[교육용 자료]

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								KS C IEC 62305-2
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			피뢰시스템-제2부 : 위험성 관리
			KS C IEC 62305-2: 2007

이 해설서는 피뢰시스템분야 국제표준(IEC 62305)의 이행 및 확산을 위해 전기전력산업분야 국제표준화 기반구축사업의 일환으로 배포되었습니다.

KS C IEC 62305-1의 해설은 TC81 국내 전문위원에서 작성하였습니다.

여기에 실린 국가표준(KS C IEC 62305-1)은 국가표준 제정을 위해 지식경제부 기술표준원 TC81(피뢰설비)에 제출한 초안에 기초하여 해설을 하였습니다.

이 해설서의 내용을 인용할 때, 반드시 지식경제부에서 시행한 인프라 사업임과  TC81 국내전문위원에서 작성하였음을 밝혀야 합니다.

목   차

서문	8

1. 적용범위	8

2. 인용규격	9

3. 용어와 정의	9

4. 용어설명	19

4.1 손상과 손실	19

4.2 위험성과 위험 요소	22

4.3 구조물에 관련된 위험 요소의 구성	24

4.4 인입설비에 관련된 위험 요소의 구성	26

4.5 위험 요소에 영향을 끼치는 요인	27

5. 위험성 관리	29

5.1 기본절차	29

5.2 위험성평가에 고려하는 구조물	30

5.3 위험성평가에 고려하는 인입설비	30

5.4. 허용위험성	30

5.5 보호의 필요성을 평가하기 위한 특수한 절차	31

5.6 보호의 비용 효과를 평가하는 절차	32

5.7 보호대책	34

5.8 보호대책의 선택	34

6. 구조물에 대한 위험 요소의 평가	36

6.1 기본식	36

6.2 구조물에 친 낙뢰에 의한 위험 요소의 평가(S1)	36

6.3 구조물의 근처에 친 낙뢰에 의한 위험 요소의 평가(S2)	36

6.4 구조물에 접속된 선로에 친 낙뢰에 의한 위험 요소의 평가(S3)	36

6.5 구조물에 접속된 선로 근처에 친 낙뢰에 의한 위험 요소의 평가(S4)	37

6.6 구조물의 위험 요소의 요약	39

6.7 구역 에서 구조물의 분할	39

6.8 구역 을 갖는 구조물에서 위험 요소의 평가	40

7. 인입설비에 대한 위험 요소의 평가	41

7.1 기본식	41

7.2 인입설비 친 낙뢰에 의한 요소 평가(S3)	41

7.3 인입설비 근처에 친 낙뢰에 의한 위험 요소의 평가(S4)	42

7.4 인입설비가 접속된 구조물에 낙뢰에 의한 위험 요소의 평가(S1)	42

7.5 인입설비에 대한 위험 요소의 요약	42

7.6 구역 로 인입설비의 분할	43

부속서 A : 위험한 사건의 연간 횟수 의 평가	44

부속서 B : 구조물에 대한 확률 의 평가	52

부속서 C : 구조물 안의 손실량 의 평가	58

부속서 D : 인입설비에 대한 손상의 확률 의 평가	64

부속서 E : 인입설비에서 손실량 의 평가	68

부속서 F : 개폐과전압	70

부속서 G : 손실 비용의 평가	71

부속서 H : 구조물에 대한 사례 연구	73

부속서 I : 인입설비를 대한 사례 연구 - 통신선	100

부속서 J : 구조물의 위험성평가를 위한 단순화된 소프트웨어	107

그림 목차

그림 1 보호의 필요성을 결정하는 절차	32

그림 2 보호대책의 비용 효과를 평가하는 절차	33

그림 3 구조물의 보호대책을 선정하는 절차	35

그림 4 인입설비의 보호대책을 선정하는 절차	35

그림 5 선로 끝에서 구조물: 보호대상 구조물(구조물 b) "b"의 끝과 인접한 구조물(구조물 a)의 "a"끝	39

그림 A.1 독립된 구조물의 수뢰면적	45

그림 A.2 복잡한 형상의 구조물	46

그림 A.3 그림 A.2에 나타낸 구조물의 수뢰면적을 결정하는 여러 가지 방법	47

그림 A.4 수집면적  평가에 고려하는 구조물	48

그림 A.5 수집 면적(, , , )	51

그림 I.1 보호대상 통신선	100

그림 J.1 시골 가옥에 대한 예(H.1절 참조 - 보호대책이 시설되지 않은 경우)	110

그림 J.2 시골 가옥에 대한 예(H.1절 참조 - 보호대책이 시설된 경우)	111

표 목차

표 1 뇌격점에 따른 손상의 원인과 유형, 손실의 유형	21

표 2 각각의 손상과 손실 유형에 대한 구조물 내의 위험성	22

표 3 구조물에서 손실의 각 유형에 대하여 고려되는 위험 요소	25

표 4 인입설비에서 손실의 각 유형에 대하여 고려되는 위험 요소	26

표 5 구조물에서 위험 요소에 영향을 미치는 요인	28

표 6 인입설비에서 위험 요소에 영향을 미치는 요인	29

표 7 허용위험성 의 전형적인 값	31

표 8 구조물에 대한 위험 요소의 평가에 관련된 파라미터	38

표 9 여러 원인으로부터 야기될 수 있는 다른 유형의 손상에 대한 구조물의 위험 요소	39

표 10 인입설비에 대한 위험 요소의 평가에 관련된 파라미터	42

표 11 여러 가지 원인에 의해 발생된 여러 가지 손상의 유형에 대한 인입설비의 위험 요소	43

표 A.1 평가방법에 따른 수뢰면적의 값	46

표 A.2 위치계수	48

표 A.3 인입설비의 특성에 따른 수뢰면적 와	50

표 A.4 변압기 계수	50

표 A.5 환경 요소	51

표 B.1 구조물 직격뢰가 인축에 전격을 유발시킬 확률 의 값	52

표 B.2 물리적 손상을 줄이기 위한 보호 대책에 따른 확률	53

표 B.3 SPD에 의해 제안된 LPL함수에 의한 확률	53

표 B.4 계수 에 확률 의 값	54

표 B.5 내부 배선에 의존하는 계수 의 값	55

표 B.6 케이블 차폐물의 저항 와 기기의 임펄스내전압 에 의존하는 확률 의 값	56

표 B.7 케이블 차폐의 저항 와 기기의 임펄스내전압 에 의존하는 확률 의 값	57

표 C.1 , , 의 전형적인 평균값	59

75표 C.2 토양 또는 바닥 표면의 유형에 따른 감소계수 와 의 값	59

표76 C.3 화재의 영향을 줄이기 위해서 설치한 설비에 따른 감소계수 의 값	60

표 C.4 구조물의 화재 위험성에 따른 감소계수 의 값	60

표 C.5 특수한 위험성이 있는 경우 상대적 손실량의 중간계수 값	61

표 C.6 와 의 전형적인 평균값	61

표 C.7 ,  및 의 전형적인평균값	62

표 D.1 차폐된 선로의 특성에 따른 계수 의 값	64

표 D.2 보호대책 기능에 따른 요소 의 값	65

표 D.3 케이블의 유형에 따른 임펄스내전압	65

표 D.4 장치의 유형에 따른 임펄스내전압	65

표 D.5 고장전류 에 따른 확률 , ,  과 의 값	66

표 E.1 와 의 전형적인 평균값	68

표 H.1 구조물 데이터와 특성	73

표 H.2 선로와 접속된 내부 시스템의 데이터와 특성	74

표 H.3 구역 (건물 내부) 특성	75

표 H.4 구조물과 전선의 선로의 수뢰면적	75

표 H.5 연간 위험한 사건이 예상되는 횟수	76

표 H.6 관련된 위험 요소와 계산(값 × 10-5)	76

표 H.7 적절한 경우에 대한 위험성 (값 × 10-5)에 관련된 위험 요소의 값	78

표 H.8 구조물 특성	78

표 H.9 내부 전원게통과 접속된 전원선 특성	79

표 H.10 내부 통신시스템과 접속된 TLC선 특성	79

표 H.11 구역 (건물의 출입구) 특성	80

표 H.12 구역  (정원) 특성	80

표 H.13 구역  (보관소) 특성	81

표 H.14 구역  (사무실) 특성	81

표 H.15 구역  (컴퓨터센터) 특성	82

표 H.16 구조물과 선로의 수뢰면적	82

표 H.17 연간 위험한 사건이 예상되는 횟수	82

표 H.18 위험성  - 구역에 따른 위험 요소의 값 (값 × 105)	83

표 H.19 구역에 따른 위험성  요소의 구성 (값 × 10-5)	83

표 H.20 선택된 해결책에 따른 위험성 의 값 (값 × 10-5)	84

표 H.21 구조물 특성	85

표 H.22 내부 전원계통 및 관련 인입전원선 특성	85

표 H.23 내부 통신시스템 및 관련 인입선 특성	86

표 H.24 구역 (건물 외측) 특성	87

표 H.25 구역 (병실) 특성	87

표H.26 구역 (수술실)특성	88

표 H.27 구역 (집중치료실)특성	88

표 H.28 연간 위험한 사건이 예상되는 횟수	89

표H.29 위험성  - 구역에 따라 고려되는 위험 요소	89

표 H.30 위험성  - 보호되지 않는 구조물에 대한 확률 의 값	90

표 H.31 위험성  - 구역에 따라 보호되지 않는 구조물에 대한 위험 요소의 값(값[eqn: TIMES] 10-5)	90

표 H.32 구역에 따른 위험성  요소의 구성(값 × 10-5)	91

표 H.33 위험성  - 대책 a)에 따른 보호된 구조물에 대한 확률 의 값	92

표 H.34 위험성  - 대책 b)에 따라 보호된 구조물에 대한 확률 의 값	93

표 H.35 위험성  - 대책 c)에 따른 보호된 구조물에 대한 확률 의 값	94

표 H.36 위험성  - 선택된 대책에 따른 위험성의 값 (값 × 10-5)	94

표 H.37 구역에 관련된 손실의 비용의 값 (값($) × 106)	95

표 H.38 비율에 관련된 값	95

표 H.39 위험성  - 구역에 따라 보호대책을 하지 않은 구조물에 대한 위험 요소의 값 (값 × 10-5)	95

표 H.40 손실 과 의 양 (단위 : $)	96

표 H.41 보호대책의 비용 와  (단위: $)	96

표 H.42 연간 절약금액 (단위 : $)	96

표 H.43 구조물의 특성	97

표 H.44 구역  파라미터	97

표 H.45 내부 전원계통과 관련인입선 파라미터	98

표 H.46 내부 전화시스템과 관련인입선 파라미터	98

표 H.47 건물의 높이와 이것의 화재 위험성에 따라 채택되는 보호대책	99

표 I.1 구획 의 선로특성	101

표 I.2 구획 의 선로특성	101

표 I.3 선로 구조물 특성의 종단	102

표 I.4 위험한 사건의 연간 예상되는 수	102

표 I.5 위험성  - 선로의 구획 에 관련된 위험 요소	102

표 I.6 위험성  - 보호되지 않는 선로에 대한 고장전류의 값과 확률	103

표 I.7 위험성[eqn: R'_{ 2}] - 선로의 구획 에 따른 보호되지 않는 선로의 위험 요소의 값(값 × 10-3)	104

표 I.8 위험성  - 보호되는 선로에 대한 확률 의 값	105

표 I.9 위험성  -  = 0.03로 전이점  와 에 설치된 SPD로 보호되는 선로에 대한 위험 요소의 값(값 × 10-3)	106

표 J.1 사용자가 자유롭게 변경할 수 파라미터	106

표 J.2 사용자에 의해 변경되는 파라미터의 제한된 부분집합	108

표 J.3 고정 파라미터 (사용자에 의해 변경되지 않는)	109

한 국 산 업 규 격	KS C  IEC

피뢰시스템 - 제2부 : 위험성 관리           62305-2 : 2007

Protection against lightning  - Part 2 : Risk management

서문 이 규격은 2006년에 제1판으로 발행된 IEC 62305-2,  Protection against lightning - Part 2 : Risk management를 기술적인 내용과 규격의 양식을 변경하지 않고 한국산업규격으로 제정한 것이다.

해 설

IEC 62305-2(2006.1)에는 기술적인 내용을 비롯하여 많은 오기(Corrigendum)가 발견되고 있고 그 수정도 이루어지지 않은 상태이다. 또한 2006년의 TC81 총회에서 제5부 인입설비(통신선, 전력선, 배관)가 IEC 62305시리즈에서 삭제되었지만 현재의 IEC 62305-2에는 그 내용이 포함되어 있고 아직 어떤 부분을 삭제할 것인지가 결정되지 않은 상태이다.

따라서 차기의 개정시기까지 수행될 작업 내용으로는 위험성 평가의 기법 및 표현의 간소화와 명확화, 소프트웨어의 개선, 파라미터의 재검토 등 위험성 평가의 정도와 편리성 향상을 목적으로 한 항목들이 포함되어 있다. 참고적으로 IEC 62305-2의 차기 개정년도는 2010년으로 예정되어 있다.

위험성관리(=리스크관리)는 기업경영이나 조직운영 등에 따르는 리스크(Risk:위험성)의 악영향으로부터 자산․사업수행력 등을 최소비용으로 보호하는 경영수법으로 1950년대 중반 보험이론의 한 분야로서 전개된 것이 그 시초이다. 위험성관리는 일반적으로 불확실성의 위험요소를 인식하고 분석하여 이에 대응하는 일련의 과정으로 정의할 수 있으며 현재에 이르러서 위험성관리는 경영(금융), 방재, IT시스템 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.

이 규격에서는 낙뢰에 의한 건축물이나 인입설비 등에 대한 위험성(리스크)의 평가 순서를 제시하고 있다. 또한 이 규격은 허용 가능한 한도이하로 위험성을 저감하기 위하여 요구되는 적절한 보호수단의 선정에 사용된다.

1. 적용범위

KS C IEC 62305의 제2부에서는 낙뢰에 의한 구조물 또는 인입설비의 위험 요소에 적용할 수 있다.

이것의 목적은 낙뢰로 인한 위험 요소의 평가 절차를 제공하기 위한 것이다. 위험 요소에 대한 상위 허용 한계가 선정되면 이 절차는 위험을 줄이거나 허용 범위 이하로 하기 위한 적절한 보호대책의 선택에 관한 지침이다

해 설

이 규격에서의 위험성관리는 낙뢰로 인하여 건축물 또는 인입설비에 발생되는 위험성을 평가하는데 적용할 수 있으며, 이러한 위험성 평가에 의해 보호대상물에 대한 보호의 필요성을 판단하고, 보호 필요시 위험성 저감을 위한 최적의 보호수단을 선정할 수 있다.
단, 인입설비에 관련된 인명손실의 위험성이나 건축물에 낙뢰가 발생하였을 때 건축물 내부에서의 접촉전압이나 보폭전압에 의해 발생되는 위험성은 이 규격의 대상이 아니다.

그것은 완벽한 등전위본딩시스템이  구성되어 있는 건축물의 내부에서는 접촉전압이나 보폭전압에 의해 발생되는 위험성은 없기 때문이다. 그러나 건축물 외부에서는 외벽주위의 대지와 건축물에 설치된 피뢰설비와의 등전위가 형성되지 않을 경우 접촉전압이나 보폭전압에 의한 위험성이 발생될 가능성이 있기 때문에 건축물 외벽으로부터 3 m이내의 범위에서 발생되는 위험성은 본 규격의 대상이 된다.

인입설비 중 이 규격에서 고려하는 인입설비는 건축물에 인입되고 있는 배선을 주 대상으로 하며, 배관 또는 배관근처에서의 뇌방전은 배관이 등전위본딩바에 접속되어 있는 경우 고려하지 않는다.

(주 1) 이 규격에서 인입설비라 함은 건축물에 접속되는 인입선(배선)/인입관(배관)을 총칭한다.

(주 2) 2006년 6월에 개최된 TC81 총회에서 IEC 피뢰설비규격시리즈(IEC 62305)의 초안에서 제 5부 인입설비(서비스)의 삭제를 결정하였지만, 본 규격에서는 인입설비부분에 대해서 삭제할 부분을 정확하게 결정하지 못하였기 때문에 모두 포함하고 있다.

2. 인용규격

아래의 인용규격은 이 규격의 적용에 필수적이다. 발행년도가 표기된 인용규격의 경우 언급된 판만이 적용된다. 발행년도가 표기되지 않은 인용규격의 경우 인용규격(모든 개정판 포함)의 최신판을 적용한다.

KS C IEC 60079-10 : 2004, 방폭 전기 기계․기구-제10부 : 위험지역의 분류

KS C IEC 61241-10 : 2006, 분진 방폭 전기 기계․기구-제10부 : 분진폭발 위험장소

KS C IEC 62305-1, 피뢰시스템-제1부 : 일반 원칙

KS C IEC 62305-3, 피뢰시스템-제3부 : 구조물의 물리적 손상 및 인명위험

KS C IEC 62305-4, 피뢰시스템-제4부 : 구조물 내부의 전기전자시스템

ITU-T Recommendation K.46 : 2000, Protection of telecommunication lines using metallic symmetric conductors against lightning induced surges

ITU-T Recommendation K.47 : 2000, Protection of telecommunication lines using metallic conductors against direct lightning discharges

3. 용어와 정의

이 규격의 목적을 위하여 다음의 용어, 정의, 기호와 약어, KS C IEC 62305의 다른 부에서 언급한 것은 물론 제1부에서 이미 인용되었지만 여기에서 쉽게 읽을 수 있도록 반복되는 것을 적용한다.

3.1 용어와 정의

3.1.1 보호대상물 (object to be protected)

뇌격의 영향으로부터 보호되는 구조물 또는 인입설비

3.1.2 보호대상 구조물 (structure to be protected)

이 규격에 따라 뇌격의 영향으로부터 보호를 필요로 하는 구조물

비고 보호대상 구조물은 대형 구조물의 일부분일 수도 있다.

3.1.3 폭발위험성 구조물 (structure with risk of explosion)

고체 폭발성 물질을 저장하는 구조물 또는 KS C IEC 60079-10과 KS C IEC 61241-10에 따라 정해진 위험한 영역

비고 이 규격의 목적을 위하여, 단지 위험한 구역 0유형을 포함하거나 고체 폭발성 물질을 저장하는 구조물만을 고려한다.

3.1.4 환경에 대하여 위험한 구조물 (structures dangerous to the environment)

낙뢰의 결과로 생물학적, 화학적, 방사능성의 방출을 일으킬 수 있는 구조물(화학, 석유화학, 원자력 발전소 등과 같은)

3.1.5 도시 환경 (urban environment)

건물의 고밀집도 또는 높은 건물에 조밀한 인구밀도의 공동체가 있는 지역

비고 도심(town center)이 도시환경의 예이다.

3.1.6 근교 환경 (suburban environment)

건물의 밀집도가 보통인 지역

비고 교외(town outskirt)가 근교환경의 예이다.

3.1.7 시골 환경(rural environment)

건물의 밀집도가 낮은 지역

비고 시골(countryside)이 농촌 환경의 예이다.

3.1.8 정격임펄스내전압  (rated impulse withstand voltage)

과전압에 대한 기기 절연내력을 나타내며, 기기 또는 그 일부에 대한 제조자에 의해 지정된 임펄스내전압

비고 이 규격에서는 도체와 대지 사이의 내전압만 고려한다.

3.1.9 전기시스템 (electrical system)

저전압 전력 공급 요소로 구성된 시스템

3.1.10 전자시스템 (electronic system)

통신장비, 컴퓨터, 제어계측시스템, 라디오시스템, 전력전자설비 같이 민감한 전자소자로 구성된 시스템

3.1.11 내부시스템 (internal systems)

구조물 내부의 전기·전자시스템

3.1.12 보호대상 인입설비 (service to be protected)

이 규격에 따라 뇌격의 영향으로부터 보호를 필요로 하는 구조물에 접속된 인입설비

3.1.13 통신선 (telecommunication lines)

전화선이나 데이터선과 같이 분리된 구조물에 위치한 장비 사이의 통신을 위한 전송매체

3.1.14 전원선 (power lines)

저압(LV) 혹은 고압(HV) 전원선과 같이 구조물에 설치된 전기기기 및 전자기기에 전원을 공급하기 위해 구조물에 전기에너지를 공급하는 전송선로

3.1.15 배관 (pipes)

가스관, 수도관, 송유관과 같이 구조물 밖으로 혹은 안으로 유체를 운반하기 위한 배관

3.1.16 위험한 사건 (dangerous event)

보호대상물 또는 보호대상물의 근처 낙뢰

3.1.17 보호대상물 직격뢰 (lightning flash to an object)

보호대상물에 직접 입사한 뇌격

3.1.18 보호대상물 근처 뇌격 (lightning flash near an object)

위험한 과전압을 일으킬 정도로 보호대상물 근처에 떨어진 뇌격

3.1.19 구조물 직격뢰에 의한 위험한 사건의 횟수  (number of dangerous events due to flashes to a structure)

구조물 직격뢰에 의한 위험한 사건의 예상 연평균 횟수

3.1.20 인입설비 직격뢰에 의한 위험한 사건의 횟수 (number of dangerous events due to flashes to a service)

인입설비에 친 낙뢰에 의한 위험한 사건의 예상 연평균 횟수

3.1.21 구조물 근처 뇌격에 의한 위험한 사건의 횟수 (number of dangerous events due to flashes near a structure)

구조물 근처에 친 낙뢰에 의한 위험한 사건의 연평균 횟수

3.1.22 인입설비 근처 뇌격에 의한 위험한 사건의 횟수  (number of dangerous events due to flashes near a service)

인입설비 근처에 친 낙뢰로 인한 연평균 위험한 사건이 예상되는 횟수

3.1.23 뇌전자계임펄스 (lightning electromagnetic impulse-LEMP)

뇌격전류에 의한 전자계 영향

비고 방사임펄스전자계 영향은 물론 전도성 서지도 포함된다.

3.1.24 서지 (surge)

뇌전자계임펄스에 의해 발생한 과전압 또는 과전류로서 나타나는 일시적인 파동

비고 LEMP에 의해 발생된 서지는 설비루프의 유도효과와 (부분)뇌격전류를 일으키며, SPD하위의 위협요소로 남게 될 수 있다.

3.1.25 노드 (node)

서지 전파가 무시될 수 있다고 볼 수 있는 곳의 인입선로 상의 점

3.1.26 물리적 손상 (physical damage)

뇌방전의 기계적, 열적, 화학적, 폭발적인 영향에 의한 구조물(또는 내용물) 또는 인입설비의 손상

3.1.27 인축에 대한 상해 (injury to living beings)

낙뢰에 의해 발생하는 접촉전압과 보폭전압에 의한 사람 또는 동물에 대한 생명의 손실을 포함하는 상해

3.1.28 전기·전자시스템의 고장 (failure of electrical and electronic systems)

뇌전자계임펄스에 의한 전기·전자시스템의 영구적 손상

3.1.29 고장전류  (failure current)

선로에 손상을 주는 뇌격전류의 최소 피크값

3.1.30 손상확률  (probability of damage)

위험한 사건이 보호대상물 또는 보호대상물의 내부에 손상을 일으킬 확률

3.1.31 손실  (loss)

보호대상물(사람과 물건)의 금액에 관련하여 위험한 사건으로 인한 손상의 특정한 유형의 결과에 따른 평균손실량(사람과 물건)

3.1.32 위험성 (risk-)

보호대상물의 가치(사람과 제품)와 관련되어 뇌방전으로 인해 야기될 수 있는 연간 평균손실액(사람과 제품)

3.1.33 위험 요소  (risk component)

손상의 원인과 유형에 따른 부분적인 위험성

3.1.34 허용위험성 (tolerable risk-)

보호대상물에 대해서 허용할 수 있는 위험성의 최대값

3.1.35 구조물의 구역  (zone of a structure)

단지 일련의 파라미터가 위험요소의 평가에 포함되는 경우 동질의 특성을 가지는 구조물의 일부분

3.1.36 인입설비의 구역 (section of a service)

단지 일련의 파라미터가 위험요소의 평가에 포함되는 경우 동질의 특성을 가지는 인입설비의 일부분

3.1.37 피뢰구역 (lightning protection zone-LPZ)

뇌전자계 환경이 정의된 구역

비고 LPZ의 경계는 물리적 경계가 필요한 것은 아니다(예: 벽, 바닥, 천장).

3.1.38 피뢰레벨 (lightning protection level-LPL)

자연적으로 발생하는 뇌방전를 초과하지 않는 최대 그리고 최소 설계값에 대한 확률에 관련된 일련의 뇌격전류 파라미터로 정해지는 레벨

비고 피뢰레벨은 일련의 뇌격전류 파라미터에 따라 보호대책을 설계하는데 이용된다.

3.1.39 보호대책 (protection measures)

위험성을 줄이기 위해 보호대상물에 적용하는 보호대책

3.1.40 피뢰시스템 (lightning protection system-LPS)

구조물에 입사하는 낙뢰로 인한 물리적 손상을 줄이기 위해 사용되는 모든 시스템

비고 피뢰시스템은 외부 피뢰시스템과 내부 피뢰시스템으로 구성된다.

3.1.41 LEMP보호대책시스템 (LEMP protection measures system)

LEMP로부터 내부시스템에 대한 보호대책의 완전한 시스템

3.1.42 차폐선 (shielding wire)

인입설비에 입사하는 낙뢰로 인한 손상을 줄이기 위해 사용되는 금속선

3.1.43 자기차폐 (magnetic shield)

전기·전자시스템의 고장을 줄이기 위해 보호대상물을 감싸는 금속으로 된 격자모양 또는 연속성 차폐물 또는 그 일부분

3.1.44 피뢰용 케이블 (lightning protective cable)

금속제 외장이 직접 또는 도전성 플라스틱으로 표면처리되어 토양과 연속적인 접촉을 이루며 절연내력이 증강된 특수케이블

3.1.45 피뢰용 케이블덕트 (lightning protective cable duct)

토양과 접촉하는 낮은 저항률의 케이블덕트 (예, 상호 접속된 철골 보강재를 구비한 콘크리트 또는 금속제 덕트)

3.1.46 서지보호장치 (surge protective device-SPD)

과전압을 제한하고 서지전류를 전류(轉流)시키는 적어도 하나의 비선형 소자를 포함하는 장치

3.1.47 SPD 협조보호 (coordinated SPD protection)

전기·전자시스템의 고장을 줄이기 위해 적절히 선택, 조합, 설치된 SPD

3.2 기호와 약어

a    감가상각율(Amortization rate)	부속서 G

독립된 구조물에 대한 수뢰면적	A.2

높은 지붕돌출부에 의한 수뢰면적	A.2.1

인입설비 근처의 수뢰면적	A.4; 표 A.3

인입설비에 대한 수뢰면적	A.4; 표 A.3

구조물 근처 뇌격의 영향을 받는 면적	A.3

B   건물	A.2

통화로 나타낸 구조물의 가능한 손실액의 평균값	C.4; C.5

동물의 연간 비용	부속서 G

건물의 연간 비용	부속서 G

내용물의 연간 비용	부속서 G

위치계수	A.2; 표 A.2

환경계수	A.5; 표 A.5

보호대책이 없는 경우 총 손실의 연간 비용	5.6; 부속서 G

잔류손실의 연간 비용	5.6; 부속서 G

보호대책의 비용	부속서 G

선택된 보호대책의 연간 비용	5.6; 부록 G

구조물 내에 있는 시스템의 연간 비용	부속서 G

인입설비에 대한 HV/LV 변압기의 보정계수	A.4; 표 A.4

통화로 나타낸 구조물의 총 금액	C.4; C.5; E.3

구조물 근처 뇌격에 관련된 측면거리	A.5

D1  인축에 대한 상해	4.1.2

D2  물리적 손상	4.1.2

D3  전기전자시스템의 고장	4.1.2

특별한 위험이 있을 때 손실증가계수	C.2; 표 C.5

구조물의 높이	A.4

인입설비의 “a" 끝에 접속된 구조물의 높이	A.4

인입설비의 “b" 끝에 접속된 구조물의 높이	A.4

지표상 인입설비 도체의 높이	A.4

이자율	부속서 G

고장전류	D.1.1;D.1.2

인입설비의 특성에 관련된 계수	D.1.1

LEMP에 대한 보호대책의 성능에 관련된 계수	B.4

인입설비에 채택된 보호대책에 관련된 계수	D.1.1

구조물의 차폐효과에 관련된 계수	B.4

구조물 내에 있는 차폐물의 차폐효과에 관련된 계수	B.4

내부배선의 특성에 관련된 계수	B.4

시스템의 임펄스내전압에 관련된 계수	B.4

구조물의 길이	A.2

인입설비의 “a"의 끝에 접속된 구조물의 길이	A.4

인축에 대한 상해에 관련된 손실	6.2;표 8

물리적 손상에 관련된 구조물의 손실 (구조물에 친 낙뢰에 의한)	6.2;표 8

물리적 손상에 관련된 인입설비의 손실 (인입설비에 친 낙뢰에 의한)	7.4;표 10

인입설비 구역의 길이	A.4

내부시스템의 고장에 관련된 손실 (구조물에 친 낙뢰에 의한)	6.2;표 8

인입설비 장비의 고장에 관련된 손실 (구조물에 친 낙뢰에 의한)	7.4;표 10

물리적 손상에 의한 구조물의 손실	C.1

물리적 손상에 의한 인입설비의 손실	E.1

내부시스템의 고장에 관련된 손실(구조물 근처에 친 낙뢰에 의한)	6.3;표 8

내부시스템의 고장에 의한 구조물의 손실	C.1

내부시스템의 고장에 의한 인입설비의 손실	E.1

접촉전압과 보폭전압에 의한 상해로 인한 손실	C.1

인축의 상해에 관련된 손실 (인입설비에 친 낙뢰에 의한)	6.4;표 8

물리적 손상에 의한 구조물의 손실 (인입설비에 친 낙뢰에 의한)	6.4;표 8

물리적 손상에 의한 인입설비의 손실 (인입설비에 친 낙뢰에 의한)	7.2;표 10

내부시스템의 고장에 관련된 손실 (인입설비에 친 낙뢰에 의한)	6.4;표 8

인입설비 장비의 고장에 관련된 손실 (인입설비에 친 낙뢰에 의한)	7.2;표 10

구조물의 총 손실	6.1

인입설비의 총 손실	7.1

내부시스템의 고장에 관련된 손실 (인입설비 근처에 친 낙뢰에 의한)	6.5;표 8

인입설비 장비의 고장에 관련된 손실 (인입설비 근처에 친 낙뢰에 의한)	7.3;표 10

L1  구조물 내의 인명 손실	4.1.3

L2  구조물 내의 공공설비의 손실	4.1.3

L´2 인입설비 내의 공공설비 손실	4.1.3

L3  구조물 내의 문화유산의 손실	4.1.3

L4  구조물 내의 경제적인 손실	4.1.3

L´4 인입설비 내의 경제적인 가치의 손실	4.1.3

유지보수율	부속서 G

구조물에 접속된 인입설비의 수	D.1.1

연간 위험한 사건의 수	6.1

구조물 직격뢰에 의한 위험한 사건의 수	A.2.3

선로 “a" 끝에서 구조물 직격뢰에 의한 위험한 사건의 수	A.2.4;표 8

낙뢰밀도	A.1

인입설비 근처 뇌격에 의한 위험한 사건의 수	A.5

인입설비 직격뢰에 의한 위험한 사건의 수	A.4

구조물 근처 뇌격에 의한 위험한 사건의 수	A.3

위험에 처할 가능성이 있는 사람의 수	C.2;C.3;E.2

개폐과전압의 예측 또는 측정된 연간  횟수	부속서 F

2.5 kV를 초과하는 개폐과전압의 연간 횟수	부속서 F

구조물 내의 예상되는 사람의 총 수	C.2;C.3;E.2

손상 확률	3.1.29

인축에 대한 상해의 확률 (구조물 직격뢰에 의한)	6.2;표 8

구조물에 대한 물리적 손상의 확률 (구조물 직격뢰에 의한)	6.2;표 8

인입설비에 대한 물리적 손상의 확률 (구조물 직격뢰에 의한)	7.4;표 10

내부시스템의 고장의 확률 (구조물 직격뢰에 의한)	6.2;표 8

인입설비 장비의 고장의 확률 (구조물 직격뢰에 의한)	7.4;표 10

내부시스템의 고장의 확률 (접속된 인입설비 직격뢰에 의한)	B.5;B.6;B.7

내부시스템의 고장의 확률 (접속된 인입설비 근처 뇌격에 의한)	B.8

내부시스템의 고장의 확률 (구조물 근처 뇌격에 의한)	6.3;표 8

내부시스템의 고장의 확률 (보호대책 있음)	B.4

SPD가 설치되었을 때 내부시스템 또는 인입설비의 고장의 확률	B.3;B.4

인축에 대한 상해의 확률 (접속된 인입설비에 친 낙뢰에 의한)	6.4;표 8

구조물에 대한 물리적 손상의 확률 (접속된 인입설비 직격뢰에 의한)	6.4;표 8

인입설비에 대한 물리적 손상의 확률 (인입설비 직격뢰에 의한)	7.2;표 10

내부시스템의 고장의 확률 (접속된 인입설비 직격뢰에 의한)	6.4;표 6

인입설비 장비의 고장의 확률 (인입설비 직격뢰에 의한)	7.2;표 10

구조물의 손상의 확률	6.1

인입설비의 손상의 확률	7.1

내부시스템의 고장의 확률 (접속된 인입설비 근처 뇌격에 의한)	6.5;표 8

인입설비 장비의 고장의 확률 (인입설비 근처 뇌격에 의한)	7.3;표 10

토양표면의 유형에 따른 감소계수	C.2

바닥표면의 유형에 따른 감소계수	C.2

방화설비에 의한 손실의 감소계수	C.2

위험성	3.1.32

위험 요소 (인축에 대한 상해 - 구조물 직격뢰에 의한)	4.2.2

위험 요소 (구조물의 물리적 손상 - 구조물 직격뢰에 의한)	4.2.2

위험 요소 (인입설비의 물리적 손상 - 구조물 직격뢰에 의한)	4.2.8

위험 요소 (내부시스템의 고장 - 구조물 직격뢰에 의한)	4.2.2

위험 요소 (인입설비 장비의 고장 - 구조물 직격뢰에 의한)	4.2.8

구조물 직격뢰에 의한 구조물에 대한 위험성	4.3.1

화재위험성에 의존하는 손실감소계수	C.2

구조물의 물리적 손상에 의한 위험성	4.3.2

인입설비의 물리적 손상에 의한 위험성	4.4.2

구조물에 치지 않은 낙뢰에 의한 구조물에 대한 위험성	4.3.1

위험 요소 (내부시스템의 고장 - 구조물 근처 뇌격에 의한)	4.2.3

보호대책을 채택한 때의 위험성	부속서 G

내부시스템의 고장에 의한 위험성	4.3.2

인입설비 장비의 고장에 의한 위험성	4.4.2

케이블의 단위 길이 당 차폐물의 저항	B.5;B.8;D.1

인축에 대한 상해에 의한 위험성	4.3.2

허용위험성	3.1.34

위험 요소 (인축에 대한 상해 - 접속된 인입설비 직격뢰에 의한)	4.2.4

위험 요소 (구조물의 물리적 손상 - 접속된 인입설비 직격뢰에 의한)	4.2.4

위험 요소 (인입설비의 물리적 손상 - 인입설비 직격뢰에 의한)	4.2.6

위험 요소 (내부시스템의 고장 - 접속된 인입설비 직격뢰에 의한)	4.2.4

위험 요소 (인입설비 장비의 고장 - 인입설비 직겨뢰에 의한)	4.2.6

구조물에 대한 위험 요소	3.1.33

인입설비에 대한 위험 요소	7.1

위험 요소 (내부시스템의 고장 - 인입설비 근처 뇌격에 의한)	4.2.5

위험 요소 (인입설비 장비의 고장 - 인입설비 근처 뇌격에 의한)	4.2.7

구조물 내의 인명 손실의 위험성	4.2.1;4.3

구조물 내의 공공설비의 손실의 위험성	4.2.1;4.3

인입설비 내의 공공설비의 손실의 위험성	4.2.1;4.4

구조물 내의 문화유산의 손실의 위험성	4.2.1;4.3

구조물 내의 경제적 가치손실의 위험성	4.2.1;4.3

인입설비 내의 경제적 가치손실의 위험성	4.2.1;4.4

S  구조물	A.2

연간 절약되는 금액	부속서 G

Ss  인입설비의 구역	3.1.36

S1  구조물 직격뢰	4.1.1

S2  구조물 근처 뇌격	4.1.1

S3  인입설비 직격뢰	4.1.1

S4  인입설비 근처 뇌격	4.1.1

연간 인입설비의 손실기간(시간)	C.3;E.2

사람이 연간 위험한 장소에 있는 시간	C.2

연간 뇌우일수	A.1

전이점	부속서 I

시스템의 정격 임펄스내전압	B.4

메시폭	B.4

구조물의 폭	A.2

인입설비의 “a"끝에 접속된 구조물의 폭	A.4

구조물의 구역	3.1.35

4. 용어설명

4.1 손상과 손실

4.1.1 손상의 원인

뇌격전류는 손상의 기본적인 원인이다. 뇌격점에 따라 다음과 같은 원인으로 구별된다(표1 참조).

- S1 : 구조물 직격뢰

- S2 : 구조물 근처 뇌격

- S3 : 구조물에 접속된 인입설비 직격뢰

- S4 : 구조물에 접속된 인입설비 근처 뇌격

해 설

낙뢰가 구조물이나 구조물에 접속된 인입설비에 직접 발생된 경우(S1, S3)와 이들의 근처에 발생된 경우(S2, S4)에 따라 손상의 원인을 구분한다.

4.1.2 손상의 유형

낙뢰는 보호대상물의 특성에 따르는 손상을 일으키게 된다. 가장 중요한 특성의 일부분으로는 구조물의 형태, 내용물, 용도와 인입설비의 유형, 그리고 설치된 보호대책이다.

이 위험성의 평가를 실제적으로 응용하기 위해서는 낙뢰의 영향으로 발생할 수 있는 기본적인 세 가지 손상을 아래와 같이 구별하는 것이 유용하다(표1, 표2 참조).

D1 : 인축에 대한 상해

D2 : 물리적 손상

D3 : 전기전자시스템의 고장

낙뢰로 인한 구조물의 손상은 구조물의 일부분으로 제한되거나 혹은 구조물 전체로 확장될 수가 있다. 또한 그것은 주변 구조물 또는 (예를 들면 화학적이거나 방사능 물질의 방출과 같은) 환경을 포함할 수도 있다.

인입설비에 영향을 미치는 낙뢰는 관련된 전기전자시스템 뿐만 아니라 인입설비의 시설에 사용된 물리적인 수단 - 선로 또는 배관 - 을 손상시킬 수 있다. 또한 이 손상은 인입설비에 접속된 내부시스템의 손상으로 확대될 수도 있다.

4.1.3 손실의 유형

손상의 각 유형은 그 손상 단독이거나 또는 다른 손상과 결합되거나 보호대상물에 다양한 결과적 손실을 일으킨다. 발생될 수 있는 손실의 유형은 보호대상물 자체와 이의 내용물의 특성에 따라 좌우되며, 다음과 같은 손실의 유형을 고려해야 한다(표1 참조).

L1 : 인명의 손실

L2 : 공공설비의 손실

L3 : 문화유산의 손실

L4 : 경제적 가치의 손실(구조물과 그의 내용물, 인입설비와 기능의 손실)

구조물에 관련된 손실의 유형은 다음과 같다.

L1 : 인명의 손실

L2 : 공공설비의 손실

L3 : 문화유산의 손실

L4 : 경제적 가치의 손실(구조물과 그의 내용물)

인입설비에 관련된 손실의 유형은 다음과 같다.

L’2 : 공공설비의 손실

L’4 : 경제적 가치의 손실(인입설비와 그 기능의 손실)

비고 이 규격에서 인입설비에 관련된 인명손실은 고려하지 않는다.

표 1 - 뇌격점에 따른 손상의 원인과 유형, 손실의 유형

		구조물		인입설비
뇌격점	손상의 원인	손상의 유형	손실의 유형	손상의 유형	손실의 유형
	S1	D1 D2 D3	L1, L42) L1, L2, L3, L4 L1, L2, L4	D2 D3	L’2, L’4 L’2, L’4
	S2	D3	L11), L2, L4
	S3	D1 D2 D3	L1, L42) L1, L2, L3, L4 L11), L2, L4	D2 D3	L’2, L’4 L’2, L’4
	S4	D3	L11), L2, L4	D3	L’2, L’4
1) 폭발의 위험이 있는 구조물, 병원 혹은 내부시스템의 고장이 직접적으로 인명에 위험이 되는 구조물 2) 가축의 생명을 앗아갈 수 있는 구조물

표 2 - 각각의 손상과 손실 유형에 대한 구조물 내의 위험성

손실 손상	L1 인명의 손실	L2 공공설비의 손실	L3 문화유산의 손실	L4 경제적 가치의 손실
D1 인축에 대한 상해		-	-	1)
D2 물리적 손상
D3 전기시스템 또는 전자 시스템의 고장	2)		-
1) 가축의 생명을 앗아갈 수 있는 구조물 2) 폭발의 위험이 있는 구조물, 병원 혹은 내부시스템의 고장이 직접적으로 인명에 위험이 되는 구조물

4.2 위험성과 위험 요소

4.2.1 위험성

위험성 은 평균 연간 손실의 값이다. 구조물이나 인입설비에 나타날 수 있는 손실의 각 유형에 대하여 관련된 위험성은 평가되어야 한다.

구조물에서 평가될 위험성은 다음과 같다.

: 인명의 손실위험성

: 공공설비의 손실위험성

: 문화유산의 손실위험성

: 경제적 가치의 손실위험성

인입설비에서 평가될 위험성은 다음과 같다.

: 공공설비의 손실위험성

: 경제적 가치의 손실위험성

위험성 을 평가하기 위해서는 관련된 위험 요소(손상의 원인과 유형에 따른 부분적 위험성)가 정의되고 계산되어야 한다.

각 위험성 은 이들 위험 요소의 합이며, 위험성을 산출할 때 위험 요소는 손상의 원인 및 유형에 따라 그룹화 되어야 한다.

4.2.2 구조물 직격뢰에 기인한 구조물의 위험 요소

: 구조물 외측 3 m 까지의 구역에서 접촉전압과 보폭전압에 의해 발생하는 인축에 대한 손상에 관련된 요소. L1 유형의 손실 및 축사의 경우 가축의 예상손실에 대한 유형 L4의 손실이 또한 발생한다.

비고 1 이 규격에서는 구조물 직격뢰에 의한 구조물 내측의 접촉전압과 보폭전압에 의해 발생되는 위험 요소는 고려하지 않는다.

비고 2 특수한 구조물에서 사람이 직격뢰에 의한 피해를 입을 위험이 있을 수도 있다.(예를 들면, 운동경기장이나 주차장의 최상층). 이러한 경우 또한 이 규격의 원리의 이용을 고려해도 된다.

: 주변 환경에 위험을 줄 수 있는 화재 또는 폭발을 유발시키는 구조물 내측에서 위험한 불꽃으로 생길 수 있는 물리적인 손상에 관련된 위험 요소. 모든 유형의 손실(L1, L2, L3, L4)이 나타날 수 있다.

: 구조물 뇌격에 의한 LEMP에 의해서 발생되는 내부시스템의 고장에 관련된 위험 요소. 유형 L2와 L4의 손실은 폭발성 위험성이 있는 구조물과 병원 또는 내부시스템의 고장이 인명에 직접적으로 위험을 줄 수 있는 기타 구조물의 경우 L1과 함께 모든 경우에 발생할 수 있다.

4.2.3 구조물 근처 뇌격에 의한 구조물의 위험 요소

: 구조물 근처 뇌격에 의한 LEMP에 의해서 발생되는 내부시스템의 고장에 관련된 위험 요소. 유형 L2와 L4의 손실은 폭발성 위험성이 있는 구조물과 병원 또는 내부시스템의 고장이 인명에 직접적으로 위험을 줄 수 있는 기타 구조물의 경우 L1과 함께 모든 경우에 발생할 수 있다.

4.2.4 인입설비 직격뢰에 의한 구조물의 위험 요소

: 구조물로 인입되는 인입선을 통해 유입된 뇌격전류에 의해 구조물 내측의 접촉전압에 의해 발생되는 생물체에 대한 상해에 관련된 요소.  L1 유형의 손실 및 농업용 건물의 경우 가축의 예상손실에 대한 유형 L4의 손실이 또한 발생한다.

: 인입설비를 따라 혹은 통하여 전달된 뇌격전류에 기인한 물리적 손상(일반적으로 구조물 내로 들어오는 선로의 인입점에서 외부설비와 금속부분 사이에서 생기는 위험한 불꽃방전으로 일어날 수 있는 화재 또는 폭발)에 관련된 요소. 모든 유형의 손실(L1, L2, L3, L4)이 발생할 수 있다.

: 인입선에 유도되어 구조물로 전달된 과전압에 의해 발생된 내부시스템의 고장에 관련된 요소. 유형 L2와 L4의 손실은 폭발성 위험성이 있는 구조물과 병원 또는 내부시스템의 고장이 인명에 직접적으로 위험을 줄 수 있는 기타 구조물의 경우 L1과 함께 모든 경우에 발생할 수 있다.

비고 이 평가에서 고려된 인입설비는 오직 구조물 내로 들어오는 선으로 제한한다. 배관에 직접 혹은 근처에 친 낙뢰는 배관을 등전위본딩 바에 본딩한 것을 기초로 하는 손상의 원인에 대하여는 고려하지 않는다. 만약 등전위본딩 바가 설치되어 있지 않았다면, 그러한 위협은 또한 고려되어야 한다.

해 설

이 위험성 평가에서 고려되는 인입설비는 오직 구조물 내로 들어오는 배선 뿐이다. 왜냐하면 배관의 경우에는 등전위본딩 바에 본딩을 한 것으로 전제하기 때문이다. 따라서 배관을 등전위본딩 바에 본딩을 하였을 경우에는 배관에 직접 혹은 근처에 낙뢰가 쳤다고 하여도 손상의 원인으로 고려하지 않는다. 그러나 만약 등전위본딩 바가 설치되어 있지 않았다면, 상기의 위협은 고려되어야 한다.

4.2.5 인입설비 근처 뇌격에 의한 구조물의 위험 요소

: 인입선에 유도되어 구조물로 전달된 과전압에 의해 발생된 내부시스템의 고장에 관련된 요소. 유형 L2와 L4의 손실은 폭발성 위험성이 있는 구조물과 병원 또는 내부시스템의 고장이 인명에 직접적으로 위험을 줄 수 있는 기타 구조물의 경우 L1과 함께 모든 경우에 발생할 수 있다.

비고 이 평가에서 고려된 인입설비는 오직 구조물 내로 들어오는 선으로 제한한다. 배관에 직접 혹은 근처에 친 낙뢰는 배관을 등전위본딩 바에 본딩한 것을 기초로 하는 손상의 원인에 대하여는 고려하지 않는다. 만약 등전위본딩 바가 설치되어 있지 않았다면, 그러한 위협은 또한 고려되어야 한다.

해 설

이 위험성 평가에서 고려되는 인입설비는 오직 구조물 내로 들어오는 배선 뿐이다. 왜냐하면 배관의 경우에는 등전위본딩 바에 본딩을 한 것으로 전제하기 때문이다. 따라서 배관을 등전위본딩 바에 본딩을 하였을 경우에는 배관에 직접 혹은 근처에 낙뢰가 쳤다고 하여도 손상의 원인으로 고려하지 않는다. 그러나 만약 등전위본딩 바가 설치되어 있지 않았다면, 상기의 위협은 고려되어야 한다.

4.2.6 인입설비 직격뢰에 의한 인입설비의 위험 요소

: 뇌격전류의 기계적이고 열적인 영향에 의한 물리적 손상에 관련된 요소. 유형 L’2와 L’4의 손실이 발생할 수 있다.

: 저항성 결합에 의한 과전압 때문에 생기는 접속된 장비의 고장에 관련된 요소. 유형 L’2와 L’4의 손실이 발생할 수 있다.

4.2.7 인입설비 근처 뇌격에 의한 인입설비의 위험 요소

: 선로에 유도된 과전압에 의해 발생되는 선로 및 접속된 기기의 고장에 관련된 요소. 유형  L’2와 L’4의 손실이 발생할 수 있다.

4.2.8 구조물 직격뢰에 의한 인입설비의 위험 요소

: 선로를 따라 흐르는 뇌격전류의 기계적이고 열적인 영향에 의한 물리적 손상에 관련된 요소. 유형 L’2와 L’4의 손실이 발생할 수 있다.

: 저항성 결합에 의한 과전압 때문에 생기는 접속된 장비의 고장에 관련된 요소. 유형 L’2와 L’4의 손실이 발생할 수 있다.

4.3 구조물에 관련된 위험 요소의 구성

구조물에서 각 손실의 유형에 대해 고려되는 위험 요소를 다음과 같이 작성하였다.

: 인명의 손실위험성:

(1)

1) 단지 폭발의 위험이 있는 구조물과 생명구조를 위한 전기장치가 있는 병원 또는 내부시스템의 고장이 직접적으로 인명에 위험을 줄 수 있는 구조물에 대한 것이다.

: 공공설비의 손실위험성

(2)

:  문화유산의 손실위험성

(3)

: 경제적 가치의 손실위험성

(4)

2) 단지 가축의 생명을 앗아갈 수 있는 구조물에 대한 것.

손실의 각 유형에 상응하는 위험 요소는 표 3에 결합되어 있다.

표 3 - 구조물에서 손실의 각 유형에 대하여 고려되는 위험 요소

손상의 원인	구조물 직격뢰 S1			구조물 근처 뇌격 S2	인입선로 직격뢰 S3			인입선로 근처 뇌격 S4
위험 요소
손실의 각 유형에 대한 위험성
	*	*	*1)	*1)	*	*	*1)	*1)
		*	*	*		*	*	*
		*				*
	*2)	*	*	*	*2)	*	*	*
1) 폭발의 위험이 있는 구조물, 병원 혹은 내부시스템의 고장이 직접적으로 인명에 위험이 되는 구조물 2) 가축의 생명을 앗아갈 수 있는 구조물

4.3.1  손상의 원인에 관련된 위험 요소의 구성

(5)

여기서, 는 구조물(원인 S1)에 친 낙뢰로 인한 위험성의 합이다.

(6)

여기서, 는 직접적으로 구조물(원인 S2, S3, S4)에 낙뢰가 치지 않았지만 뇌격의 영향을 받은 위험성의 합이다.

(7)

앞에서 주어진 것처럼 위험 요소와 그들의 구성은 또한 표 9와 같다.

해 설

식 (7)과 같이 수정되어야 한다.

4.3.2 손상의 유형에 관련된 위험 요소의 구성

(8)

여기서, 는 다음의 식으로 정의된 인축(D1)에 대한 상해에 의한 위험성이다.

(9)

는 다음의 식으로 정의된 물리적 손상(D2)에 의한 위험성이다.

(10)

해 설

식 (10)은  로 수정되어야 한다.

는 다음의 식으로 정의된 내부시스템의 고장(D3)에 의한 위험성이다.

(11)

앞에서 주어진 것과 마찬가지로 위험 요소와 그들의 구성은 또한 표 9와 같다.

4.4 인입설비에 관련된 위험 요소의 구성

인입설비에서 손실의 각 유형에 대하여 고려되는 위험 요소는 아래와 같다.

: 공공설비의 손실위험성

(12)

: 경제적 가치의 손실위험성

(13)

인입설비에서의 손실의 각 유형에 대하여 고려되는 위험 요소를 표 4에 나타내었다.

표 4 - 인입설비에서 손실의 각 유형에 대하여 고려되는 위험 요소

손상의 원인	인입설비 직격뢰 S3		인입설비 근처 뇌격 S4	구조물 직격뢰 S1
위험 요소
손실의 각 유형에 대한 위험성
	*	*	*	*	*
	*	*	*	*	*

4.4.1 손상의 원인에 관련된 위험 요소의 구성

(14)

여기서,

는 아래의 식으로 정의된 인입설비 직격뢰(원인 S3)에 의해 생기는 위험성이다.

(15)

는 아래의 식으로 정의된 인입설비에 낙뢰가 치지는 않았지만 인입설비에 영향을 미치는 낙뢰에 의한 위험성이다.

(16)

앞에서와 마찬가지로 인입설비에 대한 위험 요소의 구성은 표 11과 같다.

4.4.2 손상의 유형에 따른 위험 요소의 구성

(17)

여기서,

는 아래의 식으로 정의된 물리적 손상(D2)에 의한 위험성이다.

(18)

은 아래의 식으로 정의된 내부시스템의 고장(D3)의 의한 위험성이다.

(19)

앞에서와 마찬가지로 인입설비에 대한 위험 요소의 구성은 표 11과 같다.

4.5 위험 요소에 영향을 미치는 요인

4.5.1 구조물에서 위험 요소에 영향을 미치는 요인

구조물 및 구조물에 대한 위험 요소에 영향을 미치는 예상보호대책의 특성을 표 5에 나타내었다.

표 5 - 구조물에서 위험 요소에 영향을 미치는 요인

구조물 혹은 내부시스템 보호대책의 특성
수뢰면적	×	×	×	×	×	×	×	×
표면토양저항률	×
바닥 저항률					×
물리적 제한, 절연, 경고표시, 대지등전위화	×				×
LPS	×1)	×	×2)	×2)	×3)	×3)
협조된 SPD보호			×	×			×	×
공간차폐			×	×
차폐외부선					×	×	×	×
차폐내부선			×	×
배선계획			×	×
본딩망			×
화재계획		×				×
화재감응도		×				×
특수한 위험		×				×
임펄스내전압			×	×	×	×	×	×
1) 10 m 이내의 간격인 인하도선을 갖는 “자연적 구성부재” 또는 표준화된 LPS의 경우, 또는 물리적 제한이 주어진 경우 접촉전압과 보폭전압에 의해서 발생되는 인축에 대한 상해에 관련된 위험성은 무시할 수 있다. 2) 단지 그리드형 외부 LPS에 대해서만 해당 3) 등전위본딩에 기인된 것

4.5.2 인입설비 위험 요소에 영향을 미치는 요인

인입설비, 접속된 구조물 및 위험 요소에 영향을 미치는 예상보호대책의 특성을 표 6에 나타내었다.

표 6 - 인입설비에서 위험 요소에 영향을 미치는 요인

인입설비 보호대책의 특성
수뢰면적	×	×	×	×	×
케이블차폐	×	×	×	×	×
피뢰용 케이블	×	×	×	×	×
피뢰용 케이블덕트	×	×	×	×	×
추가 차폐도선	×	×	×	×	×
임펄스내전압	×	×	×	×	×
SPD	×	×	×	×	×

5 위험성 관리

5.1 기본절차

보호대책의 선택뿐만 아니라, 낙뢰로부터 구조물이나 인입설비를 보호하기 위한 결정은 KS C IEC 62305-1에 의해 수행되어야 하며, 다음의 절차가 적용되어야 한다.

- 보호대상물과 그의 특성에 대한 확인

- 대상에 있어서 손실의 모든 유형과 관련된 상응위험성 (부터 까지)의 확인

- 손실(부터 까지)의 각 유형에 대한 위험성 의 평가

- 허용위험성 와 구조물(인입설비에 대해서는 )에 대한 위험성 , , 의 비교에 의한 보호의 필요성 평가

- 보호대책의 유무에 따른 총 손실비용의 비교를 통하여 보호비용의 효용성 평가. 이 경우, 구조물(인입설비에 대해서는 )에 대한 위험성  요소의 평가는 그러한 비용을 평가하기 위해서 반드시 수행되어야 한다(부속서 G 참조).

해 설

이 규격에서는 위험성을 「뇌방전으로 인해 야기될 수 있는 연간 평균손실액」으로 정의하고 위험성 평가를 위한 뇌방전을 그 뇌격점, 발생하는 손상, 발생하는 손실 및 손실의 위험성에 따라 손상의 원인(S), 손상의 유형(D), 손실의 유형(L), 위험성의 유형(R) 등으로 그 유형을 분류하고 각각의 위험성에 대해서는 그 부분적인 위험성이나 위험성 성분으로 분류하고 있다. 더구나 각 위험성 성분에 영향을 주는 요소들을 규정하고 각 요소의 값 또는 그 산출방법을 제시함으로서 보호대상물의 위험성 산정을 가능하게 하고 있다.

그래서 얻어진 위험성값(RX)을 허용할 수 있는 위험성값(RT)과 비교함으로서 보호의 필요성을 판정하고, 보호가 필요하다고 판단된 경우에는 위험성에 공헌도가 높은 요소를 식별해서 효율적인 보호수단을 선정하면 위험성값을 허용할 수 있는 위험성값 이하로 낮출 수가 있다. 동시에 경제적 가치의 손실 위험성에 대해서는 그 보호수단을 채용하는 것의 경제적 유효성 확인을 규정하고 있다.

5.2 위험성평가대상 구조물

위험성평가대상 구조물은 아래의 것을 포함한다.

- 구조물 자체

- 구조물 내의 설비

- 구조물의 내용물

- 구조물 내에 있거나 구조물의 외측으로부터 3 m에 이르는 구역 내에 서있는 사람

- 구조물에 대한 손상에 의해 영향을 받는 환경

구조물 외측에 접속된 인입설비는 포함되지 않는다.

비고  고려하는 구조물을 몇 개의 구역으로 세분해도 된다(6절 참조).

5.3 위험성평가대상 인입설비

위험성평가대상 인입설비는 아래에 나열한 것들 사이의 물리적 접속이다.

- 통신(TLC)선로에 대한 교환국 건물과 사용자 건물 또는 두 개의 교환국 건물 혹은 두 개의 사용자 건물

- 통신(TLC)선로에 대한 교환국 건물 또는 사용자 건물과 분배노드, 또는 두 개의 분배노드 사이

- 전원선에 대하여 고압(HV) 변전소와 사용자 건물

- 배관에 대하여 주 배전용 변전소와 사용자 건물

고려하는 인입설비는 아래와 같은 선로 장치와 선로 말단장치를 포함한다.

- 다중절환장치, 전력증폭기, 광네트워크장치, 계측기, 선로 말단장치 등

- 차단기, 과전류시스템, 계측기 등

- 제어시스템, 안전시스템, 계측기 등.

보호는 사용자 장비 또는 인입설비의 말단에 접속된 구조물을 포함하지 않는다.

5.4 허용위험성

허용위험성의 값을 확인하는 것은 규정할 권한을 갖는 당국의 책임이다.

해 설

허용위험성의 값을 확정하는 것은 권한을 갖고 있는 당국의 책임이다. 국내의 경우에는 아직 특별한 허용위험성 값을 규정하고 있지 않으므로 표 7에서 제시하고 있는 허용위험성 값을 따르는 것으로 한다.

낙뢰가 인명의 손실 또는 사회적 혹은 문화적 가치의 손실에 관련되는 경우 허용위험성 의 대표적인 값은 표 7에 주어진다.

표 7 - 허용위험성 의 전형적인 값

손실의 유형	(1/년)
인명 또는 영구적인 상해의 손실	10-5
공공설비의 손실	10-3
문화적 유산의 손실	10-3

해 설

경제적 손실의 허용위험성 는 소유주의 주관에 따라 다르므로 표 7에서 규정하고 있지 않다.

경제적 손실에 대한 허용위험성에 대한 전형적인 값은 IEC 62305-2규격에 명확하게 규정되어 있지 않다. 부속서 J의 프로그램에서 경제적 손실에 대한 허용리스크는 0.001로 되어 있다. IEC 62305-2규격에는 기술되어 있지 않으나 일반적으로 경제적 손실에 대한 허용위험성은 건축물 소유자의 요구에 의존하며, 적용할 수 있는 범위는 0.00001, 0.0001, 0.001, 0.01, 0.1로 분류하고 있으며, 구체적으로 지정되지 않은 경우는 0.001을 적용하는 것이 바람직하다.

5.5 보호의 필요성을 평가하기 위한 특수한 절차

KS C IEC 62305-1에 의하면, 다음 위험성은 대상물의 낙뢰에 대한 보호의 필요성을 평가하는데 있어 고려되어져야 한다.

- 구조물에 대한 위험성 , ,

- 인입설비에 대한 ,

고려되는 각 위험성에 대하여 다음의 단계가 취해져야 한다.

- 위험성을 구성하는 구성요소 의 확인

- 확인된 위험성구성요소 의 계산

- 총위험성 (4.3절 참조)의 계산

- 허용위험성 의 확인

- 허용위험성 값과 위험성 의 비교

만약 이면 피뢰시스템은 필요하지 않다.

그러나 만약 이면 보호대책은 대상물에 생길 수 있는 모든 위험성에 대해서 로 줄이기 위해서 채택되어야 한다.

해 설

국내의 경우 총 위험성이 허용위험성보다 작거나 같을 지라도() 피뢰시스템의 설치가 필요하다. 그것은 관련 법령 “건축물의 설비기준 등에 관한 규칙” 제 20조에서 낙뢰위험이 있거나 높이 20 m 이상의 건축물에서는 적합한 피뢰설비를 설치하도록 규정하고 있기 때문이다.

보호의 필요성을 평가하기 위한 절차를 그림 1에 나타내었다.

그림 1 - 보호의 필요성을 결정하는 절차

해 설

그림 1의 R > RT에서 아니오인 경우에는 “이 유형의 손실에 대해서는 건축물 또는 인입설비는 보호되어 있다” 라는 의미이다.

5.6 보호대책의 비용 효과를 평가하는 절차

구조물 또는 인입설비에 대한 피뢰시스템의 필요성 외에도 경제적인 손실 L4를 줄이기 위해서 보호대책을 설치하는 이점을 확인하는 것이 유용하다.

구조물에 대한 위험 요소 의 평가(인입설비에 대하여는 )는 사용자가 채택된 보호대책(부속서 G 참조)의 유무에 따른 경제적 손실의 비용을 평가할 수 있도록 한다.

보호의 비용 효과를 확인하는 절차는 다음의 사항이 요구된다.

- 구조물에 대한 위험성 (인입설비에 대한 위험성 )를 구성하는 요소 의 확인;

- 새로운 혹은 추가의 보호대책을 하지 않고 확인된 위험 요소 의 계산;

- 각 위험 요소 에 의한 손실의 연간 비용의 계산

- 보호대책이 없을 경우 총 손실의 연간 비용 의 계산

- 선정된 보호대책의 채택

- 선정된 보호대책의 위험 요소 의 계산

- 보호할 구조물 또는 인입설비의 각 위험 요소 에 의한 잔류손실의 연간 비용의 계산

- 선정된 보호대책을 설치할 경우 잔류손실의 총 연간 비용 의 계산

- 선정된 보호대책의 연간 비용 의 계산

- 비용의 비교

만약 이라면, 피뢰시스템의 설치는 효과적이지 않다.

그러나 만약  이라면 보호대책은 구조물 혹은 인입설비의 수명동안 비용의 절약이 입증된다.

보호의 비용 효과를 평가하는 절차를 그림 2에 개략적으로 나타내었다.

그림 2 - 보호대책의 비용 효과를 평가하는 절차

해 설

IEC 62305-2규격은 아직 완벽한 것이 아니며, IEC/TC81 위원회에서는 2007년 9월에 열린 작업그룹회의에서도 이 규격에 대한 협의가 많이 이루어졌으며, 현재도 IEC 62305-2규격의 완성을 위한 작업이 계속되고 있다. 부속서 G에서 손실비용에 대한 계수 [eqn: C _{A}], [eqn: C _{B}], [eqn: C _{C}], [eqn: C _{S}] 등의 값이 검토되고 있으며, 현재까지 주어진 값은 없다. 따라서 본 규격을 적용하여 보호대책의 비용 효과에 대한 정확한 평가는 할 수가 없는 단계이다.

5.7 보호대책

보호대책은 손상의 유형에 따른 위험성을 줄이는 것이다. 만약 보호대책이 다음의 관련규격의 요구사항에 적합한 경우에만 보호대책은 효과적인 것으로 고려해야 한다.

- 인축에 대한 상해 및 구조물의 물리적 손상에 대한 보호는 KS C IEC 62305-3

- 내부시스템의 고장에 대한 보호는 KS C IEC 62305-4

에 따른다.

5.8 보호대책의 선택

가장 적합한 보호대책의 선택은 총 위험성 에서 각 위험 요소의 할당 그리고 다른 보호대책의 기술적이고 경제적인 양상에 따라 설계자에 의해 이루어져야 한다.

중요한 파라미터는 위험성 을 줄이기 위한 더욱 효율적인 대책을 결정하기 위해 확인되어야 한다.

손실의 각 유형에 대해 개별적 또는 조합으로 의 조건을 만족시키는 여러 가지 보호대책이 있다. 채택된 해결책은 기술적이고 경제적인 측면에 대해 허용되도록 선택되어야 한다.

보호대책의 선정에 대한 간이절차를 구조물에 대해서는 그림 3에, 인입설비에 대해서는 그림 4에 흐름도로 나타내었다. 모든 경우, 시공자 또는 계획자는 가장 중대한 위험 요소를 확인하고, 이들을 감소시키는 것이 바람직하며, 또한 경제적인 측면도 고려하는 것이 좋다.

그림 3 - 구조물의 보호대책을 선정하는 절차

그림 4 - 인입설비의 보호대책을 선정하는 절차

6 구조물에 대한 위험 요소의 평가

6.1 기본식

4절에 기술된 것과 같이 각 위험 요소 , , , , , , , 은 다음의 일반식으로 표현된다.

(20)

여기서,

는 연간 위험한 사건의 횟수이다(부속서 A 참조).

는 구조물에 대한 손상의 확률이다(부속서 B 참조).

는 총합 손실이다(부속서 C 참조).

비고 1 위험한 사건의 수 는 낙뢰밀도 ()와 보호대상물, 이의 주변 환경과 토양의 물리적 특성의 영향을 받는다.

비고 2 손상의 확률 은 보호대상물과 설치된 보호대책의 특성의 영향을 받는다.

비고 3 총합 손실 은 대상물의 사용, 사람의 모임, 공공설비의 유형, 손상에 영향을 받는 물품의 가치, 손실량을 제한하기 위해 설치된 대책의 영향을 받는다.

6.2 구조물 직격뢰에 의한 위험 요소의 평가(S1)

구조물에 친 낙뢰에 관련된 위험 요소의 평가에 대하여 다음의 관계를 적용한다.

- 인축에 대한 상해에 관련된 요소(D1)

(21)

- 물리적 손상에 관련된 요소(D2)

(22)

- 내부시스템의 고장에 관련된 요소(D3)

(23)

이들 위험 요소를 평가하는 파라미터는 표 8에 주어진다.

6.3 구조물 근처 뇌격에 의한 위험 요소의 평가(S2)

구조물의 근처에 친 낙뢰에 관련된 위험 요소의 평가에 대하여 다음의 관계를 적용한다.

- 내부시스템의 고장에 관련된 요소(D3)

(24)

이들 위험 요소를 평가하는 파라미터는 표 8에 주어진다.

6.4 구조물에 접속된 인입선로 직격뢰에 의한 위험 요소의 평가(S3)

인입선에 친 낙뢰에 관련된 위험 요소의 평가에 대하여 다음의 관계를 적용한다.

- 인축에 대한 상해에 관련된 요소(D1)

(25)

- 물리적 손상에 관련된 요소(D2)

(26)

- 내부시스템의 고장에 관련된 요소(D3)

(27)

이들 위험 요소를 평가하는 파라미터는 표 8에 주어진다.

만약 인입선로가 한 구역 이상에 걸쳐 있다면(7.6절 참조), , , 값은 각 선로의 구역에 관련된 , , 값의 합이다. 고려하는 구역은 구조물과 첫 분배노드 사이이다.

여러 가지 경로로 하나 이상 접속된 인입선이 있는 구조물의 경우, 계산은 각 선로에 대하여 실행해야 한다.

6.5 구조물에 접속된 인입선로 근처 뇌격에 의한 위험 요소의 평가(S4)

구조물에 접속된 선로 근처에 친 낙뢰에 관련된 위험 요소의 평가에 대하여 다음의 관계를 적용한다.

- 내부시스템의 고장에 관련된 요소(D3)

(28)

이들 위험 요소를 평가하는 파라미터는 표 8에 주어진다.

만약 인입선로가 한 구역 이상에 걸쳐 있다면(7.6절 참조), 의 값은 그 선로의 각 구역에 관련된 요소의 합이다. 고려하는 구역은 구조물과 첫 분배노드 사이이다.

비고  TLC선에 대한 상세한 정보는 ITU K.46에 주어진다.

여러 가지 경로로 하나 이상 접속된 인입선이 있는 구조물의 경우, 계산은 각 선로에 대하여 실행해야 한다.

이 평가의 목적을 위해서 만약 이면 임을 가정한다.

표 8 - 구조물에 대한 위험 요소의 평가에 관련된 파라미터

기 호	명칭	값이 주어진 부분
아래의 대상 낙뢰에 의한 위험한 사건의 연평균 횟수
	- 구조물	A.2절
	- 구조물 근처	A.3절
	- 구조물로 인입되는 선로	A.4절
	- 구조물로 인입되는 선로의 근처	A.5절
	- 선로의 “a”끝단에서 구조물(그림5 참조)	A.2절
구조물 직격뢰가 아래의 피해를 일으킬 확률
	- 인축에 대한 상해	B.1절
	- 물리적 손상	B.2절
	- 내부시스템의 고장	B.3절
구조물 근처 뇌격이 아래의 피해를 일으킬 확률
	- 내부시스템의 고장	B.4절
인입선로 직격뢰가 아래의 피해를 일으킬 확률
	- 인축에 대한 상해	B.5절
	- 물리적 손상	B.6절
	- 내부시스템의 고장	B.7절
인입선로 근처 뇌격이 아래의 피해를 일으킬 확률
	- 내부시스템의 고장	B.8절
아래의 사항에 의한 손실
	- 인축에 대한 상해	C.2절
	- 물리적 손상	C.2절, C.3절, C.4절, C.5절
	- 내부시스템의 고장	C.2절, C.3절, C.5절

비고 손실 , , ,의 값: 손실을 감소시키는 계수 , , , 와 손실을 증가시키는 계수 는 부속서C와 표 C.2, C.3, C.4, C.5에 주어진다.

그림 5 - 인입선 양끝의 구조물: 보호대상 구조물(구조물 b) "b"의 끝과 인접한 구조물(구조물 a)의 "a"끝

6.6 구조물의 위험 요소 요약

손상의 여러 가지 유형과 원인에 따른 구조물에 대한 위험 요소는 표 9에 요약되어 있다.

표 9 - 여러 가지 원인에 의해 야기되는 손상의 여러 가지 유형에 대한 구조물의 위험 요소

손상의 원인 손상	S1 구조물 직격뢰뢰	S2 구조물 근처 뇌격	S3 인입설비 직격뢰	S4 인입설비 근처 뇌격	손상의 유형에 따라 생기는 위험성
D1 인축에 대한 상해
D2 물리적 손상
D3 전기전자시스템의 고장
손상의 원인에 따라 생기는 위험성

만약 구조물이 구역 로 분할되어 있다면(6.7절 참조), 각 위험 요소는 각 구역 에 대하여 평가되어야 한다.

구조물의 총 위험성 은 구조물을 구성하는 구역 에 관련된 위험 요소의 합이다.

6.7 구역 에서 구조물의 분할

각 위험 요소를 평가하기 위해, 구조물은 각각 동일한 특성을 가지는 구역 로 분할될 수 있다. 그러나 하나의 구조물은 단일 구역으로 하거나 또는 단일 구역으로 가정해도 된다.

구역 ZS는 주로 다음과 같이 정의된다.

- 토양의 유형 또는 바닥의 유형 (위험 요소 와 )

- 방화 구획 (위험 요소 와 )

- 공간차폐 (위험 요소 와 )

그 이상의 구역은 다음과 같이 정의되어도 된다.

- 내부시스템의 배치(위험 요소 와 )

- 보호대책이 설치되어 있는 또는 설치할 것인지의 여부(모든 위험 요소)

- 손실   값(모든 위험 요소)

해 설

1개의 건축물이나 인입설비는 그 특성에 따라 몇 개의 구역으로 분할할 수 있는 경우가 있다. 예를 들어 1개의 건축물에 주거구역이나 사무실구역 또는 전산센터 구역이 있는 경우라든지, 1개의 배선이 어느 지점에서 가공선에서 지중선으로 바뀌는 경우 등이다.

이러한 보호대상물을 몇 개의 구역으로 분할하는 경우, 보호대상물의 위험성은 그 보호대상물 전체의 구역에 관련된 위험성의 합계가 된다. 이와 같이 보호대상물을 분할하는 것은 각각의 구역마다 최적의 보호수단을 설정할 수가 있고 보호시스템 전체의 비용저감을 구현할 수 있기 때문이다.

구역 에서 구조물의 분할은 가장 적당한 보호대책의 실행의 가능성을 고려하는 것이 좋다.

6.8 구역 을 갖는 구조물에서 위험 요소의 평가

위험 요소를 평가하는 규칙은 위험성의 유형에 의존한다.

6.8.1 위험성 , ,

6.8.1.1 단일 구역 구조물

이러한 경우 전체 구조물로 이루어진 하나의 구역 로 정의된다. 6.7절에 따라, 위험성 은 구조물의 위험 요소 의 총합으로 된다. 위험 요소의 평가와 관련된 파라미터의 선택에 대하여 다음의 규칙이 적용된다.

- 위험한 사건의 수 에 관련된 파라미터는 부속서 A에 따라 평가되어야 한다.

- 손상의 확률 에 관련된 파라미터는 부속서 B에 따라 평가되어야 한다.

더욱이,

- 요소 , , , , , 에 대하여 각 파라미터에 대하여 오직 하나의 값이 정해진다. 하나 이상의 값이 적용될 수 있는 경우에는 가장 큰 값이 선택되어야 한다.

- 요소 , 에 대해서 그 구역에서 하나 이상의 내부시스템이 포함된다면, 와 의 값은 다음과 같이 주어진다.

(29)

(30)

여기서 와 는 내부시스템 에 관련된 파라미터이다.

- 손실량 에 관련된 파라미터는 부속서 C에 따라 평가되어야 한다.

부속서 C로부터 산출된 전형적인 평균값은 그 구조물의 사용에 따라 그 구역에 대하여 가정된다.

와 에 대한 예외적인 경우로 하나의 구역에 어느 다른 파라미터의 값이 하나 이상이면 가장 큰 위험성의 값을 나타내는 파라미터의 값으로 가정한다.

각 대책이 전체 구조물로 확장되기 때문에 단일 구역의 구조물에 대한 정의는 보호대책의 비용이 늘어날 수 있다.

6.8.1.2 다수 구역 구조물

이 경우에 구조물은 다수 구역 로 나누어진다. 그 구조물의 위험성은 구조물의 모든 구역에 관련된 위험성의 합으로 되며, 각 구역에서 위험성은 그 구역 내의 모든 관련된 위험 요소의 합으로 된다.

위험 요소의 평가와 포함된 관련 파라미터의 선정에 대하여 6.8.1.1절의 규칙이 적용된다.

구조물을 구역으로 나누는 것은 설계자가 위험 요소평가에 구조물의 각 부분 고유의 특성을 고려하도록 하고, 피뢰설비의 전반적인 비용을 절약하게 되는 각 구역에 맞는 가장 적당한 피뢰대책을 선정하도록 한다.

6.8.2 위험성

위험성 , , 를 줄이는 보호대책을 결정할 필요성의 여부에 따라 경제적 손실의 위험성 를 줄이기 위하여 채택하는 보호대책에 대한 경제성을 평가하는 것이 유용하다.

위험성 의 평가가 수행되는 항목은 다음과 같이 정의된다.

- 전체 구조물

- 구조물의 일부

- 내부설비

- 내부설비의 일부

- 장비의 일부

- 구조물의 내용물

구역에서 손실의 비용은 부속서 G에 따라 평가되어야 한다. 구조물에 대한 손실의 전반적인 비용은 모든 구역의 손실 비용의 합이다.

7 인입설비에 대한 위험 요소의 평가

7.1 기본식

4절에 기술된 것처럼 각 위험 요소 , , , , 은 다음의 일반식으로 표현될 수 있다.

(31)

여기서,

는 위험한 사건의 수이며(부속서 A 참조)

는 인입설비에 대한 손상의 확률이고(부속서 D 참조)

는 총합 손실이다(부속서 E 참조)

7.2 인입설비 직격뢰에 의한 요소의 평가(S3)

인입설비에 친 직격뢰에 관련된 위험 요소의 대한 평가에 대하여는 다음의 관계가 적용된다.

- 물리적 손상에 관련된 요소(D2)

(32)

- 접속된 장비의 고장에 관련된 요소(D3)

(33)

이들 위험 요소를 평가하기 위한 파라미터는 표 10에 주어진다.

7.3 인입설비 근처 뇌격에 의한 위험 요소의 평가(S4)

인입설비 근처에 친 낙뢰에 관련된  위험 요소의 평가에 대하여는 다음의 관계가 적용된다.

- 접속된 장비의 고장에 관련된 요소(D3)

(34)

이들 위험 요소를 평가하는 파라미터는 표 10에 주어진다.

이 평가를 위해서 만약 이면 그 때 로 가정해야 한다.

7.4 인입설비가 접속된 구조물 직격뢰에 의한 위험 요소의 평가(S1)

인입설비가 접속된 각 구조물에 친 낙뢰에 관련된 위험 요소의 평가에 관하여는 구조물에 접속된 인입설비의 대하여 다음과 같이 적용된다.

- 물리적 손상에 관련된 요소(D2)

(35)

- 접속된 장비의 고장에 관련된 요소(D3)

(36)

이 위험 요소를 평가하는 파라미터는 표10에 주어진다.

표 10 - 인입설비에 대한 위험 요소의 평가에 관련된 파라미터

기호	명칭	값이 주어진 부분
낙뢰의 연평균 횟수
	- 인입설비에 접속된 구조물	A.2절
	- 인입설비	A.4절
	- 인입설비 근처	A.5절
인접한 구조물 직격뢰가가 영향을 미치는 확률
	- 물리적 손상	D.1.1절
	- 인입설비 장비의 고장	D.1.1절
인입설비 직격뢰가 영향을 미치는 확률
	- 물리적 손상	D.1.2절
	- 인입설비 장비의 고장	D.1.2절
인입설비 근처 뇌격이 영향을 미치는 확률
	- 인입설비 장비의 고장	D.1.3절
아래의 사항에 의한 손실
	- 물리적 손상	표 E.1, 식 (E.2)
	- 인입설비 장비의 고장	표 E.1, 식 (E.3)

7.5 인입설비에 대한 위험 요소 요약

손상의 여러 가지 유형과 원인에 따른 인입설비에 대한 위험 요소는 표 11에 요약되어 있다.

표 11 - 여러 가지 원인에 의해 발생된 여러 가지 손상의 유형에 대한 인입설비의 위험 요소

손상의 원인 손상의 유형	S3 인입설비 직격뢰	S4 인입설비 근처 뇌격	S1 구조물 직격뢰	손상의 유형에 따라 생기는 위험성
D2 물리적 손상
D3 전기전자시스템의 고장			·
손상의 원인에 따 라 생기는 위험성

인입설비가 구획 (7.6절 참조)로 분할되어 있다면, 인입설비의 위험 요소 , , 는 인입설비의 각 구획의 관련 위험 요소의 합으로 평가되어야 한다.

위험 요소 는 인입설비의 각 전이점(KS C IEC 62305-5 참고)에서 평가되어야 하며, 최고값은 의 값으로 가정해야 한다.

비고  TLC선에 대한 상세한 정보는 ITU K.46권고에 주어진다.

인입설비의 위험 요소 와 는 인입설비에 접속된 각 구조물의 관련 위험 요소의 합으로 평가되어야 한다.

인입설비의 전체 위험성 은 위험 요소 , , , , 의 합으로 된다.

7.6 구획 로 인입설비의 분할

각 위험 요소를 평가하기 위해 인입설비는 구획 로 분할할 수 있다. 그러나 인입설비는 하나의 구획으로 해도 되고, 또는 하나의 구획인 것으로 가정해도 된다.

모든 위험 요소(, , , , )에 대하여 구획 SS는 주로 아래와 같이 정의된다.

- 인입설비의 유형(가공 또는 지중)

- 수뢰면적에 영향을 미치는 요인(, , )

- 인입설비의 특성(케이블 절연물의 유형, 차폐저항)

그 이상의 구획은 다음의 사항에 따라 정의해도 된다.

- 접속된 장치의 유형

- 기존 또는 설치할 보호대책

인입설비의 구획으로 분할은 최적의 보호대책의 실행 가능성을 고려하는 것이 바람직하다.

만약 한 구획 안의 파라미터 값이 하나를 초과하면 위험성이 최고가 되는 값으로 가정한다.

인입설비의 네트워크 관리자나 소유자는 연간 인입설비의 예상 손실의 상대적 양을 평가해야 한다. 만약 이 평가가 실행될 수 없다면, 대표 값은 부속서 E에 제시된 값을 적용한다.

부속서 A (참고)

연간 위험한 사건의 횟수  의 평가

A.1 총론

보호대상물에 영향을 주는 낙뢰에 의한 위험한 사건의 연평균 횟수 은 대상물이 위치한 지역의 뇌우의 활동성과 대상물의 물리적 특성에 의존한다. 횟수 을 계산하기 위해서는 일반적으로 대상물의 물리적 특성에 대한 보정계수를 고려하고, 대상물의 등가수뢰면적과 낙뢰밀도 의 곱으로 나타낼 수 있다.

해 설

국내의 경우, 연간  1 km2당 낙뢰의 수는 기상청의 자료를 기준으로 한다.

낙뢰밀도 는 연간 1 km2당의 낙뢰의 수이다. 이 값은 세계 여러 지역의 낙뢰위치 표정시스템망으로부터 제공된다.

비고 만약 에 대한 지도를 이용할 수 없으면 온대지방에서는 다음과 같이 추정할 수 있다.

(A.1)

여기서, 는 연간 뇌우일수이다.(이 수치는 isokeraunic 지도에서 얻을 수 있다)

보호대상 구조물에 대해 위험하다고 생각할 수 있는 사건은 다음과 같다.

- 구조물 직격뢰

- 구조물 근처 뇌격

- 인입설비 직격뢰

- 인입설비 근처 뇌격

- 인입설비가 접속되어 있는 구조물 직격뢰

보호대상 인입설비에 대해 위험하다고 생각할 수 있는 사건은 다음과 같다.

- 인입설비 직격뢰

- 인입설비 근처 뇌격

- 인입설비가 접속되어 있는 구조물 직격뢰

A.2 구조물 와 선로 의 “a"끝에 접속된 구조물 직격뢰에 의한 연평균 위험한 사건의 횟수의 평가

A.2.1 수뢰면적 의 결정

평평한 대지상의 독립된 구조물에 대한 수뢰면적 는 지표면과 구조물의 상부를 지나는 기울기 1/3인 직선 사이의 교점과 이를 1회전시켰을 때 그려지는 면적으로 정의된다. 값은 도식적 또는 수학적으로 결정할 수 있다.

직사각형의 구조물

평평한 지상에 높이 , 길이 , 폭 인 직사각형 독립된 구조물에 대한 수뢰면적은 다음과 같다.

(A.2)

여기서, , , 의 단위는 m이다(그림 A.1 참조).

해 설

식 (A.2)는 의 오타이다.

비고 더 정확한 평가는 구조물로부터 3 거리 이내의 토양 주변 물체에 대한 구조물의 상대 높이를 고려하여 얻을 수 있다.

그림 A.1 - 독립된 구조물의 수뢰면적

A.2.1.1 복잡한 형상의 구조물

구조물이 높이 솟은 돌출된 지붕과 같이 복잡한 형상이라면(그림 A.2 참조), 최대값() 혹은 최소값()을 사용하면 그 차이가 너무 크기 때문에(표 A.1 참조) 를 평가하는데 도식적 방법을 사용하는 것이 좋다(그림 A.3 참조).

수뢰면적의 허용 근사값은 과 높이 솟은 돌출된 지붕에 의한 수뢰면적  사이의 최대값이며, 는 다음과 같이 계산할 수 있다.

[eqn: A_d`'=`9pi`times`(H_p`)^2]	(A.3)

여기서, 는 돌출부의 높이이다.

위의 방법에 따른 수뢰면적의 여러 가지 값은 표 A.1과 같다.

표 A.1 - 평가방법에 따른 수뢰면적의 값

	도식적 방법	구조물 (최대 치수)	구조물 (최소 치수)	돌출부
구조물 치수 m (, , )	그림 A.2 참조			40
m2			그림 A.3 참조	그림 A.3 참조

그림 A.2 - 복잡한 형상의 구조물

그림 A.3 - 그림 A.2에 나타낸 구조물의 수뢰면적을 결정하는 여러 가지 방법

A.2.1.2 건물의 일부분인 구조물

고려하는 구조물 S가 단지 건물 B의 일부분을 이루는 경우, 구조물 S의 치수는 다음의 조건이 충족되면 의 평가에 사용할 수 있다(그림 A.4 참조).

- 구조물 S가 건물 B의 독립된 수직 부분인 경우

- 건물 B가 폭발의 위험성을 가지고 있지 않은 경우

- 구조물 S와 건물 B의 다른 부분 사이에서 화재의 확산을 120분(REI 120) 동안 견딜 수 있는 방화벽 또는 이와 동등한 다른 보호장치에 의해 피할 수 있는 경우

- 공통선로를 따른 과전압의 전파가 구조물 내 인입구에 설치한 SPD 또는 이와 동등한 다른 보호장치에 의해 제거될 수 있을 경우

비고 REI에 대한 정의와 정보는 Official Journal of European Union ,1994/28/02, n. C 62/63에서 볼 수 있다.

이들 조건을 충족하지 못하는 경우는 전체 건물 B의 치수를 사용하는 것이 좋다.

그림 A.4 - 수뢰면적 평가에 고려하는 구조물

A.2.2 구조물의 상대적 위치

주변 물체 또는 노출 장소에 대하여 보상하는 구조물의 상대적 위치는 위치계수 에 의해 고려된다(표 A.2 참조).

표 A.2 - 위치계수

상대적 위치
대상물의 높이 보다 높은 물체 또는 나무로 둘러싸인 대상물	0.25
대상물과 같거나 낮은 높이의 물체 또는 나무로 둘러싸인 대상물	0.5
독립 대상물: 주변에 다른 물체가 없음	1
언덕이나 작은 산에 위치한 독립된 대상물	2

A.2.3 구조물(인입설비의 “b"끝)에 대한 위험한 사건의 횟수

는 다음의 식으로 평가된다.

(A.4)

여기서,

는 낙뢰밀도(회/km2/년)이며

는 독립된 구조물의 수뢰면적 (m2)(그림 A.1 참조)이고

는  구조물의 위치계수이다(표 A.2 참조).

A.2.4 근접된 구조물(인입설비의 “a"끝)에 대한 위험한 사건의 횟수

선로 의 "a"끝에 위치한 구조물에 친 낙뢰로 인한 위험한 사건의 연간 평균횟수 [eqn: N _{Da}]는 다음과 같이 계산된다.

(A.5)

여기서,

는 낙뢰밀도 (회/km2/년)이며

는 독립된 근접 구조물의 수뢰면적 (m2)이고(그림 A.1 참조)

는 근접 구조물의 위치계수이고(표 A.2 참조)

는 뇌격점과 구조물 사이에 위치하고 구조물에 인입되는 인입설비에 접속된 HV/LV 변압기의 존재에 대한 보정계수이다(표 A.4 참조). 이 계수는 구조물에 대해 변압기로부터 상위의 전선 구역에 적용된다.

A.3 구조물 근처 뇌격에 의한 연평균 위험한 사건의 횟수 의 평가

은 다음과 같이 계산된다.

(A.6)

여기서,

는 낙뢰밀도(회/km2/년)이며;

는 구조물 근처의 낙뢰의 수뢰면적 (m2)이다.

수뢰면적 은 구조물 주변으로 250 m의 거리에 위치한 선로까지 확장된다(그림 A.5 참조).

만약 이라면, 이 평가에 사용되어야 한다.

A.4 인입설비 직격뢰에 의 연평균 위험한 사건의 횟수 의 평가

단일 구역의 인입설비에 대하여 은 다음과 같이 평가될 수 있다.

(A.7)

여기서,

는 낙뢰밀도 (회/km2/년)이며

는 인입설비에 치는 낙뢰의 수뢰면적 (m2)이고(그림 A.1 참조)

는 인입설비의 위치계수이며(표 A.2 참조)

는 뇌격점과 구조물 사이에 위치한 HV/LV 변압기의 존재에 대한 보정계수이다(표 A.4 참조). 이 계수는 구조물에 대한 변압기로부터 상위의 전선 구역에 적용된다.

표 A.3 - 인입설비의 특성에 따른 수뢰면적 와

	가공	지중
	1 000	25

여기서,

: 인입설비에 치는 낙뢰의 수뢰면적 (m2)

: 인입설비 근처에 치는 낙뢰의 수뢰면적 (m2)(그림 A.1)

: 가공인입선의 높이(m)

: 구조물로부터 첫 번째 노드(node)까지의 인입설비 구역의 길이(m). 최대  m이라 가정한다.

: 인입설비의 "a" 끝에 접속된 구조물의 높이(m)

: 인입설비의 "b" 끝에 접속된 구조물의 높이(m)

: 인입설비가 매설된 장소의 대지저항률(Ωm). 최대  (Ωm)로 가정한다.

이의 계산을 위해서 다음과 같이 가정한다.

- 값을 모른다면,  m로 가정한다.

- 대지저항률의 값을 모른다면,  (Ωm)로 가정한다.

- 조밀한 메시접지망 내에 완전히 포설된 지중케이블에 대해서는 인 등가수뢰면적으로 가정한다.

- 보호대상 구조물은 인입설비의 "b" 끝에 연결되었다고 가정해야 한다.

비고  수뢰면적 와 에 대한 더 자세한 정보는 ITU 권고 K.46과 K.47에 기술되어 있다.

표 A.4 – 변압기 계수

변압기
2권선 변압기를 구비한 인입설비	0.2
단지 인입설비만 있는 경우	1

A.5 인입설비 근처 뇌격에 의한 연평균 위험한 사건의 횟수 의 평가

단일 구역(가공, 지중, 차폐, 비차폐 등)의 인입설비에 대해, 는 다음과 같이 계산한다.

(A.8)

여기서, 는 낙뢰밀도 (회/km2/년)이며;

는 인입설비 근처의 낙뢰에 대한 수뢰면적 (m2)이고(표 A.3, 그림 A.5 참조);

는 환경계수이며(표 A.5 참조);

는 뇌격점과 구조물 사이에 위치하고 구조물에 인입되는 인입설비에 접속된 HV/LV 변압기의 존재에 대한 보정계수이다(표 A.4 참조). 이 계수는 구조물에 대해 변압기로부터 상위의 전선 구역에 적용된다.

표 A.5 - 환경계수

환경
높은 건물이 있는 도시1)	0
도시2)	0.1
근교3)	0.5
시골	1
1) 20 m 보다 높은 건물의 높이 2) 10 m 에서 20 m 사이인 건물의 높이 3) 10 m 이하 건물의 높이

비고 인입설비의 수뢰면적 는 그의 길이 와 측면거리 에 의해 정의되며, 그 장소에서 인입설비 근처의 낙뢰는 1.5 kV이상의 유도과전압을 발생시킨다(그림 A.5 참조).

그림 A.5 - 수뢰면적(, , , )

부속서 B (참고)

구조물에 대한 손상 확률 의 평가

보호대책이 다음의 규격에 따르는 경우, 이 부속서에 의해 주어진 확률은 유효하다.

- 인축에 대한 상해를 줄이기 위한 보호대책과 물질적 손상을 줄이기 위한 보호대책에 대하여 KS C IEC 62305-3

- 내부시스템의 고장을 줄이기 위한 보호대책에 대하여 KS C IEC 62305-4

만약 측정과 특성이 전체 구조물 또는 구조물의 구역과 모든 관련 기기를 보호하는데 정확하다면 확률값 는 1보다 작게 선택된다.

B.1 구조물 직격뢰가 인축에 상해를 유발시킬 확률

전형적인 보호대책에 대해 구조물에 친 낙뢰로 인한 접촉전압과 보폭전압에 의한 인축의 전격에 대한 확률  값은 표 B.1과 같이 주어진다.

표 B.1 - 구조물 직격뢰가 인축에 전격을 유발시킬 확률 의 값

보호대책
보호대책이 없음	1
노출된 인하도선의 전기적 절연 (예를 들면 최소한 3 mm 가교폴리에틸렌)	10-2
효과적인 토양의 등전위화	10-2
경고 표시	10-1

하나 이상의 대책이 있을 경우,  값은 상응하는  값들의 곱이다.

비고 1 상세한 사항은 KS C IEC 62305-3의 8.1과 8.2절 참조

비고 2 구조물의 보강용 철골조가 인하도선시스템으로 사용되거나 물리적 제한이 이루어진 경우, 확률  값은 무시할 수 있다.

B.2 구조물 직격뢰가 물리적 손상을 일으킬 확률

피뢰레벨에 따른 구조물 직격뢰가 물리적 손상의 확률 값은 표 B.2와 같다.

표 B.2 - 물리적 손상을 줄이기 위한 보호대책에 따른 확률

구조물의 특성	LPS의 레벨
LPS에 의해 보호되지 않는 구조물	_	1
LPS에 의해 보호되는 구조물	Ⅳ	0.2
	Ⅲ	0.1
	Ⅱ	0.05
	Ⅰ	0.02
LPS I에 상응하는 수뢰시스템과 자연적 구성부재 인하도선시스템으로 작용하는 연속성 금속 또는 철근콘크리트철골의 구조물		0.01
자연적 구성부재를 포함하여 금속 지붕 또는 수뢰시스템이 설치되고, 낙뢰에 대한 보호를 하는 모든 지붕설비 및 자연적 구성부재 인하도선시스템으로 작용하는 연속성 금속 또는 철근콘크리트철골의 완전한 보호로 이루어진 구조물		0.001

비고 표 B.2에 주어진 값 이외의 의 값은 KS C IEC 62305-1에 정의된 크기와 포착기준에 대한 요건을 고려한 상세한 조사를 기초로 하는 경우에 가능하다.

B.3 구조물 직격뢰가 내부시스템의 고장을 일으킬 확률

구조물에 친 낙뢰가 내부시스템의 고장을 일으킬 확률 은 적용한 협조된 SPD보호에 따라 좌우된다.

(B.1)

의 값은 표 B.3에 나타낸 것처럼 SPD가 설계된 피뢰레벨(LPL)에 의존한다.

표 B.3 - SPD에 의해 제안된 LPL함수에 의한 확률

LPL
협조된 SPD보호가 없음	1
Ⅲ-Ⅳ	0.03
Ⅱ	0.02
Ⅰ	0.01
비 고 3	0.005 – 0.001

비고 1 단지 ”협조된 SPD보호"는 를 감소시키는 보호대책으로 적당하다. 협조된 SPD보호는 KS C IEC 62305-3의 본딩과 접지에 관한 요건이 만족되는 경우 LPS에 의해 보호되는 구조물 또는 자연적 구성부재 LPS로 작용하는 연속적인 금속 또는 철근콘크리트철골로 된 구조물에서만 를 감소시키는데 효과적이다.

비고 2 피뢰케이블 덕트, 금속관 또는 금속튜브 내에 배선된 피뢰케이블 또는 시스템으로 이루어진 외부선로에 접속된 차폐 내부시스템은 협조된 SPD보호의 사용을 요구하지 않는다.

비고 3 의 더 작은 값은 관련 설치위치에서 LPL I에 대하여 정의된 요건에 비하여 더 우수한 보호특성(더 높은 전류 내용량, 더 낮은 보호레벨 등)을 가진 SPD의 경우에 가능하다.

B.4 구조물 근처 뇌격이 내부시스템의 고장을 일으킬 확률

구조물 근처에 친 낙뢰가 내부시스템의 고장을 일으킬 확률 은 계수 을 따라서 채택된 피뢰대책(LPM)에 의존한다.

KS C IEC 62305-4의 요건을 만족하는 협조된 SPD보호가 제공되지 않을 때, 값은 값과 같다.

에 따른 의 값을 표 B.4에 나타내었으며, 여기서 [eqn: K _{MS}]는 채택된 피뢰대책의 성능에 관련된 계수이다.

KS C IEC 62305-4에 따르는 협조된 SPD보호가 제공될 때, 값은 과 의 값 중에서 작은 것으로 한다.

표 B.4 - 계수 에 따른 확률 의 값

≥ 0.4	1
0.15	0.9
0.07	0.5
0.035	0.1
0.021	0.01
0.016	0.005
0.015	0.003
0.014	0.001
≤ 0.013	0.000 1

관련 제품규격에 주어진 내성 또는 내전압레벨을 충족시키지 못하는 기기로 구성된 내부시스템에 대하여 로 가정해야 한다.

계수 의 값은 다음의 곱으로 얻어진다.

(B.2)

여기서,

은 경계 LPZ 0/1에서 구조물, LPS 또는 다른 차폐물의 차폐효과를 고려한다.

는 경계 LPZ X/Y(X>0, Y>1)에서 구조물 내측 차폐물의 차폐효과를 고려한다.

은 내부배선(표 B.5 참조)의 특성을 고려한다.

는 보호대상시스템의 임펄스내전압을 고려한다.

LPZ 내부에는 최소한 메시폭 와 동등한 경계차폐물로부터의 안전거리에서 LPS 또는 공간그리드형 차폐물에 대한 계수 와 는 다음과 같이 평가될 수 있다.

(B.3)

여기서,  (m)는 그리드형의 공간차폐물 또는 메시형 LPS인하도선의 메시폭 또는 금속제 기둥 사이의 간격, 또는 자연적 구성부재 LPS로 동작하는 철근콘크리트 철골 사이의 간격이다.

0.1 mm에서 0.5 mm사이의 두께인 연속적인 금속차폐물인 경우,  에서  이다.

비고 KS C IEC 62305-4에 따르는 메시형 본딩망이 설치된 경우 과 값은 1/2까지 줄일 수 있다.

유도루프가 차폐물로부터 안전거리보다 짧은 거리에 LPZ 경계 차폐도체 가까이에 배선되어 있는 경우, 과 의 값은 높아진다. 예를 들면, 차폐물까지의 거리가 0.1 에서 0.2인 범위에서 과 의 값은 2배로 하는 것이 바람직하다.

LPZ의 종속에 대하여 결정된 는 각 LPZ의 관련 의 곱이다.

비고 의 최대값은 1로 제한된다.

표 B.5 - 내부 배선에 의존하는 계수 의 값

내부배선의 종류
차폐되지 않은 케이블 – 루프를 피하기 위해 배선에 대한 예방조치가 없음1)	1
차폐되지 않은 케이블 – 대형 루프를 피하기 위해 배선에 대한 예방조치2)	0.2
차폐되지 않은 케이블 – 루프를 피하기 위해 배선에 대한 예방조치3)	0.02
차폐저항을 가진 차폐케이블4) Ω/km	0.001
차폐저항을 가진 차폐 케이블4) Ω/km	0.0002
차폐저항을 가진 차폐 케이블4) Ω/km	0.0001
1) 대형 건물에서 다른 배선경로를 갖는 루프도체(루프면적은 50 m2 정도이다) 2) 동일한 도관 내에 배선된 루프도체 또는 소형 건물에서 다른 배선경로를 갖는 루프도체(루프면적은 10 m2의 정도이다) 3) 동일한 케이블 내에 배선된 루프도체(루프면적은 0.5 m2의정도이다) 4) 양단이 등전위본딩 바에 본딩된 저항 (Ω/km)의 차폐물을 갖는 케이블과 동일한 본딩바에 접속된 기기

양단이 등전위본딩 바에 본딩된 연속성 금속도관에 설치된 배선에 대한 값은 0.1을 곱한다.

계수 값은 다음과 같다:

(B.4)

여기서,  (kV)는 보호대상시스템의 정격 임펄스내전압이다.

내부시스템에서 다른 임펄스내력레벨을 갖는 장치가 있을 경우에는 가장 낮은 임펄스내력레벨에 관련된 계수 를 선택해야 한다.

B.5 인입설비 직격뢰가 인축에 상해를 일으킬 확률

구조물에 인입되는 설비에 친 낙뢰에 의해 발생된 접촉전압에 의해 인축에 상해를 일으킬 확률 의 값은 인입설비 차폐물의 특성, 인입설비에 접속된 내부시스템의 임펄스내전압, 전형적인 보호대책(물리적 제한, 경고표시 등 표 B.1 참조)과 인입설비 입구에 설치된 SPD에 의해 좌우된다.

SPD가 KS C IEC 62305-3에 따르는 등전위본딩을 이루지 못하는 경우, 의 값은 의 값과 같으며, 여기서, 는 접속된 인입설비에 친 뇌격에 의해 내부시스템에 고장이 발생할 확률이다.

의 값은 표 B.6과 같다.

SPD가 IEC 62305-3에 따르는 등전위본딩을 이루는 경우, 의 값은 (표 B.3 참조)와 중에서 더 작은 값으로 한다.

비고 이런 경우에 를 줄이기 위해서 KS C IEC 62305-4에 따르는 협조된 SPD보호는 필요하지 않다. KS C IEC 62305-3에 따른 SPD로 충분하다.

표 B.6 - 케이블 차폐물의 저항 와 기기의 임펄스내전압 에 의존하는 확률의 값

(kV)	(Ω/km)	(Ω/km)	(Ω/km)
1.5	1	0.8	0.4
2.5	0.95	0.6	0.2
4	0.9	0.3	0.04
6	0.8	0.1	0.02
(Ω/km): 케이블 차폐물의 저항.

차폐되지 않은 인입설비는 로 해야 한다.

물리적인 제한, 경고표시 등과 같은 보호대책이 이루어진 때 확률 는 표 B.1에서 주어진 확률 값을 곱하여 훨씬 낮추어야 한다.

B.6 인입설비 직격뢰가 물리적 손상을 일으킬 확률

구조물에 들어가는 인입설비에 친 낙뢰로 인한 물리적 손상의 확률 값은 인입설비 차폐물의 특성, 인입설비에 접속된 내부시스템의 임펄스내전압 및 설치된 SPD에 의해 좌우된다.

SPD가 KS C IEC 62305-3에 따르는 등전위본딩을 이루지 못하는 경우, 의 값은 의 값과 같으며, 여기서, 는 접속된 인입설비에 친 낙뢰에 의해 내부시스템에 고장이 발생할 확률이다.

의 값은 표 B.6과 같다.

SPD가 KS C IEC 62305-3에 따르는 등전위본딩을 이루는 경우, 의 값은 (표 B.3 참조)와 중에서 더 작은 값으로 한다.

비고 이런 경우에 를 줄이기 위해서 IEC 62305-4에 따르는 협조된 SPD보호는 필요하지 않다. KS C IEC 62305-3에 따른 SPD로 충분하다.

B.7 인입설비 직격뢰가 내부시스템의 고장을 일으킬 확률

구조물에 들어가는 인입설비에 친 낙뢰가 내부시스템의 고장을 일으킬 확률 값은 인입설비 차폐물의 특성, 인입설비에 접속된 내부시스템의 임펄스내전압 및 설치된 SPD에 의해 좌우된다.

KS C IEC 62305-3에 부합하는 협조된 SPD보호가 이루어지지 않은 경우, 의 값은 의 값과 같으며, 여기서, 는 접속된 인입설비에 친 낙뢰에 의해 내부시스템에 고장이 발생할 확률이다.

의 값은 표 B.6과 같다.

KS C IEC 62305-3에 부합하는 협조된 SPD보호가 이루어진 경우, 의 값은 (표 B.3 참조)와 중에서 더 작은 값으로 한다.

B.8 인입설비 근처 뇌격이 내부시스템의 고장을 일으킬 확률

구조물에 들어가는 인입설비 근처에 친 낙뢰로 인한 내부시스템의 고장을 일으킬 확률 의 값은 인입설비 차폐물의 특성, 인입설비와 접속된 시스템의 임펄스내전압 그리고 설치된 보호대책에 좌우된다.

KS C IEC 62305-4에 부합하는 협조된 SPD보호가 이루어지지 않은 경우, 의 값은 의 값과 같으며, 여기서, 은 접속된 인입설비에 친 낙뢰에 의해 내부시스템에 고장이 발생할 확률이다.

의 값은 표 B.7과 같다.

IEC 62305-4에 부합하는 협조된 SPD보호가 이루어진 경우, 의 값은 (표 B.3 참조)와 중에서 더 작은 값으로 한다.

표 B.7 - 케이블 차폐물의 저항 와 기기의 임펄스내전압  에 의존하는 확률 의 값

(kV)	비차폐	기기에 접속된 등전위 본딩 바에 본딩되지 않은 차폐물	동일한 본딩 바에 접속된 기기와 등전위본딩 바에 본딩된 차폐물
			(Ω/km)	(Ω/km)	(Ω/km)
1.5	1	0.5	0.15	0.04	0.02
2.5	0.4	0.2	0.06	0.02	0.008
4	0.2	0.1	0.03	0.008	0.004
6	0.1	0.05	0.02	0.004	0.002
: 케이블 차폐물의 저항 (Ω/km).

비고 차폐되거나 차폐되지 않은 구역에 대한 의 보다 정밀한 평가에 대하여는 ITU 권고 K.46에 기술되어 있다.

부속서 C (참고)

구조물에서의 손실량 의 평가

손실량 값은 피뢰설비 설계자(또는 건물의 소유자)에 의해 평가되고 결정되는 것이 바람직하다. 이 부속서에 주어진 전형적인 평균값은 단지 KS C IEC에 의해 제안된 값이다. 다른 값들은 각 국가위원회에 의해서 지정될 수 있다.

비고 이 부속서에 주어진 식은 값의 근거로 사용하는 것이 바람직하다.

C.1 연간 평균 상대적 손실량

손실 는 낙뢰에 의해 발생될 수 있는 손상의 범위와 영향까지를 고려한 손상의 특정한 형태의 평균 상대적 손실량을 나타낸다.

손실 의 값은 다음과 같은 요인에 의존한다.

－ 위험한 장소에 있는 사람의 수와 시간

－ 공공시설물에 제공되는 인입설비의 유형과 중요성

－ 손상에 훼손되는 제품의 가치

손실 는 고려되는 손실의 유형(L1, L2, L3, L4)에 따라 변동하며, 그리고 각 손실의 유형에 대하여 손실을 일으킬 손상의 유형(D1, D2, D3)에 따라 변하며, 다음의 기호가 사용된다.

는 접촉전압과 보폭전압에 의한 상해에 기인되는 손실

는 물리적인 손상으로 인한 손실이고

는 내부시스템의 고장으로 인한 손실

이다.

C.2 인명 손실

, , 의 값은 피해자의 상대적 수에 의해서 다음의 근사적 관계식으로 결정된다.

(C.1)

여기서,

는 사망할 가능성이 있는 사람(피해자)의 수이며

는 구조물 안에 있는 예상 총 인원수

는 사람이 구조물 밖(만 해당) 또는 건물 안(, , )의 위험한 장소에 있는 연간 시간

,  , 의 결정이 어렵거나 불확실할 때 사용하기 위한 , , 의 전형적인 평균값을 표 C.1에 나타내었다.

표 C.1 - , , 의 전형적인 평균값

구조물의 형태
모든 형태 – (구조물 안에 사람이 있는 경우)	[eqn: 10 ^{-4}]
모든 형태 – (구조물 밖에 사람이 있는 경우)	[eqn: 10 ^{-2}]
구조물의 형태
병원, 호텔, 공공 건물	[eqn: 10^-1]
산업용 건물, 상업용 건물, 학교	[eqn: 5`times`10^-2]
공연장, 교회, 박물관	[eqn: 2`times`10^-2]
기타	[eqn: 10^-2]
구조물의 형태
폭발의 위험성이 있는 구조물	[eqn: 10^-1]
병원	[eqn: 10^-3]

인명 손실은 건물의 특성에 의해 영향을 받으며, 다음과 같은 증가계수() 또는 감소계수(, , , )을 고려한다.

(C.2)

(C.3)

(C.4)

(C.5)

여기서, 는 토양의 유형에 따른 인명 손실의 감소계수(표 C.2 참조)이며

는 바닥의 유형에 따른 인명 손실의 감소계수(표 C.2 참조)이고

는 화재의 영향을 줄이기 위해 설치한 설비에 따른 물리적 손상에 의한 손실의 감소계수(표 C.3 참조

는 구조물(표 C.4 참조) 화재위험성에 따른 물리적 손상에 의한 손실의 감소계수(표 C.4 참조)는 특별한 위험이 있을 때 물리적 손상에 의한 손실의 증가계수(표 C.5 참조)

표 C.2 - 토양 또는 바닥 표면의 유형에 따른 감소계수 와 의 값

표면의 형태	접촉저항 kΩ1)	및
농지, 콘크리트	≤1	10–2
대리석, 세라믹	1~10	10–3
자길, 모켓, 카펫	10~100	10–4
아스팔트, 리놀늄, 목재	≥100	10–5
1)무한 원점에서 500 N의 힘으로 압축된 400 m2 전극사이에서 측정된 값.

표 C.3 - 화재의 영향을 줄이기 위해서 설치한 설비에 따른 감소계수 의 값

설비
설비가 없음	1
다음의 설비중 하나: 소화기; 고정된 수동조작 소화기, 수동경보장치, 소화전, 방화벽, 안전 비상구.	0.5
다음의 설비중 하나 : 고정된 자동조작 소화기; 자동경보장치1)	0.2
1) 단지 과전압과 다른 손상에 대한 보호 및 소방수가 10분 안에 도착 할 수 있는 경우 만약 1개 이상의 설비가 설치되면, 의 값은 관련된 값 중에서 가장 작은 것으로서 정해야 한다.

폭발의 위험성이 있는 구조물에서 모든 경우에 대해 이다.

표 C.4 - 구조물의 화재의 위험성에 따른 감소계수 의 값

화재의 위험성
폭발	1
높음	[eqn: 10^-1]
보통	[eqn: 10^-2]
낮음	[eqn: 10^-3]
없음	[eqn: 0]

비고 1 폭발의 위험성이 있는 구조물과 폭발성 혼합물을 보유하고 있는 구조물의 경우 [eqn: r _{f}]에 대한 더 상세한 평가가 필요하다.

비고 2 화재의 위험성이 높은 구조물은 가연성 재료로 만들어진 구조물, 가연성 재료인 지붕이 있는 구조물 또는 800 MJ/m2 이상의 특수한 방화부하인 구조물로 가정한다.

비고 3 화재의 위험성이 보통인 구조물은 특수한 방화부하가 400 MJ/m2에서 800 MJ/m2사이인 경우로 가정한다.

비고 4 화재의 위험성이 낮은 구조물은 특수한 방화부하가 400 MJ/m2미만인 경우와 가연성 재료가 단지 일부만 포함하고 있는 구조물의 경우로 가정한다.

비고 5 특수한 방화부하는 구조물에서 가연성 재료 총량의 에너지와 그 구조물의 전체 표면적의 비이다.

표 C.5 - 특수한 위험성이 있는 경우 상대적 손실량의 중간계수 값

특수한 위험의 종류
특수한 위험성이 없음	1
낮은 레벨의 공황 (예, 2층으로 제한되고 수용인원이 100명 이하인 구조물)	2
보통 레벨의 공황 (예, 건물 수용인원이 100명에서 1 000명 사이인 문화, 스포츠 행사를 목적으로 설계된 구조물)	5
대피가 어려움 (예, 움직일 수 없는 사람이 있는 구조물, 병원)	5
높은 레벨의 공황 (예, 건물 수용인원이 1 000명이 넘는 문화, 스포츠 행사를 목적으로 설계된 구조물)	10
주변 또는 환경에 대한 위험	20
주변 또는 환경의 오염	50

C.3 공공 인입설비의 허용할 수 없는 손실

와 의 값은 다음의 근사적 관계로부터 가능한 상대적 손실량에 의해서 결정될 수 있다:

(C.6)

여기서,

[eqn: n_p]는 위험에 처할 수 있는 사람의 평균수이며

[eqn: n_t]는 사람의 총 수이고

[eqn: t] 는 공공 인입설비의 연간 손실기간 (시간)이다.

[eqn: n_p], [eqn: n_t], [eqn: t] 의 결정이 불명확하거나 어려울 경우에 사용하는 와 의 전형적인 평균값을 표 C.6에 나타내었다.

표 C.6 -[eqn: L_f]와 [eqn: L_o]의 전형적인 평균값

인입설비의 형태
가스, 수도
TV, TLC, 전원

공공 인입설비의 손실은 구조물의 특성과 다음과 같은 감소계수([eqn: r_p])에 의해 영향을 받게 된다:

(C.7)

(C.8)

계수 [eqn: r_p], [eqn: r_f]에 대한 값은 각각 표 C.3과 표 C.4에 나타내었다.

C.4 복원할 수 없는 문화유산의 손실

의 값은 다음의 근사적 관계로부터 가능한 상대적 손실량에 의해서 결정될 수 있다:

(C.9)

여기서,

[eqn: c]는 통화로 나타낸 구조물의 가능한 손실의 평균값 (즉, 물품의 가능한 손실의 보험가액)이며

[eqn: c_t]는 통화로 나타낸 구조물의 총 금액 (즉, 구조물 내에 존재하는 모든 물품의 총 피보험가액)

[eqn: c]와 [eqn: c_t]의 결정이 불확실하거나 어려울 때, 의 전형적인 평균값은 다음과 같다.

복원할 수 없는 문화유산의 손실은 감소계수 [eqn: r_p]에 의한 구조물의 특성에 의해 다음과 같이 영향을 받는다:

(C.10)

계수 [eqn: r_p]와 [eqn: r_f]의 값을 각각 표 C.3와 C.4에 나타내었다.

C.5 경제적 손실

,  및 의 값은 다음의 근사적 관계로부터 가능한 상대적 손실량에 의해서 결정될 수 있다:

(C.11)

여기서,

[eqn: c]는 통화로 나타낸 구조물의 가능한 손실의 평균값 (그것의 내용물과 관련된 활동성 및 결과를 포함)

[eqn: c_t]는 통화로 나타낸 구조물의 총 금액(그것의 내용물 및 관련된 활동성을 포함)

[eqn: c]와 [eqn: c_t]의 결정이 불확실하거나 어려울 때 사용하기 위한 구조물의 모든 유형에 대한 ,  및 의 전형적인 평균값을 표 C.7에 나타내었다.

표 C.7 - ,  및 의 전형적인 평균값

구조물의 유형
모든 유형 – 건물 내부
모든 유형 – 건물 외부
구조물의 유형
병원, 공장, 박물관, 농장	0.5
호텔, 학교, 사무실, 교회, 공연장, 경제 건물	0.2
기타	0.1
구조물의 유형
폭발의 위험성
병원, 공장, 사무실, 호텔, 경제 건물
박물관, 농장, 학교, 교회, 공연장
기타

경제적인 가치의 손실은 구조물의 특성에 의해 영향을 받는다. 이들은 아래와 같은 증가계수()와 감소계수([eqn: r_p],[eqn: r_a],[eqn: r_f],[eqn: r_u])에 의해 고려되어야 한다.

(C.12)

(C.13)

(C.14)

(C.15)

계수 [eqn: r_a], [eqn: r_u] 의 값은 표 C.2에, [eqn: r_p]는 표 C.3에, [eqn: r_f]은 표 C.4에, 그리고 [eqn: h_Z]는 표 C.5에 나타내었다.

부속서 D (참고)

인입설비에 대한 손상의 확률 의 평가

이 부속서에 주어진 확률은 IEC에 의해 동의된 값이다. 정당한 것으로 판단된다면 다른 값을 선택할 수 있다.

이 부속서에 주어진 확률은 보호대책이 KS C IEC 62305-5를 따른다면 유효하다.

D.1 금속도체 선로

D.1.1 선로가 접속된 구조물 직격뢰가 손상을 일으킬 확률 와

선로가 접속된 구조물에 친 낙뢰가 물리적 손상을 일으킬 확률 와 선로가 접속된 구조물에 친 낙뢰가 인입설비의 고장을 일으킬 확률 는 고장전류 에 관련된다. 는 선로의 특성, 구조물에 들어오는 인입설비의 수와 채택된 보호대책 의존한다.

차폐되지 않은 선로에 대해서는  = 0 이라 가정해야 한다.

차폐된 전선에 대한 고장전류  (kA)는 다음의 식에 따라 평가되어야 한다.

(D.1)

여기서,

는 선로의 특성에 의존하는 계수(표 D.1 참조)이며

는 채택된 보호대책의 영향을 고려한 계수(표 D.2 참조)이고

는 임펄스내전압 (kV) (케이블에 대하여는 표 D.3 과 장치에 대하여는 표 D.4 참조)이며

는 케이블의 차폐물 저항 (Ω/km)이고

은 구조물로 인입되는 설비의 수

비고 1 구조물의 입구점에 설치된 SPD는 고장전류 [eqn: I_a]를 증가시키며, 그리고 완전한 보호효과를 가지게 된다.

비고 2 TLC선로에 관한 상세한 정보는 ITU K.47에 기술되어 있다.

표 D.1 - 차폐된 선로의 특성에 따른 계수 의 값

선로
대지에 접촉된 차폐물이 있는 경우	1
대지에 접속되지 않은 차폐물이 있는 경우	0.4

표 D.2 - 보호대책 기능에 따른 요소 [eqn: K _{p}]의 값

보호대책	[eqn: K _{p}]
보호대책이 없는 경우	1
추가 차폐선 – 1 도체1)	0.6
추가 차폐선 – 2 도체1)	0.4
피뢰케이블덕트	0.1
피뢰케이블	0.02
추가 차폐선 – 강철튜브	0.01
1) 차폐선은 케이블에서 약 30 cm 위에 설치되며, 2개의 차폐선은 케이블을 축으로 하여 대칭으로 배치 된 케이블 위 30 cm에 놓이게 된다.

표 D.3 - 케이블의 유형에 따른 임펄스내전압

케이블의 유형	(kV)	(kV)
TLC – 절연지	-	1.5
TLC – PVC, PE절연	-	5
전원용	≤ 1	15
전원용	3	45
전원용	6	60
전원용	10	75
전원용	15	95
전원용	20	125

표 D.4 - 장치의 유형에 따른 임펄스내전압

장치의 유형	(kV)
전자기기	1.5
사용자 전기기기( < 1 kV)	2.5
전기네트워크장치 ( < 1 kV)	6

고장전류 의 값에 따른 와 의 값은 표 D.5와 같다.

KS C IEC 62305-5에 따라 SPD가 설치된 때 와 의 값은 의 값으로 가정한다(표 B.3 참조).

표 D.5 - 고장전류 에 따른 확률 , ,  과 의 값

(kA)	, , ,
0	1
3	0.99
5	0.95
10	0.9
20	0.8
30	0.6
40	0.4
50	0.3
60	0.2
80	0.1
100	0.05
150	0.02
200	0.01
300	0.005
400	0.002
600	0.001

D.1.2 인입선로 직격뢰가 손상을 일으킬 확률 와

선로에 친 낙뢰가 물리적 손상을 일으킬 확률 와 선로에 친 낙뢰가 인입설비의 고장을 일으킬 확률 는 고장전류 에 관련되며, 고장전류는 선로의 특성과 채택된 보호대책에 의존한다.

차폐되지 않은 선로에 대해서는  = 0 이라 가정해야 한다.

차폐된 전선에 대한 고장전류 [eqn: I_a]는 다음의 식에 따라 평가되어야 한다.

(D.7)

여기서,

는 선로의 특성에 의존하는 계수(표 D.1 참조)이며

는 채택된 보호대책의 영향을 고려한 계수(표 D.2 참조)이고

는 임펄스내전압 (kV) (케이블에 대하여는 표 D.3 과 장치에 대하여는 표 D.4 참조)이며

는 케이블의 차폐물 저항 (Ω/km)

통신선에 대한 를 평가할 때는 고장전류 의 최대값은 다음과 같이 가정한다.

연피케이블에 대하여는  = 40 kA이며,

알루미늄차폐케이블에 대하여는  = 20 kA이다.

비고 이러한 값은 뇌격점에서 전형적인 통신케이블에 손상을 입히는 시험전류()의 개략적 추정값이다. 만약 이들 값이 주어진 케이블설계에 적용될 수 없다는 어떤 증거가 있다면, 다른 값을 사용해도 된다. 이런 경우에 고장전류의 평가를 위해서 KS C  IEC 62305-5에 기술된 시험을 사용하는 것이 좋다.

고장전류 의 값에 따른 와 의 값은 표 D.5와 같다.

비고 TLC선로에 대한 세부적인 정보는 ITU K.47 권고사항에 주어져 있다.

D.1.3 인입선로 근처 뇌격이 손상을 일으킬 확률

선로 근처에 친 낙뢰가 접속된 장치의 고장을 일으킬 확률 는 선로의 특성과 채택된 보호대책에 의존한다.

KS C IEC 62305-5에 따르는 SPD를 설치하지 않은 경우 의 값은 의 값과 동일하다.

의 값은 표 B.7와 같다.

KS C IEC 62305-4를 따르는 SPD를 설치한 경우 의 값은 (표 B.3 참조)와 중에서 작은 값으로 한다.

D.2 광섬유선로

검토중

D.3 배관

검토중

부속서 E (참고)

인입설비에서 손실량 의 평가

E.1 연간 평균 상대적 손실량

손실 는 광범위하고 중대한 2가지 영향을 고려하여 인입설비에 친 낙뢰로 인하여 발생할지 모르는 손상의 특정한 유형의 평균 상대적인 양을 나타낸다.

이 값은 다음의 요인에 의존한다.

- 대중에게 제공되는 인입설비의 유형과 중요도

- 손상에 의한 영향을 받는 물품의 가치

손실 는 고려되는 손실의 유형(L‘1, L’2와 L‘4)에 따라 변동하며, 손실의 각 유형에 대하여는 손실을 야기하는 손상의 유형(D2와 D3)에 따라 변동한다. 다음과 같은 기호가 사용된다.

는 물리적 손상에 의한 손실이며

는 내부시스템의 고장에 의한 손실이다.

E.2 대중에 대한 인입설비의 허용할 수 없는 손실

와 의 값은 근사적인 관계로부터 가능한 손실의 상대적 양에 의하여 결정될 수 있다.

(E.1)

여기서,

는 제공되지 않는 사용자의 평균수이며

는 제공되는 사용자의 총 수이고

는 연간 인입설비의 손실시간이다.

, 와 의 결정이 불확실하고 어려울 경우 사용하는와 의 전형적인 평균값은 표 E.1과 같다.

표 E.1 - 와 의 전형적인 평균값

인입설비의 유형
가스, 수도	10-1	10-2
TV, TLC, 전원선	10-2	10-3

대중에 대한 인입설비의 손실은 다음과 같이 인입설비 특성에 의하여 영향을 받는다.

(E.2)

(E.3)

E.3 경제적 손실

와 의 값은 근사적인 관계로부터 가능한 손실의 상대적 양에 의하여 결정될 수 있다.

(E.4)

여기서,

는 통화로 구조물, 구조물의 내용물과 관련된 활동의 가능한 손실의 평균값이며

는 통화로 나타낸 구조물, 구조물 내의 내용물과 관련된 활동의 총 금액이다.

와 의 결정이 불확실하고 어려울 경우 사용하는 와 의 전형적인 평균값은 다음과 같다.

경제적 가치의 손실은 다음과 같이 인입설비 특성에 의하여 영향을 받게 된다.

(E.2)

(E.6)

부속서 F (참고)

개폐과전압

내부 과전압은 여러 가지 이유로 발생될 수 있다. 한 가지 가능한 원인은 종종 일시적 과전압과 개폐과전압을 발생시킬 수 있는 낙뢰불꽃방전에 의한 단락이다. 이 이유로 내부 과전압에 대하여 보호의 고려는 정당화되게 된다.

대부분의 경우, 개폐과전압은 뇌과전압보다는 손상의 정도는 작으며, 또한 뇌서지를 효과적으로 보호하는 보호수단은 개폐서지도 효과적으로 보호한다. 그러므로 뇌서지로부터 장비를 보호하기 위한 해결법은 일반적으로 개폐서지에 대한 보호가 필요한지에 대한 의문을 포함하게 된다.

개폐서지의 검토가 관련된 때, 위험성을 평가하는 절차는 장비에 대한 영향이 매우 유사하기 때문에 선로 상의 낙뢰로 인해 유도된 서지의 경우에 사용된 절차와 매우 근사하다. 그러나 연간 과전압의 수 에 대해서는 차이가 있다.

개폐서지는 두 가지 유형으로 나누어질 수 있다.

- 반복적인 서지(차단기의 조작, 콘덴서 뱅크의 개폐 등)

이들은 사람의 행위로부터 규칙적인 결정에 의해 매우 흔히 또는 장비의 자동기능에 의해 종종 생긴다. 발생의 빈도는 예를 들어 아크 용접기의 경우 하루에 1회 혹은 2회에서 수 회의 범위이다. 발생의 빈도와 서지의 크기(그리고 전기기기에 대한 그들의 영향)는 일반적으로 잘 알려져 있다. 이와 같은 경우 위험성 분석은 장비를 보호하는 결정에 유용하지 않다.

- 불규칙한 서지(즉, 고장을 제거하기 위한 차단기 또는 퓨즈의 동작)

이 경우, 그들의 빈도는 명확히 알려져 있지 않고, 전기기기에 대한 그들의 크기와 영향 또한 알려지지 않다. 이 경우, 만약 보호가 손상의 이 원인에 대하여 필요하면 위험성평가는 결정하는데 도움이 될지 모른다.

개폐과전압의 크기는 단지 특정한 전기설비의 상세한 측정과 데이터의 통계적 처리에 의해서만 평가될 수 있다. 일반적으로 개폐과전압의 발생 빈도는 크기에 따라 감소한다. 3제곱법칙을 만족한다(확률은 이의 크기의 3제곱에 반비례한다).

저압계통에서, 개폐과전압은 4 kV 미만일 것으로 예상되고, 단지 1 000중 2개만이 크기가 2.5 kV를 초과하게 된다. 연간 발생될 수 있는 총 예상 또는 측정된 개폐과전압 ()을 기초로 하여, 매년 2.5 kV를 초과 (그러나 4 kV미만)하는 개폐과전압의 총 횟수 는 다음의 식으로 유도할 수 있다:

(F.1)

손상의 확률 와 총합 손실 은 유도뢰서지에 대한 것과 동일하다(부속서 B, C 참조).

부속서 G (참고)

손실 비용의 평가

총 손실의 비용 은 다음의 식에 의해 계산될 수 있다.

(G.1)

여기서,

,  는 보호대책이 없는 경우 가축의 손실에 관련된 위험 요소이며

, 는 보호대책이 없는 경우 물리적 손상에 관련된 위험 요소이고

, , , 는 보호대책이 없는 경우 전기전자시스템의 고장에 관련된 위험 요소이다.

는 가축의 비용이며

는 구조물에서 시스템의 비용이고

는 건물의 비용이며

는 내용물의 비용이다.

보호대책에도 불구하고 잔류손실의 총 비용 는 아래의 식에 의하여 산출될 수도 있다.

(G.2)

여기서,

, 는 보호대책이 있는 경우 가축의 손실에 관련된 위험 요소이며

, 는 보호대책이 있는 경우 물리적 손상에 관련된 위험 요소이고

, , , 는 보호대책이 있는 경우 전기전자시스템의 고장에 관련된 위험 요소이다.

보호대책의 연간 비용 는 아래의 식에 의해 산출될 수 있다.

(G.3)

여기서,

는 보호대책의 비용이며

는 이자율이고

는 감가상각율이며

은 유지관리비율이다.

연간 절감금액 는 다음의 식에 의해 산출될 수 있다.

(G.4)

연간 절감금액이  > 0이면 보호는 적당하다.

해 설

IEC 62305-2규격은 아직 완벽한 것이 아니며, IEC/TC81 위원회에서는 2007년 9월에 열린 작업그룹회의에서도 이 규격에 대한 협의가 많이 이루어졌으며, 현재도 IEC 62305-2규격의 완성을 위한 작업이 계속되고 있다. 손실비용에 대한 계수 [eqn: C _{A}], [eqn: C _{B}], [eqn: C _{C}], [eqn: C _{S}] 등의 값이 검토되고 있으며, 현재까지 정해진 값은 없다.

부속서 H (참고)

구조물에 대한 사례 연구

이 부속서에서 시골집, 사무실 건물, 병원, 아파트에 관련된 사례 연구는 다음의 사항을 나타낼 목적으로 수행한 것이다:

- 위험성을 계산하는 방법과 보호의 필요성을 결정하는 방법

- 전반적인 위험성에 대한 여러 가지 위험 요소의 기여

- 그런 위험성을 완화하기 위한 여러 가지 보호대책의 효과

- 비용 효용성을 고려하여 여러 가지 보호방안 중에서 선택하는 방법

비고 이 부속서는 시골집, 사무실 건물, 병원, 아파트에 대한 가상의 데이터를 제시한다. 이 부속서는 이 규격에 포함된 원리를 설명하기 위해 위험성의 평가에 대한 정보를 제공하는 의도이다. 이것은 모든 설비와 시스템에 존재하는 조건의 특별한 양상을 설명하고자 하는 것은 아니다.

H.1 시골집

첫 번째 사례 연구는 보호의 필요성을 평가해야 하는 시골집을 고려한다.

이 예에 대하여, 인명의 손실의 위험성 (4.3절과 표 3에 따른 구성요소 )은 허용값 (5.5절과 표 7에 따라)와 비교하여 결정되어야 되며, 그런 위험성을 완화시키기 위한 보호대책이 선택될 것이다.

H.1.1 관련데이터와 특성

다음의 데이터와 특성이 적용된다.

1) 집 자체와 이의 주변은 표 H.1과 같다.

2) 내부시스템과 이에 접속된 인입선은 표 H.2와 같다.

표 H.1 - 구조물 데이터와 특성

파라미터	해설	기호	값	참고
치수 (m)	-	([eqn: L _{b}], [eqn: W _{b}], [eqn: H _{b}])	15, 20, 6
위치계수	고립되어 있음1)	[eqn: C _{b}]	1	표 A.2
LPS	없음	[eqn: P _{B}]	1	표 B.2
구조물 경계에서 차폐	없음	[eqn: K _{S1}]	1	식 (B.3)
구조물 내부에서 차폐	없음	[eqn: K _{S2}]	1	식 (B.3)
집 바깥쪽에 있는 사람	없음2)
낙뢰밀도	1/km2/년	[eqn: N _{g}]	4	-
1)평평한 땅, 인접한 건물이 없음 2)사람의 전격위험성

표 H.2 - 선로와 접속된 내부시스템의 데이터와 특성

파라미터	해설	기호	값	참고
대지저항률	Ωm	ρ	500
저압 전원선과 그의 내부시스템
길이 (m)			1 000
높이 (m)	묻혀 있음		-
변압기	없음		1	표 A.4
선로 위치계수1)	고립되어 있음		1	표 A.2
선로 환경계수	농촌		1	표 A.5
선로 차폐	없음		1	표 B.6
내부배선보호	없음		1	표 B.5
내부시스템의 내력	= 2.5 kV		0.6	식 (B.4)
협조된 SPD보호	없음		1	표 B.3
통신선과 그의 내부시스템
길이 (m)			1 000
높이 (m)			6
선로 위치계수	고립되어 있음		1	표 A.1
선로 환경계수	농촌		1	표 A.4
전선 차폐	없음		1	표 B.6
내부배선보호	없음		1	표 B.5
내부시스템의 내력	= 1.5 kV		1	식 (B.4)
협조된 SPD보호	없음		1	표 B.3
1)평평한 땅, 독립된 선로 (근방에 건물이 없음, 선로()의 원단(끝 "a")에 접속된 인접 건물이 없음)

- 표면의 유형이 구조물 내부의 것과 외부의 것이 다르다.

- 구조물은 특수한 방화격벽으로 되어 있다.

- 공간차폐가 없다.

을 고려하여 다음의 주 구역이 정의되기도 한다.

- (건물 외측)

- (건물 내측)

다음과 같은 점을 가정할 때 더 이상의 구역을 정의할 필요는 없다.

- 두 내부시스템(전원과 통신)이 구역 에 있다

- 손실 은 구역 에서 일정한 것으로 가정한다.

만약 건물 외부에 사람이 없다면 구역 에 대한 위험성 은 무시되고 위험성평가는 오직 구역 에서만 수행될 것이다. 구역 에 대한 특성은 표 H.3과 같다

피뢰시스템 설계자의 평가에 따라 위험성 에 관련된 연간 손실의 상대적인 양의 전형적인 평균값이 추정된다(표 C.1 참조).

표 H.3 - 구역 (건물 내부) 특성

파라미터	해설	기호	값	참고
바닥 표면의 종류	나무		10-5	표 C.2
화재의 위험성	낮음		10-3	표 C.4
특수한 위험	없음		1	표 C.5
방화	없음		1	표 C.3
공간차폐	없음		1	식 (B.3)
내부전원계통	있음	저압 전원선에 접속	-
내부통신계통	있음	통신선에 접속	-
접촉전압과 보폭전압에 의한 손실	있음		10-4	표 C.1
물리적 손상에 의한 손실	있음		10-1	표 C.1

H.1.2 관련된 양의 계산

수뢰면적의 계산은 표 H.4에 주어진다. 위험한 사건에 대해 예상되는 횟수의 계산은 표 H.5에 주어진다.

표 H.4 - 구조물과 선로의 수뢰면적

면적의 기호	수식/표 참조	수뢰면적에 대한 수식	표로부터의 데이터	값 m2
	(A.2)	구조물 :	H.1
	표 A.3	전원선 :	H.1 H.2
	표 A.3	전원선 근처 :	H.2
	표 A.3	통신선 :	H.1 H.2
	표 A.3	통신선 근처 :	H.2

표 H.5 - 연간 위험한 사건이 예상되는 횟수

숫자의 기호	수식 참조	낙뢰의 횟수에 대한 수식	표로부터의 데이터	값 (1/년)
	(A.4)	구조물 :	H.1 H.4
	(A.7)	전원선 :	H.1 H.2 H.4
	(A.8)	전원선 근처 :	H.1 H.2 H.4	2.24
	(A.7)	통신선 :	H.1 H.2 H.4
	(A.8)	통신선 근처 :	H.1 H.2 H.4	4

H.1.3 보호의 필요성을 결정하기 위한 위험성계산

검토 중인 경우, 위험성 을 평가하는 것이 좋다.

식 (1)에 따라 그것은 다음의 구성요소의 합으로 표현된다.

=  + (Power line) + (Power line) + (Telecom line) + (Telecom line)

관련된 구성요소와 총 위험성평가는 표 H.6과 같다.

표 H.6 - 관련된 위험 요소와 계산(값 × 10-5)

구성요소의 기호	수식/표 참조	아래의 대상에 친 낙뢰에 관련된 구성요소 에 대한 수식	표로부터의 데이 터	값× (10-5)
	표 9	물리적 손상을 일으키는 구조물 :	H.1 H.3 H.5	0.103
(Power line)	표 9	전격을 일으키는 전원선 :	H.2 H.3 H.5	0.000009
(Power line)	표 9	물리적 손상을 일으키는 전원선 :		0.878
(Telecom line)	표 9	전격을 일으키는 통신선 :		0.000014
(Telecom line)	표 9	물리적 손상을 일으키는 통신선 :		1.41
합계	표 9	+ + (Power line) + (Power line) + (Telecom line) + (Telecom line)	H.6	2.39

H.1.4  평가로부터의 결론

= 2.39 × 10-5 이 허용값  = 10-5 보다 크기 때문에 구조물에 대한 피뢰설비가 필요하다.

H.1.5 보호대책의 선택

위험 요소(4.3.1절과 4.3.2절 참조)의 구성은 다음과 같이 이루어진다.

여기서,

는 구조물이 친 낙뢰에 의한 위험성이며(원인 S1)

는 구조물에 치지는 않았지만 그것에 영향을 미치는 낙뢰에 의한 위험성이고(원인 : S2, S3, S4)

는 인축에 대한 상해에 의한 위험성이고

는 물리적 손상에 의한 위험성이며

는 내부시스템의 고장에 의한 위험성이다.

이 구성은 구조물에 대한 위험성이 주로 접속된 선로에 친 낙뢰에 의해서 발생되는 물리적 손상에 기인됨을 나타낸다.

표 H.6에 따라 위험성의 값에 대한 주요 기여도는 다음과 같다 :

- 구성요소 (Telecom line)	(통신선에 뇌격) 59%;

- 구성요소 (Power line)	(전원선에 뇌격) 37%;

- 구성요소	(구조물에 뇌격) 4%.

위험성 을 허용값으로 줄이기 위해서 구성요소 와 구성요소 (표 H.6 참조)에 영향을 미치는 보호수단을 고려하는 것이 좋으며, 적절한 수단은 다음과 같다 :

a) 전원선과 통신선 둘 모두를 보호하기 위해서 인입구에 LPL IV의 SPD를 설치한다. 표 H.3에 따르면 이것은 와 값(접속된 선로에 설치한 SPD에 의해)을 1에서 0.03으로 줄이게 된다.

b) 표 B.2와 표 B.3에 따라 의 값을 1에서 0.2로 줄이며, 와 값(접속된 선로에 설치한 SPD에 의해)을 1에서 0.03으로 줄이는 레벨 Ⅳ LPS를 설치한다.

이 값을 표 H.6의 수식에 넣으면 표 H.7에 나타낸 것처럼 위험 요소의 새로운 값을 얻게 된다.

표 H.7 - 적절한 경우에 대한 위험성 (값 × 10-5)에 관련된 위험 요소의 값

위험 요소	값 × 10-5
	a) 경우	b) 경우
	0	0
	0.103	0.020 6
(Power line)	≈0	≈0
(Power line)	0.026 3	0.026 3
(Telecom line)	≈0	≈0
(Telecom line)	0.042 3	0.042 3
합계	0.171 6	0.089 2

채택된 방법은 가장 좋은 기술적이고 경제적인 절충안이다.

H.2 사무실 건물

두 번째 사례 연구로는 보호의 필요성을 평가해야 하는 사무실 건물을 고려한다.

이 목적에서, 인명손실의 위험성 (4.3절과 표 3에 따른 구성요소 )은  허용값  = 10-5(5.5절과 표 7 참조)와 비교되어 결정되어야 한다. 그러한 위험성을 완화시키기 위한 보호대책이 선택될 것이다. 그러나 소유자에 의해 선택된 결정에 따라 채택된 보호대책의 비용 효율성은 평가되지 않을 것이다.

H.2.1 관련된 데이터와 특성

다음의 데이터와 특성이 적용된다.

1) 표 H.8에 주어진 건물 자체 및 그의 주변 환경

2) 표 H.9에 주어진 내부전기시스템과 관련 전원인입선

3) 표 H.10에 주어진 내부전자시스템과 관련 통신인입선

표 H.8 - 구조물의 특성

파라미터	해설	기호	값
치수 (m)	-		40 × 20 ×25
위치계수	고립되어 있음		1
LPS	없음		1
구조물 경계선에서의 차폐	없음		1
구조물 내부의 차폐	없음		1
낙뢰밀도	1/km2/년		4
구조물에 사람이 있는 경우	구조물의 안쪽과 바깥쪽		200

표 H.9 - 내부 전원계통과 접속된 전원선 특성

파라미터	해설	기호	값
치수 (m)			200
높이 (m)	가공		6
고압/저압 변압기	없음		1
선로 위치계수	고립되어 있음		1
선로 환경계수	농촌		1
선로 차폐	없음		1
내부배선 보호대책	없음		0.4
장비 내전압	= 2.5 kV		0.6
협조된 SPD보호	없음		1
선로"a"끝단인 구조물의 치수 (m)	없음		-

표 H.10 - 내부 통신시스템과 접속된 TLC선 특성

파라미터	해설	기호	값
대지저항률	Ωm		250
길이 (m)	-		1 000
높이 (m)	매설	-	-
선로 위치계수	고립되어 있음		1
선로 환경계수	농촌		1
선로 차폐	없음		1
내부배선 보호대책	없음		1
장비 내전압	= 2.5 kV		1
협조된 SPD보호	없음		1
선로 "a"끝단인 구조물의 치수 (m)	없음	()	-

H.2.2 사무실 건물 안에서 구역의 정의와 특성

- 대지표면의 유형은 출입구, 정원, 건물 내측에서 다르다.

- 구조물과 보관소는 특수한 방화벽으로 되어 있다.

- 공간차폐가 되어 있지 않다.

- 컴퓨터센터에서 손실 은 사무실 안의 다른 곳보다 낮다고 가정한다.

위와 같은 사항을 고려하여 다음의 주 구역이 정의된다.

-  건물의 출입구

-  정원

-  보관소 – 이곳은 특수한 방화벽으로 격리된다.

-  사무실

-  컴퓨터센터

구역에 대한 특성은 구역 에 대하여는 표 H.11에, 구역 에 대하여는 표 H.12에, 구역 에 대하여는 표 H.13에, 구역 에 대하여는 표 H.14에, 구역 에 대하여는 표 H.15에 주어져 있다.

피뢰시스템 설계자의 평가에 따라 위험성 에 관련된 연간 손실의 상대적인 양의 전형적인 평균값(표 C.1 참조)

-  = 10-2 건물 외측,

-  = 10-4 건물 내측,

-  = 10-2

은 구조물 내에 있는 사람의 총 수에 대한 그 구조물의 매우 위험한 구역에 있는 사람의 수를 고려할 때 각 구역에 대해서 감소한다.

표 H.11 - 구역 (건물의 출입구) 특성

파라미터	해설	기호	값
대지표면의 유형	대리석		10-3
전격보호	없음		1
접촉전압과 보폭전압에 의한 손실	있음		2×10-4
사람은 그 구역에서 대단히 위험하다.			4

표 H.12 - 구역  (정원) 특성

파라미터	해설	기호	값
대지표면의 유형	잔디		10-2
전격보호	울타리		0
접촉전압과 보폭전압에 의한 손실	있음		10-4
사람은 그 구역에서 대단히 위험하다.			2

표 H.13 - 구역  (보관소) 특성

파라미터	해설	기호	값
바닥표면의 유형	리놀륨		10-5
화재의 위험성	높음		10-1
특별한 위험	낮은 공황		2
방화	없음		1
공간차폐	없음		1
내부 전원계통	있음	저압 전원선에 접속	-
내부 통신시스템	있음	통신선에 접속	-
접촉전압과 보폭전압에 의한 손실	있음		10-5
물리적 손상에 의한 손실	있음		10-3
사람은 그 구역에서 대단히 위험 하다.			20

표 H.14 - 구역  (사무실) 특성

파라미터	해설	기호	값
바닥표면의 유형	리놀륨		10-5
화재의 위험성	낮음		10-3
특별한 위험	낮은 공황		2
방화	없음		1
공간차폐	없음		1
내부 전원계통	있음	저압 전원선에 접속	-
내부 통신시스템	있음	통신선에 접속	-
접촉전압과 보폭전압에 의한 손실	있음		8 × 10-5
물리적 손상에 의한 손실	있음		8 × 10-3
사람은 그 구역에서 대단히 위험하다.			160

표 H.15 - 구역  (컴퓨터센터) 특성

파라미터	해설	기호	값
바닥표면의 유형	리놀륨		10-5
화재의 위험성	낮음		10-3
특별한 위험	낮은 공황		2
방화	없음		1
공간차폐	없음		1
내부 전원계통	있음	전압 전원선에 접속	-
내부 통신시스템	있음	통신선에 접속	-
접촉전압과 보폭전압에 의한 손실	있음		7 × 10-6
물리적 손상에 의한 손실	있음		7 × 10-4
사람은 그 구역에서 대단히 위험 하다.			14

H.2.3 관련된 양의 계산

수뢰면적의 계산은 표 H.16에 주어진다. 위험한 사건의 예상되는 횟수의 계산은 표 H.17에 주어져 있고, 예상되는 연간 손실의 평가는 표 H.18에 나타나져 있다.

표 H.16 - 구조물과 선로의 수뢰면적

기호	값 m2
	2.7 × 104
(Power)	4.5 × 103
(Power)	2 × 105
(Telecom)	1.45 × 104
(Telecom)	3.9 × 105

표 H.17 - 연간 위험한 사건이 예상되는 횟수

기호	값 (1/년)
	1.1 × 10-1
(Power)	1.81 × 10-2
(Power)	8 × 10-1
(Telecom)	5.9 × 10-2
(Telecom)	1 581

H.2.4 보호의 필요성을 결정하기 위한 위험성계산

각 구역에 대하여 관련된 위험 요소와 총 위험성 평가는 표 H.18에 주어져 있다.

표 H.18 - 위험성  - 구역에 따른 위험 요소의 값 (값 × 105)

기호	입구	정원	보관소	사무실	컴퓨터센터	구조물
	0.002	0				0.002
			2.21	0.177	0.016	2.403
(Power line)			≈ 0	≈ 0	≈ 0	≈ 0
(Power line)			0.362	0.029	0.002	0.393
(Telecom line)			≈ 0	≈ 0	≈ 0	≈ 0
(Telecom line)			1.18	0.094	0.008	1.282
합계	0.002	0	3.752	0.3	0.026	4.08

H.2.5  평가로부터의 결론

= 4.08 × 10-5 이 허용값  = 10-5보다 크기 때문에 구조물에 대한 피뢰시스템은 필요하다.

H.2.6 보호대책의 선택

위험 요소(4.3.1절과 4.3.2절 참조)의 구성은 표 H.19에 주어져 있다.

표 H.19 - 구역에 따른 위험성  요소의 구성 (값 × 10-5 )

기호	입구	정원	보관소	사무실	컴퓨터센터	구조물
	0.002	0	2.21	0.177	0.016	2.405
	0	0	1.542	0.123	0.01	1.673
합계	0.002	0	3.752	0.3	0.026	4.08
	0.002	0	≈ 0	≈ 0	≈ 0	0.002
	0	0	3.752	0.3	0.026	4.312
	0	0	0	0	≈ 0	0
합계	0.002	0	3.752	0.3	0.026	4.08

여기서

이다. 그리고

는 구조물 직격뢰에 의한 위험성(원인: S1)이며

는 구조물에 치지는 않지만 구조물에 영향을 미치는 낙뢰에 의한 위험성(원인: S2, S3, S4)이고

는 인축에 대한 상해에 의한 위험성이며

는 물리적 손상에 의한 위험성이고

는 내부시스템의 고장에 의한 위험성이다.

이 구성은 구조물의 위험성이 주로 구조물 또는 접속된 선로에 치는 낙뢰에 의해서 발생되는 구역  안에서의 물리적 손상에 의한다는 것을 나타낸다. 또한 구역  안에서 화재(물리적 손상)의 위험성은 전체 위험성의 92 %이다.

표 H.18에 따르면 구역 에서 위험성 의 값에 대한 주요 기여계수는 다음과 같다 :

- 구성요소	(구조물에 친 낙뢰) 59 %

- 구성요소  (Power line)	(전원선에 친 낙뢰) ≈ 9 %

- 구성요소  (Telecom line)	(통신선에 친 낙뢰) ≈ 29 %.

위험성을 허용값으로 줄이기 위해서 다음의 보호대책이 채택될 수 있다 :

a) 구성요소 를 줄이기 위해서 KS C IEC 62305-3을 따르는 레벨 Ⅳ LPS로 건물을 보호한다. 이 LPS는 격자형 공간차폐의 특성을 가지지 않는다. 표 H.8, 표 H.9, 그리고 표 H.10의 파라미터는 다음과 같이 바뀌게 된다 :

-  = 0.2

-  =  = 0.03 (인입선에 설치한 SPD에 의해서)

b) 이 구역 안의 구성요소 와 를 줄이기 위해 보관소(구역 )에 자동소화(혹은 탐지기)시스템을 설치하며, 전원선과 통신선 모두 건물의 인입점에 피뢰레벨 Ⅳ의 SPD를 설치한다. 또한 표 H.9, 표 H.10, 표 H.13의 파라미터는 다음과 같이 바뀌게 된다 :

= 0.2 오직 구역 에 대하여

=  = 0.03 (인입선에 설치한 SPD에 의해서)

각 구역에 대한 위험성 값은 표 H.20과 같다.

표 H.20 - 선택된 해결책에 따른 위험성 의 값 (값 × 10-5)

						합계
해결책 a)	0.002	0	0.488	0.039	0.003	0.532
해결책 b)	0.002	0	0.451	0.18	0.015 8	0.649

두 해결책은 위험성을 허용값 미만으로 감소시킨다. 채택된 해결책은 최상의 기술적 기준과 최대한 효율적 비용 두 가지를 해결한다.

H.3 병원

다음의 사례 연구는 수술실과 집중치료실이 있는 표준 병원시설을 포함한다.

인명의 손실(L1)과 경제적인 손실(L4)은 설비의 이 유형에 적용할 수 있는 요소이다. 보호에 필요성과 보호대책의 비용 효율성을 평가하는 것이 필요하며, 그래서 위험성 과 가 평가된다.

H.3.1 관련 데이터 및 특성

데이터와 특성은 아래와 같다.

1) 건물 자체와 이의 주변 환경은 표 H.21과 같다.

2) 내부 전기계통과 관련 인입 고압전원선은 표 H.22와 같다.

3) 내부 전자시스템과 관련 인입통신선로는 표 H.23과 같다.

표 H.21 - 구조물 특성

파라미터	해설	기호	값
치수 (m)	-		40 × 20 × 25
위치계수	고립되어 있음		1
LPS	없음		1
구조물 경계선에서의 차폐	없음		1
구조물 내부의 차폐	없음		1
낙뢰밀도	1/ km2/년		4
사람이 구조물 내에 있다.	구조물의 내측과 외측		200

표 H.22 - 내부 전원계통 및 관련 인입전원선 특성

파라미터	해설	기호	값
대지저항률	Ωm		200
길이 (m)	-		500
높이 (m)	매설	-	-
고압/저압 변압기	건물 입구에		0.2
선로 위치계수	작은 대상물에 의해 둘러싸임		0.5
선로 환경계수	근교		0.5
선로 차폐: 등위본딩용 바와 동일 한 본딩바에 접속된 기기에 본딩	(Ω/km)		0.2
			0.008
내부배선 예방조치	비차폐 케이블-루프를 피하기 위한 경로 예방조치		0.2
장비 내전압	= 2.5 kV		0.6
협조된 SPD보호	없음		1
선로 "a"끝단인 구조물 치수 (m)	없음		-

표 H.23 - 내부 통신시스템 및 관련 인입선 특성

파라미터	해설	기호	값
대지저항률	Ωm		200
길이 (m)	-		300
높이 (m)	묻혀 있음	-	-
선로 위치계수	작은 대상물에 의해 둘러싸임		0.5
선로 환경계수	근교		0.5
선로 차폐: 등위본딩용 바와 동일 한 본딩바에 접속된 기기에 본딩된	[eqn: 1LEQ R_{S} LEQ5] (Ω/km)		0.8
			0.04
내부배선 예방조치	비차폐 케이블-루프를 피하기 위한 경로 예방조치		0.02
장비 내전압	= 2.5 kV		1
협조된 SPD보호	없음		1
선로 "a"끝단인 구조물 치수 (m)	없음		20 × 30 × 5
구조물 ‘a’ 위치계수	고립되어 있음		1

H.3.2 병원 내의 구역의 정의와 특성

- 표면의 유형은 구조물의 안쪽과 바깥쪽에서 다르다.

- 구조물과 수술실은 내화격벽으로 되어 있다.

- 공간차폐가 되어 있지 않다.

- 집중치료실에는 여러 가지 민감한 전자시스템이 설치되어 있으며, 공간차폐가 보호대책으로서 채택되어 있다.

- 집중치료실에서 손실 은 구조물의 다른 부분보다 더 높은 것으로 추정된다.

를 고려하여 다음의 구역이 정의된다.

: (건물 외측)

: (병실)

: (수술실)

: (집중치료실)

그 구역의 특성은 구역 에 대하여는 표 H.24, 구역 에 대하여는 표 H.25, 구역 에 대하여는 표 H.26, 구역 에 대하여는 표 H.25에 주어져 있다.

피뢰설비 설계자의 평가에 이어 위험성 에 관련된 연간 손실의 상대적인 양의 전형적인 평균값(표 C.1 참조)

= 10-2 (구조물 외측)

= 10-4 (구조물 내측)

= 10-1

= 10-3

은 구역 , , 에 대하여 감소된다. 구역 에 대해서는 이 구역의 특별한 특성에 의해 감소 없이 의  = 10-3 기본값으로 추정된다.

위험성 에 대하여 손실의 상대적인 양의 전형적인 평균값은 다음과 같이 추정된다.

-  = 5 × 10-1

-  = 10-2

표 H.24 - 구역 (건물 외측) 특성

파라미터	해설	기호	값
대지저항률	콘크리트		1 × 10-2
전격보호	없음		1
접촉전압과 보폭전압에 의한 손실	있음		1 × 10-4
사람은 그 구역에서 대단히 위험하다.			10

표 H.25 - 구역  (병실) 특성

파라미터	해설	기호	값
바닥표면의 유형	리놀륨		1 × 10-5
화재의 위험성	보통		1 × 10-2
특수한 위험(에 관련된)	대피의 어려움		5
특수한 위험(에 관련된)	없음		1
방화	없음		1
공간차폐	없음		1
내부 전원계통	전원선에 접속	-	-
내부 통신시스템	통신선에 접속	-	-
접촉전압과 보폭전압에 의한 손실(에 관련된)	있음		9.5 × 10-5
물리적 손상에 의한 손실 (에 관련된)	있음		9.5 × 10-2
내부시스템의 고장으로 인한 손실(에 관련된)	없음		-
그 구역에 있는 사람은 매우 위험하다.			950
물리적 손상에 의한 손실(에 관련된)	있음		5 × 10-1
내부시스템의 고장에 의한 손실(에 관련된)	있음		1 × 10-2

표 H.26 - 구역  (수술실) 특성

파라미터	해설	기호	값
바닥표면의 유형	리놀륨		1 × 10-5
화재의 위험성	낮음		1 × 10-3
특수한 위험(에 관련된)	대피의 어려움		5
특수한 위험(에 관련된)	없음		1
방화	없음		1
공간차폐	없음		1
내부 전원계통	전원선에 접속	-	-
내부 통신시스템	통신선에 접속	-	-
접촉전압과 보폭전압에 의한 손실(에 관련된	있음		3.5 × 10-6
물리적 손상에 의한 손실 (에 관련된)	있음		3.5 × 10-3
내부시스템의 고장에 의한 손실(에 관련된)	없음		1 × 10-3
그 구역에 있는 사람은 매우 위험하다.			35
물리적 손상에 의한 손실(에 관련된)	있음		5 × 10-1
내부시스템의 고장에 의한 손실(에 관련된)	있음		1 × 10-2

표 H.27 - 구역  (집중치료실) 특성

파라미터	해설	기호	값
바닥표면의 유형	리놀륨		1 × 10-5
화재의 위험성	낮음		1 × 10-3
특수한 위험(에 관련된)	대피의 어려움		5
특수한 위험(에 관련된)	없음		1
방화	없음		1
공간차폐	없음		1
내부 전원계통	전원선에 접속	-	-
내부 통신시스템	통신선에 접속	-	-
접촉전압과 보폭전압에 의한 손실(에 관련된)	있음		5 × 10-7
물리적 손상에 의한 손실 (에 관련된)	있음		5 × 10-4
내부시스템의 고장에 의한 손실(에 관련된)	있음		1 × 10-3
그 구역에 있는 사람은 매우 위험하다.			5
물리적 손상에 의한 손실(에 관련된)	있음		5 × 10-1
내부시스템의 고장에 의한 손실(에 관련된)	있음		1 × 10-2

H.3.3 연간 위험한 사건이 예상되는 횟수

연간 위험한 사건이 예상되는 횟수는 부속서 A에 따라 평가되며, 그 결과의 데이터는 표 H.28과 같다.

표 H.28 - 연간 위험한 사건이 예상되는 횟수

기호	값(1/년)
	8.98 × 10-2
	1.13
(Power)	2.67 × 10-3
(Power)	7.1 × 10-2
(Telecom)	7.26 × 10-3
(Telecom)	2.13 × 10-1
(Telecom)	1.13 × 10-2

H.3.4 인명 손실에 대한 위험성평가 :

위험 요소의 평가에 요구되는 파라미터는 표 H.21에서 표 H.28까지에 나타나 있으며,

평가되는 위험 요소는 표 H.29와 같다. 또한 확률 의 값은 표 H.30과 같다.

표 H.29 - 위험성 [eqn: R_1] - 구역에 따라 고려되는 위험 요소

기호
	X
		X	X	X
			X	X
			X	X
(Power line)		X	X	X
(Power line)		X	X	X
(Power line)			X	X
((Power line)			X	X
(Telecom line)		X	X	X
(Telecom line)		X	X	X
(Telecom line)			X	X
((Telecom line)			X	X

표 H.30 - 위험성  - 보호되지 않는 구조물에 대한 확률 의 값

확률
	1	-
	-	1
(Power system)	-	1
(Telecom system)	-	1
	-	1
(Power system)	-	0.75
(Telecom system)	-	0.009
	-	0.752
(Power line)	-	0.2
(Power line)	-	0.2
(Power line)	-	0.2
(Power line)	-	0.008
(Telecom line)	-	0.8
(Telecom line)	-	0.8
(Telecom line)	-	0.8
(Telecom line)	-	0.04

보호되지 않는 구조물에 대한 위험 요소의 값은 표 H.31과 같다.

표 H.31 - 위험성  - 구역에 따라 보호되지 않는 구조물에 대한 위험 요소의 값(값[eqn: TIMES] 10-5)

기호					구조물
	0.009				0.009
		42.7	0.157	0.022	44.01
			8.98	8.98	8.98
			85.2	85.2	85.2
(Power line)		[eqn: APPROX]0	[eqn: APPROX]0	[eqn: APPROX]0	[eqn: APPROX]0
(Power line)		0.25	[eqn: APPROX]0	[eqn: APPROX]0	0.26
(Power line)			0.053	0.053	0.053
((Power line)			0.055	0.055	0.055
(Telecom line)		[eqn: APPROX]0	[eqn: APPROX]0	[eqn: APPROX]0	[eqn: APPROX]0
(Telecom line)		7.05	0.026	0.004	7.278
(Telecom line)			1.48	1.48	1.48
((Telecom line)			0.825	0.825	0.825
총계	0.009	50	96.8	96.62	243.4

H.3.5  평가로부터의 결과

= 243.4 × 10-5이 허용값  = 10-5보다 크기 때문에 구조물을 위한 피뢰시스템이 요구된다.

H.3.6 보호대책의 선택

위험 요소의 구성은 표 H.32와 같다.

표 H.32 - 구역에 따른 위험성  요소의 구성(값 × 10-5)

기호					구조물
	0.009	42.7	9.14	9.02	53.02
	0	7.3	87.66	87.6	95.13
총계	0.009	50	96.8	96.62	243.4
	0.009	0	[eqn: APPROX 0]	[eqn: APPROX 0]	0.009
	0	50	0.2	0.026	50.02
	0	0	96.6	96.6	193.2
총계	0.009	50	96.8	96.62	243.4

여기서, 다음과 같은 수식이 적용된다.

또한,

는 구조물에 치는 낙뢰에 의한 위험성(원인: S1)이며

는 구조물에 치지는 않지만 구조물에 영향을 미치는 낙뢰에 의한 위험성(원인: S2, S3, S4)이고

는 인축의 상해에 의한 위험성이며

는 물리적 손상에 의한 위험성이고

는 내부시스템의 고장에 의한 위험성이다.

이 구성은 구조물에 대한 위험성 은 주로 구조물 근처에 친 낙뢰에 의해 발생되는 구역 과 에서 내부시스템의 고장에 의한 것임을 나타낸다.

위험성 은 다음의 것에 의해 영향을 받는다.

- 구역 과 에서 내부시스템의 고장(총 위험성의 구성요소 57 %, 6 %)

- 구역 에서 물리적 손상(총 위험성의 구성요소 27 %, 4 %)

요소 는 다음 것에 의해 감소될 수 있다.

- 전체 건물에 대하여 KS C IEC 62305-3을 따르는 LPS

- 화재의 영향을 감소시키기 위한 보호대책을 한 구역 의 설치(예를 들어 소화기, 화재탐지시스템 등).

요소 와 는 내부 전원계통과 통신시스템에 KS C IEC 62305-4를 따르는 협조된 SPD보호를 하면 감소될 수 있다.

구역 과 에서 요소 는 다음과 같은 경우에 감소될 수 있다.

- 내부 전원계통과 통신시스템에 KS C IEC 62305-4를 따르는 협조된 SPD보호를 하는 경우

- 구역 과 에서 KS C IEC 62305-4를 따르는 적절한 그리드형 차폐를 하는 경우

보호대책을 위해 다음과 같은 해결책을 적용할 수 있다.

a) 첫 번째 대책

- 레벨 I LPS로 건물을 보호한다.

- 내부 전원계통과 통신시스템에  = 0.005인 강화(1.5x) 협조된 SPD보호기를 설치한다.

- 구역 에 자동화재탐지시스템을 설치한다.

- 구역 과 에 폭  = 0.5 m인 메시차폐를 설치한다.

이 해결책을 사용할 때 표 H.25의 파라미터는 변동될 것이며, H.33에 제시된 확률로 된다. 또한 소화설비의 시설에 의한 손실의 감소계수는 구역 에 대하여  = 0.2로 변동한다.

표 H.33 - 위험성  - 대책 a)에 따른 보호된 구조물에 대한 확률 의 값

확률
	1	-
	-	0.02
(Power system)	-		0.005
(Telecom system)	-		0.005
	-		0.001 99
(Power system)	-		0.000 1
(Telecom system)	-		0.000 1
	-		0.000 2
(Power line)	-	0.005
(Power line)	-	0.005
(Power line)	-		0.005
(Power line)	-		0.005
(Telecom line)	-	0.005
(Telecom line)	-	0.005
(Telecom line)	-		0.005
(Telecom line)	-		0.005

b) 두 번째 대책

표 H.34 - 위험성  - 대책 b)에 따라 보호된 구조물에 대한 확률 의 값

확률
	1	-
	-	0.02
(Power system)	-	0.001
(Telecom system)	-	0.001
	-	0.002
(Power system)	-	0.001
(Telecom system)	-	0.001
	-	0.002
(Power line)	-	0.001
(Power line)	-	0.001
(Power line)	-	0.001
(Power line)	-	0.001
(Telecom line)	-	0.001
(Telecom line)	-	0.001
(Telecom line)	-	0.001
(Telecom line)	-	0.001

- 레벨 Ⅰ LPS로 건물을 보호한다.

- 내부 전원계통과 통신시스템에  = 0.001로 강화(3x) 협조된 SPD보호를 시설한다.

- 구역 에 자동화재탐지시스템을 시설한다.

이 해결책을 사용할 때 표 H.25의 파라미터는 변동될 것이며, 표 H.34에 주어진 확률로 된다. 또한 방화시설비에 의한 손실의 감소계수는 구역 에 대하여  = 0.5로 변동될 것이다.

c) 세 번째 대책

- 레벨 Ⅰ LPS로 건물을 보호한다.

- 내부 전원계통과 통신시스템에  = 0.001로 강화(3x) 협조된 SPD보호를 시설한다.

- 구역 에 자동화재탐지시스템을 시설한다.

- 구역 과 에 폭  = 0.1 m인 메시차폐를 시설한다.

이 해결책을 사용할 때 표 H.25의 파라미터는 변동될 것이며, 표 H.35에 주어진 확률로 된다. 또한 방화시설비에 의한 손실의 감소계수는 구역 에 대하여  = 0.2로 변동될 것이다.

표 H.35 - 위험성  - 대책 c)에 따른 보호된 구조물에 대한 확률 의 값

확률
	1	-
	-	0.02
(Power system)	-		0.002
(Telecom system)	-		0.002
	-		0.004
(Power system)	-		0.000 1
(Telecom system)	-		0.000 1
	-		0.000 2
(Power line)	-	0.002
(Power line)	-	0.002
(Power line)	-		0.002
(Power line)	-		0.002
(Telecom line)	-	0.002
(Telecom line)	-	0.002
(Telecom line)	-		0.002
(Telecom line)	-		0.002

선정된 대책에 따른 각 구역에 대한 위험성의 값은 표 H.36에 주어진다.

표 H.36 - 위험성  - 선택된 대책에 따른 위험성의 값 (값 × 10-5)

					총계
해결책 a)	0.009	0.181	0.263	0.261	0.714
해결책 b)	0.009	0.173	0.277	0.274	0.733
해결책 c)	0.009	0.175	0.121	0.118	0.423

모든 대책은 위험성을 허용레벨 이하로 감소시킨다.

채택된 대책은 가장 기술적인 기준과 가장 경제적인 방법이다.

H.3.7 비용 이득분석에 대한 데이터

총 손실 의 비용은 부속서 G의 식 (G.1)에 의해 계산되기도 한다.

활동의 손실을 포함한 경제적 손실은 각 구역에 대하여 표 H.37에 주어진다.

표 H.37 - 구역에 관련된 손실의 비용의 값 (값($) × 10-5)

기호	건물 B	내용물 I	전원계통 A	통신시스템 A	총계
	-	-	-		-
	70	6	3	0.5	79.5
	2	0.9	5	0.5	8.4
	1	0.1	0.015	1	2.1
총계	73	7	8	2	90

보호대책에 관련된 이자, 감가상각 및 유지관리 비율에 대한 추정값은 표 H.38과 같다.

표 H.38 - 비율에 관련된 값

비율	기호	값
이자		0.04
감가상각		0.05
유지관리		0.01

H.3.8 경제적 손실의 위험성의 평가 :

위험 요소의 평가에 요구되는 파라미터는 표 H.31에서 H.39까지와 같다.

보호대책을 하지 않은 구조물에 대한 위험 요소의 값은 표 H.39와 같다.

표 H.39 - 위험성  - 구역에 따라 보호대책을 하지 않은 구조물에 대한 위험 요소의 값 (값 × 10-5)

기호
	44.9	4.49	4.49
(Power line)	89.8	89.8	89.8
(Telecom line)	89.8	89.8	89.8
(Power line)	849	849	849
(Telecom line)	10.2	10.2	10.2
(Power line)	0.27	0.027	0.027
(Power line)	0.53	0.53	0.53
(Power line)	0.55	0.55	0.55
(Telecom line)	7.42	0.74	0.74
(Telecom line)	14.8	14.8	14.8
(Telecom line)	8.25	8.25	8.25

H.3.9 비용이득 분석

위험 요소의 새로운 값이 선정된 보호대책에 따라 평가되었을 때(H.3.4에 대책 a), b), c) 참조), 잔류손실의 비용 은 부속서 G의 식 (G.2)을 사용하여 계산되기도 한다.

보호대책을 하지 않는 구조물에 대한 손실의 비용 과 대책 a), b), c)에 의해 보호되는 구조물에 대한 손실 의 값은 표 H.40과 같다.

표 H.40 - 손실 과 의 양 (단위 : $)

기호	L(보호되지 않음)	(대책 a)	(대책 b)	(대책 c)
	68 801	3 503	3 325	4 066
	47 779	2 293	5 011	202
	1 430	27	927	64
총계	118 010	5 824	9 262	4 332

보호대책의 비용 와 연간 비용 은 표 H.41과 같다(부속서 G의 식 (G.4)).

표 H.41 - 보호대책의 비용 와  (단위: $)

보호대책
레벨 I 피뢰시스템Ⅰ	100 000	10 000
방화시스템	50 000	5 000
구역 과 차폐 ( = 0.5)	100 000	10 000
구역 과 차폐 ( = 0.1)	110 000	11 000
전원계통에 설치한 SPD (1.5x)	20 000	2 000
전원계통에 설치한 SPD (2x)	24 000	2 400
전원계통에 설치한 SPD (3x)	30 000	3 000
TLC시스템에 설치한 SPD (1.5x)	10 000	1 000
TLC시스템에 설치한 SPD (2x)	12 000	2 000
TLC시스템에 설치한 SPD (3x)	15 000	1 500

연간 절약금액은

으로 산출되며, 표 H.42에 나타내었다.

표 H.42 - 연간 절약금액 (단위 : $)

대책 a)	84 186
대책 b)	89 248
대책 c)	84 078

H.4 아파트

앞의 사례 연구에서와 마찬가지로 낙뢰밀도가  = 4 (1/km2/년)인 지역에 위치한 아파트에 대한 위험성의 평가에 대한 것이다.

표 3에 따라 위험 요소 ,  와 이 평가되어야 한다.

건물은 고립되어 있다: 다른 근접한 구조물이 없다.

인입설비는 다음과 같다.

- 저압 전원선

- 전화선

구조물의 특성은 표 H.43과 같다.

표 H.43 - 구조물의 특성

파라미터	해설	기호	값
치수 (m)	-		30 × 20 × 20
위치계수	고립		1
피뢰시스템			1
낙뢰밀도	1/km2/년		4

구역은 다음과 같이 정의될 수 있다:

-  (빌딩 외측)

-  (빌딩 내측)

빌딩 외측에 위치한 사람은 없다; 그러므로 구역 의 위험성 은 무시해도 된다.

경제성 평가는 필요 없다.

구역 의 파라미터는 표 H.44에 주어진다.

표 H.44 - 구역  파라미터

파라미터	해설	기호	값
바닥표면 유형	목재		10-5
화재의 위험성	변수		-
특별한 위험	없음		1
방화	없음		1
전격보호	없음	-	-
내부 전원계통	저압 전원선에 접속된	-	-
내부 전화시스템	전화선에 접속된	-	-
접촉전압과 보폭전압에 의한 손실 (에 관련)	있음		10-4
물리적 손상에 의한 손실 (에 관련)	있음		10-1

내부시스템과 관련인입선의 특성은 전원계통에 대하여는 표 H.45에, 통신시스템에 대하여는 표 H.46에 주어진다.

표 H.45 - 내부 전원계통과 관련인입선 파라미터

파라미터	해설	기호	값
대지저항률	Ωm		250
길이 (m)	-		200
높이 (m)	매설	-	-
고압/저압 변압기	없음		1
선로 위치계수	작은 물체에 의해 둘러싸임		0.5
선로 환경계수	교외		0.5
선로차폐	비차폐		1
			0.4
장비내전압	= 1.5 kV		0.6
협조된 SPD보호	없음		1
끝"a"선 구조물 치수 (m)	없음		-

표 H.46 - 내부 전화시스템과 관련인입선 파라미터

파라미터	해설	기호	값
대지저항률	Ωm		250
길이 (m)	-		100
높이 (m)	매설	-	-
선로 위치계수	작은 물체에 의해 둘러싸임		0.5
선로 환경수	교외		0.5
선로차폐	없음		1
			1
장비내전압	=1.5 kV		1
협조된 SPD보호	없음		1
끝"a"선 구조물 치수 (m)	없음		-

허용레벨  = 10-5로 위험성을 감소시키기 위하여 위험성 값과 채택되는 보호대책은 건물의 높이와 이의 화재의 위험성에 따라 표 H.47에 주어진다.

표 H.47 - 건물의 높이와 이것의 화재 위험성에 따라 채택되는 보호대책

화재의 위험성	높이 m	LPS 유형	방화	(×10-5)	보호된 구조물
낮음	20	-	-	0.77	×
보통		-	-	7.7	아님
		Ⅲ	-	0.74	×
		Ⅳ	(2)	0.73	×
높음		-	-	77	아님
		Ⅱ	(3)	0.74	×
		Ⅰ	-	1.49	아님
		Ⅰ	(1)	0.74	×
낮음	40	-	-	2.33	아님
		-	(3)	0.46	×
		Ⅳ	-	0.46	×
보통		-	-	23.3	아님
		Ⅳ	(3)	0.93	×
		Ⅰ	-	0.46	×
높음		-	-	233	아님
		Ⅰ	(3)	0.93	×
(1) 소화기 (2) 소화전 (3) 자동경보

부속서 I (참고)

인입설비에 대한 사례 연구 - 통신선

I.1 일반사항

고려되는 인입설비는 금속도체를 사용하는 통신선이다. 공공 인입설비의 손실(L2)과 경제적 가치의 손실(L4)은 상응하는 위험성 와 가 평가되도록 유형에 따라 영향을 받으며, 그러나 네트워크운영자의 요구를 따라 단지 만이 고려되기도 한다.

I.2 기본자료

낙뢰밀도  [eqn: = 4] (1/km2/년)인 지역에 위치한 선로를 그림 I.1에 나타내었다(선로를 따라서 설치된 장비는 없다).

그림 I.1 - 보호대상 통신선

I.3 선로의 특성

선로는 아래의 2개의 구획:

- 구획  : 교환국 건물에 접속된 매설 차폐선: 이 구획에 보호대책이 설치되어 있지 않다.

- 구획  : 가입자 건물에 접속된 가공 차폐선: 이 구획에 보호대책이 설치되어 있지 않다.

그리고 3개의 전이점으로 구성되어 있다:

-  : 건물 "b"(즉, 교환국 건물)로의 구획의 입구점: 이 점에 보호대책이 설치되어 있지 않다.

-  : 구획 과 구획 사이: 이 점에 보호대책이 설치되어 있지 않다.

-  : 건물 "a"(즉, 가입자 건물)로의 구획 의 입구점: 이 점에 보호대책이 설치되어 있지 않다.

구획의  차폐물은 수 십 Ω의 접지저항으로 양 끝(즉, 교환국 건물 내의 본딩 바()와 전이점 )에서 대지에 접속된다.

선로의 특성은  구획에 대해서는 표 I.1 그리고 구획 에 대해서는 표 I.2에 주어져 있다.

표 I.1 - 구획 의 선로특성

파라미터	설명	기호	값
대지저항률	Ωm		500
길이 (m)	-		600
높이 (m)	매설	-	-
선로 위치계수	둘러싸임		0.5
선로 환경계수	시골		1
선로 차폐저항 (Ω/km)	-		0.5
선로차폐의 유형	납	-	-
차폐 특성	토양에 접촉되지 않음		0.4
선로절연의 유형	절연지	(kV)	1.5
전이점 내의 장비의 유형	전자	(kV)	1.5(1)
전이점 내의 장비의 유형	없음	-	-
보호대책	없음		1
(1) ITU-T권고 K.20의 강화레벨[4]

표 I.2 - 구획 의 선로특성

파라미터	설명	기호	값
대지저항률	Ωm		500
길이 (m)	-		800
높이 (m)	매설		6
선로 위치계수	둘러싸임		0.5
선로 환경계수	시골		1
선로 차폐저항 (Ω/km)	비차폐	-	-
선로 절연의 유형	절연지	(kV)	5
전이점 내의 장비의 유형	전자	(kV)	1.5(1)
전이점 내의 장비의 유형	없음	-	-
보호대책	없음		1
(1) ITU-T권고K.20의 강화레벨

I.4 선로 구조물 특성의 종단

선로 구조물 종단의 특성은 표 I.3과 같다.

표 I.3 - 선로 구조물 특성의 종단

구조물	치수 m	위치계수	구조물에 접속된 인입설비의 수 n
"a"	25 × 20 × 15	2	3
"b"	20 × 30 × 10	0.5	10

I.5 연간 위험한 사건이 예상되는 횟수

위험한 사건의 연간 예상되는 수는 부속서 A에 따라 평가되며, 데이터는 표 I.4와 같다.

표 I.4 - 위험한 사건의 연간 예상되는 수

파라미터	값 (1/년)
	0.087 9
	0.012 9
	0.023 5
	0.617
	0.052 2
	1.6

I.6 위험 요소

각 구획에 관련된 위험 요소는 표 I.5와 같다.

표 I.5 - 위험성  - 선로의 구획 에 관련된 위험 요소

파라미터
	-	×
	×	-
	-	×
	×	-
	×	×
	×	×
	×	×

위험 요소의 평가에 필요로 하는 고장전류와 확률은 표 I.6과 같다.

표 I.6 - 위험성  - 보호되지 않는 선로에 대한 고장전류의 값과 확률

파라미터
(kA)	>600(1)	0(2)
(kA)	40(3)	0(2)
(kA)	125(4)	0(2)
	-	1(5)
	0.001(5)	-
	-	1(5)
	0.001(5)	-
	0.4	1
	0.035	1
(전이점 내의 장비에 대해 = 1.5 kV)(6)	0.5(8)	1(8)
(전이점 내의 장비에 대해 = 1.5 kV)(6)	0.02(7)	1(8)
(지중케이블의 절연파괴에 대해 = 1.5 kV)(6)	0.5(9)	1(8)
(1) 이며, = 1과 = 0.4이다(부속서 D.1과 표 D.1 참조). (2) 비차폐케이블에 대하여 = 0 (부속서 D.1 참조) (3) 납은 차폐하므로 40 kA로 제한된다(D.1.2 참조). (4) 이며, = 1과 = 0.4이다(부속서 D.1.2와 표 D.1 참조). (5) 표 D.5 참조. (6) 의 값은 표 B.7에 보고됨. 차폐된 구획에 대하여 표 B.7을 사용하기 위한 규칙은 다음과 같다: 고려되는 전이점이 2개의 차폐된 구획 사이에 있거나 차폐된 구획이 구조물에 인입되고 장비가 접속된 본딩 바에 접속된 때, “- 에 본딩된 차폐물” 열에 주어진 표 B.7의 값은 차폐된 구획에 적용된다. 다른 모든 경우, 만약 차폐물이 수십 Ω의 접지저항으로 적어도 양끝이 대지에 접속되었다면 ”에 본딩되지 않은 차폐물” 열에 주어진 표 B.7의 값은 차폐된 구획에 적용된다. 그렇지 않으면 차폐된 구획은 차폐되지 않은 것으로 간주해야 한다. (7)“- 에 본딩된 차폐물” 열 아래 표 B.7의 값 (8)“비차폐” 열 아래 표 B.7의 값 (9)“에 본딩되지 않은 차폐물” 열 아래 표 B.7의 값

I.7 위험성 의 평가

네트워크운영자의 경험에 기초한 피뢰시스템 설계자의 평가에 따라, 위험성 에 관련된 연간 상대적 손실액에 대한 다음의 평균값이 가정된다.

= 3 × 10-3

= 10-3 (기본값 - 표 E.1 참조).

보호되지 않는 선로에 대한 위험 요소의 값은 표 I.7과 같다.

표 I.7 - 위험성[eqn: R'_{ 2}] - 선로의 구획 에 따른 보호되지 않는 선로의 위험 요소의 값(값 × 10-3)

파라미터			선로
(1)	-	0.261	0.261
(1)	[eqn: CONG]0	-	[eqn: CONG]0
(2)	-	0.087 3	0.087 3
(2)	[eqn: CONG]0	-	[eqn: CONG]0
(3)	0.028 2	0.156 6	0.184 8
(4)	0.000 8	0.052 2	0 053
			0.586 1
(5)	0.296 7	1.547 8	1.845
(6)	0.011 9	1.547 8	1.59
(7)	0.296 7	1.547 8	1.845
			2.431 1
			2.176 1
			2.431 1
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

위험성의 값  = 3 508 × 10-3은 허용값  = 10-3 보다 크며, 따라서 선로는 낙뢰로부터 보호될 필요가 있다.

표 I.7은 구획 안에서 위험 요소 에 기인하는 위험성 는 전이점 ,  및 에서 허용 값을 넘어선 것을 나타낸다. 그러므로 이 위험 요소는 감소되어야 한다. 선로는 이미 설치되어 있기 때문에(그러므로 예를 들면 차폐되지 않은 구획 대신에 차폐된 구획을 이용하는 것이 가능하지 않다.) IEC 62305-5에 따르는 SPD가 보호대책으로 사용되어야 한다.

위험성 를 허용값 이하로 줄이기 위하여, 피뢰레벨에 따라 SPD를 선정하면 충분하다. 즉,  = 0.03(표 B.3 참조)

전이점 와에 SPD의 설치는

- 확률 와 을 값으로 감소시킨다.

- 확률 과 에 영향을 미치지 않는다(D.1.2절 참조).

- 대기 중에 설치되기 때문에 구획 에 관련된 확률 과 에 영향을 미치지 않는다(D.1.1절 참조)

- 구획 S1에 관련된 확률  와 는 보다는 더 낮기 때문에 확률  와 에 영향을 미치지 않는다(D.1.1절 참조).

더욱이 정의 3.25절과 A.4절에 따라 전이점 안에 설치된 SPD와 더불어은 전이점 에 대한 노드가 되고, 선로의 구획 는 위험 요소 의 값에 더 이상 기여하지 않는다.

보호되는 선로에 대한 확률 의 값은 표 I.8과 같다.

표 I.8 - 위험성  - 보호되는 선로에 대한 확률 의 값

파라미터
	-	1
	0.001	-
	-	1
	0.001	-
	0.4	1
	0.035	1
(전이점 내의 장비에 대해 =1.5 kV)	0.03	0.03
(전이점 내의 장비에 대해 = 1.5 kV)	0.02	-
(지중케이블의 절연파괴에 대해, = 1.5 kV)	0.03	0.03

보호되는 선로에 대한 위험 요소의 값은 위험성 이 허용값보다 더 작다는 것을 나타내는 표 I.9에 보고되어 있다. 따라서 낙뢰에 대해서 선로의 보호가 이루어진다.

표 I.9 - 위험성  - =0.03로 전이점  와 에 설치된 SPD로 보호되는 선로에 대한 위험 요소의 값(값 × 10-3)

파라미터			선로
	-	0.261	0.261
	[eqn: CONG]0	-	[eqn: CONG]0
	-	0.087 3	0.0873
	[eqn: CONG]0	-	[eqn: CONG]0
	0.028 2	0.156 6	0.184 8
	0.000 8	0.052 2	0.053
			0.586 1
	0.017 8	0.055 3	0.073 1
	0.011 9	-	0.011 9
	0.017 8	0.055 3	0.073 1
			0.659 2
			0.598
			0.659 2

부속서 J (참고)

구조물의 위험성평가를 위한 간이소프트웨어

J.1 기초적 사항

단순화된 IEC 위험성평가 계산기(SIRAC)는 KS C IEC 62305-2에서 주어진 계산과 방법에 근거한 소프트웨어 도구로서 간단한 구조물의 위험 요소의 계산에 도움이 된다. 피뢰를 위한 위험성 관리방법으로 KS C IEC 62305-2의 적용을 지원하는 것이 목적이다. 이 도구는 이 규격의 다른 부분에 기술된 위험성 관리의 보다 엄격한 처리의 단순화된 실행이라는 것에 주의하는 것이 중요하다. 이 계산기는 위험성감도의 초기평가를 얻고자 하는 사용자를 위해 비교적 직관적으로 알 수 있게 설계되어 있다.

SIRAC의 목적과 제한은 다음과 같다:

- KS C IEC 62305-2의 일반 사용자가 이 규격의 본문에 기술된 세부사항과 방법론에 대해 충분한 지식이 없어도 전형적인 구조물에 대한 계산을 할 수 있도록 한다.

- 더 넓은 범위의 사용자에 의해 KS C IEC 62305-2규격의 적용 및 이의 위험성평가방법의 채용을 증진시키기 위한 목적이다. 또한 이러한 사용하기 쉬운 도구는 더 넓은 피뢰시스템 관련기관에서 이 규격의 수용을 증가시키는데 기여할 것으로 믿는다.

- 전형적이고 복잡하지 않는 구조물과 보다 일반적인 상황의 위험성의 계산에 맞추어진 도구를 제공하기 위한 목적이다. 이 목적을 달성하기 위해서는 특정한 파라미터는 고정된 값이며, 오직 더 한정된 부분집합으로부터 선택을 하도록 요구되는 사용자에게는 디폴트값이다.

- 소프트웨어는 이 규격의 전적인 기능을 실행하지 아니 한다. 그러한 실행은 이 도구에 의도하지 않은 복합성이 추가된다. 사용자는 복잡한 구조 또는 특수한 환경을 평가할 때 위험성의 더 상세한 처리를 위해 성문규격을 사용하는 것이 바람직하다.

- 이것은 단지 단일 구역 구조물의 계산에만 적용할 수 있다.

- 단순화된 IEC위험성평가 계산기는 KS C IEC 62305-2규격에 대한 지침도구로 여겨지고, 이 도구가 업데이트될 때 다운로드를 받을 수 있는 IEC FTP서버에 대한 온라인 업데이트 기능을 통해 지원된다.

J.2 파라미터의 설명

이 소프트웨어도구에서 위험 요소의 계산에 중요한 파라미터는 3개의 범주로 분할된다.

- 이 규격에 제공된 정의와 가능성에 따라 선정할 것을 사용자에게 요구되는 파라미터 (표 J.1 참조)

- 사용자의 선택이 이 규격에 제공된 파라미터의 부분집합으로 제한된 파라미터 (표 J.2 참조)

- 코드에서 고정되어 사용자가 변경할 수 없는 파라미터 (표 J.3 참조)

표 J.1 - 사용자가 자유롭게 변경할 수 파라미터

파라미터	약어/ 기호
보호대상 구조물의 길이, 폭, 높이	, ,
낙뢰밀도
위치계수
환경계수
인입설비의 유형(전원선, 기타 가공인입설비, 기타 지중인입설비) 주: 변압기는 단지 전원선에 대해서만 가능하다.

표 J.2 - 사용자에 의해 변경되는 파라미터의 제한된 부분집합

파라미터	약어/기호
구조물 차폐효용성
내부 배선유형
외부 인입설비의 차폐(외부배선의 유형)	,
화재에 의한 손실계수: 사용자는 보호대상 구조물의 유형을 지정한다. 주: 부속서 C에서 정의된 것과 같이 모든 4가지 손실유형에 대한 의 계산은 가능하지 않다. 사용자는 주어진 목록에서 보호대상 구조물의 유형을 선정해야 한다.
과전압에 의한 손실계수 주: 부속서 C에서 정의된 것과 같이 모든 4가지 손실유형에 대한 의 계산은 가능하지 않다. 사용자는 주어진 목록에서 보호대상 구조물의 유형을 선정해야 한다.
경제적 손실인 유형 L4의 손실에 대하여, 이 단순화된 소프트웨어 해결책에서 보호대책의 비용 효과의 검토는 실행되지 않는다. 이것이 요구되면 사용자는 경제적 손실의 허용 위험성을 선정해야 한다.

표 J.3 - 고정 파라미터 (사용자에 의해 변경되지 않는)

파라미터	기호	고정 값
인입설비의 길이		1 000 m
가공 인입설비의 경우: 높이		6 m
인접 건물은 고려되지 않음		0
구조물 내부 구역의 차폐효용성이 고려되지 않음		1
이 인입설비에 접속된 내부 기기의 임펄스내전압(1.5 kV)		1
인축에 대한 충격의 확률		1
토양 또는 바닥의 유형		10-2
인명 손실인 유형 L1의 손실에 대하여, 보호대상 구조물의 내측과 외측의 3 m 까지에서 보폭전압과 접촉전압에 대한 손실계수		0.01

비고 파라미터 값에 관한 더 상세한 정보는 SIRAC(마우스로 click-down메뉴의 눌러서)에서 직접 알 수 있다.

J.3 계산화면의 예

H.1절(시골 가옥)에 기술된 예에 대한 계산화면을 그림 J.1(보호대책이 시설되지 않는 경우)과 그림 J.2(H.1절에 기술된 것과 같은 보호대책이 시설된 경우, 주로 인입구에 레벨 Ⅳ 피뢰시스템과 SPD)에 나타내었다.

그림 J.1 - 시골 가옥에 대한 예(H.1절 참조 - 보호대책이 시설되지 않은 경우)

그림 J.2 - 시골 가옥에 대한 예(H.1절 참조 - 보호대책이 시설된 경우)