KR100714356B1 - 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피보호물의 옥상 중심부에 설치된 피뢰침과 옥상의 둘레를 따라 설치된 피뢰도선 및 이들을 연결하도록 연결도선을 설치함으로써, 뇌운에서 발생되는 낙뢰를 완벽하게 흡인할 수 있고 흡인된 낙뢰의 뇌전류를 빠른 시간 내에 대지로 방전하여 피보호물을 낙뢰의 뇌격으로부터 보호할 수 있는 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템에 관한 것이다.

본 발명의 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템은 피보호물의 옥상 중앙부에 설치되며 피보호물에 대하여 낙뢰를 흡인하는 피뢰침과, 피보호물의 옥상의 둘레를 따라 설치되어 낙뢰를 흡인하는 피뢰도선과, 일단부가 피로침과 결합되고 타단부가 옥상 모서리의 피뢰도선과 결합되는 연결도선, 상단부가 피보호물의 옥상 각 모서리의 피뢰도선과 결합되며 하단부가 대지에 접하도록 피보호물의 하부로 연장 설치되는 인하도선 및 인하도선의 하단부에 연결되며 지중에 매설되는 접지봉으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

낙뢰, 보호시스템, 피뢰침, 피뢰도선, 인하도선, 접지봉

Description

이중보호방식의 낙뢰 보호시스템{Duel Protection Type Lightening Protection System}

도 1은 본 발명에 따른 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템의 구성을 보여주는 개략도.

도 2는 도 1에 도시된 "A"부의 확대도.

도 3은 본 발명에 따른 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템의 사용상태를 보여주는 측면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 피뢰침 20 : 피뢰도선

25 : 절연애자 30 : 연결도선

40 : 인하도선 50 : 접지봉

100 : 피보호물

본 발명은 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 피보호물의 옥상 중심부에 설치된 피뢰침과 옥상의 둘레를 따라 설치된 피뢰도선 및 이들을 연결하도록 연결도선을 설치함으로써, 뇌운에서 발생되는 낙뢰를 완벽하게 흡인할 수 있고 흡인된 낙뢰의 뇌전류를 빠른 시간 내에 대지로 방전하여 피보호물을 낙뢰의 뇌격으로부터 보호할 수 있는 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템에 관한 것이다.

일반적으로 천둥이나 번개 즉, 뇌방전의 발생원인이 되는 가장 보편적인 것은 뇌운(雷雲)이다. 이러한 뇌운은 전기로 충전되어 있고 대체로 상부는 양전하를 띤 얼음결정을 이루고, 하부는 음전하를 띤 물방울로 이루어져 있다. 뇌운 속에서 전하 축적에 따라 그 바로 아래 지표면에는 운저(雲底) 전하와 역극성 전하가 유기되므로 양자간 전계강도가 증대하여 공기절연 파괴내력을 넘으면 양자 사이에 불꽃방전이 발생하고 이른바 대지뇌격(낙뢰)이 일어난다.

구름에 모여있던 전하가 대지로 방전될 때 지상의 전계강도도 올라가게 된다. 즉, 번개의 전하에 유도되어 지상의 한 점으로 전하들이 모이게 되는 데, 이때 돌출된 부위일수록 전하들이 쉽게 모일 수 있어, 가장 돌출된 부위의 전계가 주변에 비해 상승하게 되며, 이 곳으로 낙뢰가 떨어지게 된다.

전하들이 쉽게 모일 수 있는 곳으로는 평평한 대지위에 있는 나무, 사람, 건물 등이 있으며, 특히 건조하거나 금속물질이 있는 곳이 그렇지 않은 곳보다 더욱 모이기 쉽다.

최근 고층건물들이 많이 건축되고 있으며, 이에 따라 낙뢰의 뇌격으로부터 건물들을 보호하기 위한 낙뢰 보호시스템이 마련되고 있다.

종래의 낙뢰 보호시스템은 건물의 옥상에 피뢰침을 세워 건물로 떨어지는 낙뢰를 흡인하는 형식으로 구성된다. 이때, 피뢰침은 국내 건축법 및 소방법상 피뢰침 선단에서 일정한 각도의 사선이내를 보호범위로 20미터 이상의 일반 건축물의 경우 수직에 대해 60도, 탄약고 및 연소성물질 보관소 등 위험물에 대해서는 45도로 규정하고 있다. 하지만 현재에는 20 미터 이내는 45도, 20-40 미터의 경우는 30도 및 40-60 미터의 고층 구조물에는 15도를 적용할 것을 권장하고 있다.

따라서, 면적이 넓고 높이가 높은 초고층 건물에서는 낙뢰 피해를 방지하기 위해서 많은 수의 피뢰침을 건물의 옥상에 설치하였다.

하지만, 낙뢰가 피뢰침으로 유도되는 경우도 있으나 그러하지 않고 건물의 다른 곳 즉, 건물의 모서리나 변으로 떨어지는 경우가 발생되고 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 본 발명의 목적은 피보호물의 옥상 중심부에 설치된 피뢰침과 옥상의 둘레를 따라 설치된 피뢰도선 및 이들을 연결하도록 연결도선을 설치함으로써, 뇌운에서 발생되는 낙뢰를 완벽하게 흡인할 수 있고 흡인된 낙뢰의 뇌전류를 빠른 시간 내에 대지로 방전하여 피보호물을 낙뢰의 뇌격으로부터 보호할 수 있는 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템은 피보호물의 옥상 중앙부에 설치되며 피보호물에 대하여 낙뢰를 흡인하는 피뢰침과, 피보호물의 옥상의 둘레를 따라 설치되어 낙뢰를 흡인하는 피뢰도선과, 일단부가 피로침과 결합되고 타단부가 옥상 모서리의 피뢰도선과 결합되는 연결도선, 상단부가 피보호물의 옥상 각 모서리의 피뢰도선과 결합되며 하단부가 대지에 접하도록 피보호물의 하부로 연장 설치되는 인하도선 및 인하도선의 하단부에 연결되며 지중에 매설되는 접지봉으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 피뢰도선은 피보호물의 옥상 바닥면과 절연애자에 의해 절연될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템의 구성을 보여주는 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 "A"부의 확대도이며, 도 3은 본 발명에 따른 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템의 사용상태를 보여주는 측면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템은 피보호물(100)의 옥상에 설치되는 피뢰침(10)과, 옥상의 둘레를 따라 설치되는 피뢰도선(20)과, 피리침(10) 및 피뢰도선(20)을 연결하는 연결도선(30)과, 상단부가 피뢰도선(20)에 결합되며 피보호물(100)의 하부로 연장되는 인하도선(40) 및 인하도선(40)의 하단부에 결합되는 접지봉(50)으로 이루어진다.

피뢰침(10)은 뇌운에서 대지로 발생되는 낙뢰를 흡인하여 피보호물(100)을 낙뢰의 뇌격으로부터 보호하기 위한 것으로 피보호물(100)의 옥상 중앙부에 설치될 수 있다.

이러한 피뢰침(10)은 다량의 이온을 발생시켜 상향 스트리머를 형성함으로써, 낙뢰를 보다 효과적으로 흡인할 수 있는 스트리머 방전형 피뢰침이 사용되는 것이 바람직하다.

피뢰도선(20)은 뇌운에서 대지로 발생되는 낙뢰를 흡인하여 피보호물(100)을 낙뢰의 뇌격으로부터 보호하기 위한 것으로 피보호물(100)의 옥상 둘레를 따라 설치된다. 따라서, 옥상의 각 변이나 모서리로 떨어지는 낙뢰를 흡인할 수 있다.

이러한 피뢰도선(20)은 낙뢰를 빠른 시간 내에 방출하기 위하여 고 전도성의 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 단면적 30㎟이상의 동선 또는 단면적 50㎟이상의 알루미늄선 등이 사용될 수 있다.

한편, 피뢰도선(20)은 피보호물(100)의 옥상 바닥면에 절연애자(25)를 설치하고 그 위에 고정될 수 있다. 이에 따라, 피뢰도선(20)이 옥상의 바닥면과 절연애자(25)에 의해 절연되므로 전계밀도의 완화와 이로 인한 이온의 전리현상을 감소시킬 수 있다. 또한, 상향 스트리머를 줄여 대지전계의 기울기를 완만하게 하여 전계분포를 균등하게 할 수 있다.

연결도선(30)은 피뢰침(10)으로 흡인되는 낙뢰의 뇌전류를 전달하기 위한 것으로 일단부가 피뢰침(10)에 결합되고 타단부가 옥상 모서리의 피뢰도선(20)에 결 합된다. 이에 따라, 옥상의 모서리를 대각방향으로 연결하는 "X" 형상으로 설치된다.

이러한 연결도선(30)은 낙뢰를 빠른 시간 내에 방출하기 위하여 피뢰도선(20)과 같은 단면적 30㎟이상의 동선 또는 단면적 50㎟이상의 알루미늄선 등의 고 전도성 재질로 형성될 수 있으며, 피보호물(100)의 옥상 바닥면과의 절연을 위해 절연애자(25)를 설치하고 그 위에 고정될 수 있다.

인하도선(40)은 피뢰침(10) 또는 피뢰도선(20)으로 흡인된 낙뢰의 뇌전류를 대지로 방출하기 위한 것으로, 상단부가 피뢰도선(20)과 연결도선(30)이 결합되는 부분에 결합되며 하단부가 대지에 접하도록 설치된다. 이때, 인하도선(40)은 피보호물(100)의 모서리를 따라 벽체 내부로 매설되어 설치되는 것이 바람직하다.

이러한 인하도선(40)은 대지전하가 피뢰도선(20)으로 원활하게 전달되고, 피뢰침(10)이나 피뢰도선(20)으로 흡인되는 낙뢰를 대지로 빠르게 전달할 수 있도록 고 전도성의 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

접지봉(50)은 인하도선(40)의 하단부에 연결되며, 인하도선(40)을 통하여 전달되는 뇌전류를 대지로 빠르게 방출하기 위한 것이다. 접지봉(50)은 예를 들어, 유도방전을 위한 표피판을 갖는 접지봉일 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템의 설치순서 및 효과에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템의 설치순서는 우선, 피보호 물(100)의 옥상 중심부에는 피뢰침(10)을 설치한다. 이에 따라, 피보호물(100)의 옥상으로 떨어지는 낙뢰가 피뢰침(10)으로 일차적으로 흡인되어 피보호물(100)을 낙뢰로부터 보호할 수 있다.

이후, 피뢰도선(20)이 설치될 위치에 소정 간격을 절연애자(25)를 옥상의 바닥면에 설치하고, 피보호물(100)의 옥상 둘레를 따라 피뢰도선(20)을 배치한 다음 절연애자(25)의 상부에 고정한다.

이에 따라, 피뢰도선(20)이 옥상의 바닥면과 절연애자(25)에 의해 절연되므로 전계밀도의 완화와 이로 인한 이온의 전리현상을 감소시킬 수 있다. 또한, 상향 스트리머를 줄여 대지전계의 기울기를 완만하게 하여 전계분포를 균등하게 할 수 있으며, 피보호물(100)의 옥상 모서리나 각 변에 떨어지는 낙뢰를 흡인할 수 있다.

다음으로 연결도선(30)이 설치될 위치에 소정 간격을 절연애자(25)를 옥상의 바닥면에 설치하고, 연결도선(30)을 피뢰침(10)과 옥상의 모서리에 설치된 피뢰도선(20) 사이에 결합한 다음, 절연애자(25)의 상부에 고정한다.

이렇게 설치된 피뢰도선(20) 및 연결도선(30)이 결합되는 부분 즉, 피보호물(100)의 옥상 각 모서리 부분에서 피보호물(100)의 직하부로 연장하여 대지에 접하도록 인하도선(40)을 설치한다.

이에 따라, 피뢰침 또는 피뢰도선(20)으로 흡인되는 낙뢰의 뇌전류를 대지로 방출할 수 있다.

마지막으로, 인하도선(40)의 하단부에 접지봉(50)을 결합한다. 이때, 접지봉(50)은 인하도선(40)을 통하여 전달되는 뇌전류가 대지로 빠르게 방전되도록 대지 에 매설된다.

이와 같이 설치되는 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템은 도 3에 도시된 바와 같이, 뇌운에서 발생된 낙뢰가 피보호물(100)의 옥상 중간부분으로 떨어지는 경우에는 옥상의 중심부에 설치되어 있는 피뢰침(10)의 보호범위에 내에 들어오게 되므로, 낙뢰가 피뢰침(10)으로 유도되어 흡인된다.

이렇게 흡인된 낙뢰의 뇌전류는 피뢰침(10)을 따라 하부에 결합되어 있는 연결도선(30)을 통하여 인하도선(40)을 따라 지중에 매설되어 있는 접지봉(50)을 통하여 대지로 방전된다. 이에 따라, 본 발명의 낙뢰 보호시스템은 피뢰침으로 흡인된 낙뢰의 뇌전류가 대지로 방전되는 될 때, 연결도선(30)과 인하도선(40) 만을 거치게 되므로 빠른 시간에 대지로 방전될 수 있다.

한편, 낙뢰가 피보호물(100)의 옥상 모서리부분 또는 각 변으로 떨어지는 경우에는 옥상의 모서리 및 각 변에 설치되어 있는 피뢰도선(20)으로 낙뢰가 유도되어 흡인된다.

이렇게 흡인된 낙뢰의 뇌전류는 인하도선(40)을 따라 접지봉(50)으로 전달되며, 접지봉(50)에서 대지로 방전된다.

본 발명은 상기 설명한 실시예에만 한정되지 않고, 본 발명은 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다른 형태로 실시될 수 있다. 특허청구범위와 균등한 기술 범위내에서 이루어지는 모든 설계 변경은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 간주된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 피보호물의 옥상 중심부에 설치된 피뢰침과 옥상의 둘레를 따라 설치된 피뢰도선 및 이들을 연결하도록 연결도선을 설치함으로써, 뇌운에서 발생되는 낙뢰를 완벽하게 흡인할 수 있고 흡인된 낙뢰의 뇌전류를 빠른 시간 내에 대지로 방전하여 피보호물을 낙뢰의 뇌격으로부터 보호할 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 피보호물의 옥상 중앙부에 설치되며 상기 피보호물에 대하여 낙뢰를 흡인하는 피뢰침과;

   상기 피보호물의 옥상의 둘레를 따라 설치되어 낙뢰를 흡인하는 피뢰도선과;

   일단부가 상기 피로침과 결합되고 타단부가 옥상 모서리의 상기 피뢰도선과 결합되는 연결도선과;

   상단부가 상기 피보호물의 옥상 각 모서리의 상기 피뢰도선과 결합되며 하단부가 대지에 접하도록 상기 피보호물의 하부로 연장 설치되는 인하도선; 및

   상기 인하도선의 하단부에 연결되며 지중에 매설되는 접지봉으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 피뢰도선은 상기 피보호물의 옥상 바닥면과 절연애자에 의해 절연되는 것을 특징으로 하는 이중보호방식의 낙뢰 보호시스템.

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