피뢰침

번개는?

번개는 대기의 불안정을 일으키는 구름이 생성되면서 발생합니다. 구름 속에는 양전하와 음전하를 띠는 입자들이 있는데, 둘이 만나 순간적으로 전기를 만드는 현상을 우리는 ‘번개’라고 부릅니다.

가끔 이 현상은 구름과 지표면 사이에도 나타나는데, 이것을 ‘낙뢰(落雷)’ 또는 ‘벼락’이라고 합니다. 이 낙뢰의 전압은 무려 1억 볼트로 집에서 쓰는 전기의 50만 배에 해당한다고 해요. 우리는 구름 속의 번개보다 지표면의 낙뢰를 조심해야겠죠!

 

콰과쾅! 천둥소리

번개가 치게 되면 순간 방전으로 높은 열이 발생하게 돼요.

이때 주변의 공기를 급속히 팽창시켜 파열음이 발생하는데, 이 파열음을 우리는 ‘천둥’이라고 불러요. 

이 천둥소리로 번개와의 거리도 측정도 가능하답니다. 빛이 소리보다 빠르기 때문에 번개가 먼저 치고, 몇 초가 지나서야 천둥소리를 들을 수 있기 때문이죠.

따라서 번쩍거리고 곧바로 천둥소리를 듣게 되면 가까운 곳에서 일어난 번개, 소리의 간격이 길어질수록 먼 곳에서 일어난 번개임을 알 수 있습니다.

 

피뢰침

지금까지 ‘번개’와 ‘낙뢰’를 알아봤습니다. 이제 낙뢰를 피할 수 있는 방법 입니다.

피뢰침(避雷針)에 대해서 들어본 적이 있을 거예요. 피뢰침은 번개로부터 피할 수 있게 해주는 뾰족한 금속 막대기입니다. 높은 건물의 꼭대기에 세운 다음, 전기가 잘 통하는 구리선을 땅속까지 연결해 벼락이 칠 때 흐르는 큰 전류가 다른 곳으로 흐르지 않고 바로 땅속으로 들어가게 해줘요.

 

 피뢰침은 미국의 벤저민 프랭클린이 1749년에 발명하였고 찰스 프로테우스 스타인메츠가 이를 개량하였습니다. 피뢰침을 들고 여기저기 설치고 다니면 절대 안됩니다. 되려 벼락에 맞아 죽을 수 있습니다. 피뢰침은 번개를 막아 주는 물건이 아니라 번개를 대신 맞도록 만들어진 물건입니다. 비슷한 원리로 번개 치는 날 사방 탁 트인 18홀 골프장에서 우산이나 골프채를 들고 나돌아다니다가는 인간 피뢰침이 될 확률이 높아 집니다.

 

피뢰침은 크게 돌침부, 피뢰도선, 접지전극(접지선) 의 세 부분으로 구성되요. 우리가 흔히 보는 삼지창 같은 막대기 모양의 피뢰침이 바로 돌침부의 돌침인데, 과거에는 구리 또는 용융아연도금 스틸로 만들어졌다가 스테인리스 스틸 소재로 변경되면서 디자인도 삼지창에서 일반 창으로 변경되었다고 합니다.

 

돌침부

• 돌침부는 건축법에서 규정한 풍하중에 견딜 수 있는 것
• 돌침은 동, 알루미늄, 용융아연도금한 철 또는 강(주철 포함)의 지름 12㎜ 이상의 봉 혹은 이와 동등 이상의 강도 및 성능의 것을 사용.
• 돌침 지지물은 단면적 300㎟이상의 철관 또는 단면적 110㎟, 두께 2㎜ 이상의 알루미늄재를 사용하고, 이를 독립지지물로 하여 사용할 경우 피뢰도선 일부로 사용 가능
• 돌침 기타 피뢰침의 부분으로 부식성 가스에 직접 노출 되는 것은 두께 1.6㎜ 이상의 연관을 씌워야 한다

피뢰도선

• 피뢰도선은 단면적 30㎟ 이상의 동선, 단면적 50㎟ 이상의 알루미늄선 또는 이와 동등 이상의 전도성이 있는 것
• 피뢰도선은 동, 황동 또는 알루미늄의 죄임공구를 사용하여 적당한 간격으로 견고히 피보호물에 부착

접지극

• 접지극은 두께 1.4㎜ 이상으로 면적 0.35㎡(편면)이상의 강판, 두께 3㎜ 이상으로 면적 0.35㎡(편면)이상의 용융아연도금 철판 또는 이와 동등 이상의 접지효과가 있는 봉상, 관상, 띠상, 판상 또는 와권상의 금속제를 사용 다만, 알루미늄과 기타 이와 유사한 부식하기 쉬운 것은 사용하지 않는다

피뢰침은 주로 구리, 알루미늄, 아연용융도금 소재 등의 전도성이 뛰어난 금속으로 많이 제작했지만, 시간이 지나면서 부식 문제가 발생되었습니다. 장시간 외부에 노출된 구리, 알루미늄 등 금속이 부식돼 제 역할을 하지 못하는 경우가 빈번히 발생한 거죠.

 

안전 범위는 KS C IEC 62305에 따라 보호등급 및 설치된 높이에 따라 결정됩니다. 

50분 동안 100여개 번개 내려쳐…30초에 1번 수준타입랩스로 1장에 조합…최소 3개 유형 번개 관측. 출처:동아일보

출처:포스코뉴스룸, 파워트로닉스,나무위키