뇌격의 전기기하학적 모델 / 돌침에 의한 가상구체법의 적용

뇌격의 전기기하학적 모델 / 돌침에 의한 가상구체법의 적용

 

 

1. 전기기하학적 모델의 적용

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전기기하학적 모델과 가상 구체법은 피뢰설비를 설계하는데 사용되는 간단하고 편리한 방법이다. 대지로부터 하강리더를 향해서 발생하는 상승리더의 거리를 뇌격거리 R이라 부른다. 이 거리는 뇌전류의 크기에 의해서 결정되고 개략 100m정도이다.

전기기하학적 모델에 의하면 뇌격지점은 가상 대상물이 평탄한 대지로 되어 있어도 하강리더로 부터의 거리 R내의 제1물체로 결정된다. 따라서 하강리더의 선단은 반경 R인 구체의 중심이 되고, 이 구체는 하강리더와 더불어 어느 궤도를 따라서 하강하고 대지에 접근하는 것으로 생각된다. 구체가 최초에 도달하는 점이 뇌격지점이 된다.

 

2. 돌침에 의한 가상구체법의 적용

가상구체법의 적용에서는 가상구체를 대지 또는 돌출물 근접시켜서 전 방향으로 회전하도록 상정한다.

이 가상 구체법에 의거하여 그림의 사선부분이 보호공간으로 결정되고, 이 공간은 직격뢰를 받지 않는다. 더욱, 이 가상구체가 보호장치(피뢰침, 메시, 케이지 등)에 접촉하고 전체 보호물에 접촉하지 않으면 이보호장치는 뇌격에 대하여 유효한 것이다. 반대로 접촉할 경우에는 전체 보호물체에 가상구체가 접촉하지 않도록 보호장치를 변경하여 설치하여야 한다.

뇌격에 대한 보호를 하기 위해서는 전체 보호물체를 이 보호공간내에 들어가도록 하든지, 더욱 여러 개의 피뢰침을 사용하는 경우에는 각각의 보호공간의 합성공간내에 들어가게 해야 한다.

 

3. 보호 Cone

가상구체를 수직돌침의 주변으로 회전시킬 경우에는 뇌격으로부터 보호되는 공간이 한정되어진다. 이 보호공간이 보호콘이 되고 여러본의 돌침의 경우에는 각각의 보호콘의 합성이 된다. 이 보호콘의 정점의 각도는 일반건축물에서는 60° 위험물 등에서는 45°이다

 

4. 전기기하학적 모델의 적용시 주의사항

가상구체법 적용시에는 뇌격을 흡인하기 쉬운 물체의 형상, 사용재료(도체 또는 절연체), 주변의 환경조건(습도,바람, 이온화 등), 지상구조물의 높이 등 각종요인을 고려하여야 한다.