피뢰기(LA: Lightning Arrester)는 전기 설비의 주요 구성 기기 중 하나로, 낙뢰나 혼촉 사고 등으로 인해 발생하는 이상 전압으로부터 선로와 기기를 보호하는 역할을 합니다. 자가용 변전실의 인입구에 주로 설치되며, 일반적으로는 밸브 저항형이 많이 채택됩니다.

1. 구조 및 구성 요소 피뢰기는 일반적으로 **직렬 갭(Series Gap)**과 특성 요소로 구성된 갭(Gap)형 피뢰기를 사용합니다.

• 직렬 갭은 특성 요소와 직렬로 연결되어 평상시에는 피뢰기를 열어두고(OFF), 이상 전압 침입 시 불꽃 방전에 의해 회로를 닫아(ON) 뇌 서지를 지면으로 방전시킵니다.
• 특성 요소는 방전 현상이 실질적으로 끝난 후 전력 계통에서 공급되어 피뢰기에 흐르는 전류인 **속류(Follow Current)**를 차단하는 역할을 합니다.
• 최근에는 산화아연(ZnO) 소자를 적용하여 직렬 갭을 사용하지 않는 갭리스(Gapless) 타입이 확대 사용되고 있습니다. 갭리스 피뢰기는 직렬 갭이 없으므로 속류가 거의 흐르지 않고 소손될 염려가 없으며, 활선 청소도 가능합니다. 또한 미소전류부터 대전류까지 안정된 비직선 저항 특성을 가지며 제한 전압이 일정하여 안정된 특성을 지닙니다.

2. 주요 기능 및 특성 (구비 조건) 피뢰기는 다음과 같은 기술적 조건을 갖추어야 합니다:

• 속류 차단 능력이 클 것.
• 제한 전압이 낮을 것. (제한 전압은 충격 전류 방전으로 피뢰기 단자 간에 남는 충격 전압의 파고치를 의미합니다).
• 충격 방전 개시 전압이 낮을 것. (충격 방전 개시 전압은 피뢰기 양단자 사이에 충격 전압이 인가되어 방전할 때, 방전 전류가 충분히 형성되기 직전 도달하는 단자 전압의 최고 전압을 말합니다).
• 상용 주파 방전 개시 전압이 높을 것.

3. 정격 및 공칭 방전 전류

• 정격 전압: 선로 단자와 접지 단자에 인가된 상태에서 정격 주파수의 상용 주파 전압 중 최고 한도를 규정한 값(실효치)을 말합니다. 22.9[kV] 다중 접지 계통의 배전선로에는 일반적으로 **18 [kV]**의 정격 전압이 적용됩니다.
• 공칭 방전 전류: 설치 장소에 따라 다음과 같이 적용됩니다:
  • 10000 [A]: 154 [kV] 이상 계통, 66 [kV] 이하 계통 중 뱅크 용량 3000 [kVA]를 초과하거나 특히 중요한 곳, 장거리 송전선 케이블.
  • 5000 [A]: 66 [kV] 이하 계통 중 뱅크 용량 3000 [kVA] 이하인 변전소.
  • 2500 [A]: 배전선로, 배전선 피더 인출측 등. 특히 22.9[kV-Y] 배전선로에서는 일반적으로 2500[A] 피뢰기를 적용합니다.

4. 설치 위치 피뢰기는 주로 다음과 같은 장소에 설치됩니다:

• 고압 및 특고압 수용가의 인입구.
• 발전소, 변전소 또는 이에 준하는 장소의 인입 및 인출구.
• 가공 전선로와 지중 전선로가 만나는 곳.
• 배전용 변압기 1차측.

5. 피뢰기와 관련된 다른 기기 및 시스템

• DISC (Disconnector): 피뢰기 자체의 열화로 인한 고장 시 계통의 파급 사고를 방지하기 위해 피뢰기의 접지측을 대지로부터 분리시키는 역할을 합니다. 22.9 [kV-Y]용 LA는 Disconnector(또는 Isolator) 붙임형을 사용해야 합니다.
• 서지 흡수기(SA: Surge Absorber): 피뢰기와 유사한 구조와 특성을 가진 기기로, 주로 **진공 차단기(VCB)**와 몰드 변압기를 함께 사용하는 경우, VCB의 개폐 서지로부터 몰드 변압기의 절연을 보호하기 위해 설치됩니다. 이는 몰드 변압기의 충격파 내전압이 유입 변압기보다 작기 때문입니다. 피뢰기가 외부 이상 전압(낙뢰)에 대한 보호를 담당하는 반면, 서지 흡수기는 내부 이상 전압(개폐 서지)에 대한 보호를 담당하는 차이점이 있습니다.
• GIS (가스 절연 개폐 설비): GIS는 차단기, 단로기, 변성기, 피뢰기 등의 설비를 금속제 탱크 내에 일괄 수납하여 충전부를 고체 절연물(스페이서)로 지지하고, 탱크 내부에는 절연 성능과 소호 능력이 뛰어난 SF6 가스를 일정한 압력으로 충전하고 밀봉한 시스템을 말합니다.
• 자동 고장 구분 개폐기(ASS): 22.9 [kV] 1,000 [kVA] 이하의 특별고압 간이수전설비에서는 인입구 개폐기로서 ASS를 의무적으로 설치하도록 규정되어 있습니다. LA와 함께 인입점에 설치될 수 있습니다.