 대해서 6.3절에서 [eqn: k _{c}]의 몇 가지 예와 계산을 그림 E.2에 나타내었다.

E.6.4  내부시스템에서 유도전류의 영향에 대한 보호

외부피뢰시스템의 도체에 흐르는 전류는 자기결합효과에 의하여 내부설비의 도체 폐회로에 높은 과전압을 유기시키며, 과전압에 의해 내부시스템은 고장을 일으킨다. 실질적으로 모든 건물에는 전자기기가 있으므로 피뢰시스템을 설계할 때는 내부와 외부 인하도선의 전자계 영향을 고려하는 것이 바람직하다. 과전압에 대한 보호대책은 KS C IEC 62305-4에 기술되어 있다.

E.7 피뢰시스템의 유지관리 및 검사

E.7.1 검사범위

피뢰시스템의 검사는 E.7절의 권고에 따라 피뢰설비 전문가가 수행한다. 검사자는 설계기준, 설계시방서와 설계(기술) 도면과 같은 피뢰시스템과 관련된 필요한 문서를 포함한 피뢰시스템의 설계보고서를 작성한다. 또한 피뢰시스템의 검사자는 이전의 피뢰시스템의 유지 관리와 검사 보고서도 작성한다. 모든 피뢰시스템은 다음의 시기에 검사하는 것이 좋다.

－ 피뢰시스템의 시공 중, 특히 건축물 내에서 은폐되어 접근할 수 없는 구성부재의 시공 중.

－ 피뢰시스템의 시공 완료 후

－ 표 E.2에 따른 정기적 기간

표 E.2 - 피뢰시스템 검사의 최대 주기

보호레벨	육안검사(년)	전체검사(년)	주요시스템 전체검사(년)
Ⅰ과 Ⅱ	1	2	1
Ⅲ과 Ⅳ	2	4	1

비고 폭발성 위험이 있는 구조물에 시설된 피뢰시스템은 매 6개월마다 육안검사를 한다. 설비의 전기적 시험은 년 1회 실시한다. 계절적 변동사항을 알기 위해 시험하는 해의 여러 시기에 걸쳐 접지저항을 측정하는 것이 유리한 경우 14개월-15개월을 주기로 실시하는 시험은 연차시험일정에 대한 예외로 허용할 수 있다.

표 E.2에 주어진 검사빈도는 관할권을 가지고 있는 관계당국에 의해 특별한 요구사항이 없는 것으로 확인된 경우 적용된다.

비고 정부당국과 기관이 구조물의 전기시스템에 대한 정기시험을 요구하면 같은 시기에 전기계통에 등전위본딩 된 피뢰시스템을 포함하여 내부 피뢰설비의 기능에 관하여 피뢰시스템을 시험하는 것이 바람직하다. 오랜 된 설비는 유사하게 피뢰설비의 보호레벨에 관련되거나 또는 시험주기는 시공지침서, 기술규정, 설명서, 노동법상의 산업안전과 보호와 같은 국가 또는 다른 시험규격에 따른다.

피뢰시스템은 최소한 1년에 1회의 육안검사를 한다.

심한 기후 변화와 극심한 기후 조건의 지역에서는 표 E.2에 제시된 것보다 더 자주 피뢰시스템에 대한 육안검사를 하는 것이 바람직하다. 피뢰시스템이 고객의 계획의 유지관리프로그램의 일부이거나 건물보험가입자의 요구사항인 경우 피뢰시스템은 매년 전적으로 시험해야 한다. 피뢰시스템의 검사주기는 다음의 요소에 의해 결정된다.

－ 보호되는 건물, 특히 손상의 결과에 기인하는 영향에 관련된다.

－ 피뢰시스템의 보호레벨

－ 지역적 환경, 예를 들면 부식성 주위 환경에서는 검사주기를 짧게 해야 한다.

－ 개별 피뢰시스템의 구성부품의 재료

－ 피뢰시스템의 구성 부품이 설치된 표면의 형태

－ 토양상태와 부식률

앞에서 기술한 사항 이외에 보호대상 건축물의 상당한 부분을 변경하거나 보수할 때 그리고 피뢰시스템에서 뇌방전이 일어났을 때는 언제나 검사한다. 전체적인 검사와 시험은 매 2-4년마다 실시한다. 예를 들면 바람이 심한 지역의 유연성 본딩도체, 배관에 설치한 서지보호장치, 케이블의 옥외 본딩 등 심한 기계적 스트레스에 노출되어 있는 피뢰시스템의 일부분과 같이 열악한 환경조건에 놓인 피뢰시스템은 매년 전체 검사를 한다.

특히 온도와 강우량의 계절적 변동이 극심한 지역에서는, 각 상이한 기후에 대해 깊이에 따른 대지저항률을 측정하여 접지저항의 변동을 고려한다. 측정한 접지저항의 설계시 예상했던 것보다 변화가 클 때, 특히 검사기간 사이에 접지저항이 지속적으로 증가할 때는 접지시스템의 개량을 검토한다.

삭제대상

E.7.2  검사 순서

E.7.2.1 검사 절차

이 검사의 목적은 피뢰시스템이 모든 면에서 본 규격에 적합한지 확인하는 것이며, 검사는 기술적 문서기록, 육안검사, 시험과 검사보고서에 검사기록을 점검하는 것으로 이루어진다.

E.7.2.2 기술적 문서기록의 점검

기술적 문서기록은 기준대로 완전하고 적합하며 시공된 대로 설비와 조화를 이루는지 점검한다.

E.7.2.3 육안 검사

육안검사로 다음 사항을 확인한다.

－ 설계가 본 규격에 부합하는지

－ 피뢰시스템이 양호한 상태인지

－ 피뢰시스템의 도체와 접속점에 느슨해진 곳이 없고 파손된 부위가 없는지

－ 특히 지표면에서 부식으로 인해 시스템의 일부분이 약화된 곳이 없는지

－ 모든 육안으로 볼 수 있는 접지 접속이 원상태 그대로인지

－ 모든 육안으로 볼 수 있는 도체와 시스템 구성부재는 부착표면에 견고히 고정되었고, 기계적 보호를 하는 구성부재는 원상태 그대로인지

－ 추가보호가 필요한 피보호 구조물에 추가 시설 및 변경은 없는지

－ 피뢰시스템, 서지보호장치와 그것을 보호하는 퓨즈에 대한 손상의 징후는 없었는지

－ 최근의 검사 이후 건축물 내부에 새로운 인입선이나 추가시설에 대해 등전위본딩은 적절히 이루어졌고, 이들 새로운 추가설비에 대한 연속성 시험은 실시되어 왔는지

－ 건축물 내의 본딩용 도체와 접속이 존재하고 손상되지 않았는지

－ 이격거리가 유지되는지

－ 본딩용 도체, 접속점, 차폐장치, 케이블경로와 서지보호장치에 대한 점검과 시험은 실시되어 왔는지

E.7.2.4 시험

피뢰시스템의 검사와 시험에는 육안검사가 포함되며, 다음의 활동을 통해 완수한다.

－ 특히 초기시공 기간 중에 육안으로 점검을 할 수 없었고, 추후에도 육안검사를 할 수 없는 피뢰시스템의 부분에 대한 연속성 시험을 실시한다.

－ 접지시스템의 접지저항측정을 실시한다. 그 다음 분리와 조합하여 접지저항을 측정하고 점검하며, 그 결과를 피뢰시스템 검사보고서에 기록한다.

비고 설계된 접지시스템이 필요로 하는 것으로 적합한지를 점검하기 위해서 접지시스템의 유지관리에서와 마찬가지로 시공단계에서도 고주파 접지저항측정을 할 수 있다.

a) 개별 접지극의 접지저항과 실제의 경우 완성된 접지시스템의 접지저항

개별 접지극의 접지저항은 분리된 위치에서 인하도선과 접지극 사이 시험점에서 분리된 상태로 측정한다. 만약 전체 접지시스템의 접지저항이 10 Ω을 넘으면 접지극이 그림 2에 적합한지를 확인하기 위한 점검을 한다. 만약 접지저항 값이 심하게 증가하면 증가의 원인을 밝히고, 그 상황을 개선하기 위한 대책을 마련하는 추가적 조사를 실시한다. 바위투성이인 토양에 설치된 접지극에 대해서는 E.5.4.3.5항의 요구사항을 따라야 하며, 이 경우 10 Ω의 요구사항은 적용하지 않는다.

b) 모든 도체, 본딩, 접속부 또는 측정된 전기적 연속성에 대한 육안점검의 결과

접지시스템이 요구조건에 부합되지 못하거나 정보의 부족으로 요구조건을 점검할 수 없으면, 접지시스템은 가외로 접지극을 시설하거나 새로운 접지시스템을 시설하여 개선하도록 한다.

E.7.2.5 검사 기록

피뢰시스템의 검사를 용이하게 할 수 있도록 피뢰시스템의 검사 지침을 마련하도록 한다. 이 지침에는 검사 과정을 통하여 검사자에게 지침이 될만한 충분한 정보를 포함하여 검사자가 피뢰시스템의 시공방법, 피뢰시스템 구성부재의 형태와 상태, 시험방법, 시험 결과의 적절한 기록 등 관련된 중요한 모든 분야를 문서화할 수 있도록 한다. 검사자는 피뢰시스템의 설계보고서 및 이전에 작성된 피뢰시스템 유지관리와 검사보고서와 함께 보관하는 피뢰시스템 검사보고서를 작성한다.

피뢰시스템의 검사보고서에는 다음의 사항이 포함되도록 한다.

－ 수뢰도체와 기타 수뢰부의 구성부재에 대한 일반적 조건

－ 부식의 일반적 레벨과 방식의 조건

－ 피뢰시스템 도체와 구성부재의 취부의 안전성

－ 접지시스템의 접지저항 측정

－ 본 규격의 요구사항에서 벗어난 사항

－ 피뢰시스템의 모든 변경과 확장 및 구조물의 변경사항에 대한 기록. 더불어 피뢰시스템의 시공도면과 피뢰시스템의 설계시방서의 재검토가 이루어지도록 한다.

－ 시행된 시험 결과

E.7.3 유지관리

피뢰시스템은 성능이 저하되지 않고 본래 설계한 요구사항을 계속적으로 충족하고 있음을 확실하게 하기 위해 정기적으로 유지관리를 한다. 피뢰시스템의 설계에 표 E.2에 따라 필요한 유지관리와 검사주기를 반영한다. 피뢰시스템 유지관리프로그램은 본 규격의 현안과제로 피뢰시스템의 지속적인 개정을 보증하도록 한다.

E.7.3.1 일반 주의사항

피뢰시스템 구성 부재는 부식, 기후에 의한 손상, 기계적 손상과 뇌격에 의한 손상으로 인해 해가 거듭됨에 따라 효용성은 저하하는 경향이 있다. 검사와 유지관리프로그램은 건축물의 소유주 또는 그가 임명한 대리자와 협력하여 관할관청 관계자, 피뢰시스템의 설계자와 시공자가 명확하게 작성한다. 피뢰시스템을 유지 관리하고 검사를 수행하기 위해서 검사와 유지관리의 두 프로그램을 조화시킨다.

피뢰시스템의 설계자가 부식 방지를 위해 특별한 사전 주의나 본 규격의 요구사항에 추가하여 뇌격 손상과 기후 요소에 피뢰시스템의 특별한 노출에 따라 피뢰시스템 구성 부재의 크기를 정했더라도 피뢰시스템의 유지관리는 중요하다. 피뢰시스템의 기계적, 전기적 특성은 본 규격의 설계 요구사항에 적합하도록 피뢰시스템의 전체 사용기간 동안 충분히 유지 관리되어야 한다. 건물 또는 기기의 부분적 변경이 있거나 건물의 용도가 변경되면 피뢰시스템도 변경할 필요가 있다. 검사자가 개보수가 필요하다고 판정하면 다음 유지관리 주기까지 연기되지 않고 지체됨 없이 개보수가 이루어지도록 한다.

E.7.3.2 유지관리 절차

모든 피뢰시스템에 대해 정기적인 유지 관리프로그램을 마련한다.

유지 관리절차의 빈도는 다음 사항에 의존한다.

－ 기후와 환경에 의한 열화

－ 실제 뇌격손상에 대한 노출

－ 구조물에 대하여 선정된 보호레벨

피뢰시스템의 유지 관리절차는 개개의 피뢰시스템에 대하여 세우고 건축물의 전체 유지 관리프로그램의 일부로 한다. 유지 관리프로그램에는 점검리스트로 사용될 일상적인 항목을 포함시켜 최근 결과와 이전 결과를 비교할 수 있도록 명확한 유지 관리절차가 규칙적으로 이어지도록 한다. 유지 관리프로그램에는 다음 항목을 포함시킨다.

－ 모든 피뢰시스템 도체와 시스템 구성 부재의 확인

－ 피뢰시스템 설비의 전기적 연속성의 확인

－ 접지시스템의 접지저항 측정

－ 서지보호장치의 점검

－ 구성 부재와 도체의 재고정

－ 건축물과 그 설비에 추가 또는 변경을 한 후 피뢰시스템의 효용성이 저하되지 않았음을 보증하는 확인 점검

E.7.3.3 유지관리 문서

모든 유지 관리절차에 대한 모든 기록을 보존하며 조치되었거나 요구되는 정정 내용도 기록한다. 유지 관리절차에 대한 기록은 피뢰시스템의 구성부재와 설비를 평가하는 하나의 방법이다. 피뢰시스템의 유지 관리에 대한 기록은 기존의 유지 관리프로그램을 개정함과 동시에 유지 관리절차를 재검토하는 기초로 사용되도록 한다. 피뢰시스템의 유지 관리 기록은 피뢰시스템의 설계와 검사보고서와 함께 보존한다.