KR100493901B1 - 콘크리트 접지전극 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접지시공부지의 확보가 어려운 지역에 있어서의 콘크리트 면에 접지전극을 형성할 수 있도록 한 콘크리트 접지전극 및 그 시공방법에 관한 것이다.

본 발명의 콘크리트 접지전극은, 콘크리트의 일부분에 3∼5㎜ 정도의 요철면을 가지도록 치핑에 의해 형성된 전극 설치부에 침투성 접착 증강제를 도포하고, 그 위에 동 와이어 메쉬와 접지선을 포설함과 동시에 이 접지선과 리드선을 C형 슬리브에 의해 연결하고 이들을 전도성 몰탈 혼합물로 매설함으로써 형성된다.

본 발명의 콘크리트 접지전극의 시공방법은, 콘크리트의 일부분을 치핑하여 전극 설치부를 형성하는 단계와, 상기 치핑작업 부분을 살수기로 세척하여 오염물질을 제거하는 단계와, 상기 전극 설치부 상에 침투성 접착 증강제를 도포하는 단계와, 상기 전극 설치부에 동 와이어 메쉬와 접지선을 포설하고 이 접지선의 끝단부와 리드선을 C형 슬리브에 의해 연결하는 단계와, 이들을 전도성 몰탈 혼합물에 매설하여 양성시키는 것에 의해 전극을 형성하는 단계와, 상기 전극이 형성된 전도성 몰탈 혼합물 부분에 표면강화처리 혹은 거푸집을 설치하는 단계로 이루어진다.

Description

콘크리트 접지전극 및 그 시공방법{CONCRETE GROUNDING ELECTRODE AND ITS CONSTRUCTION METHOD}

본 발명은 도심지역, 지하철 구내 및 교량 등과 같이 접지시공부지의 확보가 어려운 지역에 있어서의 콘크리트 면에 부착력이 뛰어나고 전기 전도성이 우수한 접지전극을 형성할 수 있도록 한 콘크리트 접지전극 및 그 시공방법에 관한 것이다.

접지구조는, 전력 설비의 사고나 절연불량, 전원회로나 전자장치에 뇌서지 (lighting surge) 혹은 개폐서지(switching surge) 등과 같은 과도한 이상전압이 발생하였을 때, 사용자를 감전사고로부터 보호하고 설비기기의 절연파괴를 방지할 뿐만 아니라 정보, 통신설비에서의 잡음(雜音)을 제거하여 정보전송의 양질화를 이루는 기능성을 향상시키기 위한 것이다.

즉, 금속이나 도전성 물체를 대지(大地)와 전기적으로 접속하여 그 전위(電位)를 대지와 같은 전위, 또는 전위차를 최소화시키는 것이다.

일반적인 접지방식으로서, 보링접지는 대지 저항률이 높고 부지면적이 좁은 장소나 저저항의 독립 접지를 필요로 하는 장소에 적합한 것으로서, 보링기계로 소정 깊이의 구멍을 뚫어 봉형상체의 접지전극을 끼워넣고 전극과 구멍의 공간으로 접지저감재를 충전시키는 방식이다.

또한, 매설지선 접지는 송전선의 철탑, 송신소 등의 저저항 접지에 적합한 것으로서, 접지선의 단면적이 22∼28㎟인 동선을 20∼40㎜ 길이로 하여 접지지점을 기준으로 깊이가 50∼80㎝ 정도인 방사상의 홈을 파서 동선을 묻고 접지선 주위를 접지저감재 또는 접지시멘트로 채우는 방식이다.

그리고, 구조체 접지는 부지면적이 한정되어 있는 장소에 적합한 것으로서, 철근 콘크리트, 철골조 건축물에서 서로 맞물려진 철근 또는 철골에 케이지식 피뢰설비를 형성하고, 이것을 콘크리트로 피복하여 철근 콘크리트, 철골조 등의 구조체 자체를 접지전극과 같이 이용하는 방식이다.

또, 메쉬접지는 대지 저항율이 높고 부지가 넓은 곳에 시공하기 적합한 것으로서, 접지선을 메쉬형태로 포설하고, 교차되는 부분의 접속을 화학반응을 이용한 용접방법으로 접속하여, 필요시에 접지선 주위를 접지저감재로 채워 접지선과 저감재가 하나의 전극을 형성하는 방식이다.

종래에, 이러한 접지방식과 관련된 기술로서는, 예를 들어 국내 등록특허 제0193364호(1999.2.3 등록) 공보에서와 같이 시멘트계 재료를 이용한 접지전극의 제작방법에 대한 기술이 개시되어 있다.

이 기술의 핵심은, 전기 전도성을 부여하는 도전성재료, 일정 형상을 유지시켜주는 결합재, 재료의 강도 및 내구성을 향상시키는 혼합재, 재료의 유동특성, 응결특성, 성형성을 향상시키는 혼화제를 섞어 혼합재료를 얻는 과정과, 이 혼합재료에 물을 부어 유동성을 갖는 균질한 상태로 혼합하는 과정과, 이 유동성 혼합물질을 형틀에 충전시켜 일정한 형태로 성형하는 과정과, 성형된 혼합물질을 양생시키는 과정과, 양생된 혼합물질을 탈형(脫型)하고 연결단자를 연결하거나 금속제 캡을 씌워주는 마무리 과정으로 이루어져 있다.

이러한 과정에 의해 제작된 접지전극은 일반 토양(土壤)과 같은 무기질 성분으로 구성되어 단위면적당의 전기 전도성이 우수하고, 좁은 공간에서 설치를 용이하게 할 수 있다는 장점이 있는 반면에, 종래의 방식대로 토양 속에 묻어야 하기 때문에 아스팔트나 콘크리트를 걷어내고 시공해야 하는 불편함이 있다.

또한, 접지전극이 봉형상체로 형성되는 경우에는 지면(地面)에 접지전극을 대고 해머(hammer) 등으로 가압하여 설치하는 것이기 때문에, 접지전극의 상, 하부에 가해지는 충격을 견뎌낼 수 있도록 금속제 캡을 씌워주더라도 양생된 혼합물질에 균열이 발생되어 접지전극으로서의 기능을 제대로 발휘할 수 없다는 문제가 있다.

한편, 국내 등록특허 제0221569호(1999.6.28 등록) 공보에 개시되어 있는 기술은, 접지전극을 설치하고자 하는 위치의 콘크리트 또는 아스팔트 포장면에서 토양까지 수직으로 천공작업을 행하여 토양구멍을 형성하고, 이 토양구멍에 중공 투입관을 삽입하여 고정한 다음, 이 중공 투입관의 입구부를 통하여 리드선을 연결하고 접지저항 저감재를 투입하는 것에 의해 접지전극을 설치할 수 있도록 하고 있다.

그러나, 이러한 방식에 의해 접지전극을 형성하는 경우, 콘크리트나 아스팔트 포장면에 천공작업을 행해야 하는 번거로움이 있고, 접지저항 저감재의 수축에 의해 콘크리트나 아스팔트 포장면과의 박리현상이 발생할 뿐만 아니라 균열이 발생하여 접지전극으로서의 기능을 상실하게 된다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제들을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 접지시공부지의 확보가 어려운 지역(지하철 역사 내, 건물 내부, 교량, 공동구 등)에 있어서의 콘크리트 건물 구조면을 대지화한 접지시스템을 이용하여, 기존 시설 및 건물 구조면을 훼손 또는 변형시키지 않고도 콘크리트 면에 부착력, 내구성, 내부식성이 뛰어나고 접지전극의 균열을 방지할 수 있음은 물론, 전기 전도성이 뛰어나 뇌서지나 고정전류의 빠른 유입으로 인해, 화재나 감전 피해 및 장비나 기기의 피해를 막을 수 있는 효과적인 콘크리트 접지전극 및 그 시공방법을 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 콘크리트의 일부분에 3∼5㎜ 정도의 요철면을 가지도록 치핑에 의해 형성되는 전극 설치부가 마련되어 있고, 이 전극 설치부에 도포된 침투성 접착 증강제 상에 동 와이어 메쉬와 접지선이 바닥면에 고정되어 포설되어 있으며, 이 접지선의 끝단부와 리드선이 C형 슬리브에 의해 연결됨과 동시에, 상기 전극 설치부 내에 전도성 몰탈 혼합물을 주입하여 양생시키는 것에 의해 상기 접지선과 리드선의 연결부분을 포함한 동 와이어 메쉬가 매설되어 전극이 형성되도록 구성한 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 특징은, 전극이 설치되는 콘크리트 부분을 연마기에 의해 치핑하여 3∼5㎜ 정도의 요철면을 가지는 전극 설치부를 형성하는 단계와, 상기 치핑작업 부분을 고압펌프를 이용한 살수기로 세척하여 이물질 등의 오염물질을 제거하는 단계와, 상기 전극 설치부 상에 침투력을 가진 전도성 프라이머와 물을 희석하여 이루어진 침투성 접착 증강제를 붓이나 롤러로 3∼5㎜ 정도 도포하여 바닥면을 코팅한 후 대기중에서 10∼30분 정도 자연 건조시키는 단계와, 상기 코팅이 완료된 전극 설치부에 동 와이어 메쉬를 배치함과 동시에 이 동 와이어 메쉬 상에 접지선을 포설하고, 이들 동 와이어 메쉬와 접지선을 바닥면에 고정시키는 단계와, 상기 접지선의 끝단부와 리드선을 C형 슬리브에 의해 압착시켜 연결한 후 상기 전극 설치부 내에 전도성 몰탈 혼합물을 주입하여 충전시키고, 1시간이상 자연 양생시켜 전극을 형성하는 단계와, 상기 전극이 형성된 전도성 몰탈 혼합물 부분에 표면강화처리 또는 거푸집을 설치하는 단계들로 이루어지는 것에 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

먼저, 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 접지전극은 통상의 연마기(도시하지 않음)를 사용하여 콘크리트(10)의 일부분에 3∼5㎜ 정도의 요철면(11)을 가지도록 치핑(chipping)에 의해 형성된 전극 설치부 (12)가 마련되어 있고, 이 전극 설치부(12)는 고압펌프를 이용한 살수기(13)에 의해 이물질이나 기타 오염물질이 제거된 상태를 유지하게 된다.

이 상태에서, 상기 전극 설치부(12)에는 부착력 강화를 위한 침투성 접착 증강제(14)가 붓(15)이나 혹은 롤러에 의해 도포되는데, 이 침투성 접착 증강제(14)는 침투력을 가진 전도성 프라이머와 물을 1:5의 비율로 희석한 것을 사용하며, 두께 3∼5㎜ 정도를 도포되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 침투성 접착 증강제(14) 상에는 전도성이 뛰어난 동(銅)으로 만들어진 와이어 메쉬(16)가 얹어져 있고, 이 동 와이어 메쉬(16) 상의 중앙에 접지선(17)이 안착되어 굴곡이 없도록 대략 1∼2m 간격으로 묶여져서 고정되어 있다.

그리고, 상기 접지선(17)과 리드선(19)의 끝단부는 C형 슬리브(20)에 의해 압착되어 서로 연결된 상태를 유지하고 있으며, 이들이 안착된 전극 설치부(12)에는 전도성 몰탈 혼합물(18)을 주입하여 양생시키는 것에 의해 상기 접지선(17)과 리드선(19)의 연결부분을 포함한 동 와이어 메쉬(16)가 매설되도록 하여 전극을 형성하고 있다.

또, 상기 전극이 형성된 전도성 몰탈 혼합물(18) 부분에는 표면을 강화처리하거나 혹은 거푸집(21)을 설치하여 접지전극 임을 표시하고 있다.

여기에서, 상기 동 와이어 메쉬(16) 상에 얹어지는 접지선(17)은, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 C자형상의 클램프(22)와 세트앙카(23)를 이용하여 콘크리트 (10)의 전극 설치부(12)의 바닥면 상에 1∼2m 간격으로 견고하게 설치하여 일체화 할 수 있도록 되어 있다.

한편, 상기한 바와 같은 구조를 가지는 콘크리트 접지전극의 시공방법에 대하여 설명하면, 우선 도 4a에 도시되어 있는 바와 같이, 전극이 설치되어야 할 콘크리트(19) 부분을 연마기에 의해 치핑하여 3∼5㎜ 정도의 요철면(11)을 가지는 전극 설치부(12)를 형성한다.

그 후, 도 4b에서와 같이 상기 치핑작업 부분을 고압펌프를 이용한 살수기 (13)로 세척하는 것에 의해 이물질, 오염물질 등과 같은 시공에 저해되는 물질을 제거하여 부착력을 증가시킬 수 있도록 한다.

또한, 상기 전극 설치부(12) 상에는, 도 4c에서와 같이 침투성 접착 증강제 (14)를 붓(15)이나 롤러를 이용하여 3∼5㎜ 정도의 두께로 골고루 도포하되, 바닥면을 충분히 덮을 수 있도록 하고, 대기중에서 10∼30분 정도 자연 건조시키게 되는데, 이 때 상기 침투성 접착 증강제 (14)는 침투력을 가진 전도성 프라이머와 물을 1:5의 비율로 희석한 것을 사용하게 된다.

이어서, 도 4d 및 도 4e에서와 같이 상기 코팅이 완료된 전극 설치부(12)에 동 와이어 메쉬(16)를 배치함과 동시에, 이 동 와이어 메쉬(16) 상의 대략 중앙에 접지선(17)을 포설하게 되는데, 이 때 이들 동 와이어 메쉬(16)와 접지선(17)은 대략 1∼2m 간격으로 묶어서 고정시키거나 또는 도 3에 도시된 바와 같이 C자형상의 클램프(22)와 세트앙카(23)를 이용하여 굴곡이 없도록 한 상태로 일체화하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 접지선(17)의 끝단부와 리드선(19)의 끝단부를 C형 슬리브(20)에 의해 압착하여 서로 연결된 상태를 유지한 상태에서, 이 전극 설치부(12)에 전도성 몰탈 혼합물(18)을 주입함으로써, 도 4f에서와 같이 상기 접지선(17)과 리드선(19)의 연결부분을 포함한 동 와이어 메쉬(16)가 매설되도록 하고, 대략 1시간이상 양생시키는 것에 의해 전극을 형성할 수 있게 된다.

또, 이와 같이 하여 전극의 형성이 완료된 상태에서 도 4g에서와 같이 전도성 몰탈 혼합물(18) 부분에는 현장(現場)의 여건에 따라 표면을 강화처리하거나 혹은 거푸집(21)을 설치하여 접지전극 임을 표시하게 되며, 사람의 왕래가 잦은 지역인 경우에는 감전사고를 미연에 방지하기 위하여 접지전극 임을 알리는 표시를 해 두는 것이 더욱 바람직하다.

상술한 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 접지전극 및 그 시공방법에 의하면, 접지시공부지의 확보가 어려운 지역(지하철 역사 내, 건물 내부, 교량, 공동구 등)에 있어서의 콘크리트 면에 전극 설치부를 마련하여 침투성 접착 증강제를 도포하고 동 와이어 메쉬와 접지선 및 리드선의 연결부분을 전도성 몰탈 혼합재에 매설되도록 함으로써, 콘크리트의 바닥면에 접착 증강제가 침투하여 뿌리를 형성하여 접지전극과 콘크리트 면의 부착력이 뛰어나고 바닥면과 전극간의 이질감을 회복하며, 강도를 높게 하여 전극의 균열을 방지할 수 있음은 물론, 전류의 분산을 통해 전기 전도성의 성능을 향상시킴과 동시에 뇌서지, 과전류 등의 유입시에 빠르고 안전하게 유입, 흡수되도록 할 수 있게 된다.

또한, 접지선과 리드선을 거푸집 내에서 C형 슬리브로 압착하여 연결한 후 전도성 몰탈 혼합재로 밀봉처리를 함으로써, 단선이나 단락이 발생될 염려가 전혀 없고 접지전극의 외관이 양호함은 물론 부식방지에도 효과를 발휘하게 된다.

더구나, 전극 상단부를 표면강화처리 또는 거푸집으로 처리함으로써, 뇌서지나 과전류의 유입시에 발생할 수 있는 감전사고를 미연에 방지하고, 전극의 위치파악을 용이하게 하여 유지 및 관리의 편리성을 도모할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 접지전극의 구조를 나타낸 개략 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 전극에서의 접지선과 리드선의 연결관계를 나타낸 단면도,

도 3은 도 1에 도시된 동 와이어 메쉬와 접지선의 고정구조를 나타낸 도면,

도 4a∼도 4g는 본 발명에 따른 콘크리트 접지전극의 시공순서를 설명하기 위한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 콘크리트 11: 요철면

12: 전극 설치부 13: 살수기

14: 침투성 접착 증강제 15: 붓

16: 동 와이어 메쉬 17: 접지선

18: 전도성 몰탈 혼합물 19: 리드선

20: C형 슬리브 21: 거푸집

22: 클램프 23: 세트앙카

Claims (7)

1. 콘크리트(10)의 일부분에 3∼5㎜ 정도의 요철면(11)을 가지도록 치핑에 의해 형성되는 전극 설치부(12)가 마련되어 있고, 이 전극 설치부(12)에 도포된 침투성 접착 증강제(14) 상에 동 와이어 메쉬(16)와 접지선(17)이 바닥면에 고정되어 포설되어 있으며, 이 접지선(17)의 끝단부와 리드선(19)이 C형 슬리브(20)에 의해 연결됨과 동시에, 상기 전극 설치부(12) 내에 전도성 몰탈 혼합물(18)을 주입하여 양생시키는 것에 의해 상기 접지선(17)과 리드선(19)의 연결부분을 포함한 동 와이어 메쉬(16)가 매설되어 전극이 형성되도록 구성한 것을 특징으로 하는 콘크리트 접지전극.
2. 제1항에 있어서, 상기 침투성 접착 증강제(14)는 침투력을 가진 전도성 프라이머와 물을 1:5의 비율로 희석한 것을 사용하며, 상기 전극 설치부(12) 상에 3∼ 5㎜의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 접지전극.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 동 와이어 메쉬(16) 상에 포설되는 접지선 (17)은 1∼2m 간격으로 클램프(22) 및 세트앙카(23)에 의해 바닥면에 고정시켜 일체화하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 접지전극.
4. 제3항에 있어서, 상기 전극이 형성된 전도성 몰탈 혼합물(18) 부분에는 표면강화처리 또는 거푸집(21)을 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 접지전극.
5. 전극이 설치되는 콘크리트(10) 부분을 연마기에 의해 치핑하여 3∼5㎜ 정도의 요철면(11)을 가지는 전극 설치부(12)를 형성하는 단계와,

   상기 치핑작업 부분을 고압펌프를 이용한 살수기(13)로 세척하여 이물질 등의 오염물질을 제거하는 단계와,

   상기 전극 설치부(12) 상에 침투력을 가진 전도성 프라이머와 물을 희석하여 이루어진 침투성 접착 증강제(14)를 붓(15)이나 롤러로 3∼5㎜ 정도 도포하여 바닥면을 코팅한 후 대기중에서 10∼30분 정도 자연 건조시키는 단계와,

   상기 코팅이 완료된 전극 설치부(12)에 동 와이어 메쉬(16)를 배치함과 동시에 이 동 와이어 메쉬(16) 상에 접지선(17)을 포설하고, 이들 동 와이어 메쉬(16)와 접지선(17)을 바닥면에 고정시키는 단계와,

   상기 접지선(17)의 끝단부와 리드선(19)을 C형 슬리브(20)에 의해 압착시켜 연결한 후 상기 전극 설치부(12) 내에 전도성 몰탈 혼합물(18)을 주입하여 충전시키고, 1시간이상 자연 양생시켜 전극을 형성하는 단계와,

   상기 전극이 형성된 전도성 몰탈 혼합물(18) 부분에 표면강화처리 또는 거푸집(21)을 설치하는 단계들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 접지전극의 시공방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 침투성 접착 증강제(14)로 사용되는 침투력을 가진 전도성 프라이머와 물은 1:5의 비율로 희석하여 사용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 접지전극의 시공방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 동 와이어 메쉬(16) 상에 포설되는 접지선 (17)은 1∼2m 간격으로 클램프(22) 및 세트앙카(23)에 의해 바닥면에 일체화시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 접지전극의 시공방법.