지엔에스 ‘써지보호기(SPD) - 신제품소식

여름철 낙뢰 피해 이제 안심해도 됩니다.

<월간피그 편집부>

천둥·번개로 인해 발생하는 낙뢰 피해는 최근 연중 발생한다. 하지만 여름철 장맛비와 함께 찾아오는 천둥·번개는 매우 심하기 때문에 농가에서는 피해갈 수 없는 문제이기도 하다.

최근 들어 농장 기계화, 자동화 등으로 무창돈사가 늘어나면서 자동화 설비들 대부분이 컴퓨터화되면서 전기와 불가분의 관계를 맺어 운영되기 때문에 전기사고나 컴퓨터(컨트롤러), 배전반, 분전반, 모터 등의 전기설비 피해가 많이 발생하고 있다. 피뢰침과 전선 지중매설 등을 이용하여 낙뢰 발생 시 그 피해를 줄이는 노력을 이행하고 있지만, 이러한 지중매설선과 결선된 통신 및 전원선을 타고 들어오는 문제는 잡을 길이 없다.

실제로 지엔에스 김광열 연구실장에 따르면 대부분 농장에는 작게는 몇백볼트에서 크게는 수만볼트까지 다양한 전압이 유입되는데, 실제 메인전원 변압기 1차 측은 한국전력공사에서 고압용 써지보호기를 설치하고 있기 때문에 큰 문제가 발생하지 않을 수 있지만, 축사 내 분·배전반이나 통신용 컨트롤러 등 50KA(50,000Amp) 이하 소용량에는 문제가 많이 노출되고 있다고 전한다.

한국전력공사 통계자료에 따르면 2010~2013년 사이 낙뢰 피해건수는 1,662건이 발생, 소방을 비롯한 통신, 영상 등 신호설비 부분에 피해가 집중된 것으로 나타나 있다. 결국, 우리 축산농가들도 자동화 설비를 많이 구축한 만큼 안전부분을 보강하는 데 좀 더 관심을 가질 필요가 있고, 특히 낙뢰방지를 비롯한 정전, 누전, 화재 등 전기로 인하여 발생하는 사고를 예방할 수 있도록 투자가 필요하다는 의견이다.

이러한 취지를 바탕으로 여름철을 맞이하여 예상되는 낙뢰와 같은 전기사고 발생에 대한 강력하고 효과적인 대응책인 써지보호기(SPD)를 축산분야에 수년간 전문적으로 공급하고 있는 지엔에스(대표 지인규)를 방문, 그간 축산분야 경험과 사고를 방지할 수 있는 대책에 대해 실질적인 연구를 담당하는 지엔에스 김광열 연구실장과 인터뷰를 진행하였다.

낙뢰 피해현황과 낙뢰 보호의 필요성

대부분 축사의 전원설비는 써지보호장치(SPD)없이 한국전력공사의 전원을 그대로 사용하고 있다. 따라서 낙뢰류의 써지 및 개폐선 써지로 인한 피해 위험성에 그대로 노출되어 있을 뿐만 아니라 실제 대형피해 사례가 증가하고 있다. 또한, 낙뢰 피해발생 시 화재가 나거나 전기회로를 구성하는 반도체소자 및 전기부품 등을 태우면서 화재로 번지거나 오동작 및 파손 등으로 나타나기도 한다.

낙뢰는 발생과 동시에 순식간에 50%가 피뢰침을 통한 접지에 의해 지하로 흘러가고 나머지 50%는 건물이나 설비, 그리고 통신선이나 전기선을 통해 흘러가서 유입된다. 이렇게 피뢰침을 통해 접지로 방전되는 것을 직격뢰라고 하며, 나머지 또는 그 이하는 축사의 수, 배전반이나 분전반, 통신선을 통해 전기 및 전자 설비를 파괴하거나 이러한 전기 및 전자설비와 직간접적으로 결선된 장비를 파괴시키면서 화재를 내게 된다.

<낙뢰 피해현황 그래프>

1) 써지(Surge)의 종류는 자연현상에 의한 직격뢰, 간접뢰, 유도뢰가 있고 개폐 및 기동에 의한 개폐 및 기동써지로 나누어진다.

- 직격뢰 : 낙뢰가 구조물, 장비, 전력선 등에 직접 유입

- 간접뢰 : 전원선 또는 통신선 등을 통하여 전달

- 유도뢰 : 전원선과 통신선 등을 통한 2차적 발생

- 개폐써지 : 유동선 부하, 전기기기의 개폐로 발생

- 기동써지 : 인버터 모터구동 등 Power Switching 시 발생

<각종 써지보호기(SPD) 컨트롤러 종류>

2) 써지 차단영역 구분(카테고리별)

보통 4영역에는 한국전력공사에서 써지보호기를 설치하고 있으며, 축사설비를 할 때 농장주가 관심을 가지고 있는 경우 수변전반과 축사 내 분전반까지 전원용에 대해서는 써지보호를 하는 경우가 있다.

그러나 전원용 써지보호기를 달았다고 해서 ClassⅢ 영역인 통신이나 PC까지 보호해주지는 않는다는 점에서 낙뢰로 인한 안전성 확보를 할 필요성이 대두된다.

써지보호기의 설치와 주의점 및 효과

1) 써지보호기는 어디에 설치하나?

- 축사 내외 전기수전반이나 배전반, 분전반, 각종 동력 제어컨트롤러

- 일반 자동급이시스템 및 CCTV 영상장비의 컨트롤 제어시스템

- 환기시스템 컨트롤러 및 중앙제어장치 전체

- 기타 전기충격을 받을 수 있는 전기 및 전자 설비장치

2) 써지보호기 설치 시 주의점

① 접지를 많이 하지만 기타통신선 등 중성선에서 50%가 빠지기 때문에 중성선까지 잡을 수 있는 써지보호기를 설치하는 것이 좋음

② 피뢰침을 설치하는 경우가 많은데, 이럴 경우 더 불리할 수 있다는 점을 고려할 것. 고전류를 땅으로 빼내는 과정에서 선이 가늘 경우 옆으로 터져나갈 수 있으므로 이 부분도 잡아줄 것

③ 낙뢰는 보통 “+”에서 “-”로 흐르는데, 반대로 들어오는 경우(중성선으로 흐르는 것)도 있는데 이를 막아줘야 함

④ 낙뢰는 엄청난 힘으로 작용하는데, 전압이 낮더라도 AC보다 DC로 봐야 하며, 순간적으로 떨어지는 전류는 크며, 또 땅으로 빼내는 과정에서도 밀리는 경우가 있다. 그리고 습기가 많기 때문에 여름철이 더 크다고 생각하는 경우가 많지만, 실제 강도는 겨울철이 더 세다는 점을 알아야 한다.

3) 써지보호기 설치 후 효과

써지보호기(SPD)를 설치하게 되면 순간 또는 지속적 과전압 및 과전류로 인한 전기적 피해를 예방할 수 있을 뿐만 아니라 복잡하고 다양한 시스템(Control Panel 포함)을 안정되게 보호해준다. 또한, 전기적 충격의 전압 및 전류를 흡수하여 각종 전기제품의 수명을 연장해준다.

농장에 써지보호기(SPD)를 설치하는 것은 낙뢰 사고를 방지하기 위한 강력한 보험이다.

축산농가들은 과거와 달리 전기설비나 무창돈사 형태로 환기설비가 크게 증가하였으며, 최근 들어 생산성과 관리효율을 높이기 위해 ICT 장비들까지 도입하는 등 대부분의 농장들이 전산관리와 통신장비까지 사용하는 사례가 늘어나고 있다. 이렇게 많은 첨단장비와 컴퓨터, 전기장비들이 낙뢰에 노출되어 있기 때문에 이들을 완전하게 보호하여 농장관리가 안전하게 이뤄질 수 있도록 해야 한다.

간혹 비가 올 때 메인브레이커(주차단기)를 내려놓는 경우도 있는데, 전원을 끊거나 통신선이 죽어도 전위차가 생기기 때문에 땅에서 거꾸로 흘러들어 가서 장비들을 손상 입히게 된다. 피뢰침의 경우 땅속에서 역으로 장비 쪽으로 흐르기 때문에 장비가 보호되지 않는 경우를 많이 경험했다고 김광열 연구실장은 강조한다.

전 세계적으로 온난화가 계속되고 외기온도가 1℃ 올라갈 때마다 낙뢰가 10% 증가하는 추세라고 한다. 대부분의 농가들은 이런 심각성을 무시하거나 알아보려고 노력조차 하지 않는 경우가 많다.

특히 십수년 간 농장을 운영해오면서도 아무런 사고가 없었다고 강변하는 농장주도 있는데, 10~20년간 교통사고를 당한 적 없었다고 다음날 운전하면서 안전하다는 보장이 없기 때문에 우리는 보험이라는 것을 가입한다는 점을 꼭 명심해야 할 것이다. <문의 : 지엔에스 박정택 이사 010-3709-7288>

<출처 월간피그 2015년 7월호>