피뢰침

피뢰침은 낙뢰로부터 건축물이나 시설물을 보호하기 위해 설치하는 설비이다. 뾰족한 금속 막대로, 일반적으로 건축물의 가장 높은 곳에 설치되어 낙뢰를 유도하고, 유도된 낙뢰 전류를 접지선을 통해 안전하게 땅으로 흘려보내 건물에 미치는 피해를 최소화한다.

작동 원리

피뢰침은 뾰족한 끝부분에 전하가 집중되는 '대전 효과'를 이용하여 낙뢰를 유도한다. 낙뢰가 발생하기 전, 뇌운과 지표면 사이에는 강한 전계가 형성되는데, 피뢰침의 뾰족한 끝부분은 주변의 전계를 더욱 강하게 만들어 낙뢰가 다른 곳보다 피뢰침에 먼저 떨어지도록 한다. 피뢰침에 유도된 낙뢰 전류는 접지선을 통해 땅으로 흘러가게 되며, 이 과정에서 건물 내부로 전류가 유입되는 것을 막아 화재, 폭발 등의 피해를 예방한다.

구성 요소

피뢰침 시스템은 크게 다음 세 가지 요소로 구성된다.

• 수뢰부 (피뢰침): 낙뢰를 직접 받아들이는 부분으로, 뾰족한 금속 막대 형태이다.
• 인하도선 (접지선): 수뢰부에서 받은 낙뢰 전류를 접지극으로 전달하는 전선이다. 굵고 저항이 낮은 구리선이나 알루미늄선이 주로 사용된다.
• 접지극: 인하도선을 통해 전달된 낙뢰 전류를 땅속으로 흘려보내는 역할을 한다. 금속판이나 봉 형태로 땅속 깊이 묻혀 있으며, 접지 저항을 낮추는 것이 중요하다.

설치 시 고려 사항

피뢰침은 보호하고자 하는 건축물의 높이, 면적, 주변 환경 등을 고려하여 설치 위치와 개수를 결정해야 한다. 또한, 접지 저항을 낮추기 위해 접지극을 설치할 때 토양의 종류, 습도 등을 고려해야 한다. 국제전기기술위원회(IEC) 및 관련 국내 규정(건축물의 설비기준 등에 관한 규칙)에서는 피뢰침 시스템의 설계, 시공, 유지관리에 대한 기준을 제시하고 있다.

역사

피뢰침은 18세기 중반 미국의 벤자민 프랭클린에 의해 발명되었다. 프랭클린은 연을 이용하여 번개를 끌어들이는 실험을 통해 피뢰침의 원리를 발견하고, 1752년에 최초의 피뢰침을 설치하였다. 이후 피뢰침은 전 세계적으로 널리 사용되어 낙뢰로 인한 피해를 줄이는 데 크게 기여하였다.