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낙뢰 인한 ‘블랙아웃’… ‘접지 신기술’로 100% 방지
낙뢰방호 전문기업 코스타(주), ‘아크 방전봉’ 개발
조영관 기자
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기사입력: 2020/03/06 [15:03]
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국내 낙뢰 피해 연간 5조원… 주요 국가시설 타격
‘아크 방전봉’으로 접지 저항·배출시간 크게 줄여

 

▲ 코스타(주) 윤권중 대표는 지난 2000년 ‘아크 방전봉’을 개발했다. 윤권중 대표는 “아크 방전봉을 설치하면 낙뢰피해를 100% 막을 수 있다”며 “기존 접지봉 공사의 시공비를 감안할 때, 아크 방전봉은 시공이 간편해 비용을 크게 줄일 수 있다”고 밝혔다.       © 매일건설신문

 

“낙뢰(벼락) 피해를 막기 위해서는 접지저항을 낮추고 전압(낙뢰에너지) 배출 시간을 줄이는 게 핵심입니다. ‘아크 방전봉’은 저항과 시간을 크게 줄여 낙뢰로부터 산업시스템을 보호할 수 있습니다.”

 

낙뢰로부터 철도와 항공을 비롯한 사회기반시설을 보호하기 위해 낙뢰방호(접지) 기술이 강화돼야 한다는 지적이 나오는 가운데, 낙뢰방호 기술 전문기업 코스타(주)가 낙뢰 에너지를 크게 줄이고 배출 시간을 획기적으로 개선한 접지 설비 ‘아크 방전봉’을 개발했다.

 

코스타(주)의 윤권중 대표는 “접지의 기본원칙은 산업설비의 고장이나 인명 사고를 방지하기 위한 것”이라며 “전기적인 사고의 모든 게 접지 사고”라며 접지의 중요성을 강조했다. 윤권중 대표는 인천공항 공사 1단계 접지 용역과 KT 접지 유도대책 사업 등을 수행한 접지 분야 전문가다.

 

‘낙뢰방호(접지) 공사’는 낙뢰를 비롯해 과도 전류·전압, 역(逆)서지(Surge·과전압) 등으로부터 인명과 산업시스템을 안정적으로 보호하는 작업이다. 국내 낙뢰 피해로 인한 경제적 손실금액은 연간 5조원 이상으로 추정된다.

 

윤권중 대표는 “한전과 철도 설비에 낙뢰로 인한 사고가 나면 그만큼 여파가 큰 것”이라고 강조했다. 이 같은 문제점을 의식한듯 한국철도시설공단은 지난해말부터 올해말까지 ‘전차선로 낙뢰 피해 최소화 대책 연구’ 용역을 진행하고 있다.

 

윤 대표는 “철도 선로의 경우 50미터 간격으로 전차선 기둥이 있고, 특히 역사 내 선로 주변에는 열차신호설비를 비롯해 전원공급장치가 있는데, 낙뢰로 인해 이들 설비가 멈추면 열차운행도 중지되는 것”이라고 말했다.

 

윤권중 대표에 따르면, 접지시스템에 있어서 대지(垈地)와의 전기적 접속이 잘 되어 있는지의 정도를 판단하는 것이 접지저항이다. 접지저항이 낮을수록 접지가 잘 된 것으로, 낙뢰로부터 통신 등의 산업 설비를 효과적으로 보호할 수 있는 것이다.

 

접지설비를 잘하기 위한 변수는 전류, 저항, 시간이다. 윤 대표는 “낙뢰의 전류값은 정해져있고, 접지 저항을 낮출려고 설비를 하는데, 현재의 접지설비들은 전압(낙뢰에너지)의 배출 시간은 줄이지 못한채 저항만 줄이려고 하는 것”이라고 설명했다. 아크 방전봉은 전압(낙뢰에너지)을 1/12만으로 감소시키고, 방류 시간이 기존 접지 시설보다 1000배 빠르다는 것이다.

 

접지 도체의 접지저항은 토양의 대지저항률에 크게 영향을 받는다. 대지저항률(고유저항값)은 토양의 종류에 따라 결정된다. 매립토·재·소금 성분의 혼합 진흙은 20~80옴·미터(Ω·전기 저항의 국제 공인 단위), 늪지·진흙 80~200옴·미터, 점토·모래질 150~300옴·미터, 모래·자갈이 섞인 혼합토 250~1000옴·미터, 암반 지대 1000~10만 옴·미터다.

 

대지저항률이 높을수록 낙뢰보호시스템 구축이 까다롭고, 설비에 더 많은 비용이 소요된다는 의미다. 윤권중 대표는 “암반지대에 있는 기관과 설비에 낙뢰방호설비를 구축하는 건 특히 어려운 작업”이라고 설명했다.

 

윤권중 대표는 지난 2000년 아크 방전봉을 개발했다. 직격뢰 보호와 역서지 방지를 위한 ‘아크방전봉’은 기술 인증을 획득한 세계 최초 직격뢰(낙뢰) 방호시스템이다. 통신, 전원, 피뢰 등 모든 설비에 적용된다. 수직이나 수평 매설이 가능하다. 

 

기존 접지 설비는 사고 전류를 대지로 방출시켜서 머무는 시간을 줄이는 방향이었지만 ‘아크 방전봉’은 자체적으로 폭발시켜 접지저항과 관련이 없고 시공비도 절감된다.

 

윤권중 대표는 “건물 옥상 시공 시 아크 방전봉을 바닥에 눕힌 뒤 시멘트로 100mm 이상 도포하면 된다”며 “낮은 저항을 유지하고, 시공이 간단해 인건비를 절약할 수 있다”고 설명했다. 특히 한국전력의 도심지 전신주의 낙뢰 보호 설비 시 장소 협소로 인한 민원을 방지할 수 있다.

 

코스타의 아크 방전봉은 세계 최초 직격뢰 및 역서지 방호 설비로, 지난 2018년 한국전력 전력연구원의 ‘임펄스 전류 인가시험’을 거쳤다. 국가재난망, 해양망, 방위사업청 등의 기관 및 중요 시스템에 채택된 제품이다.

 

코스타는 2018년 ‘감쇄율이 현저히 향상된 아크 방전봉’ 특허를 획득했다. 그동안 한국철도공사(고속철도 낙뢰유도대책 수도권 1100개소), 인천공항공사(외곽 경비 시스템), 한국전력공사(도심접지보완) 등의 사업에 아크 방전봉을 공급했다.

 

윤권중 대표는 “아크 방전봉을 설치하면 낙뢰피해를 100% 막을 수 있다”며 “기존 접지봉 공사의 시공비를 감안할 때, 아크 방전봉은 시공이 간편해 비용을 크게 줄일 수 있다”고 밝혔다.

 

▲ 바닥에 설치되고 있는 ‘아크 방전봉’               © 매일건설신문



 

 

/조영관 기자

 

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