오랫동안 플랜트 전기 설계를 하면서 플랜트의 낙뢰 보호도 계속 수행했습니다. 그런데 낙뢰의 빈도가 점점 많아지면서 플랜트에서도 낙뢰 보호를 더 고려하기 시작했습니다. 이전에는 낙뢰 설계 시에 보호 대상으로 고려하지 않았던 부분들이 보호 범위에 들어오기 시작했습니다. 이번 포스팅에서는 플랜트 현장에서 이전에는 고려되지 않았지만 지금은 보호 범위에 고려해야 하는 항목들에 대해서 다루어보겠습니다.
1. 첫 번째 - PIPE RACK 상단의 CABLE TRAY 보호 여부
PIPE RACK 최 상단에 설치되는 CABLE TRAY는 위 사진과는 다르게 COVER가 설치되어 있습니다.
최상단에 있다보니 낙뢰를 피할 수 없습니다. 이 CABLE TRAY를 보호하기 위해서 피뢰침을 설치할 수도 없습니다.
어떻게 해야 할까요?
사실 저도 한 프로젝트에서 안전공단 측의 질문을 받았습니다.
최 상단의 CABLE TRAY는 어떻게 보호할 계획인지에 대해서요..
제가 많은 자료와 STANDARD를 찾아보았지만 명확히 말해 주는 곳이 없었습니다.
그렇지만 답변을 하지 않을 수는 없었기에 제가 결론을 내렸습니다.
결론 : CABLE TRAY는 별도의 낙뢰 보호를 하지 않습니다.
1. CABLE TRAY COVER는 두께가 얇습니다.
낙뢰가 떨어지면 구멍이 날 수 있습니다. 그렇지만 COVE에 구멍이 났다고 문제가 되지는 않습니다. 화재가 나는 것도 아닙니다.
2. CABLE은 절연체로 절연이 되어 있어서 보호가 됩니다.
유도전압이 발생하는 것은 어쩔 수 없지만 이 유도전압은 SPD나 SA, LA 등으로 보호하는 것입니다.
3. CABLE TRAY는 접지에 연결되어 있습니다.
PIPE RACK 에서는 적어도 30M 간격으로 접지를 하기 때문에 낙뢰 전류는 대지로 흐르게 됩니다.
2. 두번째 : VENT PIPE는 낙뢰 보호를 해야 하나요?
PLANT 에는 많은 VENT가 있습니다. 그중에서 폭발성 가스를 배출하는 VENT도 많습니다.
이러한 VENT가 피뢰보호 구역내에 들어오면 문제가 안됩니다.
그런데 많은 경우 VENT가 가장 높은 경우가 많습니다. 안전을 위해서 높이 설치합니다.
어떻게 해야 할까요?
결론 : 피뢰 설비를 설치해야 합니다.
폭발성 가스를 배출하는 VENT 주변은 위의 그림과 같이 ZONE0, 1, 2 등의 3가지 ZONE이 공존합니다.
비록 VENT PIPE가 자연부재로 간주된다고 해도 낙뢰가 떨어지면 아크가 발생할 수 있고 이로 인해 폭발성 가스에 폭발이 발생할 가능성이 높습니다. 따라서 안전을 고려한다면 절대로 VENT의 낙뢰 보호를 피할 수 없습니다.
그런데 솔직히 말하자면 오랫동안 해외프로젝트를 하면서 한 번도 VENT에 대한 피뢰보호를 고려한 적이 없습니다.
또한 누구도 이에 대하여 문제를 제기하거나 문제화된 적이 없습니다.
국내 프로젝트에서 질문을 받아서 당황했던 적이 있습니다.
요즘 추세는 낙뢰가 점점 심해지고 낙뢰에 대한 보호도 더 신중히 고려하는 추세입니다.
여러분이 하시는 프로젝트가 있다면 VENT의 낙뢰 보호는 어떻게 하고 있는지 한번 체크해 보시길 권해드립니다.
3. 세번째 : PIPE RACK 위로 노출된 배관
Pipe Rack Top에 설치되는 배관이 있습니다.
Flare Line이나 특별한 라인들이 Pipe Rack Top에 플랫폼과 함께 설치됩니다.
이 배관 내에 폭발성 가스가 흐르고 있다면 이 배관은 피뢰보호를 해야 할까요?
대형 Flare Line은 두께가 굵어서 자연부재로 간주할 수 있습니다.
그런데 간혹 SMALL 라인들이 TOP에 올라올 수 있습니다.
이런 경우는 어떻게 해야 할까요?
만약 Handrail 이 피뢰침 역할을 하고 그 보호 범위 내에 있다면 별도의 피뢰설비는 불필요합니다.
그러나 그런 보호 범위 내에 없다면 별도의 피뢰설비가 필요하겠죠.
만약 이런 배관에 낙뢰가 떨어지고 배관이 구멍이 나고 폭발이 일어나면 큰 문제겠죠.
결론 : 주변의 설비에 의해 보호범위에 들어가지 않는다면 별도의 피뢰설비 필요함
피뢰설비는 피뢰침과 down conductor 그리고 접지봉까지 간단하지 않은 비용이 들어가기 때문에 꼼꼼히 따져서 꼭 필요한 곳에만 해야겠죠.
4. 네번째 : CCTV와 INSTRUMENT
공장을 감시하기 위해 설치하는 CCTV는 간혹 PIPE RACK 꼭대기의 플랫폼에 설치됩니다.
이런 CCTV는 안전 운전을 위해서 꼭 필요하고 낙뢰로 부터 보호되어야 하겠죠.
INSTRUMENT의 경우는 좀 다릅니다.
INSTRUMENT 가 P/R TOP 이나 COLUMN 등의 TOP에 설치된다면 INSTRUMENT는 절연물로 제작된 것을 사용하는 것이 좋습니다. 민감한 INSTRUMENT를 낙뢰에 의한 서지에서 보호하기 위한 것입니다.
결론 : CCTV는 피뢰설비를 하고 INSTRUMENT는 절연물을 사용함.
CCTV에는 개별 피뢰침을 설치하고 보호각도 내에 CCTV가 위치하도록 배치합니다.
CCTV 내부에는 서지에 대한 보호가 필요합니다.
5. 다섯번째 : COLUMN TOP 플랫폼의 LIGHTING POLE과 DAVIT의 접지
PLANT 내에서 가장 높은 위치에 설치되는 모든 기기는 낙뢰에 대한 검토가 필요합니다.
가장 높은 플랫폼에 STANCHION TYPE 등이 HANDRAIL에 설치됩니다.
이 등기구는 문제가 없을까요?
제 경험상 STANCHION POLE은 HDG 재질에 페인팅이 되어 있습니다.
이 POLE을 U 클램프 등으로 핸드레일에 고정을 시키는데 이 것으로 전기적 연결이 충분할까요?
태국 현장에서 이것이 문제가 되었습니다. 저항을 측정했더니 아주 높게 나왔습니다.
그래서 접촉부위의 페인팅을 제거하고 다시 측정해서 통과되었습니다.
DAVIT 도 마찬가지 입니다. Column 본체와 DAVIT의 연결도 고정적이지 않습니다.
DAVIT이 회전을 해야 하기 때문인데요. 페인팅도 문제입니다.
같은 태국 현장에서 문제가 되서 DAVIT과 본체 사이를 BONDING CABLE로 연결하였습니다.
다들 큰 문제는 아니었지만 그 전에는 생각하지 못했던 문제였습니다.
여기서 언급된 항목들 외에도 플랜트와 각종 건설 현장에서 낙뢰 보호는 점점 더 강화될 것으로 생각합니다. 그래서 예전에는 쉽게 넘어갔던 부분들도 이제는 왜 낙뢰보호를 하지 않아도 되는지에 대해서 설명을 요구받기 쉽습니다. 간단하게 생각하지 말고 IEC 62305의 기준들을 잘 이해하고 이를 적용하여 낙뢰 보호 여부를 꼼꼼히 따져야 하겠습니다.
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