KR100681450B1

KR100681450B1 - 복합식 접지 시스템 및 그 시공 방법

Info

Publication number: KR100681450B1
Application number: KR1020060033194A
Authority: KR
Inventors: 김유정
Original assignee: 김유정
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2007-02-09

Abstract

본 발명은 전해질의 사용을 배제하는 한편 토양의 오염을 방지하고, 설치비용을 최소화할 수 있으면서도 접지 저항을 최소화할 수 있는 복합식 접지 시스템과 그 시공방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 복합식 접지 시스템은, 원추 형상의 고강도 강재로 만들어지고 상단부에 결합부가 제공되는 첨단부; 상기 첨단부의 상부에 결합되어 상기 첨단부와 함께 지중에 매설되며, 지중에 매설되었을 때 내부에 유동성 금속 분말이 채워지고, 채워지는 유동성 금속 분말이 지중으로 분산되도록 외주면에 다수의 분말 분출공들이 형성되는 소정 길이의 동제 기본 관형체; 피뢰침에 연결되고, 상기 기본 관형체의 상부 개구를 통하여 상기 기본 관형체에 채워진 유동성 금속 분말 내로 연장하는 접지선; 및 상기 기본 관형체의 상부 개구를 밀폐하는 마개를 포함한다.

접지, 심타, 금속 분말, 접지선

Description

복합식 접지 시스템 및 그 시공 방법{Complex ground system and methods for carrying out the same}

도 1은 본 발명에 따른 복합식 접지 시스템의 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 복합식 접지 시스템의 분해 사시도.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명에 따른 복합식 접지 시스템이 지중에 시공된 상태를 도시한 단면도.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 복합식 접지 시스템의 시공 과정을 설명하기 위한 도면.

(도면의 주요 부분의 부호의 설명)

1 : 첨단부 1a : 원추 형상부

1b : 상부 결합부 2 : 기본 관형체

3 : 접지선 4 : 마개

5 : 매설 공구 6 : 공구 삽입공

7, 8 : 리벳 관통공 9 : 돌출부

10, 10a : 분말 분출공 11 : 분말 다짐봉

12 : 분말 다짐판 13 : 연장 관형체

본 발명은 낙뢰와 같이 외부적인 요인에 의해 발생되는 고압의 전류를 효과적으로 대지로 분산시켜, 통신기기나 레이더기기와 같은 각종 전자기기가 역섬락에 의하여 파손되는 것을 방지하기 위한 복합식 접지 시스템 및 그 시공방법에 관한 것이다.

낙뢰는 활발한 기류의 유동에 의해 정전기와 같이 대전되어 발생된 엄청난 전기에너지가 지표면으로 방전되는 현상이다. 이러한 낙뢰는 엄청난 파괴력을 지니고 있기 때문에 각종 시설물을 설치할 때에는 반드시 접지장치를 갖추어 낙뢰를 받았을 때 전류를 신속하게 대지로 방전시킴으로써 낙뢰로 인한 피해를 방지하도록 하여야한다. 이때, 지구는 거대한 용량의 콘덴서와 같기 때문에 낙뢰와 같은 전류가 충전된다 하여도 이를 충분히 흡수할 수 있으므로 전위상승과 같은 현상은 발생되지 않는다.

접지는 일반적으로 접지봉을 대지에 매설하는 것으로서, 접지봉에 가해지는 전류는 외부에서 발생한 낙뢰와 같은 서지(surge)와 전력계통 및 전기 기기의 고장에 의한 고장전류 및 3상 불평형에 의한 불평형 전류 등이 있다. 이러한 전류는 접지봉을 통해 대지로 신속히 방사시킬 필요가 있다.

일반적으로 사용되는 접지장치는 낙뢰피해가 우려되는 건축물 및 철골구조물에 접지봉을 접지선으로 연결하여 지중에 매설시키는 구조로 구성되며, 특히 건물 의 최상단부에 피뢰침을 설치하고 이 피뢰침을 동선으로 연결하여 지면에 접지 시키는 구조가 가장 널리 사용되고 있다.

또한, 최근에는 접지봉으로 인가된 고압의 전류가 보다 효과적으로 신속히 대지로 방전될 수 있도록 접지봉에도 도전성 전해질을 투입할 수 있는 접지 장치가 개발되고 있다.

이러한 접지봉의 시공 방법으로는 메쉬 시공, 보링 시공, 심타 시공 등이 있으며, 보링 시공은 대한민국 실용신안등록 제20-0340357호에 개시된 바와 같이 보링 머신을 이용하여 지하 수 미터까지 천공하고, 천공된 구멍에 접지봉을 삽입한 후에 전해질 물질을 투입하며, 접지봉이 피뢰침과 연결되는 방식이다. 메쉬 시공은 접지봉의 시공이 용이하도록 얕은 깊이로 시공할 수 있는 것으로서, 대한민국 실용신안등록 제20-0410112호에 개시된 바와 같이 다수개의 접지봉을 수평으로 배열하는 방식이다. 또한, 심타 시공은 대한민국 특허 제10-0558334호에 개시된 바와 같이 협소하고 대지 고유 저항이 낮은 지역에서 1m정도 깊이의 접지봉을 타격하여 대지에 매설한 후, 접지봉을 피뢰침과 연결하는 방식이다.

그러나, 상기된 보링 시공 방식의 경우에 보링 작업을 하는 동안 지중의 수맥을 관통하는 경우가 빈번하여, 화학적 전해 물질을 투입하는 경우에, 화학적 전해 물질로 인하여 수질을 오염시킬 수 있다는 문제가 있었으며, 메쉬 시공은 접지봉을 지중에 매설하기 위하여 넓은 면적을 요구하는 결점이 있으며, 심타 공법은 대지 고유 저항이 낮은 지역에 한하여 시공될 수 있으며, 또한 접지봉을 타격하는 과정에서 접지봉에 휨이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기된 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 전해질의 사용을 배제하는 한편 토양의 오염을 방지하고, 설치비용을 최소화할 수 있으면서도 접지 저항을 최소화할 수 있는 복합식 접지 시스템과 그 시공방법을 제공하는데 있다.

상기된 바와 같은 목적은, 원추 형상의 고강도 강재로 만들어지고 상단부에 결합부가 제공되는 첨단부; 상기 첨단부의 상부에 결합되어 상기 첨단부와 함께 지중에 매설되며, 지중에 매설되었을 때 내부에 유동성 금속 분말이 채워지고, 유동성 금속 분말이 지중으로 분산되도록 외주면에 다수의 분말 분출공들이 형성되는 소정 길이의 동제 기본 관형체; 피뢰침에 연결되고, 상기 기본 관형체의 상부 개구를 통하여 상기 기본 관형체에 채워진 유동성 금속 분말 내로 연장하는 접지선; 및 상기 기본 관형체의 상부 개구를 밀폐하는 마개를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 복합식 접지 시스템에 의하여 달성될 수 있다.

상기에서, 상기 첨단부와 기본 관형체는 리벳팅에 의하여 서로 연결된다.

상기에서, 상기 기본 관형체와 동일한 재료 및 형태로 만들어지며, 상기 기본 관형체의 상부에 연결되고 상기 기본 관형체의 길이보다 짧은 길이를 가지는 연장 관형체를 추가로 포함하며; 상기 연장 관형체가 기본 관형체에 연결되었을 때, 상기 마개는 상기 연장 관형체의 상부 개구를 밀폐한다.

상기에서, 유동성 금속 분말은 금속 분말 주재, 토양 및 물로 이루어진다.

대안적으로, 상기된 바와 같은 목적은 또한, 원추 형상의 고강도 강재로 만들어진 첨단부의 상부에, 외주면에 다수의 분말 분출공들이 형성되는 소정 길이의 동제 관형체를 연결하는 단계; 매설 공구를 통하여 상기 첨단부의 상부면에 타격력을 가하여 상기 첨단부와 상기 관형체를 지중에 매설하는 단계; 상기 첨단부와 상기 관형체가 지중에 매설되었을 때, 상기 관형체에 유동성 금속 분말을 채우는 한편, 상기 분말 분출공들을 통하여 유동성 금속 분말을 지중으로 분산시키는 단계; 및 유동성 금속 분말이 관형체에 채워졌을 때, 접지선을 유동성 금속 분말 내로 위치시키고, 상기 관형체의 상부 개구를 마개로 밀폐하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 또 다른 양태에 따른 복합식 접지 시스템 시공 방법에 의하여 달성될 수 있다.

상기에서, 관형체는 상기 첨단부에 연결되는 기본 관형체와, 상기 기본 관형체의 상부에 연결되는 연장 관형제를 포함하고, 상기 연장 관형체는 상기 기본 관형체보다 짧은 길이를 가진다.

상기에서, 유동성 금속 분말은 분말 다짐봉에 의하여 상기 관형체 내에서 다져지면서 채워진다.

본 발명에 따른 접지 시스템은 원추형상의 첨단부가 연결 관형체가 연결된 상태에서 심타 공법에 의하여 매설되지만, 보링 공법과 같이 충분한 깊이까지 지중에 매설될 수 있으므로, 설치비용이 최소화될 수 있을 뿐만 아니라 접지 저항을 최소화할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 복합식 접지 시스템의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 복합식 접지 시스템의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복합식 접지 시스템은 열처리된 고강도 강재로 만들어진 첨단부(1)와, 첨단부(1)의 상부에 결합되는 기본 관형체(2), 기본 관형체(2)의 상부 개구를 통하여 기본 관형체(2)로 연장하는 접지선(3), 및 기본 관형체(2)의 상부 개구를 밀폐하기 위한 마개(4)를 포함한다.

첨단부(1)는 도면에 도시된 바와 같이 하부의 원추 형상부(1a)와 상부의 결합부(1b)로 만들어진다. 첨단부(1)의 원추 형상부(1a)는 기본 관형체(2)가 결합부(1b)에 설치된 상태에서 도 4에 도시된 바와 같이 매설 공구(5)에 의하여 지중에 매설될 때 뾰족한 형상으로 인하여 용이하게 지중에 매설될 수 있다. 한편, 첨단부(1)의 결합부(1b)는 상부 중앙 부분에 매설 공구(5)의 하단 부분이 수용되는 공구 삽입공(6)이 형성되고, 리벳팅에 의하여 외주면에 연결 관형체(2)를 연결할 때 사용하기 위한 다수의 리벳 관통공(7)들이 형성된다.

첨단부(1)의 상부에 연결되는 기본 관형체(2)는 약 2m의 길이를 가지는 동제 관형체로 만들어지며, 하부에는 첨단부(1)의 리벳 관통공(7)과 대응하는 다수의 리벳 관통공(8)들이 형성된다. 기본 관형체(2)는 상기된 바와 같이 리벳팅에 의하여 첨단부(1)에 연결된 상태에서, 도 4에 도시된 바와 같이 대지 위의 적당한 장소를 선택하여 매설 공구(5)에 의하여 첨단부(1)와 함께 지중에 매설된다.

매설 공구(5)는 외경이 기본 관형체(2)의 내경 보다 작고 길이는 기본 관형 체(2)의 길이보다 길고, 하단부에 첨단부(1)의 공구 삽입공(6)에 삽입되는 돌출부(9)가 제공된다. 따라서, 기본 관형체(2)가 연결된 첨단부(1)를 지중에 매설하기 위하여, 매설 공구(5)는 기본 관형체(2) 내로 삽입되어, 하단부에 제공되는 돌출부(9)가 첨단부(1)의 공구 삽입공(6)에 삽입된다. 이 때, 매설 공구(5)의 외경이 기본 관형체(2)의 내경보다 작고 돌출부(9)가 공구 삽입공(6)에 삽입되기 때문에, 기본 관형체(2) 내에서 유동이 방지되어, 매설 공구(5)와 기본 관형체(2) 사이의 접촉이 방지될 수 있다. 돌출부(9)가 삽입되는 공구 삽입공(6)은 2단으로 형성되어, 매설 공구(5)의 돌출부(9)가 리벳들과 접촉되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 매설 공구(5)의 상부에 가해지는 타격은 매설 공구(5)를 통하여 첨단부(1)의 상부에 제공되며, 이러한 타격에 의하여 첨단부(1)는 도 3에 도시된 바와 같이 기본 관형체(2)의 상부와 지면이 동일면이 위치될 때까지 지중으로 매설된다. 첨단부(1)가 지중에 매설될 때, 첨단부(1)의 하부가 원추 형상부(1a)로 만들어지기 때문에 보다 용이하게 매설될 수 있다.

상기된 바와 같이, 매설 공구(5)에 의하여 첨단부(1)에 연결된 기본 관형체(2)가 지중에 매립되었을 때, 기본 관형체(2) 내에는 도 5에 도시된 바와 같이 동과 같은 금속 분말 주재, 토양 및 정량의 물로 이루어져 유동성을 가지는 유동성 금속 분말이 채워진다. 유동성 금속 분말은 기본 관형체(2) 내에 채워질 때 도 5에 도시된 바와 같은 분말 다짐봉(11)에 의해 다져진다. 분말 다짐봉(11)은 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이 기본 관형체(2)의 내경보다 약간 작은 크기의 외경을 가지는 분말 다짐판(12)이 하부에 제공되며, 상부에는 타격 또는 가압판(13)이 제 공된다. 그러므로, 유동성 금속 분말은 분말 다짐판(12)에 의하여 기본 관형체(2) 내에서 다져질 때, 유동성을 가지는 것에 의하여 분말 분출공(10)을 통해 지중으로 스며들어 효과적으로 분산될 수 있다.

기본 관형체(2)의 분말 분출공(10)을 통하여 지중으로 분산된 유동성 금속 분말은 접지 뿌리의 기능을 하여, 접지 저항을 크게 감소시킬 뿐만 아니라, 금속 분말이기 때문에 화학적 전해질과는 달리 토양이나 수맥의 오염시킬 우려가 제거될 수 있다.

한편, 접지 저항을 더욱 낮추기 위하여, 기본 관형체(1) 길이의 대략 1/2정도의 길이, 즉 1m의 길이를 가지는 연장 관형체(13)가 기본 관형체(1)의 상부에 연결될 수 있다. 연장 관형체(13) 또한 기본 관형체(2)와 동일한 재료로 만들어지며, 주위에 다수의 분말 분출공(10a)들이 형성된다. 기본 관형체(2)에 대한 연장 관형체(13)의 연결은 나사 결합 또는 압입 방식과 같은 수단에 의하여 연결되는 것이 모두 가능하다. 이와 같이, 연장 관형체(13)가 기본 관형체(2)에 연결된 상태에서, 상기된 바와 같은 방식으로 지중에 매설되었을 때, 연장 관형체(13)의 길이만큼 접지 저항이 낮아질 수 있다. 연장 관형체(13)가 기본 관형체(2)에 연결되어 지중에 매설되면, 상기된 바와 같은 분말 다짐봉(11)을 이용하여 유동성 금속 분말이 기본 관형체(2)와 연장 관형체(13) 내에 채워져 다져지며, 이 때, 상기된 바와 같이 유동성 금속 분말은 기본 관형체(2)와 연장 관형체(13)에 형성된 분말 분출공(10,10a)들을 통하여 지중으로 분산되어 접지 뿌리로서 기능한다.

상기된 바와 같이, 첨단부(1)와 함께 기본 관형체(2) 및/또는 연장 관형 체(13)가 2m 또는 3m의 깊이로 지중에 충분한 깊이로 매설되고, 유동성 금속 분말이 기본 관형체(2) 및/또는 연장 관형체(13) 내에 채워지고 분말 분출공(10,10a)들 통하여 지중으로 분산된다. 이 때, 기본 관형체(2) 또는 연장 관형체(13)의 상부 개구를 통하여 피뢰침과 연결된 접지선(3)이 유동성 금속 분말 내로 연장하도록 위치된다. 이 상태에서, 기본 관형체(2) 또는 연장 관형체(13)의 상부 개구는 마개(4)에 의해 밀폐되는 것에 의하여, 본 발명에 따른 접지 시스템의 시공이 완료된다.

상기된 바와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 복합식 접지 시스템과 그 시공방법에 의하면, 전해질의 사용을 배제하는 한편 토양의 오염을 방지하고, 설치비용을 최소화할 수 있으면서도 접지 저항을 최소화할 수 있다.

또한, 원추형상의 첨단부가 연결 관형체가 연결된 상태에서 심타 공법에 의하여 매설되지만, 보링 공법과 같이 충분한 깊이까지 지중에 매설될 수 있다. 그러므로, 설치비용이 최소화될 수 있을 뿐만 아니라 접지 저항을 최소화할 수 있다.

Claims

원추 형상의 고강도 강재로 만들어지고 상단부에 결합부가 제공되는 첨단부;

상기 첨단부의 상부에 결합되어 상기 첨단부와 함께 지중에 매설되며, 지중에 매설되었을 때 내부에 유동성 금속 분말이 채워지고, 유동성 금속 분말이 지중으로 분산되도록 외주면에 다수의 분말 분출공들이 형성되는 소정 길이의 동제 기본 관형체;

피뢰침에 연결되고, 상기 기본 관형체의 상부 개구를 통하여 상기 기본 관형체에 채워진 유동성 금속 분말 내로 연장하는 접지선; 및

상기 기본 관형체의 상부 개구를 밀폐하는 마개를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합식 접지 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 첨단부와 기본 관형체는 리벳팅에 의하여 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 복합식 접지 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 기본 관형체와 동일한 재료 및 형태로 만들어지며, 상기 기본 관형체의 상부에 연결되고 상기 기본 관형체의 길이보다 짧은 길이를 가지는 연장 관형체를 추가로 포함하며;

상기 연장 관형체가 기본 관형체에 연결되었을 때, 상기 마개는 상기 연장 관형체의 상부 개구를 밀폐하는 것을 특징으로 하는 복합식 접지 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 유동성 금속 분말은 금속 분말 주재, 토양 및 물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합식 접지 시스템.
원추 형상의 고강도 강재로 만들어진 첨단부의 상부에, 외주면에 다수의 분말 분출공들이 형성되는 소정 길이의 동제 관형체를 연결하는 단계;

매설 공구를 통하여 상기 첨단부의 상부면에 타격력을 가하여 상기 첨단부와 상기 관형체를 지중에 매설하는 단계;

상기 첨단부와 상기 관형체가 지중에 매설되었을 때, 상기 관형체에 유동성 금속 분말을 채우는 한편, 상기 분말 분출공들을 통하여 유동성 금속 분말을 지중으로 분산시키는 단계; 및

유동성 금속 분말이 관형체에 채워졌을 때, 접지선을 유동성 금속 분말 내로 위치시키고, 상기 관형체의 상부 개구를 마개로 밀폐하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합식 접지 시스템 시공 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 관형체는 상기 첨단부에 연결되는 기본 관형체와, 상기 기본 관형체의 상부에 연결되는 연장 관형제를 포함하고, 상기 연장 관형체는 상기 기본 관형체보다 짧은 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 복합식 접지 시스템 시공 방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 유동성 금속 분말은 분말 다짐봉에 의하여 상기 관형체 내에서 다져지면서 채워지는 것을 특징으로 하는 복합식 접지 시스템 시공 방법.