책 소개
머 리 말 최근 30여년 동안 전자기술의 눈부신 발전으로 정보화 사회가 도래하였으며, 21세기 지식기반사회를 선도하는 광역화 정보통신망의 구축으로 전자데이터를 매체로 하는 정보?통신기술은 현대 사회의 행정?금융?산업?공공시설 등 모든 분야의 중추적 핵심요소가 되었다. 이에 반하여 컴퓨터를 비롯한 초고속 정보통신설비의 뇌서지에 기인하는 사고의 비중이 늘어나고 있으며, 정보화 사회시스템의 일시적 기능정지나 고장의 파급효과가 크고 경제적 손실도 막대하므로 안정된 시스템의 유지?운용을 위한 뇌서지 사고의 저감이 중요한 사회적 관심사로 대두되었다. 우리나라의 뇌보호 관련기술은 선진국에 비하여 10년 이상 뒤져 있으며, 특히 정보통신설비에 대한 아킬레스건인 뇌서지로부터 전자장비를 효과적으로 보호할 수 있는 대책기술의 확립이 고도 정보화 사회를 지탱하는 중요한 과제이기도 하다. 우리나라의 뇌보호에 관한 관련 기술기준, 규정과 규격이 부분적으로는 서로 다르며, 상반되는 내용도 있다. 예를 들면 전력설비용, 통신용, 약전용 접지를 분리하여 시공하도록 되어 있으나 낙뢰가 침입하게 되면 기기 내부에 커다란 전위차가 형성되므로 뇌보호 측면에서는 매우 위험한 접지 형태로 되어 있다. 선진국에서는 뇌보호 기술에 대한 심층적인 연구가 이루어져 활용되고 있으며, 우리나라에도 뇌보호시스템에 관한 국제규격이 도입되어 2002년 건축물 등의 뇌보호시스템(KS C IEC 61024-1)이 표준규격인 한국산업규격으로 제정되었다. 새로운 뇌보호시스템에 관한 규격과 기술의 올바른 적용과 보급을 위해서는 관련 전문가와 기술자에게 이에 관한 상세한 해설과 보편적 지식에 대한 정보를 제공할 필요가 있다. 이 책에서는 새로이 제정된 건축물 등의 뇌보호시스템에 관한 한국산업규격 및 지능형 건물과 뇌서지로부터 전자장비의 보호에 관한 규격과 기술의 근거가 되는 뇌현상에 대한 물리적 특성의 분석, 뇌전류파라미터를 기초로 하는 뇌보호설비의 설계와 시공, 뇌서지의 발생과 침입, 서지보호용 부품, 소자, 장치와 서지보호기 회로의 설계 및 설치기법, 뇌보호에 관한 접지기술, 뇌서지 시험규격 등에 대하여 정량적으로 알기 쉽게 기술하였다. 특히 국제전기기술위원회(IEC)에서 제정한 국제적인 뇌보호에 관한 표준규격과 이의 근거에 대한 이론적이며, 기술적인 내용에 대하여 중점적으로 해설하였다. 뇌보호기술 중에서 접지는 매우 중요한 역할을 하며, 등전위화를 비롯한 접지와 접지시스템기술에 대하여도 기술하였다. 따라서 낙뢰 및 뇌서지 보호설비의 계획? 설계하고 시공하는 기술자와 뇌보호설비에 관한 표준규격을 결정하는 전문가에 대한 지침서의 역할을 할 것이다. 또한 전문대학과 대학의 학부생, 대학원생에게도 뇌보호기술을 이해할 수 있도록 과학적이고 학술적인 이론과 현상 및 현장 경험과 지식의 습득을 위한 길잡이가 될 것이다. 뇌보호 및 전자기기의 뇌서지 보호에 관심을 가진 관련 기술자나 일반인에게도 알기 쉽고 유익한 정보를 제공하게 된다. 이 책의 집필에 있어 많은 국내외 서적, 논문, 잡지 등을 참고하고 인용하였으며, 그 문헌의 저자분에게 진심으로 경의를 표하는 바입니다. 낙뢰와 뇌서지의 위협으로부터 인명과 재산을 보호하고, 고도 정보화 사회시스템을 효율적으로 이용하는데 도움이 되기를 기대하며, 저자의 역량부족으로 미흡한 점이 있으면 차후 보완?개정될 수 있도록 기탄없는 지적과 조언을 바랍니다. 그리고 자료정리와 그림의 작성에 많은 도움을 준 인하대학교 공과대학 전기공학과 고전압전자연구실 대학원생 및 인하대학교 저서발간 연구비 지원과 출판에 협력해 주신 관계자 여러분께 감사드립니다.
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목 차 제 1 장 뇌방전 현상의 기초 11 1.1 뇌서지보호의 필요성 11 1.2 뇌운의 생성과 구조 13 1.2.1 뇌운의 생성 13 1.2.2 뇌운의 구조 14 1.3 뇌방전의 종류 16 1.4 낙뢰의 물리적 특성 20 1.5 뇌격전류 25 1.5.1 뇌격전류의 극성과 파형 25 1.5.2 뇌격전류의 파라미터 26 1.5.3 뇌격전류의 분포 30 1.6 뇌격거리 31 1.7 낙뢰파라미터의 통계 33 제 2 장 낙뢰 및 뇌서지 피해 38 2.1 낙뢰에 의한 인명 피해 38 2.2 전력설비의 뇌서지 피해 42 2.3 가전기기의 뇌서지 피해 43 2.4 통신?제어설비의 뇌서지 피해 43 2.5 아파트 전기설비의 피해 44 2.6 정보화 사회 시스템의 뇌서지 피해의 특징 46 제 3 장 뇌서지의 발생 및 침입경로 48 3.1 전원 전압의 교란 48 3.2 공통모드와 차동모드 신호 51 3.3 뇌서지의 발생메카니즘 55 3.3.1 뇌서지의 형태 55 3.3.2 유도뢰 서지의 발생 58 3.3.3 뇌서지전압의 발생 양상 62 3.3.4 서지 전압의 크기 66 3.4 건축물에 침입하는 뇌서지 양상 67 3.4.1 건축물 내부에서 발생하는 뇌서지의 종류 67 3.4.2 건축물 내부에서 뇌서지의 발생메카니즘 69 제 4 장 건축물의 뇌보호 76 4.1 개 요 76 4.2 뇌보호시스템의 보호등급 78 4.2.1 건축물의 분류 78 4.2.2 낙뢰의 매개변수 80 4.2.3 보호등급의 결정 81 4.2.4 뇌보호시스템의 선정절차 83 4.3 외부 뇌보호시스템 85 4.3.1 외부 뇌보호시스템의 구성 86 4.3.2 보호등급의 선정 87 4.3.3 수뢰시스템 88 4.3.4 인하도선시스템 94 4.3.5 접지시스템 94 4.4 내부 뇌보호시스템 98 4.4.1 뇌격전류의 파라미터 99 4.4.2 건물 내부로의 뇌서지 침입 101 4.4.3 뇌보호영역 103 4.4.4 내부 뇌보호기법 107 제 5 장 서지보호소자 110 5.1 개 요 110 5.2 서지보호소자의 종류 110 5.3 가스방전관 112 5.4 바리스터 116 5.4.1 금속산화물 바리스터의 물리적 성질 117 5.4.2 금속산화물 바리스터의 전기적 성질 118 5.4.3 산화아연 바리스터의 등가회로 119 5.5 실리콘 반도체 소자 121 5.5.1 전압제한형 다이오드 123 5.5.2 스위칭 반도체 소자 126 제 6 장 서지보호기 128 6.1 개 요 128 6.2 서지보호기의 경제성 128 6.3 서지보호기 회로구성의 요건 129 6.4 서지보호기의 기본 구성 130 6.5 전원회로용 서지보호기 132 6.5.1 전원회로용 서지보호기의 종류 133 6.5.2 자동차단장치의 적용 136 6.5.3 산화아연 바리스터의 선정 138 6.6 통신?신호회로용 서지보호기 140 6.6.1 가스방전관의 규격 선정 143 6.6.2 전압제한형 다이오드의 규격 선정 144 6.6.3 저항 규격의 선정 145 6.7 서지보호기의 성능에 영향을 미치는 요인 147 6.7.1 접속선의 인덕턴스 148 6.7.2 전자유도전압의 영향 150 6.8 필터 152 6.8.1 전도성 잡음 152 6.8.2 전원회로용 필터 153 6.8.3 필터의 적절한 사용법 157 6.8.4 과도전압에 대한 필터의 보호 159 6.9 절연분리장치 161 6.9.1 절연변압기 163 6.9.2 광분리장치 166 제 7 장 뇌서지 보호대책 169 7.1 기본 개념 169 7.2 정보통신설비의 서지보호방식 171 7.2.1 뇌서지의 침입 및 억제 172 7.2.2 등전위화 173 7.2.3 절연법 175 7.3 서지보호기의 선정과 적용 175 7.3.1 전원회로용 SPD의 선정과 적용 176 7.3.2 통신?신호회로용 SPD의 선정과 적용 183 7.4 서지보호기를 설치하는 기법 184 7.4.1 SPD의 접지형태에 따른 보호효과 184 7.4.2 접지형태에 따른 SPD효과의 비교 188 7.4.3 SPD를 설치하는 위치 189 7.4.4 SPD의 접속선을 배선하는 방법 191 7.5 가정용 서지보호기 회로의 구성 194 7.6 앞으로의 과제 195 제 8 장 뇌보호설비의 접지 197 8.1 개 요 197 8.2 접지의 목적 및 종류 198 8.3 접지시스템의 역할 200 8.3.1 뇌보호와 접지 201 8.3.2 EMI/EMC와 접지 202 8.4 전원 계통의 접지방식 202 8.4.1 접지계통의 종류 202 8.4.2 TN계통 203 8.4.3 TT계통 205 8.4.4 IT계통 207 8.5 접지의 형태 208 8.5.1 독립접지 208 8.5.2 공통접지 210 8.5.3 서지보호기를 접지하는 방법 213 8.6 등전위 접속 214 8.6.1 등전위 접속의 정의와 종류 214 8.6.2 보호등전위 접속 215 8.6.3 기능등전위 접속 216 8.6.4 등전위 접속망 217 8.7 뇌보호등전위 접속 219 제 9 장 서지보호기의 시험에 관한 규격 222 9.1 뇌서지 보호기술의 동향 222 9.2 뇌서지에 의한 전자환경의 분류 224 9.2.1 ANSI/IEEE분류 225 9.2.2 IEC분류 227 9.3 뇌서지시험 전압 및 전류 파형 229 9.3.1 비진동성 임펄스전압 파형 230 9.3.2 0.5 ㎲/ 100 ㎑ 감쇠진동성 임펄스전압 파형 231 9.3.3 8/20 ㎲ 임펄스전류 파형 233 9.4 뇌서지시험 관련규격 234 9.4.1 IEEE규정 234 9.4.2 IEC규정 234 9.4.3 FCC규정 235 9.4.4 REA 및 CCITT규정 235 9.5 뇌서지시험 전압과 전류의 발생법 237 9.5.1 뇌임펄스전압 237 9.5.2 뇌임펄스전류 238 참고 및 인용문헌 243 찾아보기 256
출처: 국립중앙도서관 서지정보
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