전기.LBS.피뢰기 - 지하 수변전실인데도 피뢰기는 왜 LBS 뒤(변압기 측)에 두나?

2월 19, 2026

지하 수전실 + 변압기 중성선/접지 경로로 낙뢰 유입 가능성)까지 한 번에 정리했습니다.

지하 수변전실인데도 피뢰기는 왜 LBS 뒤(변압기 측)에 두나? (KEC 실무 정리)

지하에 수변전실이 있으면 “낙뢰는 지상에서 맞는 건데, 굳이 피뢰기(피뢰기/LA)를 LBS 뒤에 둘 필요 있나?”라는 질문이 자주 나옵니다.
결론부터 말하면 지하 수전실이어도 낙뢰 서지(과전압)는 케이블·접지·중성점 경로로 충분히 유입/영향을 줄 수 있고, 그래서 피뢰기는 ‘보호 대상(변압기/케이블/계기)’에 최대한 가깝게, 보통 **LBS 부하측(뒤쪽)**에 두는 게 실무적으로 가장 안전합니다.

1) “지하라서 낙뢰 없다”가 아닌 이유: 서지는 ‘공중선’만 타지 않는다

낙뢰 서지는 꼭 가공선로로만 들어오지 않습니다. 현장에서는 보통 아래 3가지가 핵심입니다.

(1) 지중 인입 케이블을 통한 서지 전달

낙뢰는 인입점 주변 전자기장 변화로 유도서지를 만들고, 이게 지중 케이블에도 전달될 수 있습니다.

(2) 접지 전위상승(GPR: Ground Potential Rise)

낙뢰전류나 고장전류가 접지극/접지망으로 흘러가면 접지점 자체 전위가 순간적으로 상승합니다. 이걸 **대지전위상승(GPR)**이라고 합니다. (국가철도공단)

(3) 중성점(변압기 중성선/접지) 경로

변압기 중성점이 접지돼 있으면, 낙뢰 시 접지망 전위 상승 → 중성점 전위 상승 → 권선 절연 스트레스 증가로 이어질 수 있습니다. (즉 “중성선으로 낙뢰가 유입될 수 있냐?”는 질문에 대해, 실무적으로는 ‘전위상승/등전위 붕괴’ 형태로 충분히 문제가 된다가 핵심입니다.)

2) 그래서 피뢰기는 왜 “LBS 뒤(변압기 측)”가 기본 배치인가

수전설비에서 피뢰기(LA)의 목적은 한 줄로 정리하면 이겁니다.

“보호할 설비 바로 앞에서 서지를 잡아 대지로 방전시켜, 그 설비의 절연이 받는 전압을 제한한다.”

실무 배치로 보면 대개 이렇게 갑니다.

전원(수전) → LBS(+PF) → 피뢰기(LA) → 변압기(1차) → 부하

이 배치가 유리한 이유는 3가지입니다.

(1) 보호 대상(변압기/케이블/계기) “바로 앞”에서 잡는다

피뢰기는 가까울수록(리드선/접지선 짧을수록) 잔류전압이 낮아져 실제 보호 성능이 올라갑니다.
LBS 앞에 두면 LBS~변압기 구간이 길어질 수 있고, 그만큼 “실제 보호”가 약해질 수 있습니다.

(2) LBS가 열려도 ‘변압기 쪽’ 보호가 유지되는 설계가 쉽다

LBS가 개방(정전작업/사고분리)되는 상황에서도, 변압기·변압기 접지계통은 여전히 외부 접지망과 전위상승 영향권에 있을 수 있습니다.
그래서 변압기 쪽에 피뢰기를 두는 게 “작업상태/계통상태 변화에도 보호가 일관”됩니다.

(3) KEC의 기본 취지와 맞다: 서지보호는 인입/경계 및 보호구역(LPZ)에서 단계적으로

KEC는 낙뢰·서지 보호를 인입점/구역 경계에서 단계적으로 적용하는 철학(LPZ 개념)을 가져갑니다. KEC 요약 자료에서도 인입구/본딩 불가 시 SPD 설치 같은 맥락이 반복됩니다. (dypp.co.kr)

참고로, 교육/문제풀이 자료에서도 **KEC 341.13(피뢰기 설치장소 기준)**을 근거로 “피뢰기를 해당 위치에 설치해야 한다”는 식으로 설명합니다. ((주)다산에듀)

3) “그럼 LBS 앞에 두면 안 되나?” — 현실 답: ‘단독으로는 부족’이 많다

현장에서는 이렇게 정리합니다.

LBS 앞에만 피뢰기를 두면
→ 변압기/케이블을 ‘가까이’서 보호하지 못하는 경우가 생깁니다.
반대로 낙뢰 위험이 크거나, 인입 케이블이 길거나, 외부 환경이 거친 곳은
→ 인입부(전원측) + 변압기 전단(부하측) “2단 보호”를 검토하기도 합니다.

즉, “앞에 두면 절대 안 된다”가 아니라
✅ 변압기 보호 목적이라면 ‘뒤쪽(변압기 측)’이 기본이고
✅ 조건이 빡세면 **앞쪽을 ‘추가’**하는 식이 실무적으로 안전합니다.

4) 지하 수전실에서 더 중요한 체크포인트 5가지 (실무용)

체크 1) 피뢰기 접지선은 “짧고 굵게, 직선으로”

피뢰기 성능은 제품 스펙만큼이나 리드선/접지선 배선 품질이 좌우합니다.
가능하면 루프(원형) 금지 / 급격한 굴곡 최소 / 공통 접지 바(동바) 근접 접속.

체크 2) 등전위 본딩(통합접지) 상태 확인

지하실은 구조물 철근, 금속 덕트, 배관 등 본딩 대상이 많습니다.
본딩이 어설프면 낙뢰 시 설비 간 전위차가 커져 2차 피해가 나옵니다.

체크 3) 변압기 중성점 접지 방식(직접/저항/비접지)과 보호협조

중성점 접지 방식은 이상전압 억제 목적과도 연결됩니다. (kocw-n.xcache.kinxcdn.com)
계통에 맞게 보호협조(지락계전, 피뢰기 정격)까지 같이 봐야 합니다.

체크 4) 개폐서지(VCB/개폐기) 영향이면 “서지흡수기” 영역도 같이 검토

낙뢰만이 아니라 개폐서지가 문제인 경우(특히 몰드/건식변압기 등)에는, 피뢰기만으로 끝내지 않고 개폐기 후단~보호대상 전단 사이에 서지흡수기 적용을 검토하는 흐름이 많습니다. ((주)다산에듀)

체크 5) 저압측(SPD)도 같이 잡아야 “전자장비”가 산다

요즘 사고는 변압기보다 저압측 인버터/PLC/서버/계측이 먼저 나가는 케이스가 흔합니다.
KEC에서도 낙뢰 과전압 보호 목적으로 SPD 설치 요구 취지가 분명합니다. (G2B)

5) 현장 Q&A 한 줄 정리

Q. 지하 수전실이면 낙뢰가 중성선으로 ‘직접 들어오나’?
A. “선로를 타고 들어온다”보다, 낙뢰/고장으로 **접지 전위가 상승(GPR)**하면서 중성점/접지 기준이 흔들려 절연이 스트레스를 받는 구조가 실무 포인트입니다. (국가철도공단)

Q. 그래서 피뢰기는 LBS 뒤가 맞나?
A. 변압기 보호 목적이면 **LBS 부하측(변압기 측)**에 두는 게 일반적으로 가장 합리적입니다. (보호대상 근접, 배선짧게, 보호 일관성)

Q. LBS 앞은 아예 금지?
A. 단독으로는 부족한 경우가 많고, 필요하면 전원측+부하측 2단 보호로 가는 게 현실적인 답입니다.

마무리: “위치”보다 더 큰 승부처는 ‘배선/본딩/구역설계’다

피뢰기를 LBS 뒤에 두는 건 방향성이고, 실제 사고를 줄이는 건

피뢰기 접지선 길이/배선
통합접지·등전위 본딩
저압 SPD 단계 구성
개폐서지(서지흡수기) 대응

이 4개가 실제로 더 큰 차이를 만듭니다.

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