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eca3G를 이용한 낙뢰방호대책 제안서


1. eca3G 제품 채택의 필요성

高價의 낙뢰보호시설(피뢰침)이 전자통신시설에 설치되었지만, 雨天(낙뢰발생)시에는 정보통신설비의 전원을 Off하여 장비운용이 중단 되고, 불필요한 낙뢰보호시설(피뢰침) 에 따른 막대한 예산낭비는 물론이고, 부적합한 낙뢰대책으로 인한 高價의 정보통신설 비의 파손과 수명단축 등에 따른 더 큰 경제적 손실이 발생하는 것 등을 방지하고 해 결 할 수 있는 접지장치를 제안한다. <자료-1 참조>

  1. 기존의 피뢰설비의 문제점
    1. 피뢰침은 낙뢰로부터 전자통신시설을 보호 할 수도 없는데도 설치되고 있다. 그 근거는 아래 항과 같다.
    2. ① KS C에서는 『피뢰침은 전자통신시설을 보호하는 것이 아니고, 낙뢰로 인하 여 생기는 화재, 파손 또는 사람과 가축에 상해를 방지할 목적으로 하는 것이 다』라고 정의 하고 있다. *전자통신시설은 피뢰침이 보호할 수 있는 대상이 아니다.
      ② KS C에서는 『피뢰침의 보호범위는 피뢰침의 설치에 따라서, 뇌의 직격 위험 으로부터 보호되는 피뢰침 주변의 대지 및 공간을 말 한다』* 피뢰침의 보호범위 를 誤認 하고 있다.
      ③ KS C IEC 규정에서는 건축물 외부의 통신설비에는 피뢰침을 설치하는 것을 적용하지 않고 있다. *피뢰침은 건축물과 대지 및 공간을 보호할 수 있는 것이다.
      ④ 낙뢰로부터 피해를 입은 통신센터, 노드통신소, 중계소, 통신센터, 과학화경계 시스템이나 통신기지, 레이더 기지 등과 같은 전자통신시설이 있는 건축물에는 피뢰침이 모두 설치되어 있는데 낙뢰피해가 발생하고 있다. <자료-2 참조>
      ⑤ 현장에서 확인결과 낙뢰피해를 당한 시설들은 모두 피뢰침이 있었고, 따라서 피뢰침은 낙뢰로부터 전자통신시설을 보호 할 수 없다는 것과, 국제규격과 한국 산업규격에서 피뢰침이 낙뢰의 전자기적인 충격으로부터 전자통신시설을 보호할 수 없기 때문에 옥외 통신설비는 피뢰침을 설치하는 규정에서 제외 하였다.
      ⑥ 방송통신위원회에서는 무선설비규칙의 낙뢰보호시설에서 피뢰침을 제외하는 법안을 제정하고 있다.

    3. 피뢰침의 성능과 기능에 대한 오인으로 피뢰침이 무분별 설치되고 있다.
    4. ① ICLP(International Conference On Lightning Protection)에서는 낙뢰를 몰아낸 다는 피뢰침(DAS, 정전분산형)과 낙뢰를 유도한다는 피뢰침(ESE, 광역피뢰침)들에 대하여 전혀 근거 없는 과대광고라고 결정하고, 사용위험성을 경고하고 있다. <자료-3 참조> 미국을 비롯한 선진국과 한국전기연구원(KERI)에서는 일반 피뢰침과 비재래식 피뢰침 간에 차이가 없음을 시험을 통하여 확인하였다. <자료-4 참조>
      ② 실제 현장에서도 高價의 정전분산형(DAS)과 광역피뢰침(ESE)과 같은 비재래식 피뢰침이 설치되었지만, 낙뢰피해를 예방하지 못하고 있는 사실이 확인되었다.
      ③ 피뢰침의 설치는 직격뢰를 맞을 우려가 있는 장소(회전구체법, 보호각도법)에 설치하여야만 그 기능을 하는데도 불구하고, 직격낙뢰를 맞는 게 불가능한 장소인 산 밑, 다리 밑, 피뢰가공지선 하부, 송전선과 전붓대 아래, 높은 산으로 둘러싸인 산 아래 계곡 등에 있는 전자통신시설과 건물 등에 쓸데없는 피뢰침을 설치하고 있다. *誤認과 誤判에 따른 전략적인 패배를 초래하는 중대한 문제이다.<자료-5 참조>
      ④ 공명이 환생해도 낙뢰가 올 수도 없고, 또 오지도 않을 장소에, 낙뢰를 몰아낸 다거나, 잡아당긴다고 하는 피뢰침이 무분별하게 설치되고 있다. <자료-6 참조>
      ⑤ 특히, 이와 같이 피뢰침의 기능을 잘못 인식하고 피뢰침만 설치하는 잘못 된 대 책을 계속하고 있기 때문에, 진짜 낙뢰피해의 원인을 파악하지 못하여 근본적이고 경제적인 낙뢰대책을 하지 못하고 있고, 따라서 피뢰침을 설치하고도 우천시에는 장비의 전원을 차단하여 작전수행이 중단되는 문제가 있다. <자료-7 참조>


2. eca3G 제품의 구성 및 특징

  1. 형상
  2. 그림-1

  3. 특징(동일 제품군 대비 우수성)
    1. 기존의 SPD와 미국특허기술 eca3G 비교
    2. 기존의 SPD 제품과 미국특허기술 eca3G의 회로 및 내부 구성부품 비교
    3. 기존의 접지방식과 3세대 디지털 접지방식 비교
    4. 기존의 피뢰설비와 3세대 디지털 낙뢰방호장치 비교


3. eca3G 제품의 기능과 가격

  1. 제품의 주요기능
  2. ① 전기전자설비, 정보통신 설비를 낙뢰와 Surge로부터 보호하는 낙뢰보호 장치이다.
    ② Surge, 정전기, Noise를 제거하는 SPD 기능등전위 구축하는 공통접지 장치이다.

  3. 제품의 가격
  4. ① eca3G 1대당 가격(단가): 150만 원~ 450만 원
    ② 섹터(실)별 금액: 통신(교환)실(장비 20 대), 정보화실(20 대) : 300~700만 원
    ③ 기지(부대)별 금액: 전탐기지, 방공포기지, 통신대대, 통신기지: 1,500~3,000만 원
    ④ 이동 차량별 금액: 전파측정차량, 통신 및 지휘차량, 발전기 차량: 150~300만 원

  5. 가격 경쟁력
  6. ① 기존 피뢰방식은 대규모 공사형태(피뢰침 공사 + 접지 공사(접지봉 매설 땅파기) + SPD설치공사)로 전체 소요비용이 매우 많다. 그러나 eca3G는 등전위를 만들어 공통 접지시스템을 구축하고, 평균 200 ㎄ 정도의 서지보호기(SPD) 기능을 하는 Surge 제거장치와 Surge방전장치가 있어서 eca3G 하나로 모두 해결하여 매우 경제적이다.


4. eca3G 제품의 장점

  1. 제품을 사용 했을 경우와 사용하지 않았을 경우 군의 장/단점 분석
  2. 제품 적용시 기대효과
  3. ① 우기철 낙뢰시에도 장비의 정상운용으로 중단 없는 작전수행을 할 수 있다.
    ② 과학적이고 효과적인 낙뢰대책으로 예산을 절감하는 경제적 효과가 있다.
    ③ 매설하지 않고 설치와 이동이 쉬워 작전의 전개와 철수를 신속하게 할 수 있다.
    ④ 땅에 매설이 필요 없어 병사의 어려움을 해소하여 병력자원의 활용도가 높다.
    ⑤ 디지털접지장치로 이동, 이설 하여 재사용을 할 수 있어서 경제적인 효과가 있다.
    ⑥ 성능과 작동 상태가 표시 되어서 합리적이고 효과적인 유지관리를 할 수 있다.


5. eca3G 제품의 사용방법

  1. 고정시설에는 전원분전반에 eca3G를 설치하고, 동일 분전반 전원으로 운용되는 모든 피보호 대상 장비들의 접지를 eca3G의 접지단자대(등전위 장치)에 연결하면 된다.
  2. 이동 정보통신 설비(통신차량, 발전기)인 경우, 통신차량에는 장비실에 1대를 설치 하고, 장비실과 외부 전원 인입 판넬이 각각 있을 경우에는 전원인입 판넬에도 1대를 설치한다. 발전기 차량에는 전원출력 단자에 전원형식에 맞춰 eca3G를 1대 설치하면 된다. * 아래 그림-4 3세대디지털 접지장치(eca3G)의 설치 유형 참조


6. 실제 테스트 결과

  1. 국군 00사령부 전파 측정 차량 설치 사례
  2. 00사령부 00통신단 통신차량 설치 사례
  3. ① 운용 기간: ‘08.10.9~11.6(4주간)
    ② 대상 장비: 16대(쉘터용 8대, 발전기용 8대 / 4개 노드)

    ③ FTX 훈련 현장 eca3G 운용 상태 측정

    ④ eca3G 설치 차량의 통화품질 측정 결과

    ■ 상태측정: eca3G 설치 차량 중대의 자체 측정
    ■ 대상차량: 00부대 00중대
    ■ 측정내용: 통신기기 FTX 훈련 운용 중에 통화품질을 측정
    ■ 측정기준: UHF 다중채널운용무전기
    Local Level: -57dBm *자국과 타국의 수신세력이 -76dBm 표시.
    BER: 0E-6(에러율)* 백만 개 중에 에러가 하나도 없음을 나타 냄.
    * 아래 그림-11 통화품질 측정 참조

    ⑤ 08년 OO훈련시 eca3G 설치 후 사용자 운용실태 조사

    ■ 설치부대: 00통신단 00대대 00중대
    - eca 3G 장비설치 후 정전기 및 감전 현상이 일어나지 않는다.
    - 접속부대가 많아도 통신 품질이 떨어지는 현상이 전혀 없다.
    - 접지봉을 설치하지 않아서 매우 신속하게 작전을 전개 할 수 있어서 좋다.
    - 접지봉을 박는 것과 또 접지봉을 빼내는 어려움이 모두 해소 되었다.
    ▶특히 동절기 훈련 때에 땅이 얼었을 때 매우 유용하게 사용 할 수 있을 것 같다.
    * 보완 요구사항
    - 트레일러의 발전기에 장착할 때에 고정시킬 수 있는 장치 필요함.

  4. 한국전기연구원(KERI) 시험 결과 (Lightning Surge simulator 시험)
  5. ① 낙뢰전류의 에너지변환율[%]: 90 % 이상(3㎄중 2.8㎄이상 에너지변환)
    ② 낙뢰전류의 감쇄효과: 약 30:1 감쇄(3㎄를 => 0.108㎄로 변환시킴)
    ③ 낙뢰전압의 감쇄효과: 약 6:1 감쇄(6㎸를=>0.75㎸(Avg1.12㎸)감쇄시킴


7. 납품 실적

  1. 그래프로 본 해군(10년) 및 주요 국가기관 실적
  2. 주요 국가기관의 실적표
  3. 주요 관·군·민·산 ·학 별 실적표


8. 특허 및 인증서 현황

  1. 특허 및 인증서


9. 업체소개

  1. 회사 소개 (일반)
  2. 연혁 및 경영일반
  3. 회사 조직도
  4. 면허 및 등록 인증
  5. ① 면허·사업자·상표·협회·PL보험

    ② 인증·지정서

    ③ 지적재산권·특허

    ④ 시험성적서


10. 결론

기존 독립접지방식의 시설들은 PGS접지시스템을 구축하여 KSC-IEC에 적합하게 공통접지방 식으로 개선하고, 낙뢰보호시설은 과학적인 eca3G를 설치하면, 중단 없는 작전수행으로 국 가방위에 기여 할 수 있고, 특히 피뢰침과 접지봉, 접지저감재가 사용하지 않아서 예산을 절감 할 수 있고, 잘못 오인된 낙뢰보호시설만을 믿고 방심하다가 큰 낙뢰피해를 당하는 것을 피할 수 있다. 우리 회사는 소개 된 제품의 군납 목적을 떠나서, 우리 조국과 민족의 이익을 최우선 하는 경영방침과 낙뢰보호기술을 선도하는 기술자의 양심을 지키고자, 무분 별한 피뢰침 설치에 따른 예산의 낭비와 낙뢰로 인한 장비 파손과 같은 피해를 예방할 수 있는 경제적인 대책을 제공하여 국가 및 군의 발전에 기여 하고자 본 제안서를 제출 한다.

기존 피뢰설비의 문제점과 피뢰침에 대한 잘못된 인식


1. 낙뢰가 오지도 않을 곳에 피뢰침을 달고 낙뢰를 몰아낸다 하면?

高價의 낙뢰보호시설(피뢰침)이 전자통신시설에 설치되었지만, 雨天(낙뢰발생)시에 정보통신설비의 전원을 차단하여 작전수행이 중단됨에 따른 전력이 상실되는 것을 차 단하고, 불필요한 낙뢰보호시설(피뢰침)에 따른 막대한 예산낭비는 물론이고, 誤認에 따른 더 큰 낙뢰피해를 초래하는 것을 방지하기 위함이다.<자료-1 참조>

<자료-1 참조> 불필요한 피뢰침의 설치 사례


2.. KSC · IEC에서도 피뢰침이 전자통신시설을 보호 못함을 알림

  1. 낙뢰로부터 전자통신시설을 보호 할 수 없는 피뢰침이 설치되고 있다.
  2. ① KS C에서는 『피뢰침은 전자통신시설을 보호하는 것이 아니고, 낙뢰로 인하여 생 기는 화재, 파손 또는 사람과 가축에 상해를 방지할 목적으로 하는 것이다』라고 정의 하고 있다. *전자통신시설은 피뢰침이 보호할 수 있는 대상이 아님.
    ② KS C에서는 『피뢰침의 보호범위는 피뢰침의 설치에 따라서, 뇌의 직격 위험으로 부터 보호되는 피뢰침 주변의 대지 및 공간을 말 한다』* 피뢰침의 보호범위를 誤認. ③ KS C IEC에서는 건축물외부의 통신설비에는 피뢰침 설치를 적용하지 않고 있다.
    ④ 낙뢰로부터 피해를 입은 통신센터, 노드통신소, 중계소, 통신센터, 과학화경계시스 템이나 통신기지, 레이더 기지 등과 같은 전자통신시설이 있는 건축물에는 피뢰침이 모두 설치되어 있는데 낙뢰피해가 발생하고 있다. <자료-2 참조>

    <자료-2 참조> 피뢰침이 설치되었지만 피해발생 사례

    ⑤ 현장에서 확인결과 낙뢰피해를 당한 시설들은 모두 피뢰침이 있었다. 따라서 피뢰 침은 낙뢰로부터 전자통신시설을 전자기적인 충격으로부터 전자통신시설을 보호할 수 없다. 즉 전자기적인 보호가 아닌, 단지 낙뢰를 유도하는 기능을 피뢰침은 할 뿐이다.

  3. 피뢰침 성능과 기능에 대한 誤認으로 무분별하게 피뢰침이 설치되고 있다.
  4. ① ICLP(International Conference On Lightning Protection)에서는 낙뢰를 몰아낸다는 피뢰침(DAS, 정전분산형)과 낙뢰를 유도한다는 피뢰침(ESE, 광역피뢰침)들에 대하여 전혀 근거 없는 과대광고라고 결정하고, 사용위험성을 경고하고 있다. <자료-3 참조>

    <자료-3 참조> ICLP의 피뢰침의 과대광고와 위험성 경고

    ICLP는 피뢰침의 허위 과대광고를 경고 했고, KERI에서는 이를 시험 확인 함.

    ②미국과 선진 외국도 인정하지 않는 것을 한국전기연구원(KERI)에서도 일반 피뢰침과 비재래식 피뢰침 간에 차이가 없다는 것을 시험으로 확인하였다. <자료-4 참조>
    ③ 현장에서도 高價의 정전분산형피뢰침(DAS)과 광역피뢰침(ESE)과 같은 비재래식 피뢰침이 설치되었지만, 낙뢰피해를 예방하지 못하는 것은 누구나 알고 있는 사실이다.

    <자료-4 참조> 한국전기연구원의 피뢰침의 시험 자료

    올 수 없고, 오지도 않을 곳을 잘못 경계한다면, 또 그것이 완벽하다고 믿고 있다면

    ④ 피뢰침의 설치는 직격뢰를 맞을 우려가 있는 장소에 설치하여야만, 낙뢰를 맞는 기능을 하는데도 불구하고, 직격낙뢰를 맞기에는 불가능한 장소인 산 밑, 다리 밑, 피 뢰가공지선 하부, 송전선과 전붓대 아래, 높은 산으로 둘러싸인 산 아래 계곡 등에 있 는 전자통신시설과 건물 등에 피뢰침을 설치하고 있다. <자료-5 참조>

    <자료-5 참조> 직격낙뢰 맞는 것이 불가능한 장소

    진짜 몰라서라고 생각하기엔, 해도 너무 했다 이런 곳에 피뢰침 달고 몰아낸다고?

    ⑤ 공명이 환생해도 낙뢰가 올 수도 없고, 또 오지도 않을 장소에, 낙뢰를 몰아낸다거 나, 잡아당긴다고 하는 피뢰침이 무분별하게 설치되고 있다. <자료-6 참조>

    <자료-6 참조> 직격낙뢰가 올 수도 없고, 오지도 못할 장소

    직격낙뢰가 문제가 아니고, 낙뢰피해발생의 진짜 원인은 유도뢰와 접지장치 부적합

    ⑥ 특히, 이와 같이 피뢰침의 기능을 잘못 인식하고 피뢰침만 설치하는 잘못된 대책을 계속하고 있기 때문에, 진짜 낙뢰피해의 원인을 파악하지 못하여 근본적이고 경제적인 낙뢰대책을 하지 못하고 있다. <자료-7 참조>

    <자료-7 참조> IEC 낙뢰 Surge의 유입 경로


3. 결 언

IEC/TC81(접지 및 피뢰 부문)의 위원으로 대부분 활동하고 있는 낙뢰방호 및 접지전문가들로 구성된 국제회의 전문기구인 ICLP에서 피뢰침의 과대광고 및 비재 래식 피뢰침 사용의 위험성을 경고하고 있는데도 불구하고, 낙뢰대책으로 오로지 피뢰 침에 의존하는 것은, 피뢰침의 기능과 성능에 대한 사실인식의 부족과 과거의 잘못된 접지 및 피뢰설비의 관행에서 아직도 벗어나지 못하고 있기 때문이라 여겨진다.
이와 같은 문제의 주범은, 미국식 Y 결선체계의 한국 전력계통에는 부적합한 일본식 독립접지방식을 30여 년간 채택한 것과, 2005년 개정된 KSC IEC 관련규정들을 홍보 하고 교육하지 못한 것이다.
따라서 개정된 관련 규정들에 대한 적극적인 교육과 홍보가 있어야 할 것이고, 낙뢰 보호시설을 해야 할 기관과 부대 등에서는, 관련규정의 정확한 해석과, 실제 사례를 철 저히 조사하여 올바른 낙뢰보호 대책을 하려는 노력이 절실히 요구된다.


가. 낙뢰로부터 전자통신시설을 전혀 보호할 수 없는 피뢰침을 설치하는 것으로 인해, 오히려 소중한 국가예산의 낭비와 더 큰 낙뢰피해를 초래하고 있다.

나. 낙뢰피해를 입는 전자통신시설들 중에 피뢰침이 없는 곳이 없다는 것은, 피뢰침은 낙뢰의 전자기적 충격을 절대로 해결 할 수 없다는 사실을 입증한다.

다. IEC와 KSC-IEC에서는 전자통신시설의 낙뢰보호 대책으로 피뢰침을 인정하지 않 고, ICLP에서는 낙뢰를 몰아낸다는 비재래식피뢰침의 과대광고의 위험성을 경고한다.

라. 직격낙뢰를 절대로 맞을 수가 없고, 직격낙뢰가 절대 올 수 없는 곳에, 낙뢰를 몰 아낸다는 피뢰침, 낙뢰가 발생하지 않게 한다는 허위광고 피뢰침을 설치한 것만 믿고, 근본적인 낙뢰 대책을 수립하지 않고 방심하여, 더 큰 낙뢰피해를 부르는 결과를 초래 하고 있다.

마. 낙뢰시에도 대한민국 해군 전체의 중단 없는 작전수행을 10년 동안 지원하고 있는 PGS시스템과 세계최초의 미국특허로 3세대 디지털접지장치로 인정받은 eca3G를 낙뢰 보호 기술 기준으로 채택을 하면 상시 작전수행능력을 강화하고, 예산절감 효과를 획 득 할 수 있다.
*관련근거: KS C IEC, IEC, ITU, ICLP

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