by TIMO
먼저, 낙뢰와 써지는 개념이 다르다.
낙뢰는 Lighting. 구름에서 땅으로 흐르는 거대한 전류이고 Surge는 흔히 시스템에 유입되는 불확정의 강력한 전기 에너지를 의미함. 그래서, 낙뢰 검출 센서와 써지 검출 센서는 동작 방법, 사용 방법이 달라야 한다. (써지 검출기를 낙뢰 검출기라고 하는 경우가 있어서 적어둠)
○ 예를 들어 써지는,
1) 유입 가능성이 있는 라인에 여하한 픽업 센서를 배치하여 이벤트를 기록하고, 2) 써지가 특정점 이후로 전달되는 것을 즉시 차단한다. 흐름, 경로를 상정하기 때문에 차단이나 모니터링의 논리가 간명함. 산업용 시스템에서는 필수 항목. 그래서, 인터넷에는 다양한 제품 솔루션이 전시되어 있다.
○ 낙뢰의 경우는 대응이 상당히 어렵다.
산업용 시스템 분야에서 표준 써지는 정의되어 있다. 그러나 낙뢰는 물리적으로… 정의 자체가 매우 모호함. 에너지 강도의 차원이 크게 다르고, 근본적으로 완전한 중구난방의 자연현상이니까.
그리고 낙뢰가 라인을 타고 시스템 쪽으로 유입된다면, 시스템이 Surge로 취급하면 그만이다. 그런데 구리 선이 없는, 완전히 개방된 공간이라면? 예를 들어, 넓은 야적장에는 전기가 흐르는 라인이 없다. 피뢰침도 없고, 아무것도 없음. 그런데, 그곳에 낙뢰가 떨어졌고 모종의 기재에 의해서, 보관 중 자재가 파손되거나 화재가 발생할 수도 있다. 지구 위에, 이상하게 낙뢰가 빈번한 곳이 따로 있으니까 문제인 것.
참고로, 기상청은 피뢰침에 써지 감지 장치 유사품을 붙인 상태로, 전국 단위 특정 개소의 낙뢰 현황을 모니터링하고 있음.
“… 기상청은 1987년에 LLP(Lightning Location and Protection) 시스템을 도입, 한반도에서 발생하는 낙뢰현상을 관측해 예보업무에 활용하여 왔으나, 장비 노후화 등의 문제로 2001년 10월 IMPACT·LDAR II(Improved Accuracy from Combined Technology. Lightning Detection And Ranging II)시스템을 도입·운영하였다. 기존의 LLP 시스템에 비해 IMPACT·LDAR II시스템은 방전현상의 90%이상을 차지하고 있는 것으로 알려져 있는 구름방전을 관측할 수 있었다. 현재 기상청에서 운영 중인 LINET(LIghtning NETwork) 낙뢰관측시스템은 2014년에 독일의 nowcast사로부터 도입된 장비로, 하나의 센서가 대지방전과 구름방전을 모두 관측할 수 있다. 낙뢰의 발생시각, 위치, 강도, 극성 등의 낙뢰관측자료는 시각화되어 홈페이지와 모바일 웹 서비스를 통하여 국민에게 제공되고 있다…”
● 이슈 도출
상황에 대비하는 인간의 대비책은 두 가지.
하나는 차단. 피뢰침을 쓰면 된다. 다른 하나는… 예를 들어, 인화 물질을 잔뜩 보관한 야적장이라면 낙뢰가 어떤 시간, 어떤 빈도, 어떤 강도로 내리치는지를 확인할 필요가 있다. 너무 넓어서 그리고 그렇게까지는 아니기에 피뢰침으로 대응하기 어려운 형편이라고 가정할 때의 해법은,
“AM 라디오 틀어 놓기”
누군가 24시간, 365일 책상에 앉아서, 거의 무음 상태인 채널로 돌린 다음에, 라디오에서 찍~찌찍~ 소리가 들릴 때 시간을 기록하고 소리의 크기도 기록하고. 그러면 됨?
말만 그렇다. 9,855시간을 집중할 사람은 없다. 벌건 대낮에 내리치는 마른번개는? 주변 잡음은? 10만 평의 어디에?
● 해결 방법
1) 표준 낙뢰의 속성 정의
2) 무선 기능, 자가 동력 공급 기능 등을 탑재한 Pole을 야적장 지정 포인트에 꽂기 → 가장 넓은 범위의 RF 감지 + 감지 반경 검사 → 낙뢰 표준에 맞는 FFT 스펙트럼 윈도우 선택 → 관측 데이터 분석 → 낙뢰 판정 후 각종 정보 기록 → ISM 밴드 무선 → 서버 전송 → 대이터베이스 기록과 통계 → 보관 물품의 위치 변경 등 적절한 오프라인 대책 시행.
● R&D 규모
– 특허 출원
– 초고전압 유사 낙뢰를 발생시킬 수 있는 테스트 베드에서 실효성을 입증하는 1식 프로토타입 기준, 기본 6개월+예비 1개월.
