KR102614105B1 - 배전용 접지시설 - Google Patents

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KR102614105B1 KR1020230100035A KR20230100035A KR102614105B1 KR 102614105 B1 KR102614105 B1 KR 102614105B1 KR 1020230100035 A KR1020230100035 A KR 1020230100035A KR 20230100035 A KR20230100035 A KR 20230100035A KR 102614105 B1 KR102614105 B1 KR 102614105B1
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grounding
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박종아
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(주)한백에프앤씨
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 배전용 접지 시설은 배전반에서 발생하는 누설전류를 접지시키는 배전용 접지시설에 있어서, 지중에 매설되어, 상기 배전반 내부로부터 연장된 접지선을 접지시키는 접지봉; 상기 배전반 측면에 부착되어 소정용량의 물을 저장하는 물탱크; 일측이 상기 물탱크의 배출구에 연결되고 타측이 상기 접지봉 상단에 연결되어, 상기 접지선과 상기 물탱크의 물을 상기 접지봉으로 가이드하는 이중의 가이드관; 상기 배전반 함체 일측에 부착되어 주변의 습도를 측정하는 습도센서; 및 상기 습도센서에서 측정된 습도가 미리 설정된 기준습도 미만인 경우 상기 물탱크의 물이 상기 가이드관으로 배출되도록 상기 배출구를 개방하는 배출밸브를 포함하여, 배전반 주변의 습도가 미리 설정된 기준습도 미만인 경우 상기 물탱크의 물을 이용하여 상기 접지봉이 매설된 지중의 주변으로 수분을 공급함으로써, 강수량이 낮은 지역에서도 접지봉 주변의 습도를 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 장점이 있다.

Description

배전용 접지시설{APPARATUS FOR GROUNDING FOR DISTRIBUTION}
본 발명은 배전용 접지시설에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배전반의 접지장치에 있어서 환경적인 요인에 의해 접지효율이 저하되는 것을 방지하여 효과적인 접지가 가능하도록 하는 배전용 접지시설에 관한 것이다.
발전소에서 발전된 전력을 수용가로 전달하는 경로에 설치된 배전반은, 발전소, 변전소, 공동주택의 전기장치 등의 운전이나 제어, 전동기의 운전 등을 위해 스위치, 계기, 릴레이(계전기) 등을 일정하게 넣어 관리하는 장치로, 주회로용 배전반과 제어용 배전반이 있다.
이러한 배전반에는 전기의 흐름에 따라 발생될 수 있는 누전현상에 의한 감전사고를 방지할 수 있도록 전기공사법규에 따라 접지구조가 구비되어야 하는바, 별도의 접지모선을 구비하고, 이를 통해 누전전류를 대지로 접지시킨다.
관련하여, 한국등록특허 제10-1181513호에는 배전반 도어에서 누전현상 발생시 누전된 전류가 본체부의 접지모선을 통해 대지로 흘러나갈 수 있도록 하고, 접지 부재 및 접지 로드를 일정 주기로 교체할 수 있도록 한 배전반 접지장치가 개시되어 있다.
이 때, 접지모선은 대지에 매설된 접지봉과 연결되어 접지가 이루어지는데, 접지효율을 향상시키기 위해, 상기 접지봉은, 토질이 균일하고 습기가 많은 장소에 매설되는 것이 바람직하다.
그런데, 배전반의 설치 위치가 다양함에 따라 상기와 같은 접지봉 매설 조건을 만족시키기가 쉽지 않고, 접지봉을 매설할 당시에는 매설 지점의 대지에 습기가 많았으나 기후 변화 등으로 인해 접지봉 주변의 대지가 건조하게 변하는 경우도 발생할 수 있다.
이 경우, 배전반의 설치시에 설계한 바대로 접지가 이루어지지 못함으로써, 접지효율이 떨어짐은 물론, 안전사고가 발생할 수도 있는 문제가 있었다.
한국등록특허 제10-1181513호
따라서 본 발명은, 배전반이 설치된 위치의 환경정보에 의거하여 접지봉이 매설된 대지의 습도를 조절함으로써, 접지봉의 접지효율을 유지할 수 있도록 하는 배전용 접지시설을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 소정용량의 물을 저장하는 물탱크를 구비하고, 배전반 주변의 습도가 미리 설정된 기준습도 미만인 경우 상기 물탱크의 물을 이용하여 상기 접지봉이 매설된 지중의 주변으로 수분을 공급함으로써, 강수량이 낮은 지역에서도 접지봉 주변의 습도를 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 배전용 접지시설을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은, 접지봉이 매설된 지중의 습도를 유지함으로써, 접지봉의 접지효율을 향상시키고, 이로 인해, 안전사고의 위험을 줄일 수 있도록 하는 배전용 접지시설을 제공하고자 한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 배전용 접지 시설은 배전반에서 발생하는 누설전류를 접지시키는 배전용 접지시설에 있어서, 지중에 매설되어, 상기 배전반 내부로부터 연장된 접지선을 접지시키는 접지봉; 상기 배전반 측면에 부착되어 소정용량의 물을 저장하는 물탱크; 일측이 상기 물탱크의 배출구에 연결되고 타측이 상기 접지봉 상단에 연결되어, 상기 접지선과 상기 물탱크의 물을 상기 접지봉으로 가이드하는 이중의 가이드관; 상기 배전반 함체 일측에 부착되어 주변의 습도를 측정하는 습도센서; 및 상기 습도센서에서 측정된 습도가 미리 설정된 기준습도 미만인 경우 상기 물탱크의 물이 상기 가이드관으로 배출되도록 상기 배출구를 개방하는 배출밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 가이드관은 상기 접지선이 관통하는 내부관; 및 상기 물탱크에서 배출된 물을 상기 접지봉으로 전달하는 외부관을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 접지봉은 도체로 구현되어 상기 접지선과 결합하되, 길이방향으로 2이상의 돌기가 방사상으로 돌출된 코어봉; 및 상기 돌기 사이에 형성된 홈부에 구비되어 상기 외부관을 타고 흘러내려온 물을 흡수하였다가 주변의 지중으로 수분을 지연 확산시키는 발포소재부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 접지봉은 상단 외주면에 나사산이 형성되어, 상기 가이드관의 타측과 나사체결방식으로 결합할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 배전용 접지시설은 배전반이 설치된 위치의 환경정보에 의거하여 접지봉이 매설된 대지의 습도를 조절함으로써, 접지봉의 접지효율을 유지할 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 소정용량의 물을 저장하는 물탱크를 구비하고, 배전반 주변의 습도가 미리 설정된 기준습도 미만인 경우 상기 물탱크의 물을 이용하여 상기 접지봉이 매설된 지중의 주변으로 수분을 공급함으로써, 강수량이 낮은 지역에서도 접지봉 주변의 습도를 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은, 접지봉이 매설된 지중의 습도를 유지함으로써, 접지봉의 접지효율을 향상시키고, 이로 인해, 안전사고의 위험을 줄일 수 있도록 하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전용 접지시설에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가이드관 및 접지봉에 대한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물탱크에 대한 확대평면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전용 접지시설의 동작을 설명하기 위한 측단면도들이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하되, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 한편 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 상세한 설명을 생략하여도 본 기술 분야의 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 부분의 설명은 생략하였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전용 접지시설에 대한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가이드관 및 접지봉에 대한 분해사시도로서, 가이드관 및 접지봉 각각의 단면도를 함께 도시하고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물탱크에 대한 확대평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따라 배전반(10)에서 발생하는 누설전류를 접지시키는 배전용 접지시설은, 접지봉(100), 물탱크(200), 가이드관(300), 습도센서(400), 및 배출밸브(500)를 포함한다.
접지봉(100)은 지중에 매설되어, 배전반(10) 내부로부터 연장된 접지선(20)을 접지시킨다. 이를 위해, 접지봉(100)은 도체로 구현된 코어봉(120)을 포함하며, 코어봉(120)은 후술될 가이드관(300)을 따라 가이드된 접지선(20)의 심선(21)과 접촉하여 전기적으로 상호 연결된다. 이 때, 코어봉(120)에는 소정길이의 삽입공(110)이 형성되어, 코어봉(120)과 심선(21)이 안정적으로 접촉하도록 할 수 있다.
또한, 접지봉(100)은 코어봉(120) 외측에 구비된 발포소재부(130)를 더 포함할 수 있다. 발포소재부(130)는 스펀지와 같은 다공성 소재로 구현되어, 후술될 가이드관(300)을 따라 가이드된 물을 흡수하여 지니고 있다가 습도가 낮은 주변의 대지로 수분을 천천히 확산시킴으로써, 건조해진 대지로 인해 접지효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
이 때, 코어봉(120)은 길이방향으로 2이상의 돌기가 방사상으로 돌출된 형상으로 구현되고, 상기 돌기들 사이에 형성된 홈부에 발포소재부(130)가 구비될 수 있다. 이는, 발포소재부(130)로 인해, 코어봉(120)을 통해 전달된 누설전류가 대지로 접지되는 것이 방해받지 않도록 하기 위함으로써, 접지선(20)을 따라 전달된 누설전류가 상기 돌기를 경유하여 대지로 빠르게 접지될 수 있다.
도 2에 예시된 접지봉(100)의 단면도를 참고하면, 도 2에는, 단면기준으로, 코어봉(120)에 4개의 돌기가 방사상으로 형성되고, 그 돌기들 사이에 4개의 발포소재부(130)가 구비된 예를 도시하고 있다. 이 때, 상기 돌기의 수는 접지봉(100)의 길이 및 굵기와, 접지봉(100) 주변 대지의 습도 정도에 따라 가변적으로 결정될 수 있다.
한편, 접지봉(100)의 상단 외주면(즉, 상기 돌기의 외주면)에는 나사산(140)이 형성되어, 후술될 가이드관(300)의 타측과 나사체결방식으로 결합될 수 있다.
이를 위해, 가이드관(300)의 타측에는 나사산(140)과 결합하기 위해 내주면에 나사산이 형성되어, 접지봉(100) 상단을 커버하는 결합부(330)를 포함할 수 있다.
또한, 코어봉(120)의 상부에는 누설전류가 가이드관(300)을 타고 역류하는 것을 방지하기 위해 비전도체로 구성된 패킹부(150)를 더 포함할 수 있으며, 누설전류의 역류로 인한 안전사고를 예방하기 위해 가이드관(300)의 외부면을 절연물질로 구현하고, 가이드관(300)의 외부면에 절연물질을 추가로 도포할 수도 있다.
물탱크(200)는 배전반(10) 측면에 부착되어 소정용량의 물을 저장한다. 이 때, 물탱크(200)에 저장된 물은 별도의 물 공급관(예컨대, 수도관(미도시), 또는 소화수 공급관(미도시) 등)을 통해 공급될 수 있다. 이 경우, 물탱크(200)에는 상기 물이 증발되지 않도록 커버부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또는, 물탱크(200)에 저장된 물은 빗물일 수 있다. 이를 위해, 물탱크(200)는 적어도 상부면 일부가 개방되어 빗물을 직접 수집하거나, 배전반(10) 상부에 고여 있는 빗물을 전달받아 저장할 수 있다. 후자의 경우, 물탱크(200)는 배전반(10) 상부에 고여 있는 빗물을 전달받아 저장할 수 있다. 예를 들어, 배전반(10) 상부에 태양광 패널(미도시)이 구비되고, 경사진 태양광패널(미도시)의 하부에 빗물받이(미도시)가 형성된 경우, 물탱크(200)는 상기 빗물받이에 고여 있는 빗물을 공급받아 저장할 수 있다. 이를 위해, 상기 빗물받이(미도시)와 물탱크(200) 사이에는 빗물공급관(미도시)이 연결될 수 있다.
가이드관(300)은 일측이 물탱크(200)의 배출구(미도시)에 연결되고 타측이 접지봉(100) 상단에 연결되어, 접지선(20)과 물탱크(200)의 물을 접지봉(100)으로 가이드한다. 이를 위해, 가이드관(300)은 접지선(20)이 관통하는 내부관(310)과, 물탱크(200)에서 배출된 물을 접지봉(100)으로 전달하는 외부관(320)을 포함하는 이중관으로 구성될 수 있다.
또한, 가이드관(300)은 물탱크(200)의 배출구와 결합하기 위해 일측에 형성된 제1 결합부, 및 접지봉(100)의 상단과 결합하기 위해 타측에 형성된 제2 결합부(330)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 결합부, 및 제2 결합부(330)의 내주면에는 물탱크(200)의 배출구, 및 접지봉(100)의 상단 각각과 나사체결방식으로 결합하기 위해 나사산이 형성될 수 있다.
습도센서(400)는 배전반(10) 함체 일측에 부착되어 주변의 습도를 측정한다. 이는, 배전반(10) 주변 공기의 습도에 의해 접지봉(100)이 매설된 주변(즉, 지중)의 습도를 예측하기 위한 것으로서, 습도센서(400)는, 상기 지중의 건조상태를 결정하기 위해 미리 설정된 기준습도 및 기준기간을 저장하고, 주변의 습도를 지속적으로 측정한다. 그리고 측정된 습도가 상기 기준습도 미만인 기간이 상기 기준기간 이상 유지되는 경우, 습도센서(400)는 접지봉(100)이 매설된 주변의 지중이 건조한 것으로 판단하여, 물탱크(200)의 물이 배출되도록 후술될 배출밸브(500)를 조작할 수 있다.
배출밸브(500)는 물탱크(200)의 배출구(미도시)를 개폐하되, 습도센서(400)에서 측정된 습도가 미리 설정된 개방조건을 만족하는 경우 물탱크(200)의 물이 가이드관(200)으로 배출되도록 배출구를 개방할 수 있다. 즉, 배출밸브(500)는 습도센서(400)에서 측정된 습도가 미리 설정된 기준습도 미만인 경우, 또는 상기 습도가 상기 기준습도 미만인 기간이 미리 설정된 기준기간을 초과하는 경우에 물탱크(200)의 배출구를 개방하여, 물탱크(200)의 물이 가이드관(200)으로 배출되도록 할 수 있다. 이를 위해, 배출밸브(500)는 습도센서(400)의 제어를 받을 수 있다.
도 3을 참조하면, 배출밸브(500)는 하나의 회전축을 중심으로 회전가능하게 결합된 복수의 반원형판구조부재가 물탱크(200)의 배출구를 개폐하도록 구성된다. 도 3의 상부에는 배출밸브(500)가 상기 배출구를 폐쇄하는 예를 나타내고, 도 3의 하부에는 배출밸브(500)가 상기 배출구를 개방하는 예를 나타낸다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전용 접지시설의 동작을 설명하기 위한 측단면도들로서, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전용 접지시설 전체의 동작을 설명하기 위한 측단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배전용 접지시설의 물탱크(200)에서 가이드관(300)으로 연결되는 부분의 동작을 설명하기 위한 확대측단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 다른 배전용 접지시설의 가이드관(300)에서 접지봉(100)으로 연결되는 부분의 동작을 설명하기 위한 확대측단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 도 4 내지 도 6의 좌측 도면들은 물탱크(200)에 물이 저장되어 있는 상태를 예시하고, 도 4 내지 도 6의 우측 도면들은 물탱크(200)의 물이 접지봉(100)으로 흘려내려 지중에 까지 확산된 상태를 예시한다.
즉, 도 4 내지 도 6의 좌측 도면들은, 물탱크(200)의 배출구가 폐쇄되어 물탱크(200)에 저장된 물(W1)이 가이드관(300)의 외부관(320), 및 접지봉(100)의 발포소재부(120)로 전달되지 않은 상태를 나타낸다.
한편, 도 4 내지 도 6의 우측 도면들은, 물탱크(200)의 배출구가 개방되어 물탱크(200)에 저장된 물(W1)이 가이드관(300)의 외부관(320)을 따라 흘러내려와서, 접지봉(100)의 발포소재부(120)로 전달되고, 발포소재부(120)에 흡수된 후, 접지봉(100) 주변의 대지로 확산된 상태를 나타낸다. 이와 같이, 접지봉(100) 주변의 대지에 확산된 물(즉, 수분)(W2)은, 접지봉(100)을 통한 접지가 효율적으로 이루어질 수 있도록 접지봉(100) 주변 대지의 습도를 향상시킨다. 이는, 접지봉(100) 주변의 습도를 일정 수준 이상으로 유지시킴으로써, 배전반(10)에 발생한 누설전류가 대지로 신속하게 흘러갈 수 있도록 하기 위함이다.
이와 같이 본 발명의 배전용 접지시설은 배전반이 설치된 위치의 환경정보에 의거하여 접지봉이 매설된 대지의 습도를 조절함으로써, 접지봉의 접지효율을 유지할 수 있도록 하는 특징이 있다.
또한, 본 발명은 소정용량의 물을 저장하는 물탱크를 구비하고, 배전반 주변의 습도가 미리 설정된 기준습도 미만인 경우 상기 물탱크의 물을 이용하여 상기 접지봉이 매설된 지중의 주변으로 수분을 공급함으로써, 강수량이 낮은 지역에서도 접지봉 주변의 습도를 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 특징이 있다.
또한, 본 발명은, 접지봉이 매설된 지중의 습도를 유지함으로써, 접지봉의 접지효율을 향상시키고, 이로 인해, 안전사고의 위험을 줄일 수 있도록 하는 특징이 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명이 실시 예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
10: 배전반 20: 접지선
100: 접지봉 110: 삽입공
120: 코어봉 130: 발포소재부
140: 나사산 200: 물탱크
300: 가이드관 310: 내부관
320: 외부관 400: 습도센서
500: 배출밸브

Claims (4)

  1. 배전반에서 발생하는 누설전류를 접지시키는 배전용 접지시설에 있어서,
    지중에 매설되어, 상기 배전반 내부로부터 연장된 접지선을 접지시키는 접지봉;
    상기 배전반 측면에 부착되어 소정용량의 물을 저장하는 물탱크;
    일측이 상기 물탱크의 배출구에 연결되고 타측이 상기 접지봉 상단에 연결되며, 상기 접지선이 관통하는 내부관, 및 상기 물탱크에서 배출된 물을 상기 접지봉으로 전달하는 외부관으로 구성되어, 상기 접지선과 상기 물탱크의 물을 함께 상기 접지봉으로 가이드하는 이중의 가이드관;
    상기 배전반 함체 일측에 부착되어 주변의 습도를 측정하는 습도센서; 및
    상기 습도센서에서 측정된 습도가 미리 설정된 기준습도 미만인 경우 상기 물탱크의 물이 상기 가이드관으로 배출되도록 상기 배출구를 개방하는 배출밸브를 포함하고,
    상기 접지봉은
    길이방향으로 2이상의 돌기가 방사상으로 돌출된 도체로 구현되어 상기 내부관을 따라 가이드된 접지선의 심선과 접촉하여 전기적으로 상호 연결되는 코어봉; 및
    상기 돌기 사이에 형성된 홈부에 구비되어 상기 외부관을 따라 가이드된 물을 흡수하여 지니고 있다가 주변의 지중으로 수분을 지연 확산시키는 발포소재부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전용 접지시설.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 접지봉은
    상단 외주면에 나사산이 형성되어,
    상기 가이드관의 타측과 나사체결방식으로 결합하는 것을 특징으로 하는 배전용 접지시설.
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