냉각탑 피뢰설비 보호 설계 용역

안녕하세요. 협진이피씨입니다.

 

 

 

오늘은 냉각탑 보호를 위한 피뢰설비에 대해 알아보겠습니다.

공장지대 옥상에는 냉각탑이 많이 설치되어 있습니다. 어떤 경우에는 매우 많은 냉각탑이 설치되어 있기도 하고, 몇 개만 설치되어 있을 때도 있습니다. 하지만 냉각탑의 높이는 생각보다 꽤 높습니다.

 

이로 인해 바닥에서 피뢰침을 설치하여 냉각탑을 보호하려면 피뢰침 폴대의 높이가 너무 높아지는 문제가 발생합니다.

따라서 냉각탑 보호를 위해 적절한 피뢰설비가 필요합니다.

 

1. 냉각탑 피뢰설비 보호 현장 확인 

자, 위 사진은 냉각탑 보호용 피뢰침입니다.

피뢰침이 왼쪽에 1개소만 설치되어 있으며, 오른쪽에 있는 작게 보이는 피뢰침은 옥상 실외기 보호용 피뢰침으로 보입니다.

원래 냉각탑은 높이가 높아 피뢰침 1개소로 보호하기 힘들지만, 최적의 피뢰 설비 구성을 통해 효과적인 보호가 가능합니다. 다양한 설비와 구조물의 특성을 고려하여 적절한 피뢰침 배치를 해야 합니다.

우측에 건축물이 있어 회전 구체 범위 안에 들어올 수 있습니다. 따라서 피뢰침을 최소로 설치하여 낙뢰를 효과적으로 보호할 수 있습니다.

 

자, 그럼 여기서 질문입니다!

 

이 사진을 보면 피뢰침 역할을 하는 수뢰부는 어떤 것들이 있을까요?

일반 분들은 피뢰침만 보이실 텐데, 관련 전문가들에게는 몇 가지 더 보입니다. 사진에 표시해 드리겠습니다.

 

자, 피뢰침 외에도 수평 도체와 금속 난간이 자연적인 수뢰부로 추가됩니다.

 

옥상에 설치된 금속 난간도 수뢰부 역할을 할 수 있으므로, 수평 도체를 생략할 수 있습니다. 다만, 자연적 구성부재는 충족해야 할 요건이 있습니다.

 

아래 표를 만족해야 합니다.

한국산업표준 KS C IEC 62305-3 5.2.5 자연적 구성부재

 

위 표에 나타난 재질을 잘 살펴봐야 합니다. 가장 중요한 것은 전기적 연속성입니다.

 

난간 중간에 절연이 절대 있어서는 안됩니다. 금속 난간과 난간 사이에 절연이 발생하면 불꽃 방전이 생길 수 있으므로, 전기적 연속성이 0.2옴 이하가 나오도록 본딩을 해줘야 합니다.

 

또한 금속 난간을 설치한 후 끝내는 것이 아니라, 꼭 구조체 본딩을 해줘야 합니다. 구조체 본딩이나 인하 도선을 설치하여 반드시 접지와 연결되도록 해야 합니다.

 

아래는 얼마 전에 설계 용역을 한 프로젝트입니다. 여기에서는 어떤 기준으로 냉각탑을 보호했을까요?

 

냉각탑 보호 기준

1. 피뢰침 설치 위치: 냉각탑 상부 또는 인접한 지점에 피뢰침을 설치하여 최대 보호 영역 확보.
2. 전기적 연속성 확보: 금속 난간을 포함한 모든 수평 도체의 전기적 연속성을 보장하기 위해 0.2옴 이하로 본딩.
3. 구조체 본딩: 금속 난간 및 피뢰침을 구조체와 본딩하여 전기적 연속성을 유지.
4. 접지 시스템 연결: 모든 본딩된 구성 요소를 접지 시스템에 연결하여 전기적 안전성 확보.
5. 자연적 수뢰부 활용: 금속 난간 등 자연적 수뢰부를 최대한 활용하여 피뢰설비의 효율성 극대화.

이 기준을 따라 냉각탑을 효과적으로 보호할 수 있습니다.

 

2. 냉각탑 피뢰설비 설계 용역

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위 프로젝트는 뒤에 높은 건축물이 있고 낮은 층 옥상에 냉각탑이 높게

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설치되어 있습니다.

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이렇게 측면을 보면 확실히 알 수 있습니다. 건축물 아래쪽에 있는 냉각탑에 피뢰침과 오른쪽 상층부에 있는 피뢰침을 회전구체법으로 설계하여 보호가 되는지 확인합니다.

보시면 냉각탑 두 개가 모두 회전구체에 닿지 않는 모습을 보실 수 있습니다. 회전구체법을 사용하여 냉각탑을 효과적으로 보호할 수 있습니다.

다만, 회전구체는 낙뢰 보호 반경을 나타내는 것이 아니므로 헷갈리지 않아야 합니다. 회전구체법은 낙뢰로부터 보호할 수 있는 범위를 설정하는 데 사용되며, 절대 낙뢰 보호 반경이 아닙니다.

회전구체법 설계 기준 요약

1. 회전구체법 적용: 피뢰침을 중심으로 회전구체를 설정하여 냉각탑을 포함한 모든 보호 대상이 회전구체 내부에 위치하도록 설계.
2. 피뢰침 설치 위치: 냉각탑 상부 및 건축물 상층부에 피뢰침을 설치하여 최대 보호 범위 확보.
3. 냉각탑 보호 확인: 회전구체 범위 내에서 냉각탑이 안전하게 보호되는지 확인.
4. 정확한 이해: 회전구체는 낙뢰로부터 보호할 수 있는 범위를 나타내는 것이며, 낙뢰 보호 반경과는 다르다는 점을 명확히 이해.

이러한 설계 기준을 통해 냉각탑과 건축물을 효과적으로 보호할 수 있습니다.

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그리고 냉각탑과 냉각탑 사이도 회전구체법을 사용하여 보호 범위를 확인해야 합니다. 측면에서 보호가 되어 보이더라도 다른 측면에서는 보호되지 않을 수 있으므로, 전체적인 입체를 고려하여 회전구체를 돌리고, 회전구체가 닿는 부분에는 피뢰침이나 수평 도체를 설치해야 합니다.

회전구체법 적용 시 주의사항

1. 입체적 고려: 냉각탑과 그 주변을 입체적으로 분석하여 모든 방향에서 보호되도록 설계합니다.
2. 회전구체의 회전: 회전구체를 여러 각도에서 돌려 냉각탑과 그 주변의 모든 부분이 보호되는지 확인합니다.
3. 피뢰침 및 수평도체 설치: 회전구체가 닿는 부분에 피뢰침이나 수평 도체를 설치하여 전기적 연속성을 확보하고 낙뢰로부터 보호합니다.
4. 연속성 및 본딩: 피뢰침과 수평 도체 간의 전기적 연속성을 확보하고, 모든 구성 요소를 접지 시스템에 연결합니다.

실천 방안

• 전체 구조물 분석: 냉각탑뿐만 아니라, 주변 구조물까지 포함하여 회전구체법을 적용합니다.
• 다각도 확인: 여러 각도에서 보호 범위를 확인하고, 필요한 곳에 추가 피뢰침이나 도체를 설치합니다.
• 접지 연결: 모든 보호 장치가 접지와 잘 연결되도록 본딩 작업을 철저히 합니다.

이러한 과정을 통해 냉각탑과 주변 구조물을 효율적으로 보호할 수 있습니다.

회전구체는 아래 표에 따라 등급별 반경으로 설정하도록 합니다. 일반적인 건축물은 보통 4등급이 많으며, 위험물은 건축법상 2등급 이상으로 설정해야 합니다. 피뢰 시스템의 등급은 보호등급 계산서에 의해 설정됩니다. 보호등급 계산서는 예전에 포스팅을 했으니 참조하시면 됩니다.

 

3. 적용 방안

1. 건축물 유형 파악: 보호 대상 건축물의 유형을 파악하여 적절한 등급을 설정합니다.
2. 회전구체 반경 설정: 등급에 맞는 회전구체 반경을 적용하여 설계를 진행합니다.
3. 피뢰 시스템 설계: 회전구체가 닿는 부분에 피뢰침이나 수평 도체를 설치하여 보호 범위를 확실히 합니다.
4. 전기적 연속성 확인: 모든 보호 장치 간의 전기적 연속성을 확보하고 접지 시스템에 연결합니다.

4. 참고 사항

• 보호등급 계산서를 통해 정확한 등급 설정이 필요합니다.
• 예전 포스팅을 참조하여 보호등급 계산서 작성 방법을 확인하세요.

감사합니다.

 

 

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