LPMS(LEMP 보호대책)

왜 배우는가: LPMS는 낙뢰와 뇌서지로 인한 전자·정보설비의 오동작과 고장을 막는 체계이며, 건축물의 고층화와 전자설비 증가로 실무 설계에서 필수가 되었다. 기술사 시험에서도 LPZ 대책, 본딩망, 설계 절차를 묻는 문제가 반복적으로 출제되므로 개념의 출발점을 정확히 익혀야 한다.

출제 이력: 제124회 2교시 4번, 제108회 2교시 1번, 제103회 3교시 4번, 제96회 2교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

LPMS는 뇌전자임펄스(LEMP)로부터 건축물 내부 전기·전자설비를 보호하기 위해 뇌보호영역(LPZ) 경계의 본딩과 차폐, 서지보호장치(SPD) 등을 조합한 보호대책 체계이다.

• 핵심 키워드: 뇌전자임펄스(LEMP), 뇌보호영역(LPZ), 등전위본딩, 본딩망, 차폐, 서지보호장치(SPD), 내부피뢰시스템, 보호대책시스템(LPMS)

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면, 번개가 건물 가까이 치면 주변에 강한 자기장과 전기장이 생기고, 그 영향으로 건물 안의 전선과 금속 배관에 과전압이 걸린다. 이때 컴퓨터, 통신장치, 제어반이 오동작하거나 고장 난다. LPMS는 이런 영향을 줄이기 위해 건물 안을 여러 구역으로 나누고, 구역 경계마다 금속을 서로 연결하고 서지를 막는 장치를 설치하는 방법이다.

정식 정의는 다음과 같다. 내부피뢰시스템은 뇌등전위 본딩과 외부피뢰시스템의 전기적 절연으로 구성된 피뢰시스템의 일부이다. LEMP(Lightning Electromagnetic Impulse)는 뇌전자계 임펄스를 뜻하고, LPMS(LEMP Protection Measures System)는 뇌전자계 보호시스템을 뜻한다.

뇌보호영역(LPZ)은 뇌전자계 환경의 세기에 따라 건물 내부를 구획한 영역이다. LPZ 0은 직격뢰와 전자계에 직접 노출된 외부 영역이고, LPZ 1 이후로 갈수록 전자계가 약해진다. 구역 번호가 커질수록 보호 수준이 높아진다.

등전위본딩은 도전성 부분을 전기적으로 서로 연결해 전위차를 줄이는 작업이다. 뇌전류가 흐를 때 금속체 사이에 생기는 전위차가 불꽃 방전을 일으키므로, 이를 막는 핵심 수단이다.

본딩망은 건물 내부 금속 구조물, 배관, 케이블 트레이, 기기 외함을 격자 형태로 촘촘히 연결한 망이다. 본딩망의 메시(격자) 크기가 작을수록 내부 자기장이 줄어든다.

차폐는 케이블 쉴드나 금속 공간으로 외부 전자계가 내부로 들어오는 것을 줄이는 방법이다.

서지보호장치(SPD)는 과도적인 과전압을 제한하고 서지전류를 분류하는 장치이다. 전원용 SPD는 50/60Hz 교류 정격 1000V 이하 전원에 접속하는 기기를 보호하기 위해 시설하며, 1개 이상의 비선형소자를 내장한다.

3. 등장 배경과 필요성

건축물에 낙뢰가 직접 떨어지면 기계적 손상, 고온의 플라즈마, 아크, 도체 발열로 화재와 폭발이 생길 수 있다. 저항성 결합과 유도성 결합으로 과전압이 생기면 화재나 인체 상해로 이어질 수 있다. 여기에 LEMP로 인한 내부 시스템의 오동작과 고장이 더해진다.