KR100709145B1 - 방전접지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나이상의 본체를 연결부재를 이용하여 착탈 가능하게 연결시킴으로써, 설치조건 및 방전용량에 따라 길이조절이 가능한 방전접지장치에 관한 것이다.

본 발명의 방전접지장치는 접지설비에 리드선을 통해 연결되어 일정 깊이의 대지에 매설되는 방전접지장치에 있어서, 동 또는 전도성 금속재질로 형성되며 외부에는 상기 리드선이 결합되는 체결부와 적어도 하나 이상의 체결홈 및 관통홀이 형성된 하나 이상의 본체와, 상기 본체의 내부에 수용되는 수분흡수제 및 상기 체결홈에 착탈 가능하게 결합되도록 양측단부에 체결수단이 형성되어 서로 이웃하는 상기 본체를 연결하는 연결부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

낙뢰, 접지, 방전, 방전침

Description

방전접지장치{Earth Devise for Discharging}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전접지장치의 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 방전접지장치가 결합된 상태를 도시한 단면도.

도 3은 도 1에 도시된 방전접지장치의 분해 사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전접지장치가 설치된 상태를 도시한 도면.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전접지장치의 사용상태 사시도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방전접지장치의 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 본체 13 : 관통공

15 : 체결홈 20 : 수분흡수제

30 : 연결부재 31,43 : 방전침

40 : 방전부재 50 : 리드선

60 : 보조체결부 65 : 보조방전부재

100 : 방전접지장치

본 발명은 방전접지장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 하나이상의 본체를 연결부재를 이용하여 착탈 가능하게 연결시킴으로써, 설치조건 및 방전용량에 따라 길이조절이 가능한 방전접지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 접지봉은 전력계통에 발생되는 과전압(개폐 및 뇌과전압)으로 부터 비자기회복절연(non-self restoring insuation) 특성을 갖는 발전기, 변압기, 리액터(reactor), 케이블 및 GIS 모선 등의 모든 전력, 전자기기, 설비 및 인축으로부터 보호하는 설비로서, 낙뢰를 유도하는 뇌운이 접근하는 지역에서는 뇌운과 대지 사이의 전위차에 인하여 대기는 이온화되고, 땅위에서 돌출된 부분에 위치하는 대기의 이온과 대응되는 반대극성의 이온이 증가되며 뇌운이 증가되면 돌출된 부분에서 코로나 효과에 의해 이온이 방사된다.

피뢰침은 이러한 원리를 이용하여 지상의 건물에 돌출시켜 뇌운이 증가될 때 피뢰침의 돌출부를 통해 코로나 방전을 형성하여 이온을 방사함으로써 낙뇌를 유도한다.

이와 같이 피뢰침으로 유도된 낙뢰전류는 고주파 성분을 함유하기 때문에 신속하게 대지로 방류되어야 하여야 한다. 그러나, 낙뢰전류가 접지봉을 통하여 대지로 방류되는 과정에서 대지의 고유저항에 의한 접지 임피던스의 증가로 대지전위가 상승하게 되어 대전력 설비기기, 통신 및 약전류 계통, 건축설비 등의 피보호기기 에 인가되는 전위가 커져 손상이 발생하기도 한다.

또한, 접지봉의 일반적인 형상이 원주형으로 일방향으로 길게 형성되므로 이를 매설하기 위해서는 대지를 상당히 깊게 파내야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 본 발명의 목적은 하나이상의 본체를 연결부재를 이용하여 착탈 가능하게 연결시킴으로써, 설치조건 및 방전용량에 따라 길이조절이 가능한 방전접지장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 본체의 내부에 수분흡수제를 수용시켜 주위 토양의 습기를 방전접지장치의 둘레에 유입시켜 낙뢰전류가 유입될 때 거대 접지극 효과를 유발할 수 있는 방전접지장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 방전접지장치는 접지설비에 리드선을 통해 연결되어 일정 깊이의 대지에 매설되는 방전접지장치에 있어서, 동 또는 전도성 금속재질로 형성되며 외부에는 상기 리드선이 결합되는 체결부와 적어도 하나 이상의 체결홈 및 관통홀이 형성된 하나 이상의 본체와, 상기 본체의 내부에 수용되는 수분흡수제 및 상기 체결홈에 착탈 가능하게 결합되도록 양측단부에 체결수단이 형성되어 서로 이웃하는 상기 본체를 연결하는 연결부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본체의 상면은 사각형, 육각형, 팔각형 또는 원형일 수 있다.

또한, 연결부재의 측면에는 쐐기형상의 방전침이 하나 이상 결합될 수 있다.

또한, 방전부재는 일단부에 상기 본체의 체결홈에 결합되는 체결수단이 형성된 쐐기형상의 몸체와 상기 몸체에 결합되는 쐐기형상의 방전침을 포함할 수 있다.

한편, 수분흡수제는 실리카겔 (silica gel), 염화칼슘, 이수화물 및 무수물, 제올라이트 (zeolite), 산화칼슘, 석회, 수산화칼슘, 무수탄산칼슘, 고형의 셀룰로오스, 녹말 및 그들의 혼합물 중에서 선택한 어느 하나일 수 있다.

바람직하게, 일단부가 리드선에 결합되고 타단부가 본체의 상면에 결합되는 보조체결부를 포함할 수 있다.

또한, 본체의 상면 및 하면에 형성되어 있는 관통홀의 주변에 결합되는 보조방전부재를 더 포함할 수 있다.

이때, 보조체결부는 코일형, 원추형, 피라미드형 또는 삼각뿔형 중 어느 하나일 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전접지장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 방전접지장치가 결합된 상태를 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 방전접지장치의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전접지 장치가 설치된 상태를 도시한 도면이며, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전접지장치의 사용상태 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방전접지장치의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방전접지장치(100)는 리드선(50)에 결합되며 구리 또는 알루미늄과 같은 고 전도성 금속재질로 형성되는 하나 이상의 본체(10)와 본체(10) 내부에 수용되는 수분흡수제(20) 및 본체(10)들을 연결하는 연결부재(30)로 이루어지며, 연결된 본체(10)의 최 외각에는 방전부재(40)가 결합될 수 있다.

본체(10)는 내부에 수용부를 갖는 함체로 형성되며, 상면의 형상이 사각형, 육각형, 팔각형 또는 원형으로 형성될 수 있으며, 상면이 사각형으로 된 직육면체 형상으로 형성되는 것이 가장 바람직하다. 또한, 본체(10)는 구형으로 형성되는 것도 가능하다. 이러한 본체(10)는 하나 이상으로 구비될 수 있다.

본체(10)의 일측에는 리드선(50)과 결합되는 체결부(11)가 형성되고, 본체(10)의 내부와 외부가 서로 연통되도록 관통 형성된 다수의 관통공(13)이 형성된다. 이때, 체결부(11)는 본체(10)의 상면 중심부에 형성될 수 있으며, 관통공(13)은 본체(10)의 상면 및 하면에 동일한 수로 형성될 수 있다.

또한, 본체(10)의 외부에는 적어도 하나 이상의 체결홈(15)이 형성된다. 이때, 체결홈(15)은 본체(10)의 각 측면에 각각 한 쌍씩 형성될 수 있으며, 체결홈(15)의 내부에는 암나사가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

한편, 본체(10)의 대칭되는 측면에 형성된 체결홈(15)의 내부에는 각각 다른 방향의 나사가 형성될 수 있다. 즉, 일측면에 형성된 체결홈(15)에 내부로 오른나사가 형성되어 있다면 타측면에 형성된 체결홈(15)에는 왼나사로 형성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본체(10)의 내부에는 수분흡수제(20)가 수용된다. 이러한 수분흡수제(20)는 본체(10)의 상면과 하면에 형성된 위치하는 관통공(13)을 통해 주변의 토양에 포함된 습기를 서서히 빨아들여 본체(10) 주위의 토양을 촉촉하게 유지시켜 낙뢰전류가 유입될 때 거대 접지극 효과를 유발할 수 있다. 수분흡수제(20)로는 실리카겔(silica gel), 염화칼슘, 이수화물 및 무수물, 제올라이트(zeolite), 산화칼슘, 석회, 수산화칼슘, 무수탄산칼슘, 고형의 셀룰로오스, 녹말 등에서 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 연결부재(30)는 본체(10)들을 연결하기 위한 것으로, 고 도전성 금속재질로 형성되며 본체(10)에 측면에 형성된 체결홈(15)에 결합된다. 이러한 연결부재(30)는 소정의 길이를 갖는 원, 삼각, 사각 또는 육각기둥형상으로 형성될 수 있으며, 연결부재(30)의 양단부에는 본체(10)에 형성되어 있는 체결홈(15)에 결합되도록 체결수단이 형성된다. 이때, 연결부재(30)의 길이는 본체(10)들이 이격되는 간격에 따라 달라질 수 있으며, 연결부재(30)의 양단부에 형성되는 체결수단은 예를 들어, 수나사일 수 있다.

이러한 수나사는 체결홈(15)에 대응되도록 각각 다른 방향의 나사가 형성될 수 있다. 즉, 일단부에 형성된 나사가 오른나사이면 타단에 형성되는 나사는 왼나사로 형성된다.

한편, 연결부재(30)의 측면에는 리드선(50)을 통하여 본체(10)로 전달되는 전류를 방전시키기 위한 하나 이상의 방전침(31)이 결합될 수 있다. 이때, 방전침(31)은 서지 방전이 용이하도록 일단부가 뾰족한 쐐기형상으로 형성되며, 연결부재(30)의 길이방향에 대하여 수직한 방향으로 일체로 결합될 수 있다. 이러한 방전침(31)의 수는 예들 들어, 2개 내지 4개로 형성될 수 있다.

방전부재(40)는 연결된 본체(10)의 최외곽에 형성된 체결홈(15)에 결합되어 리드선(50)을 통하여 본체(10)로 전달되는 전류를 대지로 방전시키기 위한 것으로, 고 도전성 금속재질로 형성되며 체결홈(15)에 결합되는 몸체(41)와 몸체(41)에 결합되는 쐐기형상의 방전침(43)을 포함하여 구성된다.

몸체(41)는 쐐기형상으로 형성되며 그 일단부에 본체(10)의 체결홈(15)에 결합되도록 체결수단이 형성된다. 이때, 체결수단으로는 예를 들어 수나사가 형성될 수 있다.

방전침(43)은 서지 방전이 용이하도록 일단부가 뾰족한 쐐기형상으로 형성되며, 몸체(41)의 측면에 결합된다. 이때, 방전침(43)은 몸체(41)의 길이방향에 대하여 수직한 방향으로 일체로 결합될 수 있으며, 그 수는 예들 들어, 2개 내지 4개로 형성될 수 있다.

도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방전접지장치(100)는 다음과 같이 변형이 가능하다.

먼저, 도 5a와 같이 본체(10)들이 마주하여 연결부재(30)에 의해 결합되는 측면을 제외한 타 측면에는 리드선(50)을 통하여 본체(10)로 전달되는 전류를 보다 빠르게 방전시키기 위한 방전부재(40)가 결합되어 사용될 수 있다. 또한, 도 5b와 같이 하나의 본체(10) 측면에 다수의 방전부재(40)가 결합되어 사용될 수 있다. 또, 도 5c와 같이 본체(10)의 하나 이상의 측면에 연결부재(30)를 사용하여 다른 본체(10)가 결합될 수 있으며, 연결부재(30)가 결합되는 측면을 제외한 본체(10)들의 다른 측면에는 방전부재(40)가 결합되어 사용될 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 방전접지장치(100)는 리드선(50)을 통하여 전달되는 전류가 보다 원활하게 본체(10)로 전달될 수 있도록 하는 보조체결부(60)가 설치된다. 이때, 보조체결부(60)는 상단부가 리드선(50)의 일측에 결합되고 하단부가 본체(10) 상면에 형성된 체결부(11)의 주변에 결합된다.

이러한 보조체결부(60)는 코일형, 원추형, 피라미드형 또는 삼각뿔형 중 어느 하나로 형성될 수 있으며, 리드선(50)과 본체(10)를 체결부(11)와 더불어 이중으로 연결하게 되므로 접지저항을 감소시키고, 전류의 흐름을 원활하게 하여 전류의 병목현상으로 인한 주울열의 분배와 표면적을 확대시킬 수 있다.

또한, 본체(10)의 상면 및 하면에 형성되어 있는 관통홀(13)의 주변으로 보조방전부재(65)가 결합된다. 보조방전부재(65)는 수분흡수제(20)에 의해 형성된 수분영역의 도전로의 시작점을 사용되는 것으로, 예를 들어, 코일형으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 방전접지장치(100)의 매설시 접촉의 유동을 억제할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 방전접지장치(100)의 결합 및 사용 상태를 첨부된 도 3 및 도 4를 참고하여 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 방전접지장치의 결합은 먼저, 본체(10)의 내부에 수분흡수제(20)를 위치시킨 후 본체(10)들을 일정간격 이격시켜 배치하고, 본체(10)들 사이에 연결부재(30)를 본체(10)에 형성되어 있는 체결홈(15)에 결합시켜 연결한다.

이때, 본체(10)들은 각각 다른 방향의 암나사가 형성된 체결홈(15)이 형성된 측면이 마주하도록 배치되며, 연결부재(30)는 양단 부에 형성된 수나사가 체결홈(15)의 암나사의 방향과 일치되도록 배치된 후 체결된다. 이에 따라, 연결부재(30)를 한 방향으로만 회전시켜도 본체(10)들이 연결부재(30)에 의해 단단히 연결된다.

다음으로, 방전부재(40)를 연결된 본체(10)의 최 외각에 형성되어 있는 체결홈(15)에 결합시킨다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 결합된 방전접지장치(100)의 설치는 먼저, 방전접지장치(100)가 위치하는 부분의 대지를 일정 폭과 일정 깊이로 파고, 매설한다. 이때, 방전접지장치의 상면에 형성된 체결부(11)에 낙뢰전류가 전달되는 리드선(50)이 전기적으로 접속되는 것은 이미 주지된 기술이다.

본체(10) 내부의 수분흡수제(20)에 의해 방전접지장치(100) 주변의 토양은 다른 부분의 토양에 비하여 촉촉하게 유지되어 토양 내 수분영역을 형성하여 낙뢰전류가 유입될 때 거대 접지극 역할을 할 수 있다.

낙뢰발생시 발생된 낙뢰전류는 리드선(50)과 체결부(11)를 통해 본체(10)로 유입된다. 이렇게 본체로 유입된 낙뢰전류는 연결부재(30)를 통해 연결된 본체(10)로 전달되며 본체(10)들의 표면과 연결부재(30) 및 방전부재(40)로 분산되어 쉽게 대지로 방전할 수 있다.

본 발명은 상기 설명한 실시예에만 한정되지 않고, 본 발명은 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다른 형태로 실시될 수 있다. 특허청구범위와 균등한 기술 범위내에서 이루어지는 모든 설계 변경은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 간주된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 방전접지장치는 하나이상의 본체를 연결부재를 이용하여 착탈 가능하게 연결시킴으로써, 설치조건 및 방전용량에 따라 길이조절이 가능한 장점이 있다.

또한, 본체의 내부에 수분흡수제를 수용시켜 주위 토양의 습기를 방전접지장치의 둘레에 유입시켜 낙뢰전류가 유입될 때 거대 접지극 효과를 유발할 수 있는 이점이 있다.

Claims (8)

1. 접지설비에 리드선을 통해 연결되어 일정 깊이의 대지에 매설되는 방전접지장치에 있어서,

   동 또는 전도성 금속재질로 형성되며 외부에는 상기 리드선이 결합되는 체결부와 적어도 하나 이상의 체결홈 및 관통홀이 형성된 하나 이상의 본체와;

   상기 본체의 내부에 수용되는 수분흡수제; 및

   상기 체결홈에 착탈 가능하게 결합되도록 양측단부에 체결수단이 형성되어 서로 이웃하는 상기 본체를 연결하는 연결부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방전접지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 본체의 상면은 사각형, 육각형, 팔각형 또는 원형인 것을 특징으로 하는 방전접지장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부재의 측면에는 쐐기형상의 방전침이 하나 이상 결합되는 것을 특징으로 하는 방전접지장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 방전부재는 일단부에 상기 본체의 체결홈에 결합되는 체결수단이 형성된 쐐기형상의 몸체와 상기 몸체에 결합되는 쐐기형상의 방전침을 포함하는 것을 특징으로 하는 방전접지장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 수분흡수제는 실리카겔 (silica gel), 염화칼슘, 이수화물 및 무수물, 제올라이트 (zeolite), 산화칼슘, 석회, 수산화칼슘, 무수탄산칼슘, 고형의 셀룰로오스, 녹말 및 그들의 혼합물 중에서 선택한 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방전접지장치.
6. 제 1 항에 있어서, 일단부가 상기 리드선에 결합되고 타단부가 상기 본체의 상면에 결합되는 보조체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전접지장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 본체의 상면 및 하면에 형성되어 있는 상기 관통홀의 주변에 결합되는 보조방전부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방전접지장치.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 보조체결부는 코일형, 원추형, 피라미드형 또는 삼각뿔형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방전접지장치.

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