KR20090111020A - 접지저항 저감제가 내장된 접지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전도성 물질로 구성된 접지봉의 외주연에 탄소를 압축하여 탄소봉을 형성하되, 접지저항 저감제를 탄소봉 내부에 수용하여 이루어진 접지저항 저감제가 내장된 접지장치로서, 그 구조가 간단하면서도 수분흡수력 및 수분유지능력이 우수하여 수분이 적은 장소에 설치하더라도 안정적인 접지성능를 기대할 수 있고, 무엇보다 접지장치 내에 접지저항 저감제가 내장되어 접지장치의 설치가 간편하게 이루어질 수 있는 접지저항 저감제가 내장된 접지장치에 관한 것으로, 접지선과 연결되어 과도전류를 접지하기 위해 대지에 매설되는 접지장치에 있어서, 탄소입자를 기둥형상으로 압축하여 이루어지고, 상면과 하면을 축방향으로 관통하여 구성되는 관통공과, 상면에 상기 소정의 깊이만큼 요입하여 구성되는 다수의 요홈이 형성된 탄소봉; 상기 탄소봉의 관통공에 삽입고정되고, 하단에 날카로운 침부를 형성하며 전도성 물질로 구성되는 접지봉; 상기 탄소봉의 요홈에 충진되는 접지저항 저감제를 포함하여 이루어진 구성이다.

접지장치, 탄소, 접지저항 저감제

Description

접지저항 저감제가 내장된 접지장치{grounding apparatus included grounding resistance reducing agent}

본 발명은 접지저항 저감제가 내장된 접지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전도성 물질로 구성된 접지봉의 외주연에 탄소를 압축하여 탄소봉을 형성하되, 접지저항 저감제를 탄소봉 내부에 수용하여 이루어진 접지장치로서, 그 구조가 간단하면서도 수분흡수력 및 수분유지능력이 우수하여 수분이 적은 장소에 설치하더라도 안정적인 접지성능를 기대할 수 있고, 무엇보다 접지장치 내에 접지저항 저감제가 내장되어 접지장치의 설치가 간편하게 이루어질 수 있는 접지저항 저감제가 내장된 접지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 접지장치는 땅속에 매설되어 고층건물을 비롯한 통신장비나 전산장비 등을 대지에 전기적으로 접속함으로써 과부하나 낙뢰 등과 같은 서지전압을 대지로 안전하게 확산시키게 되고, 이로써 상기와 같은 장비가 과부하나 낙뢰 등과 같은 서지전압에 의해 손상되는 현상을 차단하게 된다.

종래의 접지장치는 탄소봉 몸체를 복수의 관통공을 구비한 단면 육각형의 봉 형태로 제작할 뿐만 아니라, 관통공의 내주면에 또는 탄소봉 몸체의 외주면에 도전 막을 형성하는 한편, 이들 도전막을 연결선에 의해 동봉과 결선함으로써 대지와의 접촉면적을 극대화시켜 낙뢰로 인한 임펄스 임피던스를 낮출 수 있게 되므로 낙뢰전류의 대지방류 성능을 대폭적으로 증진시킬 수 있게 되며, 따라서 접지봉과 대지 사이의 접촉저항을 크게 줄일 수 있도록 한 등록실용 20-0422395호 탄소접지봉을 비롯하여, 탄소 저 저항체를 제조하는데 필요한 원료 분말들의 조성을 설계하는 탄소 저 저항체 조성 설계단계와 상기 설계된 조성에 맞게 원료 분말들을 준비하는 단계와, 상기 준비된 원료 분말들을 소정 시간동안 혼합한 후, 그 혼합 원료분말들에 소정량의 물을 섞어가며 소정시간 동안 반죽하는 단계와, 중앙에 금속재 봉심이 설치된 성형 틀에 상기 반죽된 혼합 원료 반죽을 충진 시킨 후, 상기 성형 틀을 제거하여, 그 중앙에 금속재 봉심이 박혀진 탄소 저 저항체로 이루어진 탄소 저저항 접지 모듈을 얻는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 원료 분말들에는, 주성분으로 나노입자의 흑연과 보통입자의 흑연(GRAPHITE), 방해석(CALCITE) 및 도전성 시멘트를 포함하여 이루어지는 탄소 저저항 접지 모듈과 같은 다양한 구조와 방법의 접지장치가 제공된바 있으며, 상기와 같은 종래의 접지장치는 굴착된 땅속에 나동선과 연결된 접지장치를 한개이상 연결하여 삽입하고 접지저항 저감제를 유입하거나, 도포하는 등의 방식을 채택하고 있으며, 접지장치는 나동선을 통해 전달되는 순간적인 서지전압을 신속하고도 광범위하게 지표로 확산시키게 된다.

이러한 종래의 접지장치는 나동선 및 접지장치의 접지전극과 토양과의 전기적 접촉저항인 접지저항을 낮추기 위하여 접지저항 저감제를 사용하게 되는데, 토양의 성분이나 수분의 양에 따라 접지저항이 달라지기 때문에 일정한 접지저항을 유지하기 위해서라도 접지저항 저감제의 투입량이 유지되어야 하나, 사용중 투입된 접지저항 저감제가 유실되기 때문에 설정된 접지저항을 유지할 수 없게 되고, 이로써 제대로 접지가 이루어지지 못하는 문제가 있다.

결국, 종래의 접지장치는 시공 후 일정한 접지저항을 유지하기 위하여 지속적으로 접지저항 저감제를 보충하여야 함에 따라 공사비용이 증대되어 경제성이 없고, 기존의 접지저항 저감제의 경우 강전해질을 함유하고 있어 다량 사용하게 되면 나동선을 부식시키게 되는 등의 문제를 발생시키게 되며, 토양에 도포된 접지저항 저감제가 홍수와 같은 자연재해로 인해 유실될 경우 자연생태환경이 파괴되는 문제점이 있었으며, 종래의 접지장치는 수분이 적고 협소한 사토나 암반 지역에 장기간 사용이 용이하지 못한 문제점이 있었다.

본 발명은 전도성 물질로 구성된 접지봉의 외주연에 탄소를 압축하여 탄소봉을 형성하되 접지저항 저감제를 탄소봉 내부에 수용하도록 하여, 그 구조가 간단하면서도 수분흡수력 및 수분유지능력이 우수하여 수분이 적은 장소에 설치하더라도 안정적인 접지성능를 기대할 수 있고, 무엇보다 접지장치 내에 접지저항 저감제가 내장되어 접지장치의 설치가 간편하게 이루어질 수 있을 뿐 아니라, 접지저항을 영구적으로 유지할 수 있고, 서지전압을 신속하고도 광범위하게 확산시킬 수 있도록 한 접지저항 저감제가 내장된 접지장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 접지저항 저감제가 내장된 접지장치는 접지선과 연결되어 과도전류를 접지하기 위해 대지에 매설되는 접지장치에 있어서, 탄소입자를 기둥형상으로 압축하여 이루어지고, 상면과 하면을 축방향으로 관통하여 구성되는 관통공과, 상면에 상기 소정의 깊이만큼 요입하여 구성되는 다수의 요홈이 형성된 탄소봉; 상기 탄소봉의 관통공에 삽입고정되고, 하단에 날카로운 침부를 형성하며 전도성 물질로 구성되는 접지봉; 상기 탄소봉의 요홈에 충진되는 접지저항 저감제를 포함하여 이루어진 접지저항 저감제가 내장된 접지장치를 제공한다.

또한, 상기 접지봉은 내부에 공간부를 구비하는 중공의 형상으로, 상기 공간부에 전해질을 충진하여 이루어진 접지저항 저감제가 내장된 접지장치를 제공한다.

또한, 상기 접지봉의 외주연에는 일단부가 뾰족하게 형성되고 둘레에 원뿔형의 접지침이 다수 부착된 접지핀이 방사형으로 부착되어 이루어진 접지저항 저감제가 내장된 접지장치를 제공한다.

또한, 상기 접지봉의 상단에는 접지판이 삽입 부착되어 이루어진 접지저항 저감제가 내장된 접지장치를 제공한다.

본 발명 접지저항 저감제가 내장된 접지장치는 전도성 물질로 구성된 접지봉의 외주연에 탄소를 압축하여 탄소봉을 형성하되 접지저항 저감제를 탄소봉 내부에 수용하도록 하여, 그 구조가 간단하면서도 수분흡수력 및 수분유지능력이 우수하여 수분이 적은 장소에 설치하더라도 안정적인 접지성능를 기대할 수 있고, 무엇보다 접지장치 내에 접지저항 저감제가 내장되어 접지장치의 설치가 간편하게 이루어질 수 있을 뿐 아니라, 접지저항을 영구적으로 유지할 수 있고, 서지전압을 신속하고도 광범위하게 확산시킬 수 있도록 한 매우 유용한 효과가 있다.

이하 첨부된 도면에 따라 본 발명 접지저항 저감제가 내장된 접지장치의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 접지저항 저감제가 내장된 접지장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'선 단면도이며, 도 3은 본 발명 접지저항 저감제가 내장된 접지장치의 다른 실시예를 도시한 단면도이고, 도 4는 접지판이 부착된 모습을 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명 접지저항 저감제가 내장된 접지장치가 설치된 모습을 도시한 단면도이다.

본 발명 접지저항 저감제가 내장된 접지장치는 접지선(10)과 연결되어 과도전류를 접지하기 위해 대지에 매설되는 접지장치에 있어서, 탄소입자를 기둥형상으로 압축하여 이루어지고, 상면과 하면을 축방향으로 관통하여 구성되는 관통공(110)과, 상면에 상기 소정의 깊이만큼 요입하여 구성되는 다수의 요홈(120)이 형성된 탄소봉(100);

상기 탄소봉(100)의 관통공(110)에 삽입고정되고, 하단에 날카로운 침부(210)를 형성하며 전도성 물질로 구성되는 접지봉(200);

상기 탄소봉(100)의 요홈(120)에 충진되는 접지저항 저감제(300)를 포함하여 이루어진 구성이다.

탄소봉(100)은 탄소입자를 기둥형상으로 압축하여 이루어지고, 상면과 하면을 축방향으로 관통하여 구성되는 관통공(110)과, 상면에 상기 소정의 깊이만큼 요입하여 구성되는 다수의 요홈(120)이 형성된다.

탄소는 저저항 특성이 있어 금속재료에 비해 단면적 확장능력이 뛰어나고, 이상전류의 분산효과가 있어 낙뢰전류의 대지방류 성능을 크게 증진시킬 수 있으며, 접지봉(200)과 대지 사이의 접촉저항을 크게 감소시킬 수 있다.

또한, 탄소봉(100)은 강한 제습 능력과 습도 유지력을 구비하여 접지봉(200)의 전해질(600) 효과를 극대화시킬 수 있도록 되어있다.

일반적으로 탄소봉(100)의 구성물질은 흑연입자로 이루어지는 것이 바람직하고, 탄소와 방해석, 도전성 시멘트와 같은 혼합물질을 같이 혼합하여 구비되어질 수 있으며, 혼합된 원료를 성형틀에 넣고 압축, 건조하여 구비하는 방법에 의해 제작하되, 대체적으로 전체적인 외형은 원기둥을 비롯한 각기둥으로 형성하는 것이 바람직 하다.

상기 관통공(110)은 탄소봉(100)의 상면과 하면을 축방향으로 관통하여 구성되며, 상면과 하면의 중앙을 관통하는 것이 바람직하다.

요홈(120)은 탄소봉(100)의 상면에 소정의 깊이만큼 축방향으로 길게 요입하여 구성되며, 관통공(110)의 축성을 기준으로 방사형으로 다수 구비되는 것이 바람직하며 탄소봉(100)의 상면과 하면을 관통하지 않는 범위에서 다양한 깊이로 구비할 수 있으며, 예를 들건데 4개가 바람직하다.

접지저항 저감제(300)는 상기 요홈(120)에 충진되며, 천연의 광물질로만 사용하여 친환경적으로 접지저항을 감소 시키는 벤토나이트(bentinite)로 분류되는 단사정계에 속하는 광물질인 몬모릴로나이트(montmonnillonite)와 제올라이트(zeolite)를 비롯하여, 카본 또는 흑연에서 선택된 탄소계 재료와 같은 공지된 다양한 접지저항 저감제(300)를 의미하는 것이 바람직하다.

접지봉(200)은 상기 탄소봉(100)의 관통공(110)에 삽입고정되고, 하단에 날카로운 침부(210)를 형성하며, 재질은 구리를 비롯한 스테인리스와 같은 전도성 물질로 이루어진다.

침부(210)는 뾰족한 형태로, 접지봉(200)의 일단부에 외측면과 일체로 연장되어 접지봉(200)에 유입된 과도전류를 방전시키는 역할을 하고, 유입된 과도전류가 신속 정확하게 빠져나갈 수 있도록 끝단부가 날카로운 원뿔 또는 다양한 각뿔 및 침과 같은 형상으로 이루어지는 것이며, 이 밖에도 끝단부가 날카롭게 가공된 다양한 형태로 구성될 수 있음은 물론이다.

상기 접지봉(200)은 탄소봉(100)의 관통공(110)과 축선상에 동축상으로 삽입되는 것이 바람직하며 탄소봉(100)과 일체로 형성되고, 하단의 침부(210)가 탄소봉(100)의 하면에 돌출되어 노출되도록 하고, 상단 역시 탄소봉(100)의 상단에 돌출되어 외부의 접지선(10)과 용접 등의 방법으로 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 접지봉(200')은 내부에 공간부(220)를 구비하는 중공의 형상으로, 상기 공간부(220)에 전해질(600)을 충진하여 이루어진 구성이며, 이 경우 상단과 하단의 외주면에 배수공(240)과 흡수공(230)을 구비하고 공간부(220)를 외부와 개폐할 수 있도록 커버(250)를 구비한다.

공간부(220)는 접지봉(200')의 내부에 관통되어 구비되고, 상기 공간부(220)에는 전해질(600)을 충진하여 충진된 전해질(600)의 작용으로 접지저항을 현저히 감소시켜 빠르고 신속한 접지효과를 기대할 수 있다.

전해질(600)은 물 등의 극성용매에서 이온화되어 전기전도를 하는 물질로, 용액 속에서 양이온과 음이온으로 무질서하게 해리(解離)된다. 이와 같은 용액 속에 전극을 넣고 전압을 가하면, 양이온은 음극으로, 음이온은 양극으로 끌려서 이동하여, 결과적으로는 용액을 통해서 전류가 생긴다. 이온으로 해리하는 전리도가 높은 것일수록 전기전도성이 좋은데 이것을 강한 전해질(600)이라 하고, 그 반대의 것을 약한 전해질(600)이라고 한다. 예를 들면 알칼리금속의 할로겐화물, 산소산염 등 강한산과 강한염기에 의해서 생기는 염이나 강한산, 강한염기 그 자체 등이 강 한 전해질(600)이다. 이에 대하여 약한산, 약한염기에 의해서 생기는 것, 예를 들면 아세트산암모늄 등은 전리도가 낮아 약한 전해질(600)이다.

이러한 기술을 배경으로 관체형의 내부에 금속성 전해질(600) 성분을 충진하여 접지저항을 감소시키고, 이 경우 대기로부터 공급하는 흡수공을 관체의 상단에 형성하고, 전해질(600)이 해리된 용액이 배출되는 배수공을 하부에 구비한다.

또한, 상기 접지봉(200)의 외주연에는 일단부가 뾰족하게 형성되고 둘레에 원뿔형의 접지침(500)이 다수 부착된 접지핀(400)이 방사형으로 부착되어 이루어진 구성이다.

접지핀(400)은 긴 원주의 형상으로 끝단부가 뾰족하게 형성되고, 뾰족하지 않은 일단부가 접지봉(200)에 부착되는 것이 바람직하며, 접지봉(200)의 외주연에 방사형으로 다수개 구비되며, 접지핀(400)은 접지봉(200)에 용접하여 결합할 수 있고, 접지봉(200) 외주면에 암나사산을 형성하고 접지핀(400)의 일단부에 수나사산을 형성하여 체결하여 나사결합시킬 수 있음은 물론이며, 이 밖에도 다양한 체결방법으로 부착될 수 있다.

접지침(500)은 일반적으로 원뿔의 형태로 구성되고, 상기 접지핀(400)의 외면에 일개 이상 부착하여 구비되는 것으로, 접지봉(200)에 유입된 과도전류를 방전시키는 역할을 한다. 따라서 유입된 과도전류가 신속 정확하게 빠져나갈 수 있도록 끝단부가 날카로운 원뿔 또는 다양한 각뿔 및 침과 같은 형상으로 이루어지는 것이 바람직하고, 이 밖에도 끝단부가 날카롭게 가공된 다양한 형태의 접지침(500)이 형성될 수 있음은 물론이다. 또한 상기 접지침(500)은 접지핀(400)의 외주연 뿐 아니 라, 접지봉(200)의 하단에 구비되는 침부(210)에 부착할 수 있음은 물론이고, 일반적으로는 원뿔형의 접지침(500)의 표면에 또 다른 원뿔형의 점지침을 부착하여 구성되며, 부착의 방법은 다양하게 이루어질 수 있으나, 특히 용접하여 부착시킬 수 있다.

접지판(700)은 박판의 형상으로 상기 접지봉(200)의 외주연에 삽입 부착되는 구성으로, 원형뿐 아니라 장방형을 비롯한 박판의 다양한 형상으로 구비되는 것이 바람직하고, 설치 환경 및 접지 용도 및 성능에 따라서 그 크기 및 형상은 다양하게 구비될 수 있으며, 접지봉(200)으로 유입된 과도전류가 접지판(700)을 통해 빠져나가 접지성능이 향상될 수 있도록 하기 위해 구비된다.

또한, 접지판(700)은 접지봉(200)의 외주연에 삽입된 후, 접지봉(200)과 접지판(700)의 이음부위를 용접 등과 같은 연결방법을 이용하여 부착할 수 있으며, 상기 접지판(700)의 테두리는 유입된 전류가 쉽게 빠져나갈 수 있도록 날카롭게 가공될 수 있을 뿐 아니라, 접지침(500)을 접지판(700)의 테두리에 부착하여 접지성능을 향상시킬 수 있다.

상기와 같은 본 발명 접지저항 저감제가 내장된 접지장치는 두 가지 방식으로 대지에 매립하여 사용할 수 있는 바, 접지봉(200)을 대지와 수직되게 종방향으로 설치할 수 있고, 접지봉(200)이 대지와 평행하도록 횡방향으로 설치할 수 있으며, 접지장치를 매립하기 위하여 대지위에 터파기를 하되, 종방향으로 설치할 경우 원통형으로 소정의 깊이만큼 터파기를 하는 것이 바람직하고, 횡방향으로 설치할 경우에는 사각 형상의 터를 소정의 깊이만큼 파내는 것이 바람직하다.

터파기가 완료되면 파낸 터 안에 도 4에 도시된 바와 같이 접지장치를 눕혀서 설치한다. 그리고 나서 접지봉(200)에 연결된 접지선(10)을 대지 밖으로 빼내고 흙으로 메우고 평탄화하여 접지장치의 매립작업이 완료된다.

이 경우, 다른 접지장치와는 달리 접지저항 저감제(300)가 탄소봉(100)에 내장되어 흙으로 접지장치를 매립하기 전에 접지저항 저감제(300)를 덮는 과정이 생략되어 접지장치의 설치가 간편하게 이루어질 수 있을 뿐 아니라, 접지저항을 영구적으로 유지할 수 있고, 서지전압을 신속하고도 광범위하게 확산시킬 수 있도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명 접지저항 저감제가 내장된 접지장치의 사시도,

도 2는 도 1의 A-A'선 단면도,

도 3은 본 발명 접지저항 저감제가 내장된 접지장치의 다른 실시예를 도시한 단면도,

도 4는 접지판이 부착된 모습을 도시한 사시도,

도 5는 본 발명 접지저항 저감제가 내장된 접지장치가 설치된 모습을 도시한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 접지선 100 : 탄소봉

110 : 관통공 120 : 요홈

200, 200' : 접지봉 210 : 침부

220 : 공간부 300 : 접지저항 저감제

400 : 접지핀 500 : 접지침

600 : 전해질 700 : 접지판

Claims (4)

1. 접지선(10)과 연결되어 과도전류를 접지하기 위해 대지에 매설되는 접지장치에 있어서,

   탄소입자를 기둥형상으로 압축하여 이루어지고, 상면과 하면을 축방향으로 관통하여 구성되는 관통공(110)과, 상면에 상기 소정의 깊이만큼 요입하여 구성되는 다수의 요홈(120)이 형성된 탄소봉(100);

   상기 탄소봉(100)의 관통공(110)에 삽입고정되고, 하단에 날카로운 침부(210)를 형성하며 전도성 물질로 구성되는 접지봉(200);

   상기 탄소봉(100)의 요홈(120)에 충진되는 접지저항 저감제(300);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 접지저항 저감제가 내장된 접지장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 접지봉(200')은 내부에 공간부(220)를 구비하는 중공의 형상으로, 상기 공간부(220)에 전해질(600)을 충진하여 이루어진 것을 특징으로 하는 접지저항 저감제가 내장된 접지장치.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 접지봉(200)의 외주연에는 일단부가 뾰족하게 형성되고 둘레에 원뿔형의 접지침(500)이 다수 부착된 접지핀(400)이 방사형으로 부착되어 이루어진 것을 특징으로 하는 접지저항 저감제가 내장된 접지장치.
4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접지봉(200)의 상단에는 접지판(700)이 삽입 부착되는 것을 특징으로 하는 접지저항 저감제가 내장된 접지장치.

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