KR102072303B1 - 다층 구조 독립 접지 시스템 및 접지 방법 - Google Patents

다층 구조 독립 접지 시스템 및 접지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도심지나 지형지물의 영향으로 접지극 간의 이격 방식인 수평방향 이격이 어려운 현장에서 독립접지를 시공할 경우 강전용 접지로 인한 약전용 접지의 피해와 영향을 최소화할 수 있도록 강전용 접지와 약전용 접지 사이에 수직방향으로 이격된 다층 구조 독립 접지 시스템 및 접지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명은 접지가 요구되는 전체 접지전극을 미리 설정된 접지전극의 특성에 따라 분류하고, 상기 분류된 접지전극을 지표면 또는 상기 지표면으로부터 일정거리 이격된 지하층 중 어느 하나에 설치되어 접지를 제공하는 제1 접지 시스템부와, 상기 제1 접지 시스템부로부터 일정거리 이격된 수직방향 하부의 지하층에 설치하여 접지를 제공하는 제2 접지 시스템부에 각각 접지하며, 상기 제1 접지 시스템부와 제2 접지 시스템부는 적어도 2층 이상의 다층으로 구성된 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 수직방향으로 이격된 다층 구조의 독립 접지 시스템을 통해 도심지와 같이 접지 간의 수평방향 이격 거리 확보가 어려운 협소한 접지시설 설치장소에 설치함으로써, 뇌격전류, 사고전류 등의 이상 전류로부터 피해를 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

다층 구조 독립 접지 시스템 및 접지 방법{INDEPENDENT GROUNDING SYSTEM AND METHOD WITH MULTILAYER STRUCTURE}
본 발명은 다층 구조 독립 접지 시스템 및 접지 방법에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 도심지나 지형지물의 영향으로 접지극 간의 이격 방식인 수평방향 이격이 어려운 현장에서 독립접지를 시공할 경우 강전용 접지로 인한 약전용 접지의 피해와 영향을 최소화할 수 있도록 강전용 접지와 약전용 접지 사이에 수직방향으로 이격된 다층 구조 독립 접지 시스템 및 접지 방법에 관한 것이다.
접지란 전자기기, 통신장비, 계측장비 등 전기설비 시스템과 피뢰설비의 접지선을 대지, 즉 지구에 전기적으로 접속시켜 주는 것으로서, 장비와 지구를 전기적으로 접속시켜 이상전류를 방류하고, 대지 전위의 "0" 전위를 유지시켜주는 역할을 수행한다.
접지는 크게 강전용 접지와, 약전용 접지로 구분될 수 있고, 강전용 접지는 계통접지, 기기외함접지, 피뢰접지 등이 포함되고, 이상전류를 대지로 신속히 방전시켜 인체감전방지, 전자기기의 고장방지 등의 보호용 접지역할을 하며, 약전용 접지는 통신접지와, 신호접지 등이 포함되고, 신호의 기준인 "0"을 만들어 전자, 통신 설비의 안정된 동작이 가능하도록 기능용 접지역할을 한다.
특히, 강전용 접지는 큰 전류가 유입되어 대지 전위가 상승하고, 약전용 접지가 인접한 곳에 위치하여 강전용 접지의 전위 영향권 내에 위치해 있는 경우, 상기 약전용 접지와 연결된 기기인 통신, 신호장비가 오동작 또는 파손될 우려가 있다.
이러한 약전용 접지와 연결된 기기의 방호를 위해서, 최근 접지극을 공용으로 사용하는 공용접지방식이 적용되고 있으나, 이러한 방식 또한 노이즈에 취약하여 "0" 전위 확보에 어려움이 있는 등, 여러 가지 문제점이 있다.
이상적인 독립접지는 접지극 상호 간에 전위간섭을 일으키지 않는 접지를 말하며, 전위간섭을 일으키지 않도록 접지극 간의 충분한 이격 거리가 확보되는 조건을 만족해야 한다.
그러나 접지극 간의 전위간섭을 "0"으로 만들기 위해서는 이론적으로는 무한대의 거리기 필요하다.
따라서 현실상의 완벽한 독립접지는 존재하지 않고, 현실상에서의 독립접지는 접지극 상호 간의 이격 거리가 관건이며, 접지 간의 이격 거리가 충분하지 않을 경우, 전위간섭에 의하여 기기의 오동작이나 파손 등이 발생하는 문제점이 있다.
도 1은 일반적인 수평전극 간의 전위 간섭을 나타낸 도면으로서, 접지전극 A 와, 접지전극 B가 있는 경우에 상기 접지전극 A에 접지전류(I)가 유입되었을 경우, 접지전극 B는 접지전극 A 지점에서 전위상승에 영향을 받지 않는 것이 바람직하지만, 도심지와 같은 공간에서 접지전극의 설치위치를 충분히 이격시켜 설치하는 것은 불가능하여 전위상승의 일정한 범위 내에 접지전극 B가 매설된 경우, "ΔV"만큼의 전위상승이 발생한다.
한국 등록특허공보 등록번호 제10-561179호(발명의 명칭: 접지장치 및 이를 이용한 접지공법)
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 도심지나 지형지물의 영향으로 접지극 간의 이격 방식인 수평방향 이격이 어려운 현장에서 독립접지를 시공할 경우 강전용 접지로 인한 약전용 접지의 피해와 영향을 최소화할 수 있도록 강전용 접지와 약전용 접지 사이에 수직방향으로 이격된 다층 구조 독립 접지 시스템 및 접지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 접지가 요구되는 전체 접지전극을 미리 설정된 접지전극의 특성에 따라 분류하고, 상기 분류된 접지전극을 지표면 또는 상기 지표면으로부터 일정거리 이격된 지하층 중 어느 하나에 설치되어 접지를 제공하는 제1 접지 시스템부와, 상기 제1 접지 시스템부로부터 일정거리 이격된 수직방향 하부의 지하층에 설치하여 접지를 제공하는 제2 접지 시스템부에 각각 접지하며, 상기 제1 접지 시스템부와 제2 접지 시스템부는 적어도 2층 이상의 다층으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제1 접지 시스템부는 건물과 전기적으로 연결되어 동 전위를 유지하며 인체 감전 및 전기설비의 고장 방지를 위한 강전용 접지를 제공하고, 상기 제2 접지 시스템부는 통신, 신호설비의 안전, 기능유지를 위한 약전용 설비의 접지를 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제1 접지 시스템부는 유입전류에 따른 전위 상승을 최소화할 수 있도록 메쉬 형상으로 이루어진 제1 접지전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제2 접지 시스템부는 지표면에서 수직방향으로 천공한 설치공과, 상기 설치공에 설치된 다수의 심매설 접지전극으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제1 접지 시스템부와 제2 접지 시스템부 사이에 설치되어 상기 제1 및 제2 접지 시스템부 각각에서의 전위 영향으로 설비의 파손을 방지하기 위한 등전위를 유지하도록 동작하는 전위차 해소부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 심매설 접지전극의 수직방향 설치 위치는 접지 설계 프로그램을 이용하여 상기 제1 접지 시스템으로 이상 전류가 인입되는 경우의 전위분포 값을 산출하고, 상기 산출된 전위분포 값이 상기 제2 접지 시스템에 연결되는 약전용 설비의 임펄스 내전압 이하가 되는 깊이인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 다수의 심매설 접지전극은 인출선을 통해 지표면 위에서 서로 연결된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 심매설 접지전극은 접지전극의 주변에 도전성을 갖는 접지 저감재가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 인출선은 외부면이 절연체로 피복되고, 상기 설치공과의 사이에 절연특성이 강화되도록 절연재가 충진되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 a) 접지가 요구되는 전체 접지전극을 미리 설정된 접지전극의 특성에 따라 분류하고, 상기 분류된 접지전극을 제1 접지 시스템부에 설치하는 상부층 접지전극과 제2 접지 시스템부에 설치하는 하부층 접지전극으로 분류하는 단계; b) 상기 상부층 접지전극에서 발생되는 접지의 대지전위 상승, 하부층 접지전극에 연결된 설비의 임펄스 내전압, 상기 산출된 대지전위값과 임펄스 내전압을 고려한 제1 접지 시스템부와 제2 접지 시스템부(200) 간의 이격거리를 결정하는 단계; 및 c) 상기 결정된 이격 거리에 따라 제1 및 제2 접지 시스템부를 적어도 2층 이상의 다층으로 구성하여 시공하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 d) 상기 제1 접지 시스템부와 제2 접지 시스템부가 연결된 설비에서 전위상승이 발생하면, 등전위를 유지하도록 동작하는 전위차 해소부를 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 a) 단계에서 분류되는 상부층 접지전극은 큰 전류의 유입에 따른 높은 전위상승으로 인한 기기 파손, 인체 감전을 방지하기 위한 강전용 접지전극이고, 하부층 접지전극은 연결된 기기의 기능 유지를 위한 약전용 접지전극인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 b) 단계의 이격 거리는 적어도 상기 제1 접지 시스템부로 접지전류가 인입되는 경우의 수직 전위분포를 산출하고, 하부로의 전위 상승값이 상기 제2 접지 시스템부에 연결될 장비의 임펄스 내전압 이하가 되는 지점의 깊이인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 c) 단계의 제1 접지 시스템부는 메쉬 형상의 제1 접지전극 또는 상기 메쉬 형상의 제1 접지전극을 조합한 형상의 접지전극으로 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 c) 단계의 제2 접지 시스템부는 상기 제1 접지 시스템부의 하부에 위치하고, 지표면에 설치공을 천공하여 하부층 접지전극을 인출선과 함께 설치하며, 상기 인출선은 지표면 위에서 상호 연결하여 시공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 c) 단계는 하부층 접지전극의 주변에 도전성 접지 저감재를 충진하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 수직방향으로 이격된 다층 구조의 독립 접지 시스템을 통해 도심지와 같이 접지극 간의 수평방향 이격 거리의 확보가 어려운 협소한 접지시설 설치장소에 설치함으로써, 뇌격전류, 사고전류 등의 이상 전류로부터 피해를 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 수평전극 간의 전위 간섭을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템의 시공과정을 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템의 심매설 접지전극의 시공을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템의 수직방향 전위 분포를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템의 상부에 위치하는 강전용 접지를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템의 하부에 위치하는 약전용 접지를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템의 접지과정을 나타낸 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템 및 접지 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 표현은 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, "‥부", "‥기", "‥모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 그 둘의 결합으로 구분될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템의 구성을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템의 시공과정을 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템의 심매설 접지전극의 시공을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템의 수직방향 전위 분포를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템의 상부에 위치하는 강전용 접지를 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템의 하부에 위치하는 약전용 접지를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템은 접지가 요구되는 전체 접지전극을 미리 설정된 접지전극의 특성에 따라 분류하고, 상기 분류된 접지전극을 지표면(400) 또는 상기 지표면(400)으로부터 일정거리 이격된 지하층 중 어느 하나에 설치하여 접지를 제공하는 제1 접지 시스템부(100)와, 상기 제1 접지 시스템부(100)로부터 일정거리 이격된 수직방향 하부의 지하층에 설치하여 접지를 제공하는 제2 접지 시스템부(200)에 각각 접지하는 구성으로서, 바람직하게는 상기 제1 접지 시스템부(100)와 제2 접지 시스템부(200)가 적어도 2층 이상의 다층으로 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템의 제1 접지 시스템부(100)는 건물(300)과 전기적으로 연결되어 동 전위를 유지하며, 인체 감전 및 전기설비의 고장 방지를 위한 강전용 접지를 제공하고, 제2 접지 시스템부(200)는 통신, 신호설비의 안전, 기능유지를 위한 약전용 설비의 접지를 제공한다.
본 실시예에서는 제1 접지 시스템부(100)는 강전용 접지를 제공하고, 제2 시스템부(200)에서는 약전용 접지를 제공하는 구성을 실시예로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 접지 시스템부(100)가 약전용 접지를 제공하고, 제2 접지 시스템부(200)가 강전용 접지를 제공하는 구성으로 변경 실시할 수도 있다.
상기 제1 접지 시스템부(100)는 건물(300)과 전기적으로 연결되어 지표면(400) 또는 상기 지표면(400)으로부터 인접한 가까운 지하층에 설치되고, 접지전극으로의 낙뢰전류 및 전력설비의 고장전류 등으로 인한 전위상승을 최소화하여, 전위상승으로 인한 인체 감전 및 설비의 파손을 막고 제2 접지 시스템부(200)에 대한 영향이 최소화될 수 있도록 피뢰부(210)와 전력 설비부(220)에 접지시설을 한다.
또한, 상기 제1 접지 시스템부(100)는 대지 전위상승을 최소화하기 위해 주 접지전극인 제1 접지전극(110)을 메쉬 형상의 전극으로 구성하거나 또는 메쉬 형상의 제1 접지전극(110)을 조합하여 임의의 형태(또는 형상)를 갖는 접지전극으로 구성한다.
상기 제2 접지 시스템부(200)는 약전설비의 접지와 같이, "0" 전위의 유지가 필요한 접지를 위치시키고, 지표면(400)에서 수직방향으로 천공한 설치공(410)과, 상기 설치공(410)에 설치된 다수의 심매설 접지전극(120)을 포함하여 구성되며, 통신 설비부(230)와 같은 약전용 설비의 접지가 이루어지도록 한다.
상기 심매설 접지전극(120)은 지표면(400)의 일정 깊이 아래의 지하층에 설치되고, 인출선(130)을 통해 지표면(400) 위에서 서로 연결되도록 구성함으로써, 접지저항이 감소될 수 있도록 하고, 바람직하게는 메시 형상인 제1 접지전극(110)의 그물망 안으로 대지를 천공하여 설치한다.
상기 심매설 접지전극(120)의 수직방향 설치 위치는 설계 단계에서 접지 설계 프로그램을 이용하여 산출한다.
즉, 상기 제1 접지 시스템(100)으로 이상 전류가 인입되는 경우, 수직방향 전위 분포곡선(310)에 따라 전위분포 값을 산출하고, 상기 산출된 전위분포 값이 상기 제2 접지 시스템부(200)에 연결되는 약전용 설비의 임펄스 내전압 이하가 되는 깊이를 천공 깊이로 산출한다.
또한, 건물(300)에 설치되는 장비와 사용전압, 장비의 특성 등에 따라 개별 장비의 내전압 특성이 서로 상이하므로 표 1과 같이, 장비와 계통 전압에 따라 설정된 최소 정격 임펄스 내전압 정보를 이용하여 전기기기 또는 전기설비를 분류한다.
설비의 공칭전압a (V) 요구되는 최소임펄스 내전압c (kV)
3상 계통b 중앙점이 있는 단상 계통 인입점에 있는 기기
(Category Ⅳ)		 배전 및 최종 회로의 기기
(Category Ⅲ)		 전기 제품 및 전류 - 사용 기기
(Category Ⅱ)		 특별히 보호된 기기
(CategoryⅠ)
- 120-240 4 2.5 1.5 0.8
(220/380)d
230/400b
277/480b 		- 6 4 2.5 1.5
a KS C IEC 60038(표준전압)에 따른다.
b 캐나다와 미국에서 대지전압이 300V를 초과하는 경우 동일 범주 단의 높은 전압에 해당하는 임펄스 내전압을 적용한다.
c 이 임펄스 내전압은 상도체와 보호도체 사이에 인가된다.
d ( )안은 현재 국내에서 사용하는 전압이다.
또한, 상기 심매설 접지전극(120)은 접지전극의 주변에 도전성을 갖는 접지 저감재(140)를 설치하여 시공 후에 접지전극 주변으로 팽창성이 높고, 수분 흡수력이 우수하며, 시공된 접지전극이 영구적으로 형태를 유지할 수 있도록 한다.
상기 인출선(130)은 절연이 확보되지 않으면, 접지전극의 역할을 수행하게 되어, 제1 접지 시스템(100)과 제2 접지 시스템부(200) 사이의 절연 이격 거리가 짧아지는 역할 수행할 수 있어서, 인출선(130)의 외부면을 절연체로 피복하여 설치한다.
또한, 상기 인출선(130)은 설치공(410)과의 사이에 절연특성을 강화한 절연재(150)를 충진하여 인출선(130)의 절연특성이 증가될 수 있도록 구성한다.
미설명부호 130a는 인출선으로서, 상기한 인출선(130)과 동일하게 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1 접지 시스템부(100)와 제2 접지 시스템부(200) 사이에는 전위차 해소부(250, TEC: Transient Earth Clamp)가 설치되어, 상기 제1 및 제2 접지 시스템부(100, 200) 사이에 일정 크기 이상의 접지 전위차가 발생하면 등전위를 유지하도록 동작함으로써, 장비의 파손이나 인명 피해를 방지할 수 있도록 한다.
다음은 본 발명에 따른 다층 구조 독립 접지 시스템의 접지과정을 도 2 내지 도 9를 참조하여 설명한다.
접지가 요구되는 전체 접지전극을 미리 설정된 접지전극의 특성에 따라 분류(S100)하고, 상기 분류된 접지전극을 제1 접지 시스템부(100)에 설치하는 상부층 접지전극과 제2 접지 시스템부(200)에 설치하는 하부층 접지전극으로 분류(S110)한다.
상기 S110 단계에서 제1 접지 시스템부(100)는 지표면(400) 또는 상기 지표면(400)으로부터 인접한 가까운 지하층 중 어느 하나에 설치되고, 제2 접지 시스템부(200)는 상기 제1 접지 시스템부(100)로부터 일정거리 이격된 수직방향 하부의 지하층에 독립 접지되도록 설치하는 구성이다.
또한, 상기 S110 단계에서 분류되는 상부층 접지전극은 큰 접지전류로 인해 대지전위의 상승을 유발하는 예를 들면, 피뢰부(210)와 같은 강전용 접지를 위한 접지전극이다.
상기 S110 단계에서 분류된 접지전극은 하부층 접지전극에 연결되는 설비의 내전압과 상부층 접지전극에서 발생되는 대지 전위값을 산출하고, 상기 산출된 내전압과 대지 전위값을 고려한 제1 접지 시스템부(100)와 제2 접지 시스템부(200) 간의 이격 거리를 결정한다.
즉, 제2 접지 시스템부(200)와 비교하여 상대적으로 상부층인 제1 접지 시스템부(100)에 상기 S110 단계에서 분류된 접지전극을 설치하는 경우(S120), 상부층 접지전극으로 분류되어 제1 접지 시스템부(100)에 설치되는 설비들의 요구 접지 저항값에 따른 상부층 접지전극의 면적과, 예상 유입전류와 허용전위 상승전압을 결정(S130)하고, 이를 고려하여 메쉬 간격을 결정(S140)하며, 결정된 메쉬 간격에 의하여 메쉬 접지전극의 저항을 구하고, 유입전류에 의해 메쉬 전압을 결정(S140)한다.
또한, 상기 S110 단계에서 분류된 접지전극을 하부층에 설치하는 경우(S120), 하부층 접지전극으로 분류되어 제2 접지 시스템부(200)에 요구되는 접지 저항값, 즉 통신 설비부(230)에서 요구되는 접지저항 값에 따라 심매설 접지전극 수를 결정(S130')하고, 기기별 임펄스 내전압값을 결정(S140')한다.
상기 S140 단계와, S140' 단계에서 결정된 메쉬의 전위분포 값과, 임펄스 내전압을 고려하여 상기 산출된 내전압과 전위분포 값에 대응하는 임펄스 내전압 이하의 제2 접지 시스템부(200)의 이격 거리(깊이)를 결정(S150)한다.
즉, 상기 이격 거리는 상기 제1 접지 시스템부(100)로 접지전류가 인입되는 경우의 수평 전위분포 및 수직 전위분포를 산출하고, 하부로의 전위 상승값이 상기 제2 접지 시스템부(200)에 연결될 장비의 임펄스 내전압 이하가 되는 지점의 깊이를 결정한다.
상기 S150 단계에서 결정된 설치 위치에 따라 제1 접지 시스템부(100)와 제2 접지 시스템부(200)를 적어도 2층 이상의 다층으로 구성하여 시공(S160)한다.
상기 S160 단계는 S130 단계에서 결정된 면적에 따라 일정 간격을 갖는 메쉬 형상의 제1 접지전극(110) 또는 상기 메쉬 형상의 제1 접지전극(110)을 조합한 형상의 접지전극으로 구성된 제1 접지 시스템부(100)를 지표면(400) 또는 상기 지표면(400)으로부터 근접한 지하층 중 어느 하나에 설치하고, 상기 제1 접지 시스템부(100)의 하부에 제2 접지 시스템부(200)가 위치되도록 한다.
또한, 상기 S160 단계는 메쉬 사이의 지표면(400)에 설치공(410)을 천공하여 하부층 접지전극 즉 심매설 접지전극(120)을 인출선(130)과 함께 설치하고, 상기 인출선(130)은 지표면(400) 위에서 상호 연결되도록 시공한다.
또한, 상기 S160 단계는 설치공(410)에 배치한 하부층 접지전극의 주변에는 도전성을 갖는 접지 저감재(140)를 설치하여 시공 후에 접지전극 주변으로 팽창성이 높고, 수분 흡수력이 우수하며, 시공된 접지전극이 영구적으로 형태를 유지할 수 있도록 한다
또한, 상기 S160 단계는 상기 인출선(130)의 절연이 확보되지 않으면, 접지전극의 역할을 수행하게 되어, 제1 접지 시스템(100)과 제2 접지 시스템부(200) 사이의 절연 이격 거리가 짧아지게 되는 것을 방지하기 위해, 인출선(130)의 외부면을 절연체로 피복하고, 상기 인출선(130)과 설치공(410)의 사이에는 비중이 낮고, 절연특성을 강화한 절연재(150)를 충진하여 인출선(130)의 절연특성이 증가될 수 있도록 한다.
상기 S160 단계를 수행한 다음, 상기 제1 접지 시스템부(100)와 제2 접지 시스템부(200) 사이에 접지 전위차가 발생하면 등전위를 유지하도록 동작하는 전위차 해소부(250)를 설치한다.
따라서, 수직방향으로 이격된 다층 구조의 독립 접지 시스템을 통해 도심지나 지형지물의 영향으로 협소한 현장에 뇌격전류, 사교전류 등의 이상전류로 인한 피해를 방지할 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 도면번호는 설명의 명료성과 편의를 위해 기재한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
100 : 제1 접지 시스템부
110 : 제1 접지전극
120 : 심매설 접지전극
130 : 인출선
140 : 접지 저감재
150 : 절연재
200 : 제2 접지 시스템부
210 : 피뢰부
220 : 전력 설비부
230 : 통신 설비부
240 : 연결 단자부
250 : 전위차 해소부
300 : 건물
310 : 전위 분포곡선
400 : 지표면
410 : 설치공

Claims (16)

  1. 접지가 요구되는 전체 접지전극을 미리 설정된 접지전극의 특성에 따라 분류하고, 상기 분류된 접지전극을 지표면(400) 또는 상기 지표면(400)으로부터 일정거리 이격된 지하층 중 어느 하나에 설치되어 전위 상승을 방지하기 위해 메쉬 형상의 전극을 이용하여 접지를 제공하는 제1 접지 시스템부(100)와,
    상기 제1 접지 시스템부(100)로부터 일정거리 이격된 수직방향 하부의 지하층에 설치되어 '0' 전위의 유지를 위한 접지를 제공하는 제2 접지 시스템부(200)를 적어도 2층 이상의 다층으로 구성하되,
    상기 제2 접지 시스템부(200)의 설치 깊이는 상기 제1 접지 시스템부(100)로 이상 전류가 인입되는 경우, 수직방향 전위 분포곡선에 따라 산출된 전위분포 값이 상기 제2 접지 시스템부(200)에 연결되는 설비의 임펄스 내전압 이하가 되는 깊이에 설치되는 것을 특징으로 하는 다층 구조 독립 접지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 접지 시스템부(100)는 건물(300)과 전기적으로 연결되어 동 전위를 유지하며 인체 감전 및 전기설비의 고장 방지를 위한 강전용 접지를 제공하고,
    상기 제2 접지 시스템부(200)는 통신, 신호설비의 안전, 기능유지를 위한 약전용 설비의 접지를 제공하는 것을 특징으로 하는 다층 구조 독립 접지 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 접지 시스템부(100)와 제2 접지 시스템부(200) 사이에 설치되어 상기 제1 및 제2 접지 시스템부(100, 200) 각각에서의 전위 영향으로 설비의 파손을 방지하기 위한 등전위를 유지하도록 동작하는 전위차 해소부(250)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조 독립 접지 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 접지 시스템부(100)는 메쉬 형상으로 이루어진 제1 접지전극(110)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조 독립 접지 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 접지 시스템부(200)는 지표면(400)에서 수직방향으로 천공한 설치공(410)과, 상기 설치공(410)에 설치된 다수의 심매설 접지전극(120)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 구조 독립 접지 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 심매설 접지전극(120)의 수직방향 설치 위치는 접지 설계 프로그램을 이용하여 상기 제1 접지 시스템(100)으로 이상 전류가 인입되는 경우의 전위분포 값을 산출하고, 상기 산출된 전위분포 값이 상기 제2 접지 시스템부(200)에 연결되는 약전용 설비의 임펄스 내전압 이하가 되는 깊이인 것을 특징으로 하는 다층 구조 독립 접지 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 다수의 심매설 접지전극(120)은 인출선(130)을 통해 지표면(400) 위에서 서로 연결된 것을 특징으로 하는 다층 구조 독립 접지 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 심매설 접지전극(120)은 접지전극의 주변에 도전성을 갖는 접지 저감재(140)가 설치된 것을 특징으로 하는 다층 구조 독립 접지 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 인출선(130)은 외부면이 절연체로 피복되고, 상기 설치공(410)과의 사이에 절연특성이 강화되도록 절연재(150)가 충진되는 것을 특징으로 하는 다층 구조 독립 접지 시스템.
  10. a) 접지가 요구되는 전체 접지전극을 미리 설정된 접지전극의 특성에 따라 분류하고, 상기 분류된 접지전극을 전위 상승을 방지하기 위해 메쉬 형상의 전극을 이용하여 접지를 제공하는 제1 접지 시스템부(100)에 설치하는 상부층 접지전극과 '0' 전위의 유지를 위한 접지를 제공하는 제2 접지 시스템부(200)에 설치하는 하부층 접지전극으로 분류하는 단계;
    b) 상기 상부층 접지전극에서 발생되는 접지의 대지 전위값, 하부층 접지전극에 연결된 설비의 임펄스 내전압, 상기 대지 전위값과 임펄스 내전압을 고려한 제1 접지 시스템부(100)와 제2 접지 시스템부(200) 간의 이격거리를 결정하는 단계; 및
    c) 상기 결정된 이격 거리에 따라 제1 및 제2 접지 시스템부(100, 200)를 적어도 2층 이상의 다층으로 구성하여 시공하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 접지 시스템부(100)와 제2 접지 시스템부(200) 간의 이격거리는 상기 제1 접지 시스템부(100)로 이상 전류가 인입되는 경우, 수직방향 전위 분포에 따라 산출된 전위분포 값이 상기 제2 접지 시스템부(200)에 연결되는 설비의 임펄스 내전압 이하가 되는 거리인 것을 특징으로 하는 다층 구조 독립 접지 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    d) 상기 제1 접지 시스템부(100)와 제2 접지 시스템부(200)가 연결된 설비에서 전위상승이 발생하면, 등전위를 유지하도록 동작하는 전위차 해소부(250)를 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조 독립 접지 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 a) 단계에서 분류되는 상부층 접지전극은 큰 전류의 유입에 따른 높은 전위상승으로 인한 기기 파손, 인체 감전을 방지하기 위한 강전용 접지전극이고, 하부층 접지전극은 연결된 기기의 기능 유지를 위한 약전용 접지전극인 것을 특징으로 하는 다층 구조 독립 접지 방법.
  13. 삭제
  14. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 c) 단계의 제1 접지 시스템부(100)는 메쉬 형상의 제1 접지전극(110) 또는 상기 메쉬 형상의 제1 접지전극(110)을 조합한 형상의 접지전극으로 구성하는 것을 특징으로 다층 구조 독립 접지 방법.
  15. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 c) 단계의 제2 접지 시스템부(200)는 상기 제1 접지 시스템부(100)의 하부에 위치하고, 지표면(400)에 설치공(410)을 천공하여 하부층 접지전극을 인출선(130)과 함께 설치하며, 상기 인출선(130)은 지표면(400) 위에서 상호 연결하여 시공하는 것을 특징으로 하는 다층 구조 독립 접지 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 c) 단계는 하부층 접지전극의 주변에 도전성 접지 저감재(140)를 충진하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조 독립 접지 방법.
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