KR101097717B1 - 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 및 그 시공 방법 - Google Patents

원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 및 그 시공 방법 Download PDF

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Abstract

제1 고정편의 일측 및 타측에 방전봉(20)을 결합하는 제1 결합부가 형성되고, 제2 고정편의 일측 및 타측에 방전봉(20)을 결합하는 제2 결합부가 형성되며, 제2 결합부와 소정거리 이격된 타측에 접지리드단자(40)를 결합하는 제3 결합부를 형성하는 접지심재(10)와; 접지심재(10)의 제1 결합부 및 제2 결합부 하단에 결합ㆍ고정되는 방전봉(20)과; 접지심재(10)의 제1 결합부 및 제2 결합부의 하단에 상기 방전봉(20)이 결합된 상태에서, 제3 결합부를 제외한 제1 고정편 및 제2 고정편을 에두르도록 도전성 콘크리트(concrete) 또는 도전성 모르타르(mortar)를 통해 성형되는 도전성 성형부재(30); 및 접지심재(10)의 제3 결합부에 결합됨과 아울러 상단 일측에 구비된 리드봉과 전주(1)의 접지선 인출구로부터 인출된 접지선 양자가 고정되는 접지리드단자(40); 를 포함한다.

Description

원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 및 그 시공 방법{APPARATUS FOR GROUNDING CIRCULAR CONCRETE GROUND ELECTRODE AND CONSTRUCTION METHOD THEREFOR}
본 발명은 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 및 그 시공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전주신설시 전주 건주용 굴착부분을 활용하여 접지공사를 시공하고, 전주 하부에 접지극을 설치하여 직렬연결 구조의 시공을 용이하게 하며, 접지극을 전주 하부에 설치하여 전주의 하중에 의해 접지극과 대지간의 밀착성을 향상시키는 기술에 관한 것이다.
즉, 배전선로 신설 시 전주를 세우기 위하여 굴착을 필수적으로 하여야 하는 굴착부분을, 최소한의 추가 굴착만으로 전주 밑 부분에 접지극을 시공하고 필요에 따라, 낮은 접지저항 수치를 얻고자할 때는 굴착된 공간을 활용하여 직렬 연결된 접지극을 사용하고, 전주중량과 토압을 이용하여 접지극과 대지간의 접촉밀도를 극대화함으로써 접지효과를 향상시키는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 변전소에서 여러 단계의 변압과정을 거친 전력을 가정 또는 건물의 수용가로 공급하기 위하여 지상에 일정 간격으로 설치되는 전주 등에 의하여 지지되는 가공 배전 선로를 이용하게 된다. 이러한 배전 선로에는 이상 전류(낙뢰, 지락, 서지 등)로부터 배전 설비를 보호함과 아울러 누전으로 인한 각종 전기 재해를 방지하기 위하여 접지봉을 연결 설치하게 된다.
이때, 배전선로의 접지는 고ㆍ저압의 혼촉 및 지락사고 시 보호계전기의 동작을 확실이하여 이상전압을 억제하고, 뇌, 써지(surge)등 이상전압에 의한 인체보호와 누전으로 인한 각종전기재해 방지에 중요한 역할을 담당한다.
특히, 우리나라의 배전선로 접지방식은 중성선 직접접지방식으로 접지가 잘못 되었을 때의 파급은 이루 헤아릴 수 없이 많으며 더욱이 정보통신의 급격한 발전은 양질의 전력공급의 절실히 요구되는 시점이라고 하겠다.
이와 같이 중요한 배전선로의 접지공사가 수십 년 전에 도입된 공법과 자재로 운영되고 있어 막대한 예산낭비와 부실시공의 요인으로 작용되고 있으며, 최근에 도입된 자재와 공법도 막대한 예산이 소요되고 있으며 시공 여건도 도시에서는 장소의 협소, 포장된 도로의 굴착, 지하매설물과의 간섭 및 손상 등으로 시공이 어려운 것이 사실이다.
상기와 같은 접지공사는 도 1 에 도시한 바와 같이, 대지(E)에 전주(1)를 매설하기 위한 일정 깊이의 전주(1) 구덩이를 굴착하고 상기 전주(1) 구덩이로부터 일정 간격에 이르기까지 접지봉(2)과 접지선(3)을 매설하기 위한 구덩이를 굴착하며 상기 구덩이에 접지를 위한 접지봉(2)을 쇠망치 등의 도구로서 타설한 후에 배전 선로와 연결되어 전주(1)를 관통하는 접지선(3)과 접지봉(2)을 연결한 다음, 굴착한 흙을 구덩이에 넣어 메움으로써 접지공사를 완료하게 된다.
즉, 대지(E)와 배전 선로를 전기적으로 접속시키는 접지봉(2)은 이상 전류로부터 배전 설비를 보호함과 동시에 각종 전기재해에 의한 인명피해를 방지하기 위해 이상 전류를 대지(E)로 신속하게 방전시키는 작용을 하게 된다.
한편, 상기와 같이 매설된 접지봉(2)은 토양의 종류 및 성분, 지질구조, 수분의 함유상태 그리고 계절의 온도변화 등에 의하여 요구하는 접지 저항치를 얻지 못하는 경우가 빈번하게 발생되는 문제점이 있기 때문에, 이미 매설된 접지봉(2)의 일측에 일정간격을 두고 다른 접지봉(2)을 추가로 매설함으로써 상기 문제점을 해결하고 있다.
그러나, 이와 같은 접지공사는 통상 지표면을 기준으로 75㎝ 정도 깊이로 접지봉(2)을 타설해야만 하기 때문에 수용가가 밀집된 도심지에서 전주(1)를 매설하기 위한 구덩이 외에 접지선(3)을 매설하기 위하여 지면을 넓게 파헤쳐야 하므로 포장된 도로나 보도블럭 및 미확인된 지하 시설물(수도관, 가스관, 통신케이블 등)을 훼손하는데 따른 굴착 및 복구비가 과다하게 소요되며 공사기간도 장기화 될 수 있을 뿐만 아니라 규정된 접지 저항을 얻을 수 있는 굴착공간의 확보가 어려운 문제점이 있었다.
아울러, 도심지에서 접지공사 시 포장된 도로나 보도블럭을 2~4m 길이로 굴착하여야 하기 때문에 이에 따른 굴착 및 복구비가 과다하게 소요되고 있으며, 지표면 아래 75㎝지점에서 접지극을 해머로 타격하여 설치하므로 지하매설물 (수도관, 가스관, 통신케이블, 전력케이블 등)의 손상을 입히는 경우가 종종 발생하게 된다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 최근 도입된 자재와 공법도 접지봉(판)의 재질 및 구조는 다소 개선되었다고 볼 수 있겠지만, 접지 저항치를 낮추기 위하여 접지극을 직렬로 연결하여 접지전극으로부터 2m이상을 이격하여 접지극을 한 개씩 병렬로 시공하고 있는 작업 방법은 과거와 다를 바 없어 작업의 안전성에 관한 문제들과 이로 인한 경제적인 손실은 그대로 답습하고 있는 실정이다.
배전선로의 접지 시공 상의 문제점에 대해 세부적으로 살피면, 접지동봉을 직렬로 연결하여 시공하는 것이 낮은 접지저항을 얻는데 유리하나, 타입 시 접지동봉이 휘어지거나 들어가지 못하는 경우가 빈번히 발생하며, 최근 도입된 콘크리트 접지봉은 타입하기에 부적합한 구조로 반드시 굴착하여 매입하여야 함으로 시공 상의 문제점이 야기한다.
또한, 접지동봉을 병렬로 시공하기 위해서는, 접지동봉을 접지극 으로부터 2m이상 격리해야 되므로 2.0m×0.75m×0.5m(길이×깊이×폭)를 추가 굴착해야 하는 문제점이 있다.
그리고, 도심지에서는 포장도로 및 복잡한 교통관계로 접지시공에 따른 굴착 여건이 만족스럽지 못한 관계로 부실시공의 우려가 있으며, 타 지하 매설물(수도관, 가스관, 통신케이블, 전력케이블 등)의 손상 위험이 항상 내재되고 있는 실정이다.
한편, 배전선로의 접지자재의 문제점에 대해 세부적으로 살피면, 접지동봉은 원가절감을 위하여 철봉표면에 2㎜정도의 동 표피를 입힌 것으로 타격 시 동 표피의 손상 및 불순물에 의하여 부식되는 내구성 문제가 있으며, 철봉의 강도가 약하므로 타격 시 휘어지는 등 강도상에 문제가 있다.
그리고, 콘크리트 접지봉은 별도로 원형 굴착 하여 설치하여야 하므로 도심지 에서는 지하매설물 과다 및 장소의 협소 등으로 시공이 어렵고, 반드시 세워서 설치하여야 하므로 깊게 매설하기가 어려우며, 대지와의 접촉밀도가 장시간 소요되므로 공사 후 측정치 관리가 어려운 단점이 있다.
본 발명의 목적은, 전주신설시 전주 건주용 굴착시공 시에 접지극 매설을 위한 별도의 굴착시공 없이 전주 건주용으로 2m 내지 2.5m 깊이로 굴착된 부분의 하단을 0.25m 깊이로 추가 굴착을 수행하여 접지극을 전주 하부에 설치함으로써, 전주 및 접지극 매설을 위해 각각 별도의 위치에 2m 내지 2.5m 깊이로 굴착하던 문제점을 방지하고, 전주의 하중에 의해 접지극과 대지간의 밀착성을 향상시킴과 동시에 굴착된 전주구덩이의 공간을 활용하게 되므로 직렬연결 구조의 시공을 용이하게 하는데 있다.
또한, 접지극을 접지효과가 우수한 도전성 모르타르로 성형 제작함과 아울러 내구성이 반영구적인 스테인리스판과 봉을 체결함으로써, 도전성 탄소 섬유, 광물계 수분흡착제 등으로 접지극 주변에 항시 일정한 수분 유지에 의해 낮은 접지 저항값을 가지며, 스테인리스의 반영구적인 내구성에 의해 불필요한 접지 개수공사를 최소화함에 있다.
또한, 접지공사로 인한 도로 굴착범위의 축소를 통해 주민불편은 물론 민원을 예방하고, 전주 굴착부분을 활용함에 따라 타 지하매설물이 손상되는 것을 미연에 방지함에 있다.
그리고, 종래의 수직으로 매립하는 접지극과 달리, 전주 하단부에 수평으로 매립 또는 지면에 단일 전지극을 수평으로 매립하여 시공함으로써, 접지극을 최저점에 위치시켜 함수율을 향상시키고, 수평 매립에 따라 접지극에 전가되는 토압과, 접지극 상측에 매립되는 전주의 하중으로 인해 접지극과 대지간의 접촉밀도를 극대화하여 접치효과를 향상시킴에 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치는, 제1 고정편의 일측 및 타측에 방전봉(20)을 결합하는 제1 결합부가 형성되고, 제2 고정편의 일측 및 타측에 방전봉(20)을 결합하는 제2 결합부가 형성되며, 제2 결합부와 소정거리 이격된 타측에 접지리드단자(40)를 결합하는 제3 결합부를 형성하는 접지심재(10)와; 접지심재(10)의 제1 결합부 및 제2 결합부 하단에 결합ㆍ고정되는 방전봉(20)과; 접지심재(10)의 제1 결합부 및 제2 결합부의 하단에 방전봉(20)이 결합된 상태에서, 제3 결합부를 제외한 제1 고정편 및 제2 고정편을 에두르도록 도전성 콘크리트(concrete) 또는 도전성 모르타르(mortar)를 통해 성형되는 도전성 성형부재(30); 및 접지심재(10)의 제3 결합부에 결합됨과 아울러 상단 일측에 구비된 리드봉과 전주(1)의 접지선 인출구로부터 인출된 접지선 양자가 고정되는 접지리드단자(40); 을 포함한다.
또한, 전술한 바와 같은 본 발명의 장치를 기반으로 하는 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법은, 일측 및 타측에 제1 고정홀을 형성한 제1 고정편과 일측 및 타측에 제2 고정홀을 형성하고 제2 고정홀로부터 타측을 향해 소정거리 이격된 위치에 접지홀을 형성한 제2 고정편 각각의 중심부를 기준으로 십자형태로 중첩ㆍ용접시켜 접지심재(10)를 형성하는 (a) 단계; 방전봉(20) 상단에 형성된 단차에 의해 제1 고정편에 형성된 제1 고정홀과 제2 고정편에 형성된 제2 고정홀 각각을 결합시키는 (b) 단계; 접지심재(10)의 제1 고정편 및 제2 고정편에 형성된 제1 고정홀 및 제2 고정홀에 방전봉(20)이 결합된 상태에서 도전성 콘크리트 또는 도전성 모르타르를 통해 원판 형태로 성형하여 도전성 성형부재(30)를 생성하는 (c) 단계; 및 원통형으로 형성되어 접지심재(10)와 방전봉(20)이 체결되는 위치와 부합하는 하단부에 나사부를 형성하고, 그 상단 일측에 구비된 리드봉을 구성한 접지리드단자(40)를 제2 고정편의 접지홀에 삽입하여 제1 너트 및 제2 너트를 통해 체결하는 (d) 단계; 를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치는, 제1 고정편의 일측 및 타측에 절곡을 이루어 제1 방전극을 형성하고, 제2 고정편의 일측 및 타측에 절곡을 이루어 제2 방전극을 형성하되, 제2 고정편의 타측에 접지리드단자(40)를 결합하는 접지홀이 구비된 제3 결합부를 형성하는 접지심재(10)와; 접지심재(10)의 제3 결합부를 제외한, 제1 고정편의 제1 방전극 및 제2 고정편의 제2 방전극을 에두르도록 도전성 콘크리트(concrete) 또는 도전성 모르타르(mortar)를 통해 성형되는 도전성 성형부재(30); 및 접지심재(10)의 제3 결합부에 결합됨과 아울러 상단 일측에 구비된 리드봉과 전주(1)의 접지선 인출구로부터 인출된 접지선 양자가 고정되는 접지리드단자(40); 을 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 전주신설시 전주 건주용 굴착시공 시에 접지극 매설을 위한 별도의 굴착시공 없이 전주 건주용으로 2m 내지 2.5m 깊이로 굴착된 부분의 하단을 0.25m 깊이로 추가 굴착을 수행하여 접지극을 전주 하부에 설치함으로써, 전주 및 접지극 매설을 위해 각각 별도의 위치에 2m 내지 2.5m 깊이로 굴착하던 문제점을 방지하고, 전주의 하중에 의해 접지극과 대지간의 밀착성을 향상시킴과 동시에 굴착된 전주구덩이의 공간을 활용하게 되므로 직렬연결 구조의 시공을 용이하게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 접지극을 접지효과가 우수한 도전성 모르타르로 성형 제작함과 아울러 내구성이 반영구적인 스테인리스판과 봉을 체결함으로써, 도전성 탄소 섬유, 광물계 수분흡착제 등으로 접지극 주변에 항시 일정한 수분 유지에 의해 낮은 접지 저항값을 가지며, 스테인리스의 반영구적인 내구성에 의해 불필요한 접지 개수공사를 최소화하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 접지공사로 인한 도로 굴착범위의 축소를 통해 주민불편은 물론 민원을 예방하고, 전주 굴착부분을 활용함에 따라 타 지하매설물이 손상되는 것을 미연에 방지하는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 종래의 수직으로 매립하는 접지극과 달리, 전주 하단부에 수평으로 매립 또는 지면에 단일 전지극을 수평으로 매립하여 시공함으로써, 접지극을 최저점에 위치시켜 함수율을 향상시키고, 수평 매립에 따라 접지극에 전가되는 토압과, 접지극 상측에 매립되는 전주의 하중으로 인해 접지극과 대지간의 접촉밀도를 극대화하여 접치효과를 향상시키는 효과가 있다.
도 1 은 종래의 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치를 도시한 구성도.
도 2 는 종래의 접지 장치 시공에 있어 접지봉 또는 도전성 콘크리트를 접지극으로 시공한 것을 나타낸 예시도.
도 3 은 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치의 설치상태를 나타낸 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치의 구성도.
도 5 는 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치의 도전성 성형부재를 도시한 구성도.
도 6 은 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치의 접지심재를 도시한 분리사시도.
도 7 은 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법을 도시한 순서도.
도 8 은 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법의 제S40 단계 이후 과정을 도시한 순서도.
도 9 는 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법의 제S40 단계 이후 과정을 도시한 시공절차도.
도 10 은 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법의 제S80 단계 이후 과정을 도시한 순서도.
도 11 은 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법의 제S80 단계 이후 과정을 도시한 시공절차도.
도 12 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치의 구성도.
도 13 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치의 접지심재의 또 다른 구성을 도시한 구성도.
도 14 는 발명의 또 다른 실시예에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치의 리드봉과 접지선이 고정되는 것을 도시한 예시도.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
도 3 은 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치(A)의 설치상태를 나타낸 도면이고, 도 4 는 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치(A)의 구성도이며, 도 5 는 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치(A)의 도전성 성형부재를 도시한 구성도이고, 도 6 은 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치(A)의 접지심재를 도시한 분리사시도이다.
도 3 내지 도 6 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치(A)는, 접지심재(10), 방전봉(20), 도전성 성형부재(30) 및 접지리드단자(40)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 접지심재(10)는 제1 고정편(11) 및 제2 고정편(12)으로 구성되는데, 제1 고정편(11)의 일측 및 타측에는 방전봉(20)을 수용하는 제1 결합부가 구비되고, 제2 고정편(12)의 일측에는 방전봉(20)을 수용하는 제2 결합부가 구비되며, 제2 고정홀(12b)로부터 타측을 향해 소정거리 이격된 위치에 접지리드단자(40)를 수용ㆍ결합하는 제3 결합부가 구비된다.
이때, 제1 결합부에는 제1 고정편(11)의 일측 및 타측에 제1 고정홀(11a, 11b)이 형성되고, 제2 결합부에는 제2 고정편(12)의 일측에 방전봉(20)을 수용하는 제2 고정홀(12a, 12b)이 형성되며, 제3 결합부에는 제2 고정홀(12b)로부터 타측을 향해 소정거리 이격된 위치에 접지리드단자(40)를 수용ㆍ결합하는 접지홀(13)이 형성된다.
이때, 접지심재(10)는 제1 고정편(11)과 제2 고정편(12)이 각각 중심부를 기준으로 십자형태로 중첩되도록 배치하여 용접시키되, 제2 고정편(12)의 타측 길이는 제1 고정편(11) 보다 소정길이 돌출된 길이를 갖도록 구성된다. 즉, 소정길이 돌출된 제2 고정편(12)의 제2 고정홀(12b)로부터 타측으로 소정길이 이격된 위치에 접지홀(13)이 형성되는 것이다.
여기서, 제2 고정편(12)에 형성되는 상기 소정길이 돌출된 길이는 40mm 내지 50mm 바람직하게는 45mm인 것으로 상정하겠으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니며, 시공자에 의해 제2 고정편(12)의 길이는 조정될 수 있다.
아울러, 제1 고정편(11) 및 제2 고정편(12)을 포함하는 접지심재(10)의 재질은 내구성이 반영구적인 스테인리스로 구성된다.
한편, 방전봉(20)은 복수개의 원통으로 구성되되, 각각의 상단은 제1 고정홀(11a, 11b) 및 제2 고정홀(12a, 12b)과 동일한 직경으로 구성되어 제1 고정편(11)의 제1 결합부 및 제2 고정편(12)의 제2 결합부 하단으로부터 상단을 향해 각각 제1 고정홀(11a, 11b) 및 제2 고정홀(12a, 12b)에 수용ㆍ결합을 위한 단차를 구성하고, 그 하단은 지면에 삽입ㆍ고정되도록 송곳날 형상으로 구성된다.
즉, 방전봉(20)은 제2 고정편(12)의 제3 결합부에 형성된 접지홀(13)을 제외한 제1 고정홀(11a, 11b) 및 제2 고정홀(12a, 12b)의 하단에 각각 삽입ㆍ고정된다. 아울러, 그 재질은 내구성이 반영구적인 스테인리스로 구성된다.
한편, 도전성 성형부재(30)는 접지심재(10)의 제1 고정편(11) 및 제2 고정편(12)에 형성된 제1 고정홀(11a, 11b) 및 제2 고정홀(12a, 12b)에 방전봉(20)이 결합된 상태에서 도전성 콘크리트(concrete) 또는 도전성 모르타르(mortar)를 통해 원판 형태로 성형된다.
이때, 도전성 성형부재(30)는 제2 고정홀(12b)로부터 타측을 향해 소정길이 이격된 제3 결합부의 위치에 형성된 접지홀(13)을 제외한, 제1 고정편(11)의 제1 결합부에 형성된 제1 고정홀(11a, 11b) 및 제2 고정편(12)의 제2 결합부에 형성된 제2 고정홀(12a, 12b)을 에두르며 도선성 콘크리트 또는 도전성 모르타르를 통해 원판 형태로 성형된다.
이때, 도전성 모르타르는, 시멘트계 무기질 결합제, 광물계 수분흡착제, 도전성 탄소 섬유, 칼슘 셀퍼 알르미네이트, 흡수성 폴리머 분산제 또는 규사 및 반응 조절제 등을 혼합하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 도전성 성형부재(30)의 직경은, 410mm 내지 430mm 바람직하게는 420mm이고, 도전성 성형부재(30)의 두께는, 20mm 내지 35mm 바람직하게는 30mm인 것으로 상정하겠으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니며, 도전성 성형부재(30)의 직경은 전주(1) 하단부의 직경과 동일하거나 크게 제작될 수 있다.
그리고, 접지리드단자(40)는 원통형으로 형성되어 상기 접지심재(10)의 제3 결합부 하단부에 나사부(41)를 형성하고, 전주(1)의 접지선 인출구로부터 인출된 접지선(43)과 상단 일측에 구비된 리드봉(42) 양자가 연결ㆍ고정된다.
아울러, 접지선(43)은 리드봉(42)의 일측 내에 전기적으로 도통되도록 면접촉 결합되는 나선부(43b)를 구성하고, 나선부(43b)를 에두르는 피복부(43a)로 구성된다.
또한, 접지리드단자(40)는 접지심재(10)의 제2 고정편(12)의 제3 결합부에 형성된 접지홀(13)에 삽입되되, 접지홀(13)의 상측에 구비되는 제1 너트(N1)와 접지홀(13)의 하측에 구비되는 제2 너트(N2)에 의해 체결된다.
여기서, 접지리드단자(40)의 재질은 내구성이 반영구적인 스테인리스로 구성되며, 그 직경은 15mm 내지 17mm 바람직하게는 16mm의 크기로 구성되고, 그 길이는 0.07m 내지 2.1m 바람직하게는 2m의 길이를 갖도록 형성된다.
한편, 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법에 대해 도 7 내지 도 11 을 참조하여 살피면 아래와 같다.
먼저, 도 7 을 참조하여 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법을 살피면, 일측 및 타측에 제1 고정홀(11a, 11b)을 형성한 제1 고정편(11)과 일측 및 타측에 제2 고정홀(12a, 12b)을 형성하고 제2 고정홀(12b)로부터 타측을 향해 소정거리 이격된 위치에 접지홀(13)을 형성한 제2 고정편(12) 각각의 중심부를 기준으로 십자형태로 중첩ㆍ용접시켜 접지심재(10)를 형성한다(S10).
이어서, 방전봉(20) 상단에 형성된 단차에 의해 상기 제1 고정편(11)에 형성된 제1 고정홀(11a, 11b)과 제2 고정편(12)에 형성된 제2 고정홀(12a, 12b) 각각을 결합시킨다(S20). 이때, 방전봉(20)의 결합은 제1 고정홀(11a, 11b) 및 제2 고정홀(12a, 12b)의 하단으로부터 상단을 향해 결합된다.
뒤이어, 접지심재(10)의 제1 고정편(11) 및 제2 고정편(12)에 형성된 제1 고정홀(11a, 11b) 및 제2 고정홀(12a, 12b)에 방전봉(20)이 결합된 상태에서 도전성 콘크리트 또는 도전성 모르타르를 통해 원판 형태로 성형하여 도전성 성형부재(30)를 생성한다(S30). 이때, 제2 고정편(12)에 형성된 접지홀(13)은 제외하고 도전성 성형부재(30)를 생성한다.
그리고, 원통형으로 형성되어 접지심재(10)와 방전봉(20)이 체결되는 위치와 부합하는 하단부에 나사부(41)를 형성하고, 그 상단 일측에 구비된 리드봉(42)을 구비하는 접지리드단자(40)를 상기 제2 고정편(12)의 접지홀(13)에 삽입하여 제1 너트(N1) 및 제2 너트(N2)를 통해 체결한다(S40).
한편, 도 8 및 도 9 를 참조하여 상기 제S40 단계 이후 과정을 살피면 다음과 같다.
상기 제S40 단계 이후, 전주(1)를 매설하고자 하는 위치에 지면(E)으로부터 2m 내지 2.5m의 깊이로 굴착시공을 수행하고, 도전성 성형부재(30)를 매설하기 위해 굴착시공된 지면으로부터 0.25m의 깊이로 추가 굴착시공을 수행한다(S50).
즉, 본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법은, 전주를 매설하기 위한 2m 내지 2.5m의 굴착시공과 별도로 접지극을 매설하기 위해 2m 내지 2.5m의 굴착시공을 수행해야만 하는 종래의 시공방법을 획기적으로 개선하였는바, 전주 매설 위치에 2m 내지 2.5m + 0.25m의 굴착시공을 수행하여 접지극과 전주를 매설토록 함에 따라, 단일 굴착시공으로 전주와 접지극을 동시에 매설하는 방법이다.
이어서, 접지리드단자(40)와 접속된 접지선(43)과 임시로 가설한 로프를 이용하여, 접지심재(10), 방전봉(20) 및 접지리드단자(40)가 체결된 도전성 성형부재(30)를 굴착시공된 지면 최하단에 안치한다(S60).
뒤이어, 로프를 당겨서 철거함과 아울러, 지면(E)과 굴착시공된 지면간의 깊이가 2m 내지 2.5m의 깊이를 갖도록 상기 접지심재(10), 방전봉(20) 및 접지리드단자(40)가 체결된 도전성 성형부재(30)를 토사로 매립한다(S70).
이어서, 접지선(43)이 삽입된 전주(1)를 매립된 도전성 성형부재(30) 상측에 건주(建柱)시킨다(S80).
그리고, 접지리드단자(40) 상부 일측에 구비된 리드봉(42)과 전주(1)로부터 인출된 접지선(43) 양자를 접속하여 고정시키고, 굴착시공된 지면을 건주된 전주(1)를 에두르도록 매립한다(S90).
전술한 바와 같이, 종래의 수직으로 매립하는 접지극과 달리, 전주(1) 하단부에 도전성 성형부재(30)를 수평으로 매립 또는 지면에 단일 도전성 성형부재(30)를 수평으로 매립하여 시공함으로써, 도전성 성형부재(30)가 최저점에 위치되어 함수율이 향상되고, 수평 매립에 따라 도전성 성형부재(30)에 전가되는 토압과, 도전성 성형부재(30) 상측에 매립되는 전주(1)의 하중으로 인해 도전성 성형부재(30)와 대지간의 접촉밀도를 극대화하여 접치효과가 향상되는 것이다.
한편, 도 10 및 도 11 을 참조하여 상기 제S80 단계 이후 과정을 살피면 다음과 같다.
상기 제S80 단계 이후, 또 다른 도전성 성형부재(30)를 매설하고자 하는 또 다른 위치에 지면(E)으로부터 2.75m의 깊이로 굴착시공을 수행한다(S100).
이어서, 상기 제S10 단계 내지 제S40 단계의 절차를 이행한다(S110).
뒤이어, 상기 제S60 단계의 절차를 이행하고, 지면(E)과 또 다른 위치에 굴착시공된 지면간의 깊이가 2m 내지 2.5m의 깊이를 갖도록 상기 접지심재(10), 방전봉(20) 및 접지리드단자(40)가 체결된 도전성 성형부재(30)를 토사로 매립한다(S120).
이어서, 상기 접지리드단자(40) 상부 일측에 구비된 리드봉(42)과, 상기 제S120 단계에 의해 매립된 성형부재(30)와 결합된 접지리드단자(40) 양자간을 접지선(43)을 통해 연결시킨다(S130).
그리고, 또 다른 도전성 성형부재(30) 매설을 위해 굴착시공된 지면을 매립한다(S140).
본 발명에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법은, 상기 제S100 단계 내지 제S140 단계의 절차를 지속적으로 이행함으로써, 단일 전주(1)와, 접지심재(10), 방전봉(20) 및 접지리드단자(40)가 체결된 복수개의 도전성 성형부재(30)를 직렬로 연결하여 시공할 수 있다.
한편, 도 12 를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치(A)에 대해 살피면 아래와 같다.
도 12 에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치(A)는 접지심재(10), 도전성 성형부재(30) 및 접지리드단자(40)을 포함하여 구성된다.
구체적으로 접지심재(10)는 제1 고정편(11)의 일측 및 타측에 절곡을 이루어 제1 방전극(11c)을 형성하고, 제2 고정편(12)의 일측 및 타측에 절곡을 이루어 제2 방전극(12c)을 형성하되, 제2 고정편(12)의 타측에 접지리드단자(40)를 결합하는 접지홀(13)이 구비된 제3 결합부를 형성한다.
이때, 제3 결합부는 제2 방전극(12c)의 타측단에 접속ㆍ고정되며, 접지리드단자(40)를 수용ㆍ겹합하도록 접지리드단자(40)의 직경과 동일한 크기를 갖는 접지홀(13)이 구성된다.
또한, 접지심재(10)는 제1 고정편(11)과 제2 고정편(12)이 각각 중심부를 기준으로 십자형태로 중첩되도록 배치되어 용접ㆍ고정된다.
아울러, 도 13 에 도시된 바와 같이, 접지심재(10)의 또한, 제2 고정편(12)은 타측을 향해 소정길이 돌출되어 제2 방전극(12c)이 접이되지 아니하고, 제2 고정편(12)의 하단에 용접되도록 구성될 수 있다.
한편, 도전성 성형부재(30)는 접지심재(10)의 제2 고정편의 제3 결합부에 형성된 접지홀(13)을 제외한, 제1 고정편의 제1 방전극 및 제2 고정편의 제2 방전극을 에두르도록 도전성 콘크리트(concrete) 또는 도전성 모르타르(mortar)를 통해 성형된다.
이때, 도전성 성형부재(30)는 도전성 콘크리트 또는 도전성 모르타르를 통해 원판 형태로 성형되며, 도전성 모르타르는, 시멘트계 무기질 결합제, 광물계 수분흡착제, 도전성 탄소 섬유, 칼슘 셀퍼 알르미네이트, 흡수성 폴리머 분산제 또는 규사 및 반응 조절제 등을 혼합하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 도전성 성형부재(30)의 직경은, 410mm 내지 430mm 바람직하게는 420mm이고, 도전성 성형부재(30)의 두께는, 20mm 내지 35mm 바람직하게는 30mm인 것으로 상정하겠으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니며, 도전성 성형부재(30)의 직경은 전주(1) 하단부의 직경과 동일하거나 크게 제작될 수 있다.
그리고, 접지리드단자(40)는 원통형으로 형성되어 상기 접지심재(10)의 제3 결합부와 방전봉(20)이 체결되는 위치와 부합하는 하단부에 나사부(41)를 형성하고, 전주(1)의 접지선 인출구로부터 인출된 접지선(43)과 상단 일측에 구비된 리드봉(42) 양자가 접속된다.
또한, 접지리드단자(40)의 접지심재(10)의 제2 고정편(12)에 형성된 접지홀(13)에 삽입되되, 접지홀(13)의 상측에 구비되는 제1 너트(N1)와 접지홀(13)의 하측에 구비되는 제2 너트(N2)에 의해 체결되며, 접지선(43)은 리드봉(42)의 일측 내에 전기적으로 도통되도록 면접촉 결합되는 나선부(43b)를 구성하고, 나선부(43b)를 에두르는 피복부(43a)로 구성된다.
여기서, 접지리드단자(40)의 재질은 내구성이 반영구적인 스테인리스로 구성되며, 그 직경은 15mm 내지 17mm 바람직하게는 16mm의 크기로 구성되고, 그 길이는 0.07m 내지 2.1m 바람직하게는 2m의 길이를 갖도록 형성된다.
또한, 접지리드단자(40)는 도 14 에 도시된 바와 같이, 리드봉(42) 상단 내측의 홈에 전주(1)로부터 인출되는 접지선(43)을 수용하여 압축ㆍ고정한 이후, 열수축 튜브(44)를 리드봉(42)과 접지선(43)이 맞닿는 부위에 위치한 이후, 열을 가하여 수축함으로써, 리드봉(42)과 접지선(43)사이에 이물이 스며들지 않도록 한다.
전술한바와 같은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법을 살피면 아래와 같다.
먼저, 제1 고정편의 일측 및 타측에 절곡을 이루어 제1 방전극을 형성하고, 제2 고정편의 일측 및 타측에 절곡을 이루어 제2 방전극을 형성하며, 제1 고정편 또는 제2 고정편의 타측면에 접지리드단자(40)의 결합을 위한 제3 결합부를 포함하는 접지심재(10)를 형성한다.
이어서, 접지심재(10)의 제3 결합부를 제외한, 제1 고정편의 제1 방전극 및 제2 고정편의 제2 방전극을 에두르도록 도전성 콘크리트(concrete) 또는 도전성 모르타르(mortar)를 통해 도전성 성형부재(30)를 성형한다.
뒤이어, 그 상단 일측에 구비된 리드봉을 구성하며, 전주(1)의 접지선 인출구로부터 인출된 접지선이 연결 고정되는 접지리드단자(40)를 상기 접지심재(10)의 제3 결합부에 결합시킨다.
이어서, 전주를 매설하고자 하는 위치에 지면으로부터 2m 내지 2.5m의 깊이로 굴착시공을 수행하고, 도전성 성형부재(30)를 매설하기 위해 굴착시공된 지면으로부터 0.25m의 깊이로 추가 굴착시공을 수행한다.
뒤이어, 접지리드단자(40)와 접속된 접지선과 임시로 가설한 로프를 이용하여, 접지심재(10) 및 접지리드단자(40)가 체결된 도전성 성형부재(30)를 굴착시공된 지면 최하단에 안착시킨다.
이어서, 로프를 철거함과 아울러, 지면과 굴착시공된 지면간의 깊이가 2m 내지 2.5m의 깊이를 갖도록 상기 접지심재(10) 및 접지리드단자(40)가 체결된 도전성 성형부재(30)를 토사로 매립한다.
뒤이어, 접지선이 삽입된 전주(1)를 매립된 도전성 성형부재(30) 상측에 건주시킨다.
그리고, 접지리드단자(40) 상부 일측에 구비된 리드봉과 상기 전주(1)로부터 인출된 전지선을 연결하여 고정시키고, 굴착시공된 지면을 건주된 전주(1)를 에두르도록 매립하는 절차를 수행한다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등 물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
A: 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치
E: 지면 N1: 제1 너트
N2: 제2 너트 1: 전주
2: 종래의 접지봉 10: 접지심재
11: 제1 고정편 11a, 11b: 제1 고정홀
11c: 제1 방전극 12: 제2 고정편
12a, 12b: 제2 고정홀 12c: 제2 방전극
13: 접지홀 20: 방전봉
30: 도전성 성형부재 40: 접지리드단자
41: 나사부 42: 리드봉
43: 접지선 43a: 피복부
43b: 나선부 44: 열수축 튜브

Claims (10)

  1. 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치에 있어서,
    제1 고정편에 방전봉(20)을 결합하는 제1 결합부가 형성되고, 제2 고정편에 상기 방전봉(20)을 결합하는 제2 결합부가 형성되며, 상기 제2 결합부와 소정거리 이격된 타측에 접지리드단자(40)를 결합하는 제3 결합부를 형성하는 접지심재(10);
    상기 접지심재(10)의 제1 결합부 및 제2 결합부 하단에 결합ㆍ고정되는 방전봉(20);
    상기 접지심재(10)의 제1 결합부 및 제2 결합부의 하단에 상기 방전봉(20)이 결합된 상태에서, 상기 제3 결합부를 제외한 상기 제1 고정편 및 제2 고정편을 에두르도록 성형되는 도전성 성형부재(30); 및
    상기 접지심재(10)의 제3 결합부에 결합됨과 아울러 상단 일측에 구비된 리드봉을 포함하며, 전주(1)의 접지선 인출구로부터 인출된 접지선이 연결ㆍ고정되는 접지리드단자(40); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 결합부는 상기 방전봉(20)을 결합하는 제1 고정홀을 형성하고, 상기 제2 결합부는 상기 방전봉(20)을 결합하는 제2 고정홀을 형성하며, 상기 제3 결합부는 상기 접지리드단자(40)를 결합하는 접지홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치.
  3. 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법에 있어서,
    (a) 일측 및 타측에 제1 고정홀을 형성한 제1 고정편과 일측 및 타측에 제2 고정홀을 형성하고 제2 고정홀로부터 타측을 향해 소정거리 이격된 위치에 접지홀을 형성한 제2 고정편 각각의 중심부를 기준으로 십자형태로 중첩ㆍ용접하여 접지심재를 형성하는 단계;
    (b) 방전봉 상단에 형성된 단차에 의해 상기 제1 고정편에 형성된 제1 고정홀과 제2 고정편에 형성된 제2 고정홀 각각을 결합시키는 단계;
    (c) 상기 접지심재의 제1 고정편 및 제2 고정편에 형성된 제1 고정홀 및 제2 고정홀에 상기 방전봉이 결합된 상태에서 도전성 콘크리트 또는 도전성 모르타르를 통해 원판 형태로 성형하여 도전성 성형부재를 생성하는 단계; 및
    (d) 원통형으로 형성되어 상기 접지심재와 방전봉이 체결되는 위치와 부합하는 하단부에 나사부를 형성하고, 그 상단 일측에 구비된 리드봉을 포함하는 접지리드단자를 상기 제2 고정편의 접지홀에 삽입하여 제1 너트 및 제2 너트를 통해 체결하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 (d) 단계 이후,
    (e) 전주를 매설하고자 하는 위치에 지면으로부터 2m 내지 2.5m의 깊이로 굴착시공을 수행하고, 상기 도전선 성형부재를 매설하기 위해 상기 굴착시공된 지면으로부터 0.25m의 깊이로 추가 굴착시공을 수행하는 단계;
    (f) 상기 접지리드단자와 접속된 접지선과 임시로 가설한 로프를 이용하여, 상기 접지심재, 방전봉 및 접지리드단자가 체결된 도전성 성형부재를 상기 굴착시공된 지면 최하단에 안착시키는 단계;
    (g) 상기 로프를 당겨서 철거함과 아울러, 상기 지면과 굴착시공된 지면간의 깊이가 2m 내지 2.5m의 깊이를 갖도록 상기 접지심재, 방전봉 및 접지리드단자가 체결된 도전성 성형부재를 토사로 매립하는 단계;
    (h) 접지선이 삽입된 상기 전주를 매립된 도전성 성형부재 상측에 건주(建柱)시키는 단계;
    (i) 상기 접지리드단자 상부 일측에 구비된 리드봉과 상기 전주로부터 인출된 접지선 양자를 연결하여 고정시키고, 굴착시공된 지면을 건주된 전주를 에두르도록 매립하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법.
  5. 삭제
  6. 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치에 있어서,
    제1 고정편의 일측 및 타측에 절곡을 이루어 제1 방전극을 형성하고, 제2 고정편의 일측 및 타측에 절곡을 이루어 제2 방전극을 형성하되, 상기 제2 고정편의 타측면에 접지리드단자(40)의 결합을 위한 제3 결합부를 형성하는 접지심재(10);
    상기 접지심재(10)의 제3 결합부를 제외한, 제1 고정편의 제1 방전극 및 제2 고정편의 제2 방전극을 에두르도록 도전성 콘크리트(concrete) 또는 도전성 모르타르(mortar)를 통해 성형되는 도전성 성형부재(30); 및
    상기 접지심재(10)의 제3 결합부에 결합됨과 아울러 상단 일측에 구비된 리드봉과 전주(1)의 접지선 인출구로부터 인출된 접지선 양자가 고정되는 접지리드단자(40); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 도전성 모르타르는,
    시멘트계 무기질 결합제, 광물계 수분흡착제, 도전성 탄소 섬유, 칼슘 셀퍼 알르미네이트, 흡수성 폴리머 분산제, 규사 또는 반응 조절제를 혼합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 도전성 성형부재(30)는,
    그 직경이 410mm 내지 430mm이고, 그 두께가 20mm 내지 35mm로 형성되는 것을 특징으로 하는 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 접지리드단자(40)는,
    상기 리드봉 상단 내측의 홈에 상기 접지선을 수용하여 압축ㆍ고정한 이후, 상기 리드봉과 접지선이 맞닿는 부위에 위치한 열수축 튜브에 열을 가하여 상기 리드봉과 접지선을 고정시키는 것을 특징으로 하는 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치.
  10. 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법에 있어서,
    (a) 제1 고정편의 일측 및 타측에 절곡을 이루어 제1 방전극을 형성하고, 제2 고정편의 일측 및 타측에 절곡을 이루어 제2 방전극을 형성하며, 상기 제1 고정편 또는 제2 고정편의 타측면에 접지리드단자(40)의 결합을 위한 제3 결합부를 포함하는 접지심재(10)를 형성하는 단계;
    (b) 상기 접지심재(10)의 제3 결합부를 제외한, 제1 고정편의 제1 방전극 및 제2 고정편의 제2 방전극을 에두르도록 도전성 콘크리트(concrete) 또는 도전성 모르타르(mortar)를 통해 도전성 성형부재(30)를 성형하는 단계;
    (c) 그 상단 일측에 구비된 리드봉을 구성하며, 전주(1)의 접지선 인출구로부터 인출된 접지선이 연결 고정되는 접지리드단자(40)를 상기 접지심재(10)의 제3 결합부에 결합시키는 단계;
    (d) 전주를 매설하고자 하는 위치에 지면으로부터 2m 내지 2.5m의 깊이로 굴착시공을 수행하고, 상기 도전성 성형부재(30)를 매설하기 위해 상기 굴착시공된 지면으로부터 0.25m의 깊이로 추가 굴착시공을 수행하는 단계;
    (e) 상기 접지리드단자(40)와 접속된 접지선과 임시로 가설한 로프를 이용하여, 상기 접지심재(10) 및 접지리드단자(40)가 체결된 도전성 성형부재(30)를 상기 굴착시공된 지면 최하단에 안착시키는 단계;
    (f) 상기 로프를 철거함과 아울러, 상기 지면과 굴착시공된 지면간의 깊이가 2m 내지 2.5m의 깊이를 갖도록 상기 접지심재(10) 및 접지리드단자(40)가 체결된 도전성 성형부재(30)를 토사로 매립하는 단계;
    (g) 접지선이 삽입된 상기 전주(1)를 매립된 도전성 성형부재(30) 상측에 건주시키는 단계; 및
    (h) 상기 접지리드단자(40) 상부 일측에 구비된 리드봉과 상기 전주(1)로부터 인출된 전지선을 연결하여 고정시키고, 굴착시공된 지면을 건주된 전주(1)를 에두르도록 매립하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 원형 콘크리트 접지극을 이용한 접지 장치 시공 방법.
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