[대한민국 희망 프로젝트]<621>서지보호기

사진출처=게티이미지뱅크

지난달 26일 충청남도 서산시에 위치한 한화토탈 대산공장에서 전기공급이 끊겨 작업장 가동이 중단됐습니다. 낙뢰 때문입니다. 최근 10년 동안 낙뢰에 의한 피해는 748건에 달합니다. 이 가운데 전자장비 고장이 372건(50.1%)으로 가장 많았습니다.

낙뢰에 사람이 감전되거나 가옥·건축물 파괴 등보다 전원선이나 통신선 등으로 유입된 과전압(서지)를 통한 간접적 피해가 더 컸다는 것을 의미합니다. 국내 연간 평균 낙뢰 수가 12만 회 이상이기 때문에 실제 피해 건수는 더 많을 것으로 추정된다는 게 관련 기업들의 설명입니다. 그만큼 낙뢰 피해에 대처하기 위한 장비는 필수가 됐습니다.

서지보호기 개념도. 자료=성진테크윈

'서지보호기'(SPD: Surge Protective Devices)는 낙뢰로부터 전자장비 손실을 방지할 수 있습니다. 그럼에도 서지보호기는 본 취지에 걸맞는 활용도를 보이지 못하고 있습니다. 전기설비기술기준에 따라 일정 규모 건축물에는 설치가 의무화됐지만, 전자통신장비에는 좀처럼 적용하지 않고 있기 때문입니다.

Q:서지보호기가 무엇인가요.

A:서지보호기는 과전압(서지·Surge)으로부터 전자통신장비 손상을 방지하기 위한 기기를 의미합니다. 낙뢰 등에 의한 과전압은 전자기기 전원에 연결된 반도체와 같은 내부 부품을 손상시키거나 통신·신호선에 유입돼 신호를 방해하는 등 피해를 일으킬 수 있습니다. 충격 전압이 들어오면 보호기를 통해 접지 쪽으로 흘려주고 일부 전압은 흡수, 부하를 보호하는 방식입니다. 또 서지보호기를 활용하면 변전소 등 시설 유지 보수 비용을 획기적으로 줄일 수 있습니다.

Q:서지보호기는 피뢰침과 어떻게 다른가요.

A:낙뢰 피해를 막아준다는 점에서 '피뢰침'과 혼동되기도 합니다. 하지만 피뢰침과는 확연한 차이가 존재합니다. 피뢰침은 낙뢰가 시설물에 닫기 전에 도전성이 우수한 도체로 전류를 유도해서 땅으로 흘려보냅니다. 낙뢰가 발생하면 우산을 땅에 뉘어놓거나 등산용 스틱을 몸에서 떨어지게 해야 하는 이유가 여기에 있습니다. 간단히 말해 사람과 건물을 보호하기 위해 전도가 있는 물질을 사용해 낙뢰의 전류를 끌어들이는 방식입니다. 반면 서지보호기는 낙뢰로 유입된 과전압에 전자통신장비가 손상입지 않도록 하는 데 초점을 두고 있습니다.

이런 점에서 피뢰침이 낙뢰로부터의 피해를 온전하게 막아줄 수 있다고 이해해서는 안 됩니다. 낙뢰는 발생 시간, 빈도, 크기, 떨어지는 위치 등을 예상할 수 없습니다. 또 피뢰침이 낙뢰 유도 장치로 직격뢰의 피해는 어느 정도 줄일 수 있으나 전선이나 통신선을 타고 유입되는 과전압 피해를 줄이는 데는 한계가 있습니다. 방송통신위원회가 지난 2010년 12월 고시를 통해 무선설비의 공중선계는 낙뢰로부터 무선설비를 보호할 수 있도록 피뢰침을 제외한 낙뢰보호장치 및 접지시설을 해야 한다고 명기한 게 대표적인 예입니다.

실제 관련 기업들은 서지보호기를 주전원, 판넬, 장비 등 단계별로 협조 구조를 구축할 때 전자통신장비의 안전을 담보할 수 있다고 설명합니다.

Q:서지보호기를 적용한 경우가 드문가요?

A:정부는 낙뢰 피해를 국가재난계획에 포함했고, 지식경제부(기획재정부의 전신)가 지난 2010년 전기설비기술기준의 판단기준 개정을 통해 낙뢰 피해를 예방하기 위해 서지보호기를 적용하도록 의무화했습니다. 일정 규모 건축물에는 서지보호기가 설치되고 있습니다.

하지만 낙뢰에 의한 피해는 좀처럼 줄어들지 않고 있습니다.

이런 상황에서 법의 맹점이 본 취지를 살리지 못했기 때문이라는 지적이 나옵니다. 전자통신장비 및 서버 보호를 위한 의무화는 명시돼 있지 않기 때문입니다. 주전원에 설치되는 서지보호기를 거쳐 나온 잔류 전압에도 전자통신장비가 망가질 수 있습니다.

최근에는 반도체 성능이 소형화, 고성능화된 반면 반도체부품 자체 내력은 저전력화로 내전압이 약해질 수밖에 없기 때문에 평소보다 약간 높은 전압에도 전자통신장비에 에러나 데이터의 손실이 발생할 수 있습니다. 또 과거 개인장비의 사용형태에서 벗어나 지금은 무인감시장비나 원격계량시스템 등 광범위한 네트워크로 연결돼 있어 낙뢰에 의한 과전압 발생시 더 큰 피해를 낳는 대형사고로 확대가 우려됩니다. 이에 관련 기업들은 전자통신장비를 제대로 보호하기 위해 의무화 적용 대상을 명기, 보완해야할 필요가 있다고 제기합니다.

주최:전자신문

후원:교육부·한국교육학술정보원

[관련도서]

◇ 『너무너무 궁금해 2. 생활과학 : 피뢰침은 왜 벼락 맞고도 멀쩡할까요?』, 나이테 글·김동관 그림, 대원씨아이 펴냄

초등학생들이 과학과 관련한 궁금점을 해소할 수 있도록 도와주는 학습 만화다. 2편에서는 생활과학과 관련한 내용을 다루고 있다. 피뢰침이 벼락을 맞고도 멀쩡한 이유를 이해하도록 돕는다. 또 알칼라인 건전지의 긴 수명, 전기 사용이나 컴퓨터 시작, 네온사인, 로켓, 복사기, 자동문, 자동 카메라, 전자렌지, 전기 밥솥, 전화기, 팩시밀리의 원리도 살펴본다.

◇『최신 피뢰 시스템과 접지기술』, 강인권 지음. 성안당 펴냄.

기술·기계 공학 대학생들을 위해 최신 피뢰 이론과 이를 활용한 피뢰침 방식, 접지 시스템을 기술하고 있다. 건축 구조물 등의 피뢰 시스템 설계시 실제적인 시스템의 선정 및 설계의 기준으로 활용될 수 있는 세부 항목별 내용도 수록했다. 이 가운데 과전압의 종류와 발생원인을 다루면서 과전압 보호장치를 소개하고 피뢰 및 접지 시스템의 협조 필요성을 제기했다.

충청=강우성기자 kws9240@etnews.com