뇌운(Thunderstorm Cloud)의 발생 및 뇌격의 보호대책

뇌운의 발생 및 뇌격의 보호대책

 

 

1. 뇌운의 발생

1) 뇌운의 종류

· 열뢰 : 여름철 강한 일사로 가열된 지표면의 과열로 발생

· 계뢰 : 고기압과 저기압이 부딪히는 곳에서 발생

· 지형뢰 : 산줄기를 스치면서 상승시에 발생

· 자연뢰 : 화산폭발시 발생

2) 발생학설

· 감응이론에 의한 설 : 윌슨의 선택 접촉설

· 수직분열에 의한 설 : 심프슨의 설

· 빙점 대전 설

3) 뇌운 전압 추정 : 2-10KV

4) 방전로 : 1km - 수km

5) 뇌방 뇌격전류 : 20-40KA(드물게 100-200KA)

6) 낙뢰직전의 지표면 전위경도는 보통 30-40 KV/m, 최대 100 KV/m, 방전거리가 1km시는 수만-수십만KV정도.

 

2. 뇌운과 피뢰도체 또는 지상의 구조물(돌출물)과의 발생현상

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① 뇌운이 형성되면 지상의 대기중 전계는 10㎸/m 이상으로 상승한다.

② 지상의 임의 구조물 또는 돌출물에 코로나 효과가 나타난다.

③ 뇌격은 뇌운내에 리더(Leader)를 형성하기 시작하고 이것은 대지를 향해 단계적으로 전진한다.

④ Leader가 뇌운으로부터 대지로 전진하는 동안에 코로나 효과에 기인한 이온화(Ionization)가 지상의 어떤 구조물이나 돌출물 상부에서 상승리더로 성장하기 시작한다.(다수의 상승리더가 지상의 구조물 또는 돌출물로부터 생성될 수 있다.

⑤ 이것은 피뢰도체의 선단에서 일어나는 현상이다. 이 상승리더는 뇌운을 향해 전진하면서 하강리더의 경로를 변경시키는데 충분한 전계를 생성한다.

⑥ 이후 곧 상승리더는 하강리더와 접촉하게 되고 이어서 뇌격이 발생하며 뇌격전류가 지상으로 흐르게 된다

⑦ 하강리더와 접촉하게 되는 최초의 상승리더에 의해 뇌격지점이 지정된다.

 

3. 뇌격 보호대책

① 가공지선의 다중화.

② 철탑 하부의 차폐선 설치

③ 선로용 피뢰기 설치

④ Arcing Horn 설치

⑤ 철탑각 저항손 감소