KR101262360B1 - 도전성 고감도 접지극 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도전성 고감도 접지극에 관한 것으로, 본 발명은 전주(60)에서 인출되는 접지선(62)과 연결하여 접지 시공할 수 있는 접지극에 있어서, 상기 전주(60)의 접지선(62)과 연결하기 위한 접지리드선(42)이 연결되는 내부에 통공(21)이 형성된 파이프 형상의 접지심봉(20)과, 상기 접지심봉(20)의 외주면을 감싸는 카본펠트로 이루어진 펠트부재(30)와, 상기 접지심봉(20)에 펠트부재(30)를 밀착 고정시키기 위해 펠트부재(30)의 외주면에 감아주는 고정부재를 포함하고, 상기 접지심봉(20)의 일단 통공(21)에 접지리드선(42)을 연결하기 위한 단자연결부(25)가 결합되어 구비됨과 동시에 접지심봉(20)의 타단 통공(21)에 원추형의 선단촉부(22)가 결합되어 구비되고, 상기 펠트부재(30)가 단자연결부(25)의 상단지지면(27)과 선단촉부(22)의 하단지지면(24) 사이에 서로 동일한 직경 폭으로 배치되어 지지 고정되는 도전성 고감도 접지극을 제공함에 그 특징을 갖는다.

Description

도전성 고감도 접지극{Conductive high sensitivity earth electrode}

본 발명은 도전성 고감도 접지극에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접지극 자체의 중량을 현저히 낮출 수 있을 뿐만 아니라 생산성 및 경제성이 뛰어나 생산원가를 절감할 수 있고, 전주의 측면에 매설 시공할 수 있는 관계로, 접지극의 시공 작업 자체가 간편하고 용이하여 작업 효율성을 크게 향상시킬 수 있으며, 접지극이 갖추어야할 가장 기본적인 요소인 안정적인 접지저항치를 구현할 수 있도록 한 도전성 고감도 접지극에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 접지란 전력 설비의 사고나 절연불량, 전원회로나 전자장치에 뇌 서지(Lightning Surge) 또는 개폐 서지(Switching Surge)와 같은 과도한 이상전압이 침입할 때 취급자를 감전사고로부터 보호하고 설비기기의 절연 파괴를 방지할 뿐만 아니라 정보, 통신 설비에서 잡음을 제거하여 정보전송의 양질화를 이룩하는 기능성을 향상시키는 것으로 대지에 전기적 단자를 접속하는 것이다.

즉, 금속 또는 도전성 물체를 대지와 전기적으로 접속하여 그의 전위를 대지와 같은 전위 또는 전위차를 최소화시키는 수단을 말한다.

이처럼 접지는 낙뢰피해가 우려되는 건축물, 철골구조물에 접지극을 리드선으로 연결하여 지중에 매설시킨 것으로, 건물의 최상단부에 피뢰침을 설치하고 이 피뢰침을 동선으로 연결하여 지면에 접지시킨 것이다.

이와 같은 접지 시공 중에서 전주의 배전선로를 보호하기 위해 접지 시공을 하고 있는바, 전주의 배전선로를 보호하기 위한 접지 시공은 그 사용 토양층의 구조 또는 접지 규모에 따라 많은 시공 방법 및 다양한 접지봉이나 접지판이 사용되고 있다.

일반적인 접지봉은 낙뢰나 이상 전압으로부터 인체나 여타의 기기 등을 보호하기 위하여 전기적으로 대지와 접속시키는 것으로써, 접지봉의 접지저항 저감을 위한 중요한 인자들은 접지봉 자체의 특성, 주변 대지 토양의 특성 및 접지봉과 토양의 접촉저항으로 구분된다.

여기서, 주변 토양의 특성은 이미 결정되어진 상태이고, 접지봉 자체의 특성과 토양과의 접촉저항은 조절 가능한 요소인데, 접지의 효과를 결정짓는 가장 중요한 성질은 접지봉과 대지 토양과의 접촉저항이라는 것으로 알려져 있다.

한편, 산업안전공단 지침에 따르면 전주 등 사람이 접촉될 우려가 있는 장소에 시설하는 경우에는 접지극은 지하 75cm이상의 깊이로 매설한다고 규정하고 있다. 그리고, 변압기가 설치된 전주의 규정 접지저항은 전기설비기술기준에 따라 25Ω이하여야 한다.

이러한 규정을 준수한 종래의 접지봉은 다양한 형태로 개시되어 있다.

예를 들어, 대한민국 등록실용신안공보 제0212545호(2001.02.15. 공고), 등록실용신안공보 제0432449호(2006.12.01), 등록특허공보 제0757673호(2007.09.10. 공고) 등에 다양한 형태의 접지봉이 개시되어 있다.

그 중에서도 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 통상적인 접지봉(1)은 전력설비의 리드단자(5)가 삽입되도록 상단부에 원통형 중공(3a)이 형성되는 헤드부(3)와, 헤드부(3)의 하측으로 길게 연장 형성되며 내부가 충전된 본체(2)와, 본체(2)의 하측에 쇄기형으로 형성된 쇄기부(4)로 구성된다.

이러한 접지봉(1)에 의한 접지는 도 2에 도시된 바와 같이 송 배전선로 및 변압기 등의 기기를 낙뢰로부터 보호하기 위해 설치되는 피뢰기로부터 지중으로 연장되는 접지선(6)과, 상기 접지선(6)의 말단을 연결시켜 지중에 매설하되 나사식 결합에 의해 길이가 연장되도록 하는 접지봉(1)과, 상기 접지봉(1)과 접지선(6)을 연결시키기 위한 접지선 연결용 슬리브(7)로 이루어진다.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이 접지 작업은 전주(8)를 매설할 수 있는 일정깊이의 구덩이를 지면(9)에 굴착한 후, 상기 구덩이 일측으로 일정깊이와 폭을 갖는 구덩이를 하나 더 굴착하고, 상기 구덩이에 접지에 사용되는 다수의 접지봉(1)을 햄머 등의 도구를 이용하여 타격시켜 매설한 다음, 상기 전주(8) 내에서 인출되는 접지선(6)과 접지봉(1)을 직렬 또는 병렬로 연결시키는 방식이 주를 이루고 있다.

그리고, 상기와 같은 접지 작업이 완료되면, 상기 전주(8)를 일으켜 세워 구덩이에 흙과 같은 내용물을 채워 시공 및 설치작업이 이루어지게 되고, 이처럼, 접지 시공 작업이 완료된 전주(8)는 도 2에 도시된 바와 같은 형태로 접지 상태를 가지게 되는 것이다.

여기서, 종래 통상적인 접지봉(1)의 경우 특성상 부식 및 전식에 따른 경년변화의 특성이 심하여 접지시공 후 접지저항이 증대되므로 2~3년을 주기로 보강공사 또는 전면 재시공 등의 문제점이 있기 때문에 시공 후 보수가 필요없는 도전성 콘크리트 접지봉의 사용을 권장하고 있다.

그러나, 종래 개시된 도전성 콘크리트 접지봉은 자체 중량이 무거워 운반 및 접지 시공 시에 시공작업의 어려움이 있을 뿐만 아니라 시공비가 다른 접지 방식에 비하여 비싸며, 매우 넓은 시공 면적이 필요하고 유지보수가 불가능한 문제를 안고 있었다.

예를 들어, 도전성 콘크리트 접지봉을 시공할 때 도로의 콘크리트 또는 아스팔트 도장 층을 파쇄하여 굴착 후 매설해야 하므로 굴착면적이 과도하게 넓어져 굴착시공의 어려움과 공사비용이 증가되는 단점이 있었으며, 이와 더불어 굴착토사의 처리와 도로파손으로 인한 재시공 및 도시환경을 훼손하여 민원발생이 자주 대두되어 왔다.

또한, 종래 접지에 따른 접지저항치를 낮추기 위하여 접지봉을 직렬로 연결하여 시공하거나, 둘 이상의 접지봉을 일정거리 이상 이격하여 병렬로 시공하는 경우가 많았다.

이로 인해, 접지 시공 작업이 어려울 뿐만 아니라 시공비가 과다하게 소요되고, 접지효과도 만족할 만한 수준을 얻지 못하는 경우가 발생하는 등의 문제가 있었다.

그리고, 상기한 바와 같은 종래의 접지봉에 의한 접지에 있어서, 상기 접지봉(1)의 각 결합부 및 연결용 슬리브(7)와 접지선(6) 사이의 미세한 틈새로 수분이 침투되어 장시간이 지나게 되면 부식이 되는 문제가 있었다.

이로 인해, 접지봉(1) 및 연결용 슬리브(7)의 수명이 단축되고, 전기 전도율이 저하되어 낙뢰를 방전시키는 역할을 제대로 수행할 수 없게 되는 문제가 있었다.

또한, 상기와 같은 부식문제는 잦은 보수 및 부속 교체로 인한 업무를 증가시키게 되어 불필요한 비용을 발생시키게 되는 문제가 있었다.

이에 대한민국 공개특허공보 제2003-30283호(2003. 04. 18. 공개), 등록특허공보 제0757673호(2007. 09. 10. 공고), 등록특허공보 제0663246호(2007. 01. 02. 공고), 등록특허공보 제0962244호(2010. 06. 11. 공고), 등록실용신안공보 제0452253호(2011. 02. 14. 공고) 등록특허공보 제1094624호(2011. 12. 15. 공고), 등록특허공보 제1131771호(2012. 04. 03. 공고) 등에는 중량을 줄이거나, 접지봉의 표면적을 증대시켜 접지면적을 넓힐 수 있도록 하거나, 접지시공 작업을 수월하게 할 수 있는 새로운 형태의 접지봉을 제공하려는 시도가 있었다.

1. 대한민국 공개특허공보 제2003-30283호(2003.04.18. 공개, 명칭: 파형 접지봉) 2. 대한민국 등록특허공보 제0757673호(2007.09.10. 공고, 명칭: 심타용 접지봉 장치) 3. 대한민국 등록특허공보 제0663246호(2007.01.02. 공고, 명칭: 나선형 외관을 갖는 접지봉) 4. 대한민국 등록특허공보 제0962244호(2010.06.11. 공고, 명칭: 코팅 흑연접지 저항체 및 그 코팅방법) 5. 대한민국 등록실용신안공보 제0452253호(2011.02.14. 공고, 명칭: 직입형 도전성 콘크리트 접지봉) 6. 대한민국 등록특허공보 제1094624호(2011.12.15. 공고, 명칭: 동관 및 망관 복합형 접지봉) 7. 대한민국 등록특허공보 제1131771호(2012.04.03. 공고, 명칭: 고전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접지봉)

이에 본 발명은 상기와 같이 종래 접지봉이 가지고 있는 여러 가지 문제점을 감안할 때 이를 보완 개선할 필요성이 대두되고 있고, 최근 다양한 형태의 접지봉이 시도되고 있다는 점에 주목하고, 전주 매설을 위해 굴착된 구덩이 내에서 전주 측면에 세워서 매설하는 형태로 접지 시공이 매우 용이한 새로운 형태의 도전성 고감도 접지극을 제공하고자 연구 개발된 것이다.

즉, 본 발명의 목적은 접지극 자체의 중량을 현저히 낮출 수 있을 뿐만 아니라 생산성 및 경제성이 뛰어나 생산원가를 절감할 수 있고, 도전성 고감도 접지극의 시공 작업 자체가 간편하고 용이하여 작업 효율성을 크게 향상시킬 수 있으며, 접지극이 갖추어야할 가장 기본적인 요소인 안정적인 접지저항치를 충분히 구현할 수 있도록 한 도전성 고감도 접지극을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전주에서 인출되는 접지선과 연결하여 접지 시공할 수 있는 접지극에 있어서, 상기 전주의 접지선과 연결하기 위한 접지리드선이 연결되는 내부에 통공이 형성된 파이프 형상의 접지심봉과, 상기 접지심봉의 외주면을 감싸는 카본펠트로 이루어진 펠트부재와, 상기 접지심봉에 펠트부재를 밀착 고정시키기 위해 펠트부재의 외주면에 감아주는 고정부재를 포함하고, 상기 접지심봉의 일단 통공에 접지리드선을 연결하기 위한 단자연결부가 결합되어 구비됨과 동시에 접지심봉의 타단 통공에 원추형의 선단촉부가 결합되어 구비되고, 상기 펠트부재가 단자연결부의 상단지지면과 선단촉부의 하단지지면 사이에 서로 동일한 직경 폭으로 배치되는 도전성 고감도 접지극을 제공함에 그 특징으로 갖는다.

여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 고정부재는 펠트부재의 외주면을 감아주는 와이어부재인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 고정부재는 펠트부재의 외주면을 원통형으로 감아서 고정하는 금속망 타입의 금속망부재인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 접지심봉과 단자연결부는 스테인레스 재질로 이루어지고, 단자연결부에는 접지리드선을 접속 연결하는 연결단자가 나사 조립될 수 있도록 나사공이 구비되는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 단자연결부와 접지리드선사이는 연결단자가 매개되어 연결 배선되고, 상기 접지선과 접지리드선 사이는 슬리브가 매개되어 연결 배선되며, 상기 연결단자와 슬리브의 연결부위에는 부식 방지를 위한 보호튜브가 각각 완전 밀폐시키는 형태로 감싸지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 펠트 형태로 제조되어 구조적인 미세공으로 인해 우수한 흡습 능력을 가지면서 전기전도도가 우수한 카본펠트로 이루어진 원통형 펠트부재와, 이 펠트부재 내에 내부식성이 뛰어난 접지심봉이 삽입 배치되는 구조의 도전성 고감도 접지극을 제공함으로써, 파이프 형상의 접지심봉에 얇은 펠트 형상의 펠트부재를 감싸는 구조로 제조되는 관계로, 재질 자체의 가벼운 중량으로 인해서 기존 접지봉의 중량에 비해 상대적으로 획기적으로 중량을 줄일 수 있고, 이렇게 접지극의 자체 중량을 상대적으로 크게 줄여 줌에 따라 운반이 용이할 뿐만 아니라 접지 시공 시에도 중량 감소에 따른 작업성이 크게 개선되는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극은 종래의 도전성 콘크리트 접지봉에 비해서 상대적으로 저렴한 생산 비용으로 제조가 가능하므로, 제품에 대한 가격 경쟁력이 우수하다는 장점을 갖는다.

특히, 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극은 카본펠트로 이루어진 펠트부재와 스테인레스로 이루어진 접지심봉이 모두 내부식성이 뛰어난 재질들이기 때문에 부식 및 전식의 문제점이 거의 노출되지 않아 접지 시공 후 그 내구성이 뛰어나 장시간이 지나도 보수가 필요없는 장점을 갖는다.

도 1은 종래 기술에 따른 통상적인 접지봉의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 종래 기술에 접지봉의 접지 상태를 보여주는 사용 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극의 구성 상태를 보여주는 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극의 구성 상태를 보여주는 결합 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극의 시제품을 보여주는 실물 사진 도면.
도 6은 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극의 구성 상태를 보여주는 결합 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예로써, 도전성 고감도 접지극의 접지심봉과 펠트부재를 밀착 고정하기 위해 금속망부재를 사용한 상태를 보여주는 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 7에 도시된 도전성 고감도 접지극의 결합된 상태를 보여주는 결합 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극을 전주의 측면에 접지 시공한 상태를 보여주는 사용상태도.
도 10은 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극을 접지 시공하기 위해 직렬로 연결하여 사용하는 상태를 예시적으로 보여주는 사용상태도.
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극을 접지 시공하기 위해 병렬로 연결하여 사용하는 상태를 각각 예시적으로 보여주는 사용상태도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극(10)은, 파이프 형상과 같이 내부에 통공(21)이 형성된 접지심봉(20)과, 상기 접지심봉(20)의 외주면을 감싸는 원통형 구조를 갖는 펠트부재(30)와, 상기 접지심봉(20)의 상단에 조립되어 접지리드선(42)을 연결할 수 있는 단자연결부(25)와, 상기 접지심봉(20)의 하단에 조립되는 뾰쪽한 원추형의 선단촉부(22)를 포함하는 구성을 갖는다.

여기서, 상기 접지심봉(20)은 스테인레스 스틸 재질로 이루어져 파이프 형상을 갖는다.

상기 스테인레스 스틸 재질은 동 재질에 비해 전기전도도가 떨어지지만 내부식성이 뛰어난 관계로, 본 발명에서는 접지심봉(20)의 재질로 스테인레스 스틸 재질을 사용하고 있다.

그리고, 상기 접지심봉(20)의 일단 통공(21)에는 전주(60)의 접지선(62)과 연결하기 위한 접지리드선(42)이 접속되는 단자연결부(25)가 조립 체결되게 된다.

이때, 상기 접지심봉(20)은 내부에 통공(21)을 갖으면서 양단이 동일한 구조를 갖는 파이프 형상을 가지고 있기 때문에 상하 구분이 되지 않지만, 상기 단자연결부(25)가 결합되는 부위가 실질적으로 상단이 되게 된다.

상기 단자연결부(25)는 접지리드선(42)을 연결하여 하기 위한 부위로써, 상기 단자연결부(25)와 접지리드선(42) 사이에는 연결단자(40)가 매개되어 상호 연결하게 된다.

상기 단자연결부(25)는 접지심봉(20)과 마찬가지로 스테인레스 스틸 재질로 이루어져, 접지심봉(20)의 통공(21)에 나사 결합될 수 있는 통공연결부(26)가 돌출 형성되어 있고, 이 통공연결부(26)를 중심으로 평탄한 상단지지면(27)이 형성되어 있으며, 상기 통공연결부(26)를 관통하여 나사공(28)이 형성되어 있는 구조를 갖는다.

상기 단자연결부(25)의 나사공(28)에는 연결단자(40)가 나사 조립되고, 이 연결단자(40)의 일단에는 접지리드선(42)이 삽입 압착되는 방식으로 연결되게 된다.

상기 연결단자(40)는 접지리드선(42)의 일단 나선 부위를 끼운 상태에서 압착하여 견고하게 고정할 수 있는 공지의 압축단자를 사용하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 연결단자(40)는 단자연결부(25)와 접지리드선(42) 사이에 배치되어 상호 연결하는 역할을 하는 부위로써, 주지 관용적으로 사용되는 압축단자를 사용하고 있는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연결단자(40)는 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 일측에 접지리드선(42)의 일측 끝단이 나선 상태로 삽입되어 압축 고정되고 타측은 단자연결부(25)의 나사공(28)에 나사 결합될 수 있는 압축단자가 사용되고 있다.

물론, 상기 단자연결부(25)와 접지리드선(42)의 연결에 사용되는 연결단자(40)는 압축단자의 종류가 매우 다양한 관계로, 다양하게 변형 실시될 수 있음은 당연하다.

그리고, 상기 접지리드선(42)은 전주(60) 내에 설치된 접지선(62)을 연결시키기 위한 연결부위로써, 단자연결부(25)에 체결 조립된 연결단자(40)를 통해서 접지심봉(20)에 연결됨과 동시에, 전주(60)와의 접지시공 과정에서 전주(60)의 접지선인출공(61)을 통해 인출된 접지선(62)과 슬리브(50)를 통해서 연결되게 된다.

이때, 상기 접지리드선(42)과 단자연결부(25)의 연결단자(25)에 의한 연결부위와, 접지리드선(42)과 접지선(62)의 슬리브(50)에 의한 연결부위가 외부로 노출되게 되면, 본 발명의 도전성 고감도 접지극(10)이 전주(60)의 접지 시공을 통해 지중에 매설되었을 때, 상기한 연결 부위가 지중 속의 습기와 접촉하여 부식이 빠르게 일어나 접지 기능을 저해할 우려가 높게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 부식 방지를 위해서 보호튜브(41,51)를 씌워서 완전히 밀봉하는 작업을 수행하도록 하고 있다.

상기 보호튜브(41,51)는 주지 관용적으로 사용되고 있는 열수축튜브 또는 자기수축튜브가 사용되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 접지심봉(20)의 타단 통공(21)에는 뾰쪽한 원추형의 선단촉부(22)가 끼움 결합되어 있다.

즉, 상기 접지극(10)에서 단자연결부(25)는 상단에 해당되고, 선단촉부(22)는 하단에 해당됨으로써, 접지극(10)을 매설할 때 선단촉부(22)가 지중에 박혀 접지극(10)을 반듯하게 세워서 고정하는 역할을 하게 된다.

이처럼, 상기 선단촉부(22)는 지중에 박힐 수 있도록 그 선단이 뾰쪽한 원추모양을 가지고 있고, 그 반대편에 접지심봉(20)의 통공(21)에 끼움 삽입되어 결합될 수 있도록 삽입연결부(23)가 돌출되어 있으며, 이 삽입연결부(23)를 중심으로 평탄한 선단지지면(24)이 형성되어 있는 구조를 갖는다.

한편, 상기 펠트부재(30)는 카본펠트(carbon felt)로 이루어져 우수한 전기전도도와 높은 내부식성을 갖는 재질적 특성을 가지고 있을 뿐만 아니라 최근에 단열재 및 연료전지의 전극으로 많이 사용되고 있는 공지의 재료이다.

이러한 카본펠트는 재료 자체의 특성에 의하면 흡습 능력을 거의 가지고 있지 않지만, 카본펠트의 내부에는 스펀지 혹은 솜과 같은 펠트 자체의 구조적인(혹은 형태적인) 다공성으로 인해 무수히 많은 미세공이 존재하게 되고, 이 카본펠트 내부의 미세공으로 습기(혹은 물기)가 자연스럽게 스며들 수 있기 때문에 카본펠트는 구조적으로 우수한 흡습 능력을 갖게 되는 것이다.

따라서, 카본펠트로 구성된 펠트부재(20)을 갖는 도전성 고감도 접지극(10)을 지중에 매설하게 되면, 카본펠트 자체의 우수한 전기전도도와 더불어 카본펠트 내부로 지중의 습기가 흡습되기 때문에 전기전도도가 배가(倍加)되어 매우 뛰어난 접지 능력을 구현할 수 있는 것이다.

특히, 카본펠트가 매우 우수한 내부식성을 갖고 있어 지중에 매설된 상태에서도 잘 부식되지 않아 도전성 고감도 접지극(10)의 내구성을 크게 개선할 수 있기 때문에 장기간 접지봉의 접지 능력을 유지할 수 있다는 장점을 갖게 된다.

즉, 전주(60)의 접지시공을 위해 접지봉(10)을 지중에 한 번 매설한 이후에는 매설된 접지극(10) 자체를 교체하기가 쉽지 않아 오랜 기간 내구성을 유지하는 것이 매우 중요하기 때문에 내부식성 및 전기전도도가 뛰어난 카본펠트를 접지극 재질로 활용하는 것은 매우 만족스러운 재질 선택이라 할 수 있다.

이때, 상기 펠트부재(30)가 접지심봉(20)을 외주면을 감싸고 밀착 결합되는 구조를 취하고 있는 관계로, 펠트부재(30)는 대략 원통형 구조를 갖고 있는 것으로 설명되고 있는바, 펠트부재(30)를 제조하는 과정에서 카본펠트를 원통형으로 제작할 수도 있고, 카본펠트를 시트 모양으로 펼쳐지게 제조한 상태에서 접지심봉(20)의 외주면을 감싸고 둥글게 감아줌으로써 펠트부재(30)가 원통형 구조를 갖도록 설계될 수 있음은 당연하다.

이때, 상기 접지심봉(20)을 감싸는 펠트부재(30)를 접지심봉(20)에 밀착 구성함에 있어서, 스테인레스 스틸 재질로 이루어진 파이프 형상의 접지심봉(20)과 카본펠트로 이루어진 펠트부재(30)의 접촉면에 접착제와 같은 액상의 접착물질을 도포하여 고착시키는 방식은 바람직하지 않기 때문에, 본 발명에서는 두 물체를 결합하는 주지 관용적으로 기술인 와이어부재(32)나 금속망부재(33)와 같은 고정부재를 감아서 고정 밀착하는 결합 방식을 사용하고 있다.

즉, 도 3 내지 도 8에 도시되고 전술한 바와 같이, 상기 접지심봉(20)에 원통형 펠트부재(30)의 심봉삽입공(31)을 이용하여 상호 끼움 삽입 방식으로 밀착 체결할 수도 있고, 도시되지 않았지만 접지심봉(20)의 외주면에 펠트부재(30)를 원통형으로 감아서 밀착 체결하는 방식을 사용할 수도 있는바, 상기한 두 가지 방식은 결과적으로 펠트부재(30)가 접지심봉(20)의 외주면을 감싸게 되는 동일한 구조를 가져오기 때문에, 두 가지 방식 중 어느 것을 택할 것인지는 단순히 제조 과정상의 선택사항에 불과함으로, 어느 것을 사용하더라도 무방하다 할 것이다.

이때, 상기 접지심봉(20)의 외주면에 펠트부재(30)를 원통형으로 감아서 밀착 체결하기 위한 고정부재로써 와이어부재(32)를 사용할 수 있다.

상기 와이어부재(32)는 내부식성이 뛰어난 금속재 와이어 혹은 합성섬유 재질의 와이어를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 접지심봉(20)의 외주면에 펠트부재(30)를 원통형으로 감아서 밀착 체결하기 위한 고정부재로써 와이어부재(32)가 아닌 금속망부재(33)를 사용할 수도 있다.

상기 금속망부재(33)는 스테인레스 스틸과 같은 금속재를 이용하여 가로 세로로 엮은 금속망으로 이루어진 것으로써, 펠트부재(30)의 외주면 전체를 감싸고 고정할 수 있는 사각 크기로 구비되게 된다.

즉, 상기 펠트부재(30)가 접지심봉(20)을 감싼 상태에서 접지심봉(20)과 펠트부재(30)를 밀착 고정하기 위해 사각의 금속망부재(33)를 원통형으로 감게 되는바, 이때, 상기 금속망부재(33)는 펠트부재(30) 외주면에 원통형으로 감은 상태에서 별도의 지그(도시안됨)를 통해 서로 맞닿는 부위를 고정하고, 이 상태에서 금속망부재(33)의 맞닿는 부위를 용접 등으로 고정함으로써, 금속망부재(33)가 펠트부재(30)를 견고하게 고정하게 된다.

이때, 상기 금속망부재(33)는 스테인레스 스틸과 같은 도전성 금속 재질로 이루어져 있는 관계로, 지중과 접촉 과정에서 접지 능력을 개선하는 효과를 갖게 된다.

따라서, 상기 펠트부재(30)를 밀착 고정하는 부재로써, 와이어부재(32)로 감아서 고정하는 것보다는 금속망부재(33)를 사용하는 것이 제품의 품질면에서 다소 우수하다 할 수 있다.

특히, 상기 금속망부재(33)를 스테인레스 스틸과 같은 내부식성이 우수한 재질을 사용함으로써, 지중에 매설된 이후에도 그 내구성을 오래 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하나, 반드시 금속망부재(33)를 스테인레스 스틸의 금속 재질로 한정하는 것은 아니며, 동과 같이 도전성이 우수한 금속 재질을 채용할 수도 있다.

이처럼, 상기 금속망부재(33)의 재질로는 도전성을 갖는 다양한 금속 재질을 채용할 수 있으나, 경제성 및 내부식성에 의한 내구성을 고려할 때 스테인레스 스틸 재질이 바람직하다 할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극(10)의 경우, 접지심봉(20)을 감싸고 카본펠트로 이루어진 펠트부재(20)가 배치되어 외주면을 형성하는 구성을 가지고 있는 관계로, 상기 접지심봉(20)의 스테인레스 스틸 재질이 다소 전기전도도가 떨어진다고 하여도 펠트부재(30)인 카본펠트의 전기전도도가 매우 뛰어나기 때문에 전체적인 접지 능력은 기존의 도전성 콘크리트 재질로 이루어진 접지봉에 비해서 뛰어나다는 장점을 갖고 있다.

그리고, 상기에서 설명한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극(10)은 다양한 규격의 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으나, 통상적으로 사용되는 접지봉의 규격을 감안하여 설계되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 도전성 고감도 접지극(10)의 전체적인 규격은 사용 용도에 따라 다양하게 설계될 수 있은 당연하다.

예를 들어, 상기 접지심봉(20)의 길이와 직경 크기는 통상적인 도전성 접지봉의 규격을 감안하여 전체 길이가 대략 60㎝ ~ 150㎝ 정도, 직경크기 4㎝ ~ 9㎝ 정도로 제작되고, 상기 접지심봉(20)을 감싸는 펠트부재(30)는 5㎜ ~ 30㎜ 정도의 카본펠트를 원통형으로 말아서 10㎝ 내외의 직경을 갖도록 형성하는 것이 재료의 경제성 등을 고려할 때 바람직하나, 이와 같은 규격으로 반드시 한정하는 것은 아니다.

실질적으로, 상기 접지심봉(20)의 길이 및 직경 크기와, 펠트부재(30)의 두께 및 직경 크기가 크면 클수록 도전성 고감도 접지극(10)의 접지 성능이 증대되게 됨은 당연하다. 따라서, 제조의 필요에 따라 접지심봉(20)과 펠트부재(30)의 규격은 언제든지 가변될 수 있으나, 제품의 경제성 및 제품의 전반적인 규격을 고려할 때에는 상기와 같은 예시적인 규격으로 제작되는 것이 바람직하다 할 수 있는 것이다.

다만, 상기와 같은 예시적인 규격으로 제작함으로써, 현재 시판되고 있는 도전성 콘크리트로 제작된 도전성 접지봉에 비해서 상대적으로 중량의 감소 효과를 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 보관 및 운반 이동을 수월하게 구현할 수 있다는 장점을 갖게 되는 것이다.

예를 들어, 종래 도전성 콘크리트를 포함하는 접지봉의 중량은 대부분 10㎏ ~ 20㎏ 정도로 제작되고 있는데, 본 발명의 도전성 고감도 접지극(10)은 2㎏ ~ 3㎏ 내외로 제작할 수 있어 중량을 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있다.

그리고, 접지극(10)의 자체 중량을 상대적으로 크게 줄여 줌에 따라 운반이 용이할 뿐만 아니라 접지 시공시에도 중량 감소에 따른 작업성이 크게 개선되는 장점을 갖게 되는 것이다.

또한, 본 발명의 도전성 고감도 접지극(10)은 흡습 및 전기전도율이 높은 카본펠트로 이루어진 펠트부재(30)와 스테인레스 스틸 재질의 접지심봉(20)을 조합하여 내부식성을 보다 극대화시킴으로써, 접지 시공에서 요구하는 접지 성능을 충분히 구현할 수 있으며, 전주(60)에 대해 한번 접지 시공하게 되면, 오랜 기간 동안 그 내구성 및 접지 성능이 유지될 수 있는 것이다.

한편, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극(10)을 전주(60)에 접지 시공한 사용상태도가 도 9에 도시되어 있다.

이를 간단히 살펴보면, 도 9에는 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극(10)을 전주(60)의 측면 구덩이(71)에 세워서 접지 시공하는 방식이 도시되어 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 전주(60)를 세우기 위해 지면(70)에 일정 깊이의 구덩이(71)를 파게 된다.

그리고, 상기 전주(60)의 하단 측면 부위 쪽 구덩이(71) 내에 도전성 고감도 접지극(10)을 길이방향으로 세워서 매설하게 되는바, 이때, 작업자는 지상에서 접지극(10)의 일측 단자연결부(25)에 연결단자(40)를 통해서 접지리드선(42)을 배선 연결하게 되고, 이렇게 배선된 접지리드선(42)이 전주(60)의 접지선인출공(61)으로부터 인출되는 접지선(61)과 슬리브(50)로 연결함으로써, 전주(60)와 접지극(10) 사이의 접지를 위한 연결작업이 간단하게 이루어진다.

그리고, 이때 접지리드선(42)과 단자연결부(25)의 연결부위인 연결단자(40)와, 접지리드선(42)과 접지선(62)의 연결부위인 슬리브(50)에는 부식 방지를 위해서 열수축튜브 또는 자기수축튜브와 같은 보호튜브(41,51)를 씌워서 완전히 밀봉하는 작업을 수행함으로써, 접지 시공이 완료되게 되는 것이다.

상기와 같이 접지 연결작업이 완료된 도전성 고감도 접지극(10)은 전주(60) 측면의 구덩이(71) 내에 길이방향으로 세워서 배치하고, 이 상태에서 구덩이(71) 내 전주(60)를 반듯하게 세운 다음, 구덩이(71)를 메워서 견고하게 다져주게 되면, 최종적으로 전주(60)의 매설과 함께 접지 시공이 마무리되게 된다.

이처럼 본 발명에 따르면, 종래 전주가 매설된 측면에 접지봉을 별도로 타설하여 집지 시공하는 방식에 비해서 상대적으로 상기에서 설명한 바와 같이 매우 수월하고, 이렇게 접지 시공이 간편하여 전체적으로 작업비용을 최소화할 수가 있는 것이다.

한편, 상기와 같이 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극(10)을 접지 시공하는 데 있어서, 접지 능력을 강화하기 위하여 다수의 접지극(10)을 직렬 연결이나 병렬 연결을 통해서 접시 시공을 할 수도 있다.

즉, 도 10에는 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극(10)을 직렬 연결한 형태가 예시적으로 도시되어 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 접지극(10)을 상호 직렬 연결하는 경우에는 일측의 접지극(10)에서 선단촉부(22)를 제거한 후, 여기에 별도의 접지리드선(42)이 연결되는 단자연결부(25)를 끼워서 장착함으로써, 상대편 접지극(10)의 단자연결부(25)쪽으로 상호 직렬 연결할 수 있도록 되어 있다.

이때, 양쪽의 단자연결부(25)를 상호 연결할 경우에는 단자연결부(25)쪽의 접지리드선(42)과 전주(60)쪽 접지선(62)을 슬리브(50)로 연결한 다음, 보호튜브(51)로 감싸는 것과 동일한 방식으로 연결하는 것이 바람직하다.

그리고, 도 11 및 도 12에는 다수의 접지극(10)을 병렬로 연결하여 접지 시공하기 위한 상태가 각각 예시적으로 도시되어 있다.

즉, 도 11에는 각 접지극(10)에 연결된 접지리드선(42)과 전주(60)쪽 접지선(62)을 상호 병렬로 연결하기 위해 연결 부위에 별도의 단자대(52)를 구비하여 이 단자대(52)를 한꺼번에 모아서 직접 접촉시켜 볼트(54) 조립하는 방식이 도시되어 있고, 도 12에는 각 접지극(10)에 연결된 접지리드선(42)과 전주(60)쪽 접지선(62)을 상호 병렬로 연결하기 위해 연결 부위에 별도의 단자대(52)를 구비하고 이 단자대(52)를 연결단자판(53)을 중심으로 모아서 각각 볼트(54) 조립하는 방식이 도시되어 있다.

이처럼, 상기 접지리드선(42)과 접지선(62)의 병렬 연결은 단자대(52)만을 이용하거나 단자대(52)와 연결단자판(53)을 조합하는 방식으로 이용하는 등 연결부품의 종류에 따라 다양하게 변형 실시될 수 있는 것이다.

이때, 상기 단자대(52)(혹은, 단자대(52)와 연결단자판(53))를 통해 접지리드선(42)과 접지선(62)을 병렬 연결하는 부위는 도시되지 않은 보호튜브로 감싸는 것이 바람직함은 물론이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극(10)에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

특히, 본 발명에 따른 도전성 고감도 접지극(10)은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되는 본 발명이 추구하는 사상과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 접지봉 20 : 접지심봉
21 : 통공 22 : 선단촉부
23 : 삽입연결부 24 : 선단지지면
25 : 단자연결부 26 : 통공연결부
27 : 상단지지면 28 : 나사공
30 : 펠트부재 31 : 심봉삽입공
32 : 와이어부재 33 : 금속망부재
40 : 연결단자 41, 51 : 보호튜브
42 : 접지리드선 50 : 슬리브
52 : 단자대 53 : 연결단자판
54 : 볼트 60 : 전주
61 : 접지선인출공 62 : 접지선
70 : 지면 71 : 구덩이

Claims (5)

1. 전주(60)에서 인출되는 접지선(62)과 연결하여 접지 시공할 수 있는 접지극에 있어서,
   상기 전주(60)의 접지선(62)과 연결하기 위한 접지리드선(42)이 연결되는 내부에 통공(21)이 형성된 파이프 형상의 접지심봉(20)과, 상기 접지심봉(20)의 외주면을 감싸는 카본펠트로 이루어진 펠트부재(30)와, 상기 접지심봉(20)에 펠트부재(30)를 밀착 고정시키기 위해 펠트부재(30)의 외주면에 감아주는 고정부재를 포함하고,
   상기 접지심봉(20)의 일단 통공(21)에 접지리드선(42)을 연결하기 위한 단자연결부(25)가 결합되어 구비됨과 동시에 접지심봉(20)의 타단 통공(21)에 원추형의 선단촉부(22)가 결합되어 구비되고, 상기 펠트부재(30)가 단자연결부(25)의 상단지지면(27)과 선단촉부(22)의 하단지지면(24) 사이에 서로 동일한 직경 폭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 도전성 고감도 접지극.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고정부재는 펠트부재(30)의 외주면을 감아주는 와이어부재(32)인 것을 특징으로 하는 도전성 고감도 접지극.
3. 제1항에 있어서,
   상기 고정부재는 펠트부재(30)의 외주면을 원통형으로 감아서 고정하는 금속망 타입의 금속망부재(33)인 것을 특징으로 하는 도전성 고감도 접지극.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 접지심봉(20)과 단자연결부(25)는 스테인레스 재질로 이루어지고, 단자연결부(25)에는 접지리드선(42)을 접속 연결하는 연결단자(40)가 나사 조립될 수 있도록 나사공(28)이 구비되는 것을 특징으로 하는 도전성 고감도 접지극.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 단자연결부(25)와 접지리드선(42)사이는 연결단자(40)가 매개되어 연결 배선되고, 상기 접지선(62)과 접지리드선(42) 사이는 슬리브(50)가 매개되어 연결 배선되며, 상기 연결단자(40)와 슬리브(50)의 연결부위에는 부식 방지를 위한 보호튜브(41,51)가 각각 완전 밀폐시키는 형태로 감싸지는 것을 특징으로 하는 도전성 고감도 접지극.

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