전기차가 벼락 맞으면 어떻게 될까?

과학기술

전기차가 벼락 맞으면 어떻게 될까?
정전기 차폐 현상으로 운전자 안전

2021.04.30 09:00 한국전기연구원

전기차 10만 시대!

바야흐로 전기자동차 10만대 시대가 펼쳐졌습니다. 민간에 전기차가 보급된 것은 2013년 제주를 시작으로 약 8년 정도 되었는데요. 환경부에 따르면 2020년 1분기에만 전기차 11,096대가 보급되며 2020년 4월에 12만대를 돌파했다고 합니다. 국가 보조금 의존을 넘어 자생적 전기차 시장 형성까지는 갈 길이 멀지만, 전기차의 보급 속도가 점점 빨라지고 있는 것은 부인할 수 없는 사실입니다.

ⓒ게티이미지뱅크

전기차 시장은 아직 초기 단계이다 보니 주행거리, 충전 속도, 충전 오류, 안전성 등 다양한 이슈들이 발생하고 있습니다. 더 나은 친환경 전기차 운행 환경을 조성하기 위한 중요한 시행착오 단계라고 생각하면 되겠죠?

이번 콘텐츠에는 다양한 안전 이슈 중, 낙뢰(벼락)로 인한 전기차의 안전성에 대해 알아보고자 합니다! 만약, 도로 위 전기차가 갑자기 낙뢰를 맞으면 어떻게 될까요? 안에 있는 사람들은 무사할까요?

맞으면 80% 즉사, 무시무시한 낙뢰!

낙뢰는 뇌방전의 일종으로 뇌운에 있는 전하가 땅으로 떨어져 방전하는 현상을 뜻하는 용어입니다. 그리고 번개는 ‘뇌방전’ 동안 발생하는 매우 밝은 불빛입니다.

낙뢰의 전압은 약 수십억 볼트(V) 정도입니다. 가정에서 사용하는 전압 220V의 약 50만배나 되는 강력한 전압이죠. 또한 낙뢰의 전류는 두꺼운 섬광의 경우 약 3만 암페어(A) 정도이고, 작은 섬광은 수십~수백 암페어(A) 정도입니다. 또, 낙뢰가 지나는 곳의 온도는 태양 표면보다 무려 4배나 뜨거운 약 2만 7천도에 달합니다.

인류가 가장 처음 접한 전기 ‘번개’ ⓒ게티이미지뱅크

따라서 낙뢰를 맞게 되면 엄청난 전기적 충격이 인체에 가해집니다. 낙뢰 전류가 인체를 통과하면 호흡과 심장이 4~5분 이상 멈추기 때문에 일반적으로 낙뢰를 맞은 사람의 80%는 즉사하게 됩니다.

운이 아주 좋은 사람들은 생명을 건질 수 있지만, 몇 시간 동안 사지 경련이 일으키거나, 저혈압, 고막 손상 및 화상 등 중상을 입게 됩니다.비록 생명은 유지했지만, 영구적 후유증(수면장애, 정신적 기능장애 등)이 나타날 수 있다고 합니다.

전기차가 낙뢰를 맞으면?

이러한 낙뢰가 자동차에 떨어진다면 어떻게 될까요? 특히나 전기차는 더 위험하진 않을까요?

자동차의 외부는 전기가 잘 통하는 도체이고, 차량 내부는 전기가 잘 통하지 않는 부도체입니다. 자동차 외부에 내려친 낙뢰는 부도체인 내부를 거치지 않고 순식간에 자동차 외부를 거쳐 곧바로 타이어를 통해 땅으로 흡수됩니다.

그런데 고무인 타이어는 부도체인데 어떻게 낙뢰 전류가 흐를 수 있을까요? 부도체는 전류가 완전히 흐르지 않는 물질이 아니라 쉽게 전류가 흐르지 않을 뿐입니다. 타이어 안쪽에는 철사가 무수하게 심겨 있기 때문에 금속 휠과 지면 사이에 전류가 잘 흐를 수 있는 역할을 할 수 있습니다. 이러한 이유로 자동차가 낙뢰를 맞으면 타이어가 펑크가 날 수 있습니다. 쌩쌩 달리는 차라면 매우 위험한 상황이죠.

타이어의 내부구조 ⓒ위키미디어

그리고 낙뢰를 맞은 차량 내의 전자 장치에 손상이 가해지고 오작동이 발생하여 최악의 경우 차량의 시동이 꺼지는 등 제동창치에 문제가 생길 수 있습니다. 따라서 낙뢰가 심하게 내리칠 경우에는 반드시 갓길 등에 차를 세워야 합니다.

반대로 차량 내부는 안전합니다. 낙뢰를 맞은 차량 표면에는 밀어내는 ‘척력’이 작용하게 되고, 차량 내부의 전기장 값이 0이 되어 전기적 영향을 받지 않는 일명 ‘정전기 차폐 현상(정전 실드)’이 발생해서 자동차 안의 사람들은 무사합니다.

ⓒ한국전기연구원

전기차의 경우에도 일반 자동차처럼 낙뢰를 맞으면 타이어를 통해 땅으로 흡수되고 차량 내부는 무사합니다. 차량 내부의 부품이 일부 다를 뿐 전체적인 구조는 일반 내연기관 차량과 동일하기 때문에 전기차 역시 동일한 결과를 가져오는 것이죠. 전기차가 보유한 배터리 등 차량 부품도 낙뢰 등에 대한 손상을 방지하는 보호용 퓨즈가 있다고 합니다.

하지만 천재지변에는 100%라는 것이 없다고 하죠. 일단 전기차 시장 자체가 아직 초기 시장 단계고, 현재까지 낙뢰로 인한 전기차 사고 사례가 없어 향후 관련 데이터가 충분히 더 확보되어야 하긴 합니다. 따라서 아주 희박한 확률이긴 해도 전기차 전문가들이 더욱더 안전하고 완벽한 제품 생산을 위해 많은 관심을 가지고 노력을 기울이고 있습니다!

방심하다간 낙뢰가 ‘쾅’

낙뢰는 금속과 비금속을 구분하지 않고 뾰족하고 높은 물체에 내리치기 때문에 모양이 뭉툭한 자동차는 낙뢰 맞을 확률은 낮습니다. 하지만 확률은 확률일 뿐! 방심은 금물입니다! 차량이 번개를 맞았을 경우 안전한 갓길에 주차하고 시동을 꺼야 합니다.

안테나가 있는 차량이면 안테나를 내려야 하고, 차량 내부의 금속 제품은 만지면 안 되며, 무엇보다 번개가 잠잠해질 때까지 절대로 밖으로 나가지 말아야 합니다! 상황 종료 후에는 정비소로 가서 차량에 이상이 없는지 정밀 점검을 받는 것도 필수입니다.

낙뢰가 빈번한 여름철이 곧 다가오는 만큼 이러한 안전수칙을 반드시 지켜야겠죠?

* 이 글은 한국전기연구원(KERI)으로부터 제공받았습니다.

[KERI 블로그 바로가기]