KR100347016B1 - 접지저항저감재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접지저항감재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 땅속에 매설되는 접지도선과 토양 사이의 전기적 접촉저항인 접지저항을 최소화하여 순간적으로 발생되는 낙뢰 등에 의한 서지전압을 원활히 대지로 분산시키는 접지저항저감재를 제공함에 그 목적이 있다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제올라이트와 발포페놀폼을 각각 90중량%와 10중량%로 혼합하고, 이 혼합물에 황산구리수용액을 30중량%로 혼합한 다음, 알긴산소다와 염화칼슘을 제올라이트와 발포페놀폼 그리고 황산구리 수용액의 혼합물에 대해 5중량%로 혼합한 후, 알긴산소다와 염화칼슘을 포함한 혼합물에 대해 5중량%로 메틸셀룰로오스를 혼합하여 조성되는 것을 특징으로 하는 접지저항저감재를 제공하게 된다.

Description

접지저항저감재{COMPOSITE FOR REDUCING GROUND RESISTANCE}

본 발명은 접지저항저감재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 땅속에 매설되는 접지도선과 토양 사이의 전기적 접촉저항인 접지저항을 최소화하여 순간적으로 발생되는 낙뢰 등에 의한 서지전압을 원활히 대지로 분산시키는 접지저항저감재에 관한 것이다.

일반적으로, 접지장치는 땅속에 매설되어 고압선철탑이나 고층건물, 통신장비나 전자계측장비, 전산장비, 기차레일 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 접지방법에는 도1에 도시한 바와 같이 땅을 굴착하여 도랑(2)을 만든 후, 이 도랑속에 접지저항저감재(3)를 채우고 다시 이 접지저항저감재에 접지도선(1)과 다수의 접지봉(4)을 파묻은 다음, 도랑을 흙으로 메꾸는 방법을 사용하였다.

이때, 접지도선(1)과 다수의 접지봉(4)을 통해 전달되는 과부하나 낙뢰 등과 같은 서지전압이 접지저항저감재(3)를 통해 주위의 대지로 전달되어 분산이 이루어지게 된다.

여기서, 접지저항저감재(3)는 접지도선과 토양 사이의 전기적 접촉저항인 접지저항을 10Ω이하로 저감하기 위하여 사용되는데, 주로 진흙이나 소금 등을 사용하게 된다.

또한, 기존의 접지저항저감재는 여러가지 조성물로 조성되면서 다량의 물과 혼합되어 사용되는데, 이때 시공초기에 50~60% 또는 73%까지의 접지저항감소율을 나타내기도 한다.

그러나, 이러한 기존의 접지저항저감재는 일정시간이 경과함에 따라 수분이 증발되면서 굳어지게 되고, 이에 따라 접지저항의 저감효과가 현저히 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제를 개선하기 위하여 안출된 것으로, 땅속에 매설되는 접지도선과 토양 사이의 전기적 접촉저항인 접지저항을 최소화하여 순간적으로 발생되는 낙뢰 등에 의한 서지전압을 원활히 대지로 분산시키는 접지저항저감재를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 접지저항저감재의 사용상태를 나타내는 모식도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 구리도선 2: 도랑 3: 접지저항저감재 4: 접지봉

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제올라이트와 발포페놀폼을 각각 90중량%와 10중량%로 혼합하고, 이 혼합물에 황산구리수용액을 30중량%로 혼합한 다음, 알긴산소다와 염화칼슘을 제올라이트와 발포페놀폼 그리고 황산구리수용액의 혼합물에 대해 5중량%로 혼합한 후, 알긴산소다와 염화칼슘을 포함한 혼합물에 대해 5중량%로 메틸셀룰로오스를 혼합하여 조성되는 것을 특징으로 하는 접지저항저감재를 제공하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 접지저항저감재는 정유공장 등에서 산업폐기물로 발생되는 폐촉매인 다공성 제올라이트와, 꽃꽃이용으로 널리 쓰이는 스폰지형의 발포페놀폼(또는 오아시스)을 미분말로 만들어 조성하게 된다.이때, 본 발명에 따른 접지저항저감재는 다공성 제올라이트와 발포페놀폼을 각각 90중량%와 10중량%로 혼합 조성하여 1차조성물을 만들고, 이 1차조성물에 전해질인 황산구리(CuSO₄)수용액을 1차조성물의 30중량%로 혼합하여 2차조성물을 조성한 다음, 알긴산소다와 염화칼슘을 2차조성물의 5중량%로 혼합하여 3차조성물을 만든 후, 수용성고분자인 메틸셀룰로오스(Methyl Cellulose)를 3차조성물의 5중량%로 혼합하여 조성하게 된다.여기서, 다공성 제올라이트는 정유공장 등에서 산업폐기물로 발생되는 무기질 성분의 폐촉매로서, 결정구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하여 원자간에 물입자를 채워 그 함수율이 매우 높은 특징이 있다.그리고, 산업폐기물인 발포페놀폼은 지금까지 알려진 재료중 가장 함수율이 높은 합성재료로서, 꽃꽃이용으로 사용되어 꽃 등의 줄기를 꼿아 지지하는 동시에 줄기에 수분을 공급하게 된다.이와 같은 발포페놀폼을 미분말상태로 만들어 다공성의 제올라이트와 1:9의 중량%로 혼합하여 1차조성물을 조성하게 된다.또한, 제올라이트와 발포페놀폼의 1차조성물과 7:3의 중량%로 혼합되어 2차조성물을 조성하는 황산구리수용액은 구리이온(Cu⁺²)과 황산이온(SO₄ ^-2)중 구리의 전하가 이동되면서 양도체를 이루게 된다.여기서, 2차조성물과 95:5의 중량%로 혼합되어 3차조성물을 이루는 알긴산소다와 염화칼슘은 칼슘과 알긴산의 착염을 형성하면서 2차조성물을 겔상태의 우묵형태로 만들게 되고, 이로써 수분증발을 최소화하게 된다.그리고, 겔상태의 3차조성물에 메틸셀룰로오스(Methyl Cellulose)를 95:5의 중량%로 혼합하게 되는데, 이때 메틸셀룰로오스는 수용성고분자로서 3차조성물에 혼합할 경우 입자간의 접착력을 증대시켜 점성이 뛰어난 겔덩어리를 만들게 된다.이처럼 만들어진 본 발명에 따른 접지저항저감재는 함수율이 뛰어나고, 전체가 한덩어리로 뭉쳐진 겔형태로 존재함으로써 땅속에서도 유실되지 않으면서 하나의 전도체로서 존재하게 된다.결국, 지면에 1m깊이의 도랑(2)을 굴착한 후, 피복되지 않은 구리도선(1)과 접지봉(4)을 도랑(2)에 묻고, 다시 도랑에 본 발명에 따른 접지저항저감재의 조성물을 타설한 다음, 물을 부어 저어주면 본 발명에 따른 접지저항저감재의 조성물이 겔상태를 이루면서 구리도선과 접지봉을 피복하게 되고, 이후 도랑을 흙으로 메우면 접지장치의 시공이 마무리된다.이때, 본 발명에 따른 접지저항저감재 10kg에 물 10~15ℓ를 혼합하여 시공하게 되지만 그 양은 시공현장의 여건과 접지저항의 설정값에 따라 조정될 수 있다.이와 같이 시공된 본 발명에 따른 접지저항저감재는 구리도선(1)과 흙 사이에 시공되어 접지저항값을 최소화하는 양도체로서, 구리도선을 통해 전달되는 서지전압을 신속하게 주위의 흙으로 전달하여 서지전압에 의한 장비의 손상을 방지하게 된다.더욱이, 시공된 본 발명에 따른 접지저항저감재는 건조시 함유하고 있는 수분의 방출을 최소화하는 동시에 주위의 흙으로부터 수분을 흡입하여 항상 겔덩어리를 이루면서 일정한 접지저항값을 유지하게 된다.

본 발명은 땅속에 묻히는 구리도선의 주위에 타설되어 일정한 접지저항값을 유지하고, 점성이 높은 겔상태를 이루면서 유실되지 않으며, 지형조건에 관계없이 시공이 간편하고, 제올라이트나 발포페놀폼과 같은 산업폐기물을 재활용할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Claims (4)

1. 제올라이트와 발포페놀폼을 각각 90중량%와 10중량%로 혼합하고, 이 혼합물에 황산구리수용액을 30중량%로 혼합한 다음, 알긴산소다와 염화칼슘을 제올라이트와 발포페놀폼 그리고 황산구리수용액의 혼합물에 대해 5중량%로 혼합한 후, 알긴산소다와 염화칼슘을 포함한 혼합물에 대해 5중량%로 메틸셀룰로오스를 혼합하여 조성되는 것을 특징으로 하는 접지저항저감재.
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