일반 돌침형 피뢰침은 안전한가?

피뢰침은 「낙뢰를 피하는 침」이라고 쓰지만, 건물자체를 낙뢰로부터 보호하려는 목적으로 높은 건물 위에 설치되고 있다. 그러나 피뢰침이 반드시 낙뢰를 끌어 들인다고는 할 수 없다. 낙뢰가 발생해도 피뢰침을 비켜서 건물자체로 떨어지는 경우도 제법 있다.

뇌운이 피뢰침 위에 왔을 때 피뢰침은 뇌운에 대해 어떻게 움직일까, 피뢰침을 낙뢰가 직격할 조건은 어떻게 해서 결정될까, 뇌전류가 피뢰침에 연결된 도선을 빠져 나갔을 때 어떠한 일이 일어날까 등은 흥미 있는 부분이다.

1.  뇌는 뾰족한 물체를 좋아한다.

전기의 힘이 모이는 법

금속 등 전기가 통하는 물체를 마주 보게 하여 전압을 인가하면 그 사이에 전계가 발생한다. 이 전계의 강도에 따라서는 그 사이에 전기가 흘러 방전이 일어나는 경우가 있다. 만약 전압의 크기가 같다면 전극의 형상에 따라 방전이 일어나기 쉬운 정도가 다르다는 것을 알 수 있다. 이것에 관해 생각해 보자.

그림 1에는 같은 크기의 정(正) 전하를 크기가 다른 두 개의 금속구에 가했을 때 밖을 향해 나오는 ⌜전기력선의 이미지⌟를 나타내고 있다. 떨어진 전하끼리의 사이에는 쿨롬力(Coulomb force : 전기의 힘)을 발생시킬 수 있다. 전기력선은 각각의 전하에서 자라난 힘을 이미지화하여 인간이 이해하기 쉽도록 고안한 가공의 곡선이다. 이 전기력선이 표면을 수직으로 통과할 때의 수가 많을수록 전계가 강해진다.

그림 1에 (a)는 작은 구전극을 (b)는 비교적 큰 구전극을 나타내고 있다. 각 전극에 가해진 전하의 크기가 같은 경우는 크기에 관계없이 전극에서 나오는 모든 전기력선의 수가 같게 된다. 그러나 구전극 표면에서 같은 면적에 주목하면 거기에서 나오는 전기력선의 수는 (b)보다 (a)가 많다는 것을 알 수 있다. 따라서 같은 전하가 가해져도 구전극 부근의 전계강도는 (a)가 크다고 할 수 있다.

왜 이런가 하면 그림 (c)가 참고가 되리라 생각한다. (a), (b) 구전극의 중심을 일치하도록 표시하면 두 개의 구전극에서 나가는 전기력선 수의 총계는 같다는 것을 알 수 있다. 그러나 (c)는 구전극 표면적이 클수록 전기력선 수의 표면 밀도가 낮아지는 것을 나타내고 있다.

이러한 전기력선의 수나 모이는 법에 관한 성질을 정리한 것을 「가우스의 법칙」이라 부른다. 이 법칙에 의하면 금속이나 절연물 내로 받아들여진 전체 전하의 크기만을 안다고 한다면 전기력선 수나 밀도, 즉 전계의 강도를 계산할 수 있다. 또한 반대로 물체표면의  전계 강도를 알면 물체 내부의 전하 크기를 알 수 있다.

그림 1  같은 정(正)전하의 전기력선 밀도

뾰족한 전극의 능력

그림 1의 설명에서 전극 간에 전압을 가한 경우, 전극 선단부가 좀 더 날카롭고 뾰족할수록 전기력선이 모이기 쉽고 전극부근의 전계가 상당히 강해진다.

또한 전극 간에 직류전압을 가한 공간 안에 금속이나 절연체의 부유물체를 놓을 때도 같은 일이 일어난다. 정(正) 전압 측의 전극에 가까운 부유물체 표면에는 부(負) 전하가, 그 반대 표면에는 정(正) 전하가 정전유도현상에 의해 나타난다. 이때도 부유물체가 전극방향에 맞서 날카롭고 뾰족하면 각각의 선단에 보다 큰 전하가 모이고 전기력선 수의 밀도가 높아지기 때문에 상당히 강한 전계가 나타나게 된다.

이것과 비슷한 경우가 지상의 높은 곳에 세워진 피뢰침의 상공에 뇌운이 나타났을 때에 일어난다. 즉 정전유도현상에 의해 뇌운과 역부호의 전하가 피뢰침 선단에 나타난다. 그러면 그 전하의 대부분은 앞서 설명한 바와 같이 피뢰침의 가장 끝부분에 모이게 된다. 피뢰침의 선단은 전기력선의 밀도가 다른 금속부분보다 높아져 방전이 일어나기 위한 전계의 강도에 가까워진다.

피뢰침 선단의 전계가 번개를 일으키기까지의 강도가 되지 않을 경우에도 피뢰침의 선단에서 발광을 볼 수 있는 경우가 있다. 이것은 뇌방전에는 미치지 않지만 침선단의 주변 공기로 부분방전(코로나 방전)이 일어나 거기에서 발생한 프라즈마에서 빛이 나오는 것이다. 이 발광은 「성 엘모 불(뇌운 밑에서 병사가 지닌 창의 끝이 발광하는 현상)」이나 「킬리안 방전사진(고전압을 인가한 식물의 잎 주변이 발광하는 현상을 찍은 사진)」등과 같이 전계가 부분적으로 강하기 때문에 일어나는 방전현상이 원인이 되고 있다.

또 선단부분의 발광 방식에는 전하의 부호에 의해 몇 개의 패턴이 있는 것을 알 수 있다. 뾰족한 부분이 정(正) 전압인 경우는 가속된 전자가 모이는 도중에 빈번하게 전이를 일으켜 밀도가 높은 프라즈마가 생겨 명확한 발광부분이 생긴다. 뾰족한 부분이 부(負) 전압인 경우는 정(正)이온이 가속되지만, 발광자체는 비교적 어둡기 때문에 영역도 분명하지 않다.

2.  뇌전류가 통하는 길

뇌전류의 길은 여러 가지

낙뢰가 떨어지면 흐르는 뇌전류는 일순간 존재하는 모든 통로를 찾으면서 진행해 간다. 이 통로는 대기 중의 일부를 전기로 바꾼 길이기도 하고 건물의 최상부에 설치된 피뢰침에 연결된 긴 전선의 길이기도 하지만, 최종적으로 뇌전류는 대지로 들어가 소멸된다.

뇌전류가 대기 중을 지나갈 경우에도 지금까지 설명했던 2종류의 길로 나눌 수 있다.

하나는 뇌전류가 대기 중의 공기분자 그 자체를 흩어지게 하여 전기를 만들면서 통하는 길(正負의 전하로 만들어진 길)인 번개이다. 다른 하나는 번개 주변에서 발생하여 멀리 있는 모든 장소까지도 전해지는 전파의 길이다. 이 전파는 번개전류의 크기에 따라 커지고 번개가 통하는 길에 비해 훨씬 넓게 분포하여 주파수 10㎐정도의 슈만전파 등은 지구의 상공 전체를 (지구의 안쪽까지도) 회전할 수도 있다.

금속봉의 피뢰침에 뇌전류가 들어가는 경우는 거기에 연결되어 있는 전선이나 금속성 구조물 등의 복잡한 길을 통해 대지에 도달한다. 뇌전류가 전선을 통하는 경우에는 뇌전류의 흐름법이 빨라지거나 느려지거나 할 경우가 있다. 이것은 전선의 전기적인 성질이 전선의 재질이나 형상 등에 의해 변하기 때문이라 생각된다.

뇌전류는 시간적으로 급격히 변화하는 임펄스 전류(상당히 짧은 시간 내에 흐르는 커다란 전류)로 교류전류의 일종이다. 이것이 피뢰침에 연결된 전선을 흐르는 속도는 그 형상이나 재질에 민감하여 전류의 흐름법이 변하는 경우가 있다. 전선 중의 교류전류의 흐름법을 지배하는 것은 앞서 말했던 인피던스라고 불리는 것이다. 이것에 대해서는 다음에 설명하겠다.

전기를 열로 바꾸는 저항의 길

번개에 의해 뇌전류가 흐르는 길은 여러 가지가 있지만 전류가 흐르는 길의 거리가 각각 같다고 해도 흐르는 크기나 속도는 같지 않다.

그림 2와 같이 교류전압을 가해서 교류전류가 흐르는 길은 3종류로 나눌 수 있다.

먼저 그림 2 (a)에 표시한 저항의 길이다. 이것은 보통 구리 등의 재료를 사용한 전선에서는 굵기 1㎜, 길이 1m당 0.02Ω 정도로 작은 저항이지만, 반드시 존재하고 있다. 그러나 같은 굵기로 전선 길이가 100m가 되면 저항은 2Ω이 되고, 500m에서는 10Ω으로 길이에 비례하여 커지기 때문에 장거리에서는 무시할 수 없는 것이 된다.

저항의 성질중 하나는 전기 에너지(시간당 전기 에너지로는 전력)를 흡수하면 열에너지로 변하는 움직임이 있다. 이때의 열을 쥴(Joule)열이라 하고 단위는 칼로리를 사용한다.

예를 들면 1회의 뇌전류가 1만분의 1초간에 10만 암페어 정도 피뢰침에 흐르고 피뢰침에 접속한 구리 전선의 굵기가 5㎜, 길이 50m라고 가정한다. 이때의 저항은 0.04Ω이고 전선전체에 모인 쥴열은 1만 칼로리가 된다.

동선의 밀도와 비열을 이용하면 전선전체의 온도가 몇도 상승하는가도 계산할 수 있다.

구리의 밀도는 1㎥당 8,930㎏이므로 전체 약 8.9㎏의 무게이다. 또한 구리의 온도가 1℃상승하는데 1㎏의 무게로 약 90칼로리의 에너지가 필요하다. 이들 값을 사용하여 계산하면 전선은 약 12℃정도 따뜻해지는 것이다. 이 온도상승이 의외로 작다고 느껴질 수도 있지만, 1회의 뇌전류가 1만분의 1초간 밖에 흐르지 않는 것이 원인이 되고 있다. 만약 1초간 뇌전류가 흐르면 상승온도는 1만배인 12만℃가 되어 전선은 흔적도 없이 녹아 없어질 것이다.

그림 2  뇌전류의 통로

뇌전류가 단시간에 간헐적으로 흐르는 것이 있지만, 지금까지의 세계 최고기록으로는 여름 뇌가 26회까지로 보통은 10회만 되도 많은 편이다. 그래서 좀 전에 예로 들었던 뇌전류가 10회 연속해서 흐르고 그 열이 전부 달아나지 않는 것으로 계산하면 120℃의 온도상승이 된다.

이와 같이 전류가 긴 전선을 흐를 때 전선은 저항에 의한 쥴열에 따라 따뜻해짐과 동시에 지면에 가까운 전선의 끝부분에서는 전력이 소비되어 버리기 때문에 크기는 작아지고 있다는 것을 예상할 수 있다. 그 때문에 낙뢰가 상당히 약해지는 것이 아닐까 생각되지만, 반드시 그렇다고는 말할 수 없다. 왜냐하면 원래 뇌운이 가지고 있는 전체 전력량에 비해 좀 전의 전선에서 없어지는 전력은 1만분의 1에서 10만분의 1 정도의 약간의 손실뿐이기 때문이다.

저항의 성질은 전하의 흐름(전류)의 스피드를 억제하도록 움직여서 그 스피드가 저하된 만큼의 에너지를 열로 바꾸는 것이지만, 또 하나 전류가 흐르면 저항의 입구에서 전하를 축적해 전하가 흐르는 양의 일부를 막는 움직임(전하의 관문의 역할)을 하는 성질도 있다.

전하의 관문에 따라 전체를 흐르는 전류를 작게 한다. 막았던 전하는 전압을 만드는 근원이 되기 때문에 그들이 많이 모이면 저항의 입구에서 큰 전압이 발생한다. 그 전압의 방향은 흘러들어 가는 전하의 역방향이 된다.

따라서 피뢰침에 접속한 전선이 도중에 큰 저항을 입으면 뇌전류가 흘러들어 간 경우 그 저항의 양단에 전압이 높아지고 조건에 따라서는 전선의 표면에 전류가 흘러 전선재료나 다른 부분을 파괴하는 연면방전이 일어날 가능성이 있다. 그 때문에 낙뢰가 피뢰침의 전선을 소손시키거나 하면 2차 화재를 일으키기 때문에 피뢰침이나 전선의 저항값(즉 전선의 단면적 크기)에는 주의가 필요하다.

교류전류를 늦추는 코일의 길

코일의 가장 알기 쉬운 성질은 가는 전선을 둥근 기둥에 수십 회 정도 감고 양단에 전지를 연결하면 코일이 전자석이 되는 것이다. 코일 안에 철못을 넣으면 클립이나 사철 등을 많이  끌어당길 수 있다.

한편, 코일에 교류전압을 가해 교류전류를 흐르게 한 경우 기묘한 일이 일어난다. 같은 시간에 교류전압과 교류전류가 출발해도 교류전류는 교류전압에 비해 일정 시간 늦게 관측된다. 이것은 코일에 교류전류를 흐르게 함으로써 코일이 시간과 함께 변화된 자석의 움직임을 나타낸 것이 원인이 되고 있다.

일반적으로 전선에 전류를 흘리면 그 주변에 자기 에너지가 모여 자계라고 불리는 자기의 공간이 생긴다. 자계는 자기 에너지의 근원인 자력선이 모여 있어 사철을 종이에 뿌려 아래에서 자석을 가까이 대어서 생기는 패턴 같은 것이라 생각된다. 「자계의 강도」는 길이 1m당 전류의 크기로 나타낸다. 1㎡의 면적을 통과하는 자력선의 수는 「자속 밀도」라 하고 단위는 테슬라(tesla)(T)로 표시한다. 자계는 전하가 존재하는 그 주위에 전계라고 하는 전기 에너지가 모인 공간을 만드는 것과 비슷하지만, 실제로는 전하와 같이 단독으로 존재하는 자하는 없다.

그림 2 (b)와 같이 코일에 교류전류가 흘러 자계의 크기가 변화되면 코일 양단의 자계 변화를 부정하려는 방향으로 전압이 발생한다. 이것은 「패러데이의 전자유도현상」이라고 알려져 있고 전류가 시간적으로 변화될 때만 역방향의 전압이 발생한다. 코일과 전기의 경우는 묶거나 띄우거나 하는 순간만 발생하지 않는다.

원래 코일에 흐르고 있는 교류전류는 코일의 전자유도현상으로 발생한 역방향의 전압 때문에 그 흐름이 일정시간 억제되어 교류전압에 비해 교류전류가 느려지는 것이라고 생각된다. 전류의 흐름이 일정시간 멈춰지는 것은 교류에 대한 저항과 같은 현상으로 이것은 코일의 인덕턴스가 원인이라고 생각된다.

인덕턴스를 물체운동의 세계로 설명하려고 하면 뉴턴의 관성의 법칙이 적합하다고 생각한다. 정지해 있는 물체는 언제까지나 그 장소에 머물고 움직이고 있는 물체는 언제까지나 움직임을 계속하려는 법칙이다. 즉 어떤 물체에 외부로부터 힘이 가해지면 같은 상태를 유지하기 위해 저항하는 힘이 움직이는 것이다. 코일의 경우도 마찬가지로 갑자기 전류가 흐르기 시작하면 코일 내부에 역기전력이 나타나 전류의 흐름을 막으려는 움직임이 생겨난다.

교류전류를 빠르게 하는 콘덴서의 길

콘덴서는 내부에 전선이 연결되어 있지 않지만, 교류전압을 가하면 교류전류가 흐를 수 있다. 뇌운과 대지 사이의 방전과 같이 공기를 파괴하여 전기의 통로를 만들기 위함은 아니다. 교류전류가 콘덴서를 흐르는 것은 뇌운의 바닥과 대지 사이에 역부호 전하가 발생하는 정전유도현상과 비슷한 동기가 원인이 되고 있다.

그림 2 (c)에 나타낸 것과 같이 콘덴서는 기본적으로 절연물을 끼운 2개의 전극에서 만들어져 전압을 가한 순간은 전극의 내측에 가했던 전압과 역극성 전하가 나타난다. 이것은 「분극전하」라고 불리는 절연물에 전극을 사용해서 전압을 가했을 때 나타나는 특징적인 성질이다.

한편 콘덴서의 양단에 전선을 연결하여 직류전압을 가하면 연결되어 있는 전선 안의 전자가 전압의 정(正)극측을 향해 달리고 전압의 부(負)극측에서 전자가 튀어나와 콘덴서로 향해 달린다. 이 짧은 시간에 전류가 흐른다.

직류전압을 교류전압으로 하면 전압의 극성이 바뀔 때마다 전자가 전선 안을 역행하여 이동한다. 그 때문에 콘덴서 안에서는 마치 전류가 흐르고 있다고 생각될 수 있다. 이 때 콘덴서를 흐르는 전류를 「변위전류」라고 한다. 뇌운과 대지 사이를 자유롭게 날아 돌아다니는 전파의 구조도 이 변위전류 방식이 기초가 된다.

그러나 이 변위전류의 변화에 대해서 분극전하는 어느 일정시간 늦게 나타나기 때문에 교류전류에 대한 교류전압의 늦은 시간이 발생하게 된다. 이것은 코일인 경우와 반대 현상이라고 할 수 있다. 이 경우 교류에 대해서 저항과 같은 현상을 만들어 내고 있는 것은 콘덴서의 「캐퍼시턴스」라고 불리고 있는 것이다.

캐퍼시턴스를 물체연동의 세계로 설명하려고 하면 뉴턴의 역학법칙 가운데 작용 반작용의 법칙이 적합하다고 생각한다. 작용 반작용은 벽을 손으로 누르면 반대로 벽에서 그 힘을 받고 있다고 느껴지는 현상이다. 콘덴서의 경우도 외부에서 전압이 가해지면 전극 간에 서로 끌어당기는 힘이 발생하지만 내부 절연체의 분극전하에 의해 역방향과 같은 힘이 대항하여 발생한다. 그 때문에 콘덴서 내에서 발생하는 힘은 외부에서 작용하는 힘에 대한 반작용이라고 생각된다.

이상과 같이 힘과 전기는 에너지의 형태는 달라도 자연계의 행동은 서로 매우 닮아 있다는 것을 알 수 있다.

3.  피뢰침의 역할

피뢰침이란

옛날에는 1, 2층 목조집의 지붕에 일부러 피뢰침을 설치하는 사람은 아마 없었을 것이다.최근에는 철골구조 주택의 보급과 함께 지붕 위에 평행으로 설치된 피뢰침과 철골을 전선으로 접속하는 등의 피뢰 시스템이 설치되고 있다.

피뢰침 자체의 돌침부는 직경 12㎜이상의 동봉을 사용하여 선단에서 250㎜정도 금속부분을 노출시켜야 한다. 또한 뇌전류를 통과시키는 일 중에서 중요한 것은 피뢰침에 연결된 전선이나 지면의 저항의 크기이다.

피뢰침에 연결된 전선은 동선이 넓게 사용되고 있어 저항값에 대해서는 앞서 말한 방법으로 구할 수 있지만 그 크기는 무시할 수 있을 정도이다.

피뢰침의 전선을 지면에 접속할 때 전선과 지면 사이의 저항(접지저항)을 10Ω이하로 한다. 이것은 건축기준법이나 JIS(일본공업규격)등에 정해져 있다. 그러나 실제로 이 접지저항값 이하로 하는 것은 상당히 어렵고 지면을 깊게 파야하는 대규모의 공사를 동반한다. 그래서 빌딩 등의 철근이나 철골 등을 대용으로써 이용하는 것이라 여겨진다. 이들은 대부분의 경우 지면과 접해 있기 때문에 접지저항이 5Ω이하이면 피뢰침에 접속한 전선을 직접 철근이나 철골 등에 접속해도 좋게 되어 있기 때문이다.

설치하는 장소

피뢰침은 일반 건물 특히 고층빌딩이나 송전선, 절이나 신사, 타워 등 여러 장소에 설치되어 있다. 피뢰침에 낙뢰가 떨어짐으로 인해 건물 등을 뇌해로부터 지켜주기 때문에 피뢰침 자체는 뇌를 부르는 「초뢰침(招雷針 : 초대한다는 의미)」과 같은 움직임을 한다.

가정에 전기를 운반해 주는 송전선은 전신주나 철탑에 설치되어 있기 때문에 낙뢰의 위험성이 높지만, 낙뢰방지를 위해 송전선 전용 피뢰를 목적으로 한 전선이 설치되어 있다. 그것은 전력을 보내는 송전선 위에 평행으로 설치한 1개 또는 2개(드물게 3개)의 가공지선이라 불리고 있는 전선인 것이다. 가공지선은 지면까지 전선이 끌어 당겨져 있어 낙뢰가 치면 지면으로 방류하게 되어 있다.

그러면 피뢰침에 의해 낙뢰가 지켜지는 범위는 어느 정도일까.

일반적으로 피뢰침에 의해 낙뢰를 면하는 범위의 각도가 있어 피뢰영역을 생각할 경우 일단 목표가 된다. 이 각도는 독일의 홀트가 제창한 「보호각」이라 하여 피뢰침 선단을 원추의 정점으로 하는 범위를 상정할 때 원추 정점부분 각도의 반에 해당하는 것이다.

건물 옥상에 접지되어 있는 피뢰침은 그림 3 (a)와 같이 피뢰침 선단에서 60도의 각도가 보호각이 된다.  가공지선에 대해서는 그림 3 (b)와 같이 좀 더 범위를 좁혀서 45도 이하로 가능한 한 송전선을 지키는 범위가 되고 있다.

그러나 이상과 같이 보호각을 고려해도 피뢰침에 낙뢰가 오지 않는 경우가 많아서 사고로 이어지고 있다. 이 때문에 피뢰침은 단순한 위안적인 존재와 같이 여겨지지만, 바꿔 생각하면 보호각에만 의지하는 것이 원인인지도 모른다.

뇌방전의 리더는 번개에서 발전시킨 선도역이 된다. 국제전기표준회의(IEC)에서는 리더의 선단을 중심으로 어떤 반경의 구를 공간에 그릴 때 그 구내영역은 낙뢰의 범위라고 독일의 슈바이거에 의해 발표됐다.

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예를 들면 그림 4 (a)와 같이 피뢰침 선단이 아무리 높은 건물 위에 설치되어 있다고 해서 반드시 낙뢰가 오지 않을까? 건물의 낮은 측면에 낙뢰할 가능성이 있다는 것도 알게 될 것이다. 그림 4 (b)에 나타낸 송전선 부근의 건물에 대해서도 건물이 보호각 범위 내에 있어도 리더 선단에서 그린 원 안에 들어오기 때문에 피뢰할 확률이 높아진다.

이상의 생각에 의하면 피뢰침 선단이 리더 선단을 중심으로 그린 원에 들어오도록 배치함으로써 피뢰침을 초뢰침으로 할 수 있을 듯하다. 예를 들면 그림 4 (a)인 경우에 피뢰침의 배치를 건물 측면으로 하는 등의 검토도 필요하게 된다. 그러나 실제로는 리더 선단위치나 방전 반경 등에 대해서는 매회 예상할 수 없기 때문에 이것만으로는 피뢰에 대한 만전의 생각이라고는 할 수 없을 것이다.

그림 3  피뢰침과 가공지선의 보호범위        그림 4  번개 선단부근의 피뢰 범위

높은 건물로의 낙뢰

미국의 엠파이어 스테이트 빌딩은 유명한 고층 빌딩이지만 여기에 떨어진 낙뢰에 대해 14년 정도 조사된 결과 낙뢰의 총수는 300회 이상이고 연평균으로 환산하면 20회 이상이다. 특징적인 것은 낙뢰 개시 때 건물에서 뇌운으로 향하는 상향 리더가 나왔다는 것이다.

리더는 앞서 말한 것과 같이 대기를 파괴하여 생기는 가는 프라즈마의 축으로 약한 발광이 있지만 멀리서는 확실히 볼 수 없을 지도 모른다. 이 리더가 있다는 것은 고층 빌딩에서 낙뢰를 불러들이는 요인을 만들고 있다는 것이다.

여기에서 인위적 요인으로 일어나는 낙뢰를 「트리거드 낙뢰」라고 부른다. 높은 건물은 낮은 건물에 비해 낙뢰를 유발하기 쉬워서 이 경우도 트리거드 낙뢰에 포함된다. 그 종류로는 로켓트를 상공에 발사하여 뇌를 불러들이는 로켓트 유뢰, 비행기에 떨어지는 뇌, 인공적인 폭발로 일어나는 뇌 등이 있다.

미국의 조사로는 연간 뇌운일수가 32일인 장소에서 150m 이상의 건조물에 떨어질 낙뢰의 비율은 전체의 90% 가까이 달하고 있어 건조물의 높이와 함께 낙뢰 수도 거의 비례하고 있다고 보고되고 있다.

고층 빌딩의 옥상에 피뢰침을 설치하면 뇌운이 상공에 있을 때 반드시 그 피뢰침을 목표로 다가올까?

현실은 반드시 그렇다고는 할 수 없다. 왜냐하면 뇌운이 고층 빌딩의 피뢰침 상공에 있을 때 피뢰침에는 뇌운과 역부호의 전하가 발생하지만 부분방전에 의해 발생한 전하가 소모되어 뇌전기의 일부를 없애 버리는 경우가 있기 때문이다. 이것은 뇌전기를 없앤다는 의미로 「소뢰(消雷)」라고 불리고 있다.