피뢰기(LA) 선택 방법과 설치 장소
전기설비를 안전하게 유지하기 위해서는 피뢰기(Lightning Arrester, LA) 선택이 매우 중요합니다. 피뢰기는 낙뢰나 개폐 시 발생하는 이상 전압으로부터 전기 설비를 보호하는 역할을 합니다. 피뢰기가 없을 경우, 전력 설비가 심각한 손상을 입거나 안전 문제가 발생할 수 있습니다.
이번 글에서는 피뢰기의 역할과 설치 방법, 그리고 피뢰기를 선택할 때 중요한 기준을 안내해드리겠습니다. 전기설비를 안정적으로 운영하기 위해서는 적절한 피뢰기를 선택하는 것이 필수적이므로, 이 정보를 바탕으로 안전한 전기 설비를 유지하는 데 도움을 드리겠습니다.
피뢰기의 역할
피뢰기는 낙뢰, 혼촉 사고 등으로 발생하는 이상 전압을 억제하여 전력 설비를 보호하는 장치입니다. 일반적으로 선로에 이상 전압이 발생하면, 피뢰기가 동작해 이 전압을 접지로 방전시키고, 이후 정상 상태로 회복하는 과정을 반복합니다.
기존에는 밸브저항형 피뢰기가 많이 사용되었지만, 최근에는 산화아연(ZnO)형 피뢰기가 주로 사용됩니다. ZnO형 피뢰기는 소형화되어 설치가 쉽고, 내구성이 뛰어나며, 유지보수가 용이하다는 장점이 있습니다.
피뢰기의 설치 장소
피뢰기는 전기설비 중에서도 특히 중요한 위치에 설치됩니다. 다음과 같은 장소에 설치하는 것이 일반적입니다.
- 발전소와 변전소의 인입구 및 인출구: 외부 전력망에서 전기가 들어오고 나가는 중요한 위치입니다.
- 고압 수전 설비의 인입구: 22.9kV 이하의 고압 전력을 수전하는 곳에 필수적으로 설치됩니다.
- 배전용 변압기의 고압측 및 특별고압측: 변압기에서 고압 전력을 낮은 전압으로 변환하는 과정에서 피뢰기가 필요합니다.
- 가공 전선로와 지중 전선로의 접속 부분: 가공 전선로는 낙뢰 등의 위험이 높기 때문에, 지중 전선으로 연결되는 부분에 피뢰기를 설치해야 안전합니다.
이러한 장소는 모두 외부로부터 이상 전압이 쉽게 침입할 수 있는 위치입니다. 따라서 피뢰기가 설치되어야 설비가 안전하게 보호될 수 있습니다.
피뢰기의 정격 전압
피뢰기의 정격 전압은 피뢰기가 견딜 수 있는 최대 전압을 의미합니다. 이 값은 피뢰기가 보호하는 전력 계통의 공칭 전압과 같아야 하며, 피뢰기가 정상적으로 동작하고 설비를 보호할 수 있는 기준이 됩니다.
피뢰기의 정격 전압은 전력 계통의 공칭 전압과 중성점 접지 방식에 따라 다르게 설정됩니다. 아래 표는 일반적인 피뢰기의 정격 전압 값을 나타냅니다.
전력 계통피뢰기 정격 전압 (kV)공칭 전압 (kV)중성점 접지 방식
| 3.3kV | 7.5kV | 3.3kV | 비접지 |
| 6.6kV | 7.5kV | 6.6kV | 비접지 |
| 22.9kV | 21kV | 22.9kV | 3상 4선식 다중 접지 |
| 66kV | 75kV | 66kV | PC 접지 또는 비접지 |
| 154kV | 138kV | 154kV | 유효 접지 |
| 345kV | 288kV | 345kV | 유효 접지 |
22.9kV 이하의 경우, 배전선로용 피뢰기가 주로 사용됩니다. 이처럼 각 전력 계통의 특성에 맞는 정격 전압을 선택해야 합니다.
피뢰기의 공칭 방전 전류
피뢰기의 공칭 방전 전류는 피뢰기가 이상 전압을 방전할 때 견딜 수 있는 전류를 의미하며, 보호 성능과 자복 성능을 나타냅니다. 일반적으로 뇌 임펄스 전류의 최대값으로 표시됩니다.
피뢰기의 방전 전류는 설치 장소에 따라 다음과 같이 구분됩니다.
공칭 방전 전류 (A)설치 장소적용 조건
| 2,500A | 선로, 변전소 | 배전선로, 배전선 피더 인출측 |
| 5,000A | 변전소 | 66kV 및 그 이하, 뱅크 용량 3,000kVA 이하 |
| 10,000A | 변전소 | 154kV 이상, 66kV 뱅크 용량 3,000kVA 초과 |
공칭 방전 전류는 설치 장소의 전력 용량에 맞추어 선택해야 하며, 적절한 방전 전류를 선택하지 않으면 피뢰기가 제 기능을 발휘하지 못할 수 있습니다.
피뢰기의 자복 기능
피뢰기의 중요한 기능 중 하나는 자복 기능입니다. 자복 기능이란, 피뢰기가 이상 전압을 방전한 후 다시 정상 상태로 회복하는 능력을 말합니다. 피뢰기는 이상 전압이 발생하면 신속하게 동작하여 전압을 억제하고, 방전이 끝나면 다시 정상 상태로 돌아와야 합니다. 이 기능이 없으면, 피뢰기가 한번 동작한 후 재사용이 어려워지거나 보호 기능을 상실하게 됩니다.
피뢰기 선택 시 고려해야 할 사항
- 정격 전압: 전력 계통의 공칭 전압에 맞는 정격 전압을 선택해야 합니다. 너무 낮거나 높은 정격 전압은 피뢰기의 보호 성능을 저하시킬 수 있습니다.
- 공칭 방전 전류: 설치 장소의 전력 용량에 맞는 방전 전류를 선택해야 합니다. 배전선로와 변전소 등 장소별로 적합한 피뢰기를 사용하는 것이 중요합니다.
- 설치 장소: 가공 전선로, 변전소, 배전선로 등 위험 요소가 많은 곳에 적절하게 설치해야 합니다.
결론
피뢰기는 전기 설비를 안전하게 보호하는 중요한 장치로, 적절한 설치와 선택이 필수적입니다. 피뢰기를 선택할 때는 정격 전압, 공칭 방전 전류, 자복 성능 등을 고려해야 하며, 설치 장소에 맞는 피뢰기를 선택하는 것이 중요합니다. 이를 통해 전력 설비를 안정적으로 유지하고, 낙뢰나 이상 전압으로부터 안전을 확보할 수 있습니다.
이 글을 통해 피뢰기 선택과 설치에 대한 기본적인 지식을 얻으셨다면, 실무에서도 이를 활용해 전기 설비를 안전하게 관리하시길 바랍니다.