피뢰기의 기능과 원리에 대한 전기 설비 지식을 확인한다. 전력 시스템 보호에 필요한 핵심 장비에 대한 이해도를 평가한다.
이 질문 뒤에 면접관이 확인하려는 것은 따로 있습니다.
피뢰기는 낙뢰나 개폐 서지 등 과전압이 발생했을 때 이를 대지로 방전시켜 전기 설비를 보호하는 장치입니다. 정상 상태에서는 절연을 유지하다가 설정된 제한 전압을 초과하면 도통해 에너지를 흘려보내는 방식으로 동작합니다. 예전에는 갭형 피뢰기를 많이 썼는데, 지금은 `ZnO`(산화아연) 소자 기반의 갭리스형이 주로 사용됩니다. 비선형 특성 덕분에 정상 전압에서는 거의 전류가 흐르지 않고, 과전압 시에만 낮은 저항으로 바뀌는 구조입니다. 설치 기준으로는 변압기 1차·2차 측, 선로 인입점처럼 과전압이 직접 설비에 전달될 수 있는 지점에 설치하고, 접지 저항을 낮게 유지하는 것이 중요합니다.
점검 시에는 누설전류와 동작 카운터를 확인해 열화 여부를 판단하는데, 누설전류가 기준치를 초과하면 교체를 고려합니다.
피뢰기는 낙뢰나 개폐 과전압이 발생할 때 전력 설비를 보호하는 장치입니다. 변전소 점검 현장에 참여했을 때, 누설전류가 기준치인 1mA를 초과한 ZnO 소자 피뢰기를 발견하고 교체한 경험이 있습니다. 외관상 균열은 없었지만 동작 카운터가 수십 회를 넘긴 상태였고, 비선형 저항 특성이 무너지기 시작한 것이 누설전류 데이터에서 확인됐습니다.
ZnO 소자는 정상 전압에서 고저항을 유지하다가 제한 전압 이상에서만 급격히 도통하는 구조인데, 열화가 진행되면 낮은 전압에서도 전류가 새기 시작합니다. 접지 저항을 충분히 낮게 유지하는 것이 방전 경로를 안정적으로 확보하는 핵심이고, 설치 위치는 변압기 1차·2차 측과 선로 인입점이 원칙입니다.
점검은 연 1회 이상 누설전류 측정과 동작 카운터 확인이 기본이며, 기준치를 초과한 경우 외관과 무관하게 교체하는 것이 설비 보호의 원칙입니다.
피뢰기를 설명할 때 저는 왜 그 위치에, 어떤 사양으로 설치되는가에서 시작합니다. 핵심 선정 기준은 공칭방전전류와 제한전압입니다. 공칭방전전류는 피뢰기가 방전할 수 있는 전류 크기, 제한전압은 방전 시 피보호 기기 단자에 걸리는 최대 전압입니다. 제한전압이 낮을수록 설비 보호 성능이 좋지만, 그만큼 소자의 에너지 내량도 충분해야 합니다.
계통 전압과 절연 협조 관계를 고려해 내뢰 레벨(BIL)에 맞는 사양을 선정하는 것이 설계의 핵심입니다. 갭리스형 ZnO 피뢰기가 현재 표준인 이유도 여기 있습니다. 응답 속도가 빠르고 반복 동작에도 특성 변화가 적어 절연 협조 설계를 단순화할 수 있기 때문입니다. 설치 후에는 누설전류 트렌드를 주기적으로 추적해 열화 징후를 조기에 파악하는 것이 설비 보호를 완성하는 마지막 단계입니다.
답변에서 흔히 빠지는 것들 — 빠져 있으면 꼬리질문이 깊어집니다.
이 질문에 이어 한국전력공사 전기기술 면접관이 던질 가능성이 높은 후속 질문.
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