KR101089496B1

KR101089496B1 - 전도성이 우수한 고효율 접지봉

Info

Publication number: KR101089496B1
Application number: KR1020100069999A
Authority: KR
Inventors: 김재환; 한병찬; 노형남
Original assignee: (주)에이엠에스 엔지니어링
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2011-12-02

Abstract

본 발명은, 도전봉과 도전지선을 일체화하여 강한 뇌전류 유입시 저항변화 없이 높은 전도성을 띠게 되고, 프리캐스트형으로 도전 분산외피를 제작함으로서 접지봉 제작시 별도의 거푸집 및 포장재가 필요치 않을 뿐만 아니라, 도전 분산외피에 전도성을 부여하는 도전재료를 집약시키고 도전지선을 통해 도전봉과 통전되게 하여 도전효율을 증대시킬 수 있는 전도성이 우수한 고효율 접지봉에 관한 것이다. 본 발명은 내부에 중공이 형성되고 전도성을 부여하기 위하여 도전성분이 포함되는 모르타르로 이루어지며 외부 충격에 의한 손상을 억제하기 위하여 21㎫ 이상의 강도를 갖는 도전 분산외피(100); 상기 도전 분산외피(100)의 중공에 삽입되는 도전봉(210)과, 상기 도전 분산외피(100)의 내면에 접촉하도록 상기 도전봉(210)에서 방사상으로 연장되는 도전지선(220)을 포함하는 도전금속부(200); 및 상기 도전금속부(200)와 도전 분산외피(100)를 일체화하기 위하여 상기 도전 분산외피(100)의 중공에 채워지는 모르타르로 구성되는 충전재(300);를 포함하여 구성된다.

Description

전도성이 우수한 고효율 접지봉{HIGH EFFICIENCY EARTHING ROD HAVING EXCELLENT CONDUCTIVITY}

본 발명은 전도성이 우수한 고효율 접지봉에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 도전봉과 도전지선을 일체화하여 강한 뇌전류 유입시 저항변화 없이 높은 전도성을 띠게 되고, 프리캐스트형으로 도전 분산외피를 제작함으로서 접지봉 제작시 별도의 거푸집 및 포장재가 필요치 않을 뿐만 아니라, 도전 분산외피에 전도성을 부여하는 도전재료를 집약시키고 도전지선을 통해 도전봉과 통전되게 하여 도전효율을 증대시킬 수 있는 전도성이 우수한 고효율 접지봉에 관한 것이다.

일반적으로 낙뢰는 활발한 기류의 유동에 의해 정전기와 같이 대전되어 발생되는 엄청난 전기에너지가 지표면으로 방전되는 현상이다. 이러한 낙뢰는 엄청난 파괴력을 지니고 있기 때문에 각종 시설물을 설치할 때에는 반드시 접지장치를 갖추어 낙뢰를 받았을 때 전류를 신속하게 대지로 방전시킴으로서 낙뢰로 인한 피해를 방지하도록 하여 왔다.

그리고 낙뢰에 의한 충격전류를 대지로 안전하게 유도함으로써 낙뢰로 인한 건물의 화재, 파손 및 인명에 대한 상해를 방지할 목적으로 사용되는 것으로서, 낙뢰설비는 낙뢰에 의한 고전압을 대지로 흘러 보내기 위해 피뢰침(낙뢰 유도안테나)에 피뢰전선(안내선)으로 연결되어 지하에 접지시키는 장치(접지봉)로 구성되며, 접지장치(접지봉)는 장비와 대지를 전기적으로 접속시켜 장치에 작용하는 낙뢰등의 서지 전압을 대지로 흘러 서지전압으로부터 장치의 손상을 방지하도록 하는 장치인 것이다.

최근에는 낙뢰뿐만 아니라, 전자기기, 통신장비, 계측장비 등 전기적 설비 시스템에서 발생하는 과부하를 대지로 흘려 첨단장비를 보호하여 첨단장비의 오동작을 방지하는 용도로 개발되고 있다.

그러나 종래의 접지봉은 시멘트와 탄소섬유나 감섬유에 양도체인 흑연을 적정비율로 혼합하여 조성되므로 전도성을 띠게 되나, 수분이 적은 암반이나 사토 지역에 사용시 깨지거나 부스러지는 문제점이 있으며, 접지보링기법에 의한 효과가 미미한 문제가 있었다.

또한 재료구성비 대비 제품단가가 지나치게 높다는 문제점도 있었다.

보다 구체적으로 종래의 접지봉을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 한국등록특허 제10-0852473호(이하 '종래기술 1'이라 칭함)는 도 1에 도시된 바와 같이, 길이방향으로 제1도전봉(4)이 함유된 탄소접지봉(1)의 몸체(2) 측면에 금속의 제2도전봉(5)을 제1도전봉(4)에 접속되도록 함입시킴으로써 제1도전봉(4)으로 유도된 뇌전류를 탄소몸체보다 전도율이 좋은 제2도전봉(5)으로 신속히 유도시켜 빠르게 뇌전류를 대지로 방유시킬 수 있는 탄소접지봉에 관한 것이다. 그리고 도 1에서 도면번호 '3'은 탄소몸체(2)를 관통하는 다수개의 관통공을 의미한다.

이러한 종래기술 1에서는 3개로 추가된 제1도전봉(4)으로 인해 전도성이 우수하고 수분흡수력과 습도 유지력이 뛰어나다는 장점이 있으나, 흑연이 차지하는 비중이 반이상으로 제품 단가가 매우 비싸지는 문제가 있으며, 탄소몸체(2) 표면에 돌출되어 있는 제2도전봉(5)으로 인해 제품 포장이나 취급상 어려움이 있다는 단점이 있다.

한편, 한국등록특허 제10-0610604호(이하 '종래기술 2'라 칭함)는 도 2에 도시된 바와 같이, 비금속 재료를 위주로 하는 접지체로서, 전기 전도성 및 안정성이 우수한 비금속광물과 전해물로 구성되어 건축물의 피뢰접지, 정전 방지 접지, 교류 접지, 직류 접지, 안전 보호 접지 및 기타 다른 목적의 접지체로 사용 가능한 탄소 저저항 접지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이러한 종래기술 2에 도시된 탄소 저저항 접지 모듈은 대략 육면체에 그 둘레 방향에서 등 간격으로 그 단면이 반원형을 가진 6개의 골이 형성되어 있으며, 그 중앙부에 금속재의 심봉(10)이 박혀 있으며, 그 심봉 주위에 등간격으로 세개의 관통구멍(13)이 길이방향으로 형성되어 있는 저저항체(11)로 이루어져 있다.

이러한 종래기술 2에서는 강한 낙뢰전류에도 저항변화가 거의 없고 깨짐이나 부스러짐이 없다는 장점이 있으나, 저저항체(11)에서 흑연이 차지하는 비중이 높아 제품 단가가 높아진다는 단점이 있었다.

또한 도 3에 도시된 바와 같은 국내의 동양산전에서 출시된 '매직봉'이라는 제품(이하 '종래기술 3'이라 칭함)은, 중공이 형성되고 흑연과 강섬유가 포함된 도전성 모르타르(21)와, 스테인레스 재질로 이루어져 상기 중공에 삽입되는 중공관(22)으로 이루어진다.

이러한 종래기술 3에서는 포장재가 거푸집을 대체 가능하여 제작이 쉽고 현장에서 바로 제거할 수 있어 시공이 편리하고 대지와 일체화가 쉽고 경년변화가 거의 없다는 장점이 있으나, 시공시 포장재를 제거함에 의해 잔유물이 다량 발생하여 환경 폐기물로서 문제점이 있으며 이것 역시 제품 단가가 높다는 단점이 있었다.

또한 종래기술 3에서는 중공관(22)을 통해 유입된 뇌전류가 도전성 모르타르(21)를 통해 지반으로 방전되는데, 중공관(22)에 비해 현저히 저항이 높은 도전성 모르타르(21)를 통과하여야 할 뿐만 아니라, 도전성 모르타르(21)는 강도확보를 위하여 두꺼울 수밖에 없어 뇌전류의 방전효율이 저하되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 양도체인 흑연이나 탄소섬유를 도전 분산외피에만 사용하고, 도전봉으로부터 도전 분산외피로 뇌전류의 유입시에 전기저항 및 전류전기저항을 현저히 감소시킬 수 있는 전도성이 우수한 고효율 접지봉을 제공하는 데 있다.

본 발명이 다른 목적은, 도전 분산외피에 양도체를 집약시켜 보다 경제적으로 우수하고 뇌전압 유입시 안정적이고 효율적으로 방전시킬 수 있는 전도성이 우수한 고효율 접지봉을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 도전 분산외피를 프리캐스트형으로 제작함에 따라 제품의 특성이 균일하고 별도의 거푸집 및 포장재가 필요치 않은 전도성이 우수한 고효율 접지봉을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 접지봉을 경량화시킬 수 있는 전도성이 우수한 고효율 접지봉을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 도전성을 갖는 도전 분산외피의 두께를 최소화하면서도 전체 접지봉의 강도를 유지할 수 있는 전도성이 우수한 고효율 접지봉을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 전도성이 우수한 고효율 접지봉에 관한 것으로, 내부에 중공이 형성되고 전도성을 부여하기 위하여 도전성분이 포함되는 모르타르로 이루어지며 외부 충격에 의한 손상을 억제하기 위하여 21㎫ 이상의 강도를 갖는 도전 분산외피; 상기 도전 분산외피의 중공에 삽입되는 도전봉과, 상기 도전 분산외피의 내면에 접촉하도록 상기 도전봉에서 방사상으로 연장되는 도전지선을 포함하는 도전금속부; 및 상기 도전금속부와 도전 분산외피를 일체화하기 위하여 상기 도전 분산외피의 중공에 채워지는 모르타르로 구성되는 충전재;를 포함하여 구성된다.

이때 상기 도전 분산외피는, 도전성분이 포함되는 도전 모르타르와, 상기 도전 분산외피에 대한 외부의 충격으로부터 상기 도전 분산외피의 손상을 방지함과 아울러 도전 분산외피의 전도성 향상을 위하여 망사 형태의 금속재질로 이루어져 상기 도전 모르타르의 내부에 삽입되는 보강재를 포함한다.

그리고 상기 도전 모르타르는, 흑연 5~20중량%, 전도성 섬유 0.05~0.2중량%, 결합재 20~50중량%, 모래 20~60중량% 및 기능성 첨가제 0.05~1.00중량%로 구성된 분체재료 100중량부에 대하여 배합수 15~35중량부를 혼합하여 이루어진다.

또한 상기 도전봉과 도전지선은 뇌전류 유입시 재질의 차이에 의한 저항변화가 발생하지 않도록 동일한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 도전지선은 안정적인 전도성능의 발휘를 위하여 상기 도전 분산외피의 내면에 휘어져 닿을 수 있는 길이로 형성된다.

한편, 상기 충전재는 경량화를 위하여 경량 모르타르로 제작되는 것이 바람직하다.

또는, 상기 충전재는 경량 모르타르 또는 일반 모르타르로 제작될 수도 있다.

본 발명에 따른 전도성이 우수한 고효율 접지봉에 의하면, 양도체인 흑연이나 탄소섬유를 도전 분산외피에만 사용하여 제품의 단가를 절감시키고, 도전봉으로부터 도전 분산외피로 뇌전류의 유입시에 전기저항 및 전류전기저항을 현저히 감소시켜 불규칙적인 강한 뇌전류에도 저항이 증가하지 않고 안정적으로 지중에 방전이 가능하다는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 도전 분산외피에 양도체를 집약시켜 보다 경제적으로 우수하고 뇌전류 유입시 안정적이고 효율적으로 방전시킬 수 있는 잇점이 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 도전 분산외피를 프리캐스트형으로 제작함에 따라 제품의 특성이 균일하고 별도의 거푸집 및 포장재가 필요치 않으므로, 제품의 성능이 일정치 않음에 의한 소비자의 불만을 해소할 수 있고 거푸집의 설치 및 해체에 따른 공기 및 공사비의 증가 요인을 제거하며, 포장재를 제거함에 따라 발생되는 환경 폐기물을 발생시키지 않는 장점이 있다.

아울러, 본 발명에 따르면, 접지봉을 경량화시킬 수 있어, 시공성 및 운반성이 향상되는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 도전성을 갖는 도전 분산외피의 두께를 최소화하면서도 도전 분산외피 내에 모르타르로 충전함으로서 전체 접지봉의 강도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 도전 분산외피의 적은 두께 및 도전 분산외피에 삽입되는 보강재로 인해 도전 분산외피를 통하는 뇌전류의 방전효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

도 1 내지 도 3는 종래기술에 따른 접지봉을 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 접지봉을 도시한 부분 절개 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 접지봉에 대한 횡단면도,
도 6은 도 4에 도시된 접지봉에 대한 종단면도,
도 7은 본 발명에 따른 접지봉의 단면 투시도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 전도성이 우수한 고효율 접지봉에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 접지봉을 도시한 부분 절개 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 접지봉에 대한 횡단면도이며, 도 6은 도 4에 도시된 접지봉에 대한 종단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 접지봉의 단면 투시도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전도성이 우수한 고효율 접지봉은, 도전 분산외피(100), 도전금속부(200) 및 충전재(300)로 구성된다.

상기 도전 분산외피(100)는 내부에 중공(101)이 형성되고, 전도성을 부여하기 위하여 도전성분이 포함되는 모르타르로 이루어지며, 외부 충격에 의한 손상을 방지하기 위하여 21㎫ 이상의 강도를 갖도록 구성된다. 그리고 도전 분산외피(100)는 직경에 대해 10~20%의 두께를 갖도록 제작되어 도전 분산외피(100)에 포함될 양도체의 양을 최소화할 수 있다. 이처럼 도전 분산외피(100)의 두께가 얇아짐에 따라 외부 충격에 대한 저항성이 약화되는 문제점은, 모르타르로 이루어지는 충전재(300)가 상기 중공에 채워짐으로서 보완된다.

이러한 도전 분산외피(100)는 프리캐스트형으로 미리 공장에서 제작하여 사용하며, 제작 방법은 타설성형, 원심성형, 진공압출성형 중 별도 제한없이 어느 하나의 방법으로 제작될 수 있다. 그리고 상기 도전 분산외피(100)는 도전 모르타르(110)와 보강재(120)로 구성된다.

상기 도전 모르타르(110)는 전도성을 부여하기 위하여 양도체인 흑연, 전도성 섬유, 결합재, 모래, 기능성 첨가제 및 배합수를 혼합하여 이루어지고, 외부 충격에 의한 손상을 방지하기 위하여 소요강도 21㎫ 이상으로 제작되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 상기 도전 모르타르(110)는 21㎫ 이상의 소요강도를 만족하면서 높은 대지 방전성을 발휘할 수 있도록 상기 흑연을 5~20중량%, 상기 전도성 섬유를 0.05~0.2중량%, 결합재를 20~50중량%, 모래를 20~60중량% 및 기능성 첨가제를 0.05~1.00중량% 비율로 배합된 분체재료 100중량부에 배합수를 15~35중량부를 혼합하여 이루어지며, 이때 배합비 오차는 1.0% 이하로 유지시켜야 한다.

그리고 상기 전도성 섬유는 전도성을 갖고 있다면 강섬유, 탄소섬유 등 종류에는 특별한 한정이 없다.

또한 상기 결합재는 결합제 100중량부에 대하여 시멘트 50~90중량부, 고로슬래그 1~50중량부와 플라이애쉬 1~20중량부를 혼합하여 이루어진다.

그리고 모래는 KS F 2526에 명시된 바와 같이, 표건 밀도가 2.5g/㎠ 이상이고, 흡수율이 3.0% 이하이며, 입경이 5㎜ 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

더욱이, 기능성 첨가제는 유동화제, 증점제, 공기연행제, 소포제를 단독으로 또는 혼합하여 이루어진다.

또한 배합수는 분체재로 100중량부에 15~35중량부를 혼합하는데, 만일 배합수를 15중량부 미만으로 혼합하면 분체재료가 매우 되어지며, 경화가 제대로 이루어지지 않고, 경화가 되었다 하더라도 경화체 내부에 공극이 많이 발생하기 때문에 요구되는 강도를 실현할 수 없다. 그리고 일반적으로 분체재료 100중량부에 대해 배합수를 45중량부까지는 일반 콘크리트의 배합비로서 비빔에는 문제가 없지만, 본 발명에서 배합수를 35중량부 초과하여 혼합하면 분체재료 간의 분리로 인해 안정된 품질의 제품을 생산할 수 없으며, 요구되는 강도에 지대한 영향을 미치고, 경화시간이 매우 길어져 제작기간에 영향을 미치게 된다.

한편, 보강재(120)는, 상기 도전 분산외피(100)에 대한 외부의 충격으로부터 상기 도전 분산외피(100)의 손상을 방지함과 아울러, 도전 분산외피(100)의 전도성 향상을 위하여 망사 형태의 금속재질로 이루어져 상기 도전 모르타르(110)의 내부에 삽입된다. 이때 보강재(120)는 도전 분산외피(100)의 제작시 미리 설치되고 그 주변으로 도전성 모르타르를 타설하는 방식으로 하여 도전 모르타르(110)의 내부에 위치되는 것이다.

이러한 보강재(120)는 메쉬형태가 바람직하고, 전도성 향상을 위하여 스테인레스 또는 철 등으로 된 메탈라스 또는 와이어 메쉬를 사용하는 것이 바람직하다.

도전금속부(200)는 전체적으로 브러쉬 형태로 이루어지고, 도전봉(210)과 도전지선(220)을 포함한다.

상기 도전봉(210)은 상기 도전 분산외피(100)의 중공에 삽입되는 것으로, 중공형의 봉 형태로 이루어진다. 이때 도전봉(210)의 지름은 20~50㎜이고, 두께는 5~10㎜이며, 길이는 1,000㎜ 정도인 것이 적절하다.

그리고 도전지선(220)은 상기 도전 분산외피(100)의 내면에 접촉하도록 상기 도전봉(210)에서 방사상을 연장되게 배치된다. 보다 상세히 설명하면, 상기 도전지선(220)은 상기 도전 분산외피(100)의 내면에 0.1~0.3㎜ 정도 휘어진 상태로 닿을 수 있는 길이를 갖고, 지름은 1~5㎜ 범위를 가지며, 형상은 특별한 한정 없이 원형, 직사각형, 삼각형 등을 사용할 수 있으나 원형을 사용하는 것이 효율면에서 가장 우수하다.

또한 도전지선(220)은 도 6에 도시된 바와 같이 하방으로 경사진 형태로 배치되는데, 이는 충전재(300)의 투입으로 인해 도전지선(220)에 압력이 가해져 이루어진 것이다. 따라서 도전지선(220)이 하방으로 경사지게 되는 점을 감안하여 그 때에도 도전지선(220)이 도전 분산외피(100)에 접촉할 수 있도록 도전지선(220)의 길이를 설정하여야 한다.

이때 상기 도전봉(210)과 도전지선(220)은 동일하게 전도율이 높은 은, 알루미늄, 동, 스테인레스 중 어느 하나로 제작되며, 경제성을 고려할 때 스테인레스로 제작하는 것이 바람직하다. 이와 같이 도전봉(210)과 도전지선(220)을 동일한 재질로 제작하는 것은, 뇌전류 유입시 재질에 의한 저항변화가 발생하지 않도록 하기 위함이다.

충전재(300)는 도전금속부(200)와 도전 분산외피(100)를 일체화화고, 도전금속의 부식 및 내구성 저하를 방지하는 역할을 한다. 상기 충전재(300)는 경량 모르타르 또는 일반 모르타르 등에서 선택될 수 있는데, 접지봉의 경량화를 위하여 경량 모르타르를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우 경량 모르타르는 최소 10㎫ 이상의 압축강도를 갖는 것이 바람직하다.

다음으로 본 발명에 따른 전도성이 우수한 고효율 접지봉의 제작방법에 대해 설명한다.

도전 분산외피(100)를 제작하기 위해서는, 먼저 성형틀(미도시)을 제작하고, 상기 성형틀에 보강재(120)를 삽입한다. 그리고 앞서 설명된 배합비율에 맞게 재료와 배합수를 준비하고, 준비된 재료를 소정 시간동안 혼합한 후, 소정량의 배합수를 섞어가며 소정시간 동안 반죽한다. 그리고 원심성형, 타설성형, 압출성형 중 어느 하나의 방법으로 성형한 후 양생한다. 여기서 구체적인 배합시간, 배합수의 양 및 양생기간은 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 모르타르를 배합하는 일반적인 기준에 따르는 것이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이와 같이 도전 분산외피(100)가 완성되면, 도전봉(210)과 도전지선(220)이 체결된 도전금속부(200)를 상기 도전 분산외피(100)에 삽입한다. 그 후, 충전재(300)를 소정시간 동안 일정량의 배합수로 반죽하여 상기 도전 분산외피(100)와 도전 금속부가 일체화되도록 상기 도전 분산외피(100)에 삽입한다.

이러한 과정을 거쳐 충전재(300)가 양생되면 본 발명에 따른 접지봉이 완성된다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 접지봉의 실시예 1 및 2는 다음의 [표 1]에 기재된 바와 같다.

구성	구분			실시예 1	실시예 2
도전봉	관경			40㎜	40㎜
	두께			10㎜	10㎜
	재질			스테인레스	스테인레스
	길이			1,000㎜	1,000㎜
도전지선	지름			2㎜	2㎜
	길이			60.2㎜	60.2㎜
	재질			스테인레스	스테인레스
	형상			원형	원형
보강재	메쉬 규격			15×30㎜	15×30㎜
				T 0.35㎜, W 0.5㎜	T 0.35㎜, W 0.5㎜
	재질			스테인레스	스테인레스
도전 분산외피	분 체 재 료	흑연		58.5	58
		전도성 섬유		0.5	1.0
		모래		540	540
		결합재	시멘트	350	350
			슬래그	40	40
			플라이애시	10	10
		기능성 첨가제 (유동화제)		1	1
		(합계)		1,000	1,000
	배합수			250	250
충전재	종류			경량 모르타르	경량 모르타르

상기 표에서 알 수 있듯이, 실시예 1 및 2는 전도성 섬유의 함량을 제외한 나머지는 서로 동일하다.

이와 같은 실시예 1 및 2와 대비하기 위한 비교예는 도 3에 도시된 바와 같이, 동양산전에서 출시하고 있는 상품명 '매직봉'으로서, 비교예의 구성 및 사용재료는 다음의 [표 2]에 기재된 바와 같다.

구성	구분	비교예
중공관	내경	32㎜
	재질	스테인레스
	길이	1,000㎜
	무게	2.5㎏
도전성 모르타르	재료	흑연(30중량%), 시멘트, 강섬유, 규사, 기타
	압축강도	12㎫
	휨강도	8㎫

상기와 같은 실시예 1 및 2와 비교예에 대한 평가항목으로, 전기저항, 전류전기저항 및 경량성을 채택하였고, 각 평가항목에 대한 시험 및 평가방법은 [표 3]과 같다.

평가항목	시험 및 평가방법
전기저항	KSF 2403(콘크리트 시험용 공시체 제작방법 - 40×40×160㎜), 10~14Ω·㎝이하/20℃
전류전기저항	접지봉과 리드선을 연결한 후 접지봉에 2,000A를 1초간 흘렸을 때 시험전후의 전기저항 변화율이 5% 이상 증가하지 않아야 한다.
경량성	제품의 전체 중량은 20㎏을 넘지 않아야 한다.

이와 같은 평가항목에 대해 시험한 결과는 다음의 [표 4]와 같다.

평가항목	시험결과
평가항목	실시예 1	실시예 2	비교예
전기저항	7Ω·㎝이하/20℃	5Ω·㎝이하/20℃	15Ω·㎝이하/20℃
전류전기저항	1.1%	1.7%	2.5%
경량성	15㎏	15㎏	20㎏

[표 4]에 기재된 시험결과를 보면, 전기저항에서 실시예 1과 실시예 2는 기준치인 10~14Ω·㎝이하/20℃를 만족하는 7Ω·㎝이하/20℃ 및 5Ω·㎝이하/20℃를 각각 나타내었지만, 비교예는 기준치보다 높은 15Ω·㎝이하/20℃를 기록하였다.

그리고 전류전기저항에서는, 실시예 1과 실시예 2 및 비교예 모두에서 기준치인 전기저항 변화율이 5%이내라는 조건을 만족하는 것으로 파악되었다. 다만, 실시예 1과 실시예 2에서는 비교예보다 대략 0.8~1.4% 낮은 전류전기저항 변화율을 나타내어 이 평가항목에서 실시예 1 및 실시예 2가 비교예보다 우수함을 알 수 있다.

또한 경량성에 대해서는, 실시예 1 및 실시예 2는 기준치인 20㎏ 이내인 15㎏으로 측정되었고, 비교예는 기준치와 동일한 20㎏을 나타내어 실시예 1과 실시예 2가 비교예에 비해 25% 가벼운 것으로 파악되었다.

상기 3가지 평가항목에 대해 전체적으로 평가하면, 실시예 1 및 실시예 2는 비교예에 비해 전기저항 및 전류전기저항이 낮게 측정되어 불규칙적인 강한 뇌전류에도 저항이 증가하지 않고 안정적으로 지중에 방전이 가능하고, 접지봉의 경량화를 달성하여 접지봉의 운반성 및 시공성에서 실시예 1 및 2가 비교예에 비해 우수한 것으로 파악되었다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

100 : 도전 분산외피 110 : 도전 모르타르
120 : 보강재 200 : 도전금속부
210 : 도전봉 220 : 도전지선
300 : 충전재

Claims

내부에 중공이 형성되고 전도성을 부여하기 위하여 도전성분이 포함되는 모르타르로 이루어지며 외부 충격에 의한 손상을 억제하기 위하여 21㎫ 이상의 강도를 갖는 도전 분산외피(100);
상기 도전 분산외피(100)의 중공에 삽입되는 도전봉(210)과, 상기 도전 분산외피(100)의 내면에 접촉하도록 상기 도전봉(210)에서 방사상으로 연장되는 도전지선(220)을 포함하는 도전금속부(200); 및
상기 도전금속부(200)와 도전 분산외피(100)를 일체화하기 위하여 상기 도전 분산외피(100)의 중공에 채워지는 모르타르로 구성되는 충전재(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성이 우수한 고효율 접지봉.
제1항에 있어서,
상기 도전 분산외피(100)는, 도전성분이 포함되는 도전 모르타르(110)와, 상기 도전 분산외피(100)에 대한 외부의 충격으로부터 상기 도전 분산외피(100)의 손상을 방지함과 아울러 도전 분산외피(100)의 전도성 향상을 위하여 망사 형태의 금속재질로 이루어져 상기 도전 모르타르(110)의 내부에 삽입되는 보강재(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성이 우수한 고효율 접지봉.
제2항에 있어서,
상기 도전 모르타르(110)는, 흑연 5~20중량%, 전도성 섬유 0.05~0.2중량%, 결합재 20~50중량%, 모래 20~60중량% 및 기능성 첨가제 0.05~1.00중량%로 구성된 분체재료 100중량부에 대하여 배합수 15~35중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전도성이 우수한 고효율 접지봉.
제1항에 있어서,
상기 도전봉(210)과 도전지선(220)은 뇌전류 유입시 재질의 차이에 의한 저항변화가 발생하지 않도록 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전도성이 우수한 고효율 접지봉.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도전지선(220)은 안정적인 전도성능의 발휘를 위하여 상기 도전 분산외피(100)의 내면에 휘어져 닿을 수 있는 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 전도성이 우수한 고효율 접지봉.
제1항에 있어서,
상기 충전재(300)는 경량화를 위하여 경량 모르타르로 제작되는 것을 특징으로 하는 전도성이 우수한 고효율 접지봉.
제1항에 있어서,
상기 충전재(300)는 일반 모르타르로 제작되는 것을 특징으로 하는 전도성이 우수한 고효율 접지봉.