Gapless 피뢰기는 비직선성이 뛰어난 산화아연(ZnO)소자를 특성요소로 사용하여 직렬갭을 없앤 고체형 피뢰기이다. 종래의 피뢰기와는 달리 방전갭이 없는 구조를 가지고 있다.

2. Gapless 피뢰기의 특징

종래의 피뢰기 작동의 개념은 이상전압→직렬갭의 방전→ 방전전류였으나 갭레스 피뢰기는 이상전압→방전전류로 생각하면 된다.

상규대지전압에서의 속류치는 SiC 소자의 경우 수 100A정도가 되므로 연속사용하면 열파괴에 이르게 되기 때문에 직렬갭과 공동으로 속류를 차단할 필요가 있다. 그러나 ZnO 소자는 속류치가 수㎂의 저항분 전류로 미소하여 직렬갭이 없어도 문제가 되지 않는다. 갭레스 피뢰기의 특징은 다음과 같다.

장점

① 직렬갭이 없으므로 구조가 간단하고 소형, 경량화가 가능하고 가격이 싸다.

② 초축소가 가능하여 일반기기에 내장가능

③ 속류가 없어 속류에 따른 특성요소의 변화가 적고 빈번한 작동에도 잘 견딘다.

④ 급준파 특성이 이론적으로 뛰어나다.

⑤ 오손에 강하다.

⑥ 직렬갭이 없으므로 오손될 염려가 없고 활선 청소도 가능하다.

⑦ 내오손 특성이 우수하여 실리콘도포, 정전세정 등의 보수작업불요

⑧ 미소전류로부터 대전류까지 비직선 저항특성을 갖고 있으며 제한전압이 거의 일정해서 안정된 특성을 지닌다.

⑨ 특성 요소의 우수한 특성으로 속류가 거의 흐르지 않으므로 동작책무에 유리하고 다중뢰의 동작에도 견딘다.

⑩ 직열갭을 필요로 하지 않아 급속한 번개써지에 대한 보호특성이 우수하며 방전개시전압 및 방전과도현상이 없다.

⑪ ZnO의 단위체적당 흡수에너지가 크다.

⑫ 피뢰기의 병열접속이 가능하여 초초고압용으로 제작이 용이

-> 직열갭이 없으므로 병열연결이 가능하다.

⑬ 구조가 간단하여 구조면의 신뢰성이 향상된다.

단점

① 직렬갭이 없어 특성요소 만으로 절연되어 있으므로 특성요소의 사고 시 단락사고와 같은 경우로 연결될 수 있다.

② 항상 회로전압이 인가되어 열화 발생이 가능하고 열폭주 현상이 생길 수 있다.

<열폭주 현상>

-산화아연 소자의 갭레스 피뢰기에 여러번 서지가 들어오면 누설전류에 의해 열이 발생하여 산화아연 소자가 파괴되는 현상

-소자 부피를 크게 하거나 피뢰기를 크게 하여 온도상승을 방지하여야 한다.