쌍극자 피뢰침 (Bipolar SpaceCharge
Dissipation Air Terminals)은 건축물 등에 뇌격을 예방하기 위한
목적으로 개발되었다. 즉 뇌운의 선행방전을 유도하지 않기 위해 사전에 코로나를 일으켜
대기 중으로 정전하를 방사한다.
섬락전압이 높도록 상부에 원형전극을 피뢰침 지지부와 연결
설치하고 원형 원판 도체를 피뢰침과 전기적으로 절연하여 뇌운의 전계가 쌍극자 원리에
의해 대전되도록 하였다. 뇌운은 95%가 (-)전하로 대전되어 이동하고 건물이나 철탑
등 대지와 접한 금속제는(+)전하로 대전된다. 대전된 뇌운이 접근하면 건물 상부의
피뢰침 끝단으로 (+)전하가 집중되어 전기적으로 절연된 원형 원판 도체에는 (-)전침과
절연된 쌍극자 원형원판과 피뢰침 옆면의 브러시 사이에서 코로나방전이 활발하게 일어나면서
대지 중에 전하를 분산시킨다. 따라서 건물전체에 대전된 양전하가 공기중에 분산됨으로써
평행 평판 전극을 형성함으로써 뇌운과 대지가 침대 침이 아닌 평판대 평판 전극화 하고
건축물 상단에 집중전개가 Zero가 되어 낙뢰의 선행 방전이 일어나기 곤란하게 하고
대지와 뇌운사이의 전계를 평등전계로 하여 건물이나 보호대상물을 낙뢰로부터 예방하는
장치가 “쌍극자 피뢰침”의 원리이다.
이와 같이 이루어진 피뢰장치를 건물의 최상단과 요철부분에
설치하게 되면, 뇌운 접근시 쌍극자 원형원판 도체와 피뢰침 지지부에 연결된 브러시에서
선행방전(코로나)을 일으켜 대기 중에 전하를 분산시킴으로써 뇌운과 대지 건물과의 전계를
감소시켜 낙뢰를 예방, 낙뢰로부터 건물을 보호하게 한다. 혹 낙뢰가 발생한다 하더라도
이미 충분히 전하를 분산하였기 때문에 충격전류의 크기가 대폭 감소하는 효과를 볼수
있다.
쌍극자피뢰침 방전 정전유로 원판 내부에 삽입되어 있는
유전체물질은 정전용량 값을 높여주는 특수 유전체로 구성되어 있어 낮은 전압에서 부드러운
방전이 되도록 하면서 방전 주파수를 높혀 전체 방전량을 증가시키는 효과를 갖도록 되어
있다. |
