KR19980070009A

KR19980070009A - 수뢰침 및 수뢰장치

Info

Publication number: KR19980070009A
Application number: KR1019970052107A
Authority: KR
Inventors: 미츠노리 다카무라
Original assignee: 미츠노리 다카무라
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-10-10
Publication date: 1998-10-26
Also published as: KR100411937B1; US5998731A; JP3265500B2; JPH10261495A

Abstract

종래의 피뢰침 및 피뢰장치는 일부의 뇌격(雷擊)전류를 흡수하고, 흡수할 수 없는 다른 뇌격 전류를 안전구역 바깥으로 분산시켜 보호하기 때문에, 안전구역 외에 있는 건축물 등에 2차재해를 발생시키고, 또한 원활한 어스(earth) 방전을 도모할 수 없기 때문에, 역류전류를 발생하여 3차 재해를 일으켰다.

이의 해결을 위해 본 발명에 관한 피뢰침(1)은 도전성(導電性)이 있는 지주(12)와, 상기 지주의 꼭대기부에 설치되고, 선단을 예각으로 뾰족하게 한 원추상의 주침(主針)(11)과, 상기 주침의 외측에 주발형상 받침부에 의해 간격져서 상기 주침과 동심원상으로 형성되며, 높이가 상기 주침보다는 낮은 선단의 뾰족한 부침(副針)을 구비하는 것을 특징으로 하고, 또한 수뢰장치(A)에 있어서는 지중에 방전 촉진 접지극(3)을 구비하는 것을 특징으로 했다.

Description

수뢰침 및 수뢰장치

본 발명은 낙뢰에 의한 뇌격전류를 적극적으로 흡수하고, 지중(地中)에 어스 방전시켜 천둥 피해를 방지하는 기구 및 그의 장치에 관한 것이다.

[낙뢰발생의 원인]

뇌운(雷雲)이 접근하면 지표에 있는 도전성이 있는 뾰족한 물체 등에서 뇌운을 향해 방전(코로나(corona)방전·상향 스트리머(streamer) 등이라고도 불린다)하기 시작하고, 뇌운도 상기 뾰족한 물체 등을 향해 방전(하향 스트리머 등이라고도 불린다)을 하기 시작한다.

또한, 상기 뇌운과 상기 뾰족한 물체와의 사이의 기상조건이 좋아지면, 공기의 절연이 소실되어 상기 각각의 방전이 연결된다(결합 스트리머라고 불린다). 이 현상을 일반적으로 낙뢰라고 한다. 또한, 상기 뾰족한 물체 등의 선단이 예각일수록 뇌운을 향한 방전이 발생하기 쉽고, 소위 천둥 유발 효과가 높아진다.

[종래의 피뢰침]

피뢰침(B)은 도 12(a) 및 도 13에 도시하는 바와 같이 낙뢰(X)에 의한 천둥방전전류(이하, 뇌격전류라고 한다)(E)를 선단에서 받아 흡수하고, 지중으로 어스 방전시키는 것이고, 또한, 상기 선단에서 흡수할 수 없었던 다른 뇌격전류(이하, 비산 천둥 전류라고 한다)(E1)를 피뢰침(B)을 중심으로 한 일정구역(안전구역) 바깥으로 비산시킨다. 또한 공지의 연구결과에서 피뢰침(B)은 앞이 뾰족할수록 코로나 방전하기 쉬워져 천둥 유발 효과가 높아지고, 낙뢰(X)를 받은 때의 흡수율이 높아지는 것으로 알려져 있다. 그래서, 피뢰침(B)의 선단은 천둥유발을 촉구하기 위해 뾰족한 침형상인 것이 바람직하고, 프랭크린 로드라고 불리는 원추형상의 첨침이 일반적으로 사용된다.

피뢰침(B)은 상술한 바와 같이 선단이 예각이 될수록 천둥 유발 효과가 높아지고, 또한, 뇌격전류(E)의 흡수율이 높아지는데, 반대로 흡수되지 않는 비산 천둥 전류(E1)의 비산 구역이 좁아지기 때문에, 일반적으로 선단각도를 90도 전후로 형성하여 최저한의 안전성을 확보한다.

종래의 피뢰침(B)의 개량기술로서 예를 들면 일본국 특개평 5-121192호 공보에 개시된 발명이 있다. 이 발명은 도 14에 도시하는 바와 같이 피뢰침(B)의 돌출 침 도중에 링(B1)을 설치하고, 상기 돌출 침의 선단과 링(B1) 주위가 이루는 각도(이하, 비산각도라고 한다)를 90도이상 180도 이하로 한 것이다. 덧붙여 도 14(a)는 비산각도를 90도로 한 도면이고, (b)는 126도로 한 도면이다. 이 피뢰침(B)에서는 돌출 침 선단을 60도로 함으로써 천둥 유발 효과를 유지하면서 링(B1)의 작용으로 안전구역을 넓히는 것을 가능하게 하고 있지만, 흡수되지 않고 분산하는 비산 천둥 전류(E1)는 여전히 존재하기 때문에 피뢰침(B)에 낙뢰한 비산 천둥 전류(E1)에 의한 2차 재해를 회피할 수 없다.

또한, 일본국 특개평 1-10600호 공보나 일본국 특개평 7-142188호 공보에 개시된 발명이 있는데, 모두 피뢰침의 선단형상에 특징을 갖게하여 천둥 유발 효과를 높히는 것을 목적으로 하고, 상술한 것과 마찬가지로 2차 재해의 발생방지를 목적으로 하지 않는다.

[종래의 어스 방전 수단]

피뢰침(B)에 흡수되어 지중으로 유도되어 방전되어 뇌격전류는 순간적으로 매우 커지고, 지중에 매설된 어스 접지극(C)에서 매우 큰 전위상승을 발생한다(도 13 참조). 종래의 어스 접지극(C)은 도전성이 있는 평판을 주극으로 하고, 철봉등에 도금하여 만들어진 가는 접지봉등을 목적의 접지저항값(현재 일본의 규격으로는 10옴 이하로 규정되어 있다)을 얻을 때까지 박아넣은 것에 불과했다. 이 때문에, 규격을 만족한 접지저항은 얻어지지만, 상술한 순간적인 뇌격전류의 유입을 순식간에 또한 원활하게 지중으로 방전할 수 없었다. 그 결과, 어스 접지극(C)에서 뇌격전류를 막게되고, 막아진 뇌격전류(E)는 역으로 반사확대하여 피뢰침(B)측으로 흘렀다(도 12(b) 참조). 이 역류전류(E2)가 플래시(flash) 오버나 과도한 전자유도 등을 발생시키고, 또한, 쥴(Joule)열을 발생시켜 고온이 되고, 피뢰침(B)의 파손등의 3차 재해를 일으켰다.

또한, 종래의 어스 접지극(C)의 구성은 상술한 바와 같이 도체인 평판이나 접지봉 등을 지중에 매설한 것에 불과했기 때문에, 매설된 도체와 대지와의 사이에 극간을 형성하여 방전효과를 저하시켰다.

[종래의 피뢰침에서 어스 접지극까지의 유도수단]

피뢰침에 의해 흡수된 뇌격전류는 전류의 표피효과로 주로 도선의 표면을 흐른다. 종래, 피뢰침과 어스 접지극은 단지 전선등으로 연결되어 있었기 때문에, 어스 접지극에 도달하기도 전에 도선의 표면에서 외부로 새어나간다. 보호대상물이 통상의 건축물 등인 경우는 이 누설(이하, 누설전류라고 한다)은 그다지 문제가 되지 않는다. 그러나, 보호대상물이 송전선이나 송수신용 안테나 등인 경우에는 누설전류에 의한 악영향이 커져서 다양한 문제점이 발생되었다.

이상의 종래기술에는 이하 해결해야 할 과제가 있다.

(1) 종래의 피뢰침은 흡수할 수 없는 뇌격전류의 일부를 안전구역 바깥으로 분산시켜 보호하기 때문에, 안전구역외에 있는 건축물 등에 2차 재해를 발생시킬 염려가 있었다. 임시로 다수개의 피뢰침을 병설해도 상기 2차 재해를 막을 수 없어 위험했다.

(2) 종래의 기술에서 설명한 역류전류가 피뢰침의 파손 및 다른 천둥 피해의 요인이 되어 3차 재해를 일으켰다.

(3) 어스 방전을 위해 매설한 어스 접지극과 지중과의 사이에 극간이 있으면, 어스 방전 효과가 저하하고, 상술한 역류전류의 발생을 조장하여 3차 재해를 확대시켰다. 또한, 어스 접지극을 노출한 채로 매설하였기 때문에 부식되기 쉽고, 안전성에 문제가 있었다. 또한, 이 안전성을 확보하기 위해서는 어스 접지극의 빈번한 교체가 필요해 경제성도 나빴다.

(4) 누설 전류의 발생은 특히 전류에 민감하게 반응하는 송전선 등의 보호에 문제가 컸다.

이상의 문제점을 해결해야 하는 본 발명자는 낙뢰에 의한 뇌격전류를 적극적으로 수뢰(낙뢰를 적극적으로 받아 뇌격전류를 흡수)하고, 종래의 피뢰침(B)에 의해서는 막을 수 없었던 2차재해 및 3차재해를 방지하는 이하의 수단으로 이루어지는 발명을 창작했다.

도 1은 수뢰침의 제1실시형태의 설명도,

도 2는 수뢰장치의 설명도로서, (a)는 개략도, (b)는 수뢰침의 부착 상태의 설명도,

도 3은 수뢰침의 제2실시형태의 설명도,

도 4는 수뢰침의 제3실시형태의 설명도,

도 5는 수뢰침의 제4실시형태의 설명도,

도 6은 절연 부착부의 개략 설명도,

도 7은 방전 촉진 접지극의 제1실시형태의 설명도,

도 8은 방전 촉진 접지극의 제2실시형태의 설명도,

도 9는 방전 촉진 접지극의 제3실시형태의 설명도,

도 10은 방전 촉진 접지극의 제4실시형태의 설명도,

도 11은 방전 촉진 접지극의 제5실시형태의 설명도,

도 12는 피뢰침의 비산 천둥 전류 및 역류전류의 개략 설명도,

도 13은 피뢰침을 보호 대상물에 설치한 개략 설명도,

도 14는 피뢰침의 개량 기술 설명도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

A... 수뢰장치1... 수뢰침

11... 주침11a... 선단부

11b... 원추대부12... 지주

13... 주발형상 받침부14... 첨형부(부침)

15... 능선부(부침)14a, 15a... 내향 부침

2... 도통부21... 실드(shield)된 도통부

3... 방전 촉진 접지극31... 주극관(주극부)

32... 주극판(주극부)33... 우산형상 작살부

34... 우산 형상 연결부35... 첨단부(방전 첨형부)

36... 첨각 절결부(방전 첨형부)37... 첨각 판부(방전 첨형부)

38... 첨침부(방전 첨형부)4... 절연 부착부

5... 접지 시험용 단자함6... 접지 저항 저감제

W... 보호 대상물X... 낙뢰

E... 뇌격전류E1... 비산 천둥 전류

E2... 역류전류B... 피뢰침

C... 어스 접지극

즉, 본 발명에 관한 수뢰침은 청구항 1에 있어서 도전성이 있는 지주와, 상기 지주의 꼭대기부에 설치되고, 선단을 예각으로 뾰족하게 한 원추상의 주침과, 상기 주침의 외측에 주발형상 받침부에 의해 사이를 떼로 상기 주침과 동심원상으로 형성되며, 높이가 상기 주침보다 낮은 선단의 뾰족한 부침을 구비하는 것을 특징으로 했다.

청구항 2에 관한 발명은 상기 주침의 원추대부의 테이퍼각에 비해, 상기 주침의 선단 예각이 큰 것을 특징으로 하는 청구항 1기재의 수뢰침으로 했다.

청구항 3에 관한 발명은 상기 부침을 상기 주발형상 받침부의 원주외벽을 다수로 분할한 첨형부로 형성하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2 기재의 수뢰침으로 했다.

청구항 4에 관한 발명은 상기 부침을 상기 주발형상 받침부의 원주외벽에 형성한 능선부에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항 기재의 수뢰침으로 했다.

청구항 5에 관한 발명은 상기 부침의 첨단 끝을 상기 주침의 첨단 끝의 방향으로 향한 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항 기재의 수뢰침으로 했다.

청구항 6에 관한 발명은 상기 부침의 내측에 선단을 상기 주침측으로 향한 내향 부침을 설치한 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항 기재의 수뢰침으로 했다.

청구항 7에 관한 수뢰장치는 보호 대상물에 부착되는 상기 수뢰침과, 상기 수뢰침에서 받은 뇌격전류를 지중으로 인도하는 도통부와, 주극부 및 방전 첨형부로 이루어져 상기 도통부를 통하여 인도된 뇌격전류를 지중으로 순간적으로 또한 원활하게 방전하는 방전 촉진 접지극을 도전상태로 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수뢰장치로 했다.

청구항 8에 관한 발명은 상기 방전 촉진 접지극과 지중과의 극간을 접지 저항 저감제로 메운 것을 특징으로 하는 청구항 7 기재의 수뢰장치로 했다.

청구항 9에 관한 발명은 상기 수뢰침을 절연체로 이루어지는 절연부착부에서 보호대상물에 부착 고정한 것을 특징으로 하는 청구항 7 또는 청구항 8 기재의 수뢰장치로 했다.

[수뢰침 1의 구성]

상술한 바와 같이, 수뢰침은 종래의 피뢰침과 달리, 낙뢰에 의해 받은 뇌격전류를 적극적으로 흡수하여, 그 전체를 지중에 방저시키려는 것이다. 이 때문에, 종래의 피뢰침으로는 막을 수 없었던 비산 천둥 전류에 의한 2차 재해를 방지하여 안전성을 향상시킬 수 있다. 이하, 수뢰침(1)의 상세한 것을 도면을 기본으로 하여 설명한다.

도 1 및 도 2는 수뢰침(1)의 제1실시형태를 도시하고, 수뢰침(1) 및 수뢰침(1)을 부착하여 뇌격전류(E)를 지중에 어스 방전시키는 장치(이하, 수뢰장치(A)라고 한다)의 전체 개요도이다. 또한, 도 3에서 도 5까지는 수뢰침(1)의 다른 실시형태를 도시하고, 각 도면 모두 (a)는 수뢰침(1)을 측면에서 본 일부 단면 개략도, (b)는 수뢰침(1)의 일부 확대 사시도이다.

도 1 및 도 2에 의거하여 수뢰침(1)의 제1실시형태를 설명한다. 수뢰침(1)은 도전성이 있는 지주(12)와, 이 지주(12)의 꼭대기부에 설치되고, 선단을 예각으로 뾰족하게 한 원추상의 주침(11)과, 그 외측에 주발형상 받침부(13)에 의해 사이를 떼고 주침(11)과 동심 원상으로 형성되며, 높이가 주침(11)보다도 낮은 선단의 뾰족한 부침으로 이루어진다. 본 실시형태에 있어서는 주발형상 받침부(13)의 원주외벽을 다수로 분할하여 첨형부(14)를 형성하여 부침으로 한다. 또한, 지주(12)의 기단부는 어스 방전을 위해 뇌격전류(E)를 지중으로 인도하는 도통부(2)와 연결되어 있다(도 2(b) 참조).

주침(11)은 첨형이므로 뇌격전류(E)를 흡수하는 효과외에 천둥 유발 효과도 함께 가진다. 또한, 부침인 첨형부(14)도 선단이 뾰족하기 때문에 상기 천둥 유발 효과를 보조하는 역할을 가진다. 또한, 종래의 기술에서 설명한 대로, 상향 스트리머의 발생을 촉진하면, 필연적으로 천둥 유발 효과가 높아지는 것을 알 수 있으므로, 첨형부(14)의 첨단 끝을 주침(11)의 첨단 끝을 향하고, 주침(11)의 선단에서 발하는 상향 스트리머의 발생을 촉진하여 천둥 유발 효과를 한층 높힐 수도 있다.

또한, 수뢰침(1)의 부식을 막고, 장기에 걸쳐 사용할 경우에는 수뢰침(1)에는 크롬 도금 등의 처리가 실시된다. 그 경우, 주침(11)의 선단부(11a)를 예각으로 너무 뾰족하게 하면 선단에 크롬 도금이 한곳에 모여 문제가 발생한다. 이 문제를 회피하기 위해 선단부(11a)에서 원추대부(11b)까지를, 역으로 완만한 예각으로 형성하면 이번에는 낙뢰전류(E)의 흡수효율을 감소시켜, 천둥 유발 효과도 약해져 버린다. 여기서 본 실시형태에 있어서는 선단부(11a)의 선단각도를 원추대부(11b)의 테이퍼 각도보다 크게하고, 상술한 문제를 회피하면서 낙뢰전류(E)의 흡수효율 및 천둥 유발 효과도 유지한다. 덧붙여 본 발명자의 실험에 의해 선단부(11a)의 선단예각을 50도 이상으로 하면 크롬 도금이 한곳에 모이는 것을 방지할 수 있는 것이 확인되었다.

[수뢰침(1)의 다른 실시형태]

도 3은 수뢰침(1)의 제2실시형태를 설명하는 개략도이다. 본 실시형태의 수뢰침(1)은 제1실시형태로 도시한 부침인 첨형부(14)의 내측에 선단을 주침(11)측을 향한 첨형 돌출침인 내향 부침(14a)을 설치한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 첨형부(14)의 첨단끝 및 내향 부침(14a)이 주침(11)의 천둥 유발 효과를 한층 높이고, 또한, 주발형상 받침부(13)에서 막아낸 뇌격전류(E)의 일부를 효율적으로 지주(12)로 인도할 수 있다.

도 4는 수뢰침(1)의 제3실시형태를 설명하는 개략도이다. 본 실시형태의 수뢰침(1)은 주발형상 받침부(13)의 원주외벽에 단면 첨형의 능선부(15)를 형성한 것이다(도 4(a) 참조). 본 실시형태에서도 제1실시형태에서 설명한 것과 같은 이유에 의해 능선부(15)의 첨단 끝을 주침(11)의 첨단끝을 향한다. 따라서, 천둥유발 효과를 유지한 채로 비산 천둥 전류를 주발형상 받침부(13)에서 받아 흡수하고, 지주(12)로 인도할 수 있다.

도 5는 수뢰침(1)의 제4실시형태를 설명하는 도면이다. 본 실시형태는 제3실시형태에서 설명한 능선부의 내측에 다른 첨형 능선을 설치하고, 그 첨단끝을 주침(11)측을 향해 내향 부침(15a)으로 했다. 본 실시형태에 의해서도, 제2실시형태와 마찬가지로 천둥유발 효과를 높힌 채로 주발형상 받침부(13)에서 막아낸 비산 천둥 전류의 일부를 다시 효율적으로 지주(12)로 인도할 수 있다.

다만, 주침(11)은 본 실시형태와 같이 최초부터 일체로 형성할 수도 있고, 지주(12)에서 별개 독립한 상태로 제작하고, 용접 등으로 일체로 할 수도 있다. 또한, 본 실시형태에서는 동재료에 상술한 바와같이 크롬 도금 처리를 실시하는데, 이들 재질 혹은 마무리 처리에 한정되지 않고 도체이면 된다.

[수뢰침(1)의 작용]

주침(11)은 예각으로 형성되므로, 대부분의 뇌격전류(E)를 주침(11)으로 흡수할 수 있다. 만약 흡수되지 않고 분산하는 비산 천둥 전류(E1)가 있어도, 그 경우의 비산 천둥 전류(E1)는 작고, 또한, 매우 좁은 범위에서 분산하기 때문에 전체가 주발형상 받침부(13)에서 막아진다. 이 막아진 뇌격전류(E)는 흡수되어 지주부(12)로 인도되던지 부침인 첨형부(14)의 인접하는 극간이나 능선부(15)에서 상방으로 천둥이 분산하는 2차 재해를 일으키지 않고 소멸한다.

그리고 흡수된 뇌격전류(E)는 지주(12)를 통하여 도통부(2)로 인도된다.

[수뢰장치A의 구성]

도 2에 의거하여 수뢰장치(A)의 개요를 설명한다. 도 2에 도시하는 바와 같이 수뢰침(1)은 보호대상물(W)인 건축물 등의 꼭대기 부근에 부착되고, 도통부(2)를 통하여 지중에 매설된 방전촉진 접지극(3)과 도통상태에서 연결한다. 이 도통부(2)의 도중에는 접지 저항값을 계측하기 위해 접지 시험용 단자함(5)을 부착해 둔다.

수뢰침(1)의 부착은 도 2(b)에 도시하는 바와 같이, 지주(12)의 기단에 형성한 연결부(16)의 감입구(16b)에 도통부(2)인 도선을 측방향에서 감입하고, 도통부 고정 볼트(16a)로 조임 고정함으로써 행한다. 상기 도선은 다수의 L자 지지부(17)에 의해 회전이 억제되면서 지지되어 있고, 또한 L자 지지부(17)는 부착 볼트(17a)에 의해 보호대상물(W)에 부착된다. 이상의 부착방법은 동상(棟上)도선 혹은 도체 부착 방식이라고 불리는 피뢰설비에 수뢰침(1)을 부착한 것인데, 이러한 방법에 한정되지 않고, 수뢰침(1)의 주침(11)을 상방을 향해 고정하고, 지주(12)를 도통부(2)에 도전상태로 연결하면 된다.

지중에서 도통부(2)와 연결하는 방전 촉진 접지극(3)은 종래의 어스 접지극과 비교하여 방전효율을 향상시킨 것이고, 주극부와 방전 첨형부로 이루어진다. 방전 촉진 접지극(3)에는 다양한 형태를 생각할 수 있고, 이하 그것을 상세하게 설명한다.

[방전 촉진 접지극(3)의 상세한 설명]

방전 촉진 접지극(3)은 주극부와 주극부에 연결하는 방전 첨형부로 이루어진다. 방전 촉진 접지극(3)의 제1실시형태(이하, 제1접지극이라고 한다)는 도 7(a)에 도시하는 바와 같이, 선단에 우산형상 작살부(33)를 형성한 주극관(31)내에 접지저항 저감제(이하, 저감제라고 한다)(6)가 흐르는 유로(이하, 저감제 유로라고 한다)(31a) 및 저감제가 외부로 누설되는 배출구(이하, 저감제 배출부)(31b)를 형성한 것이다.

다만, 도 7(b)은 도 7(a)의 D방향에서 방전 촉진 접지극(3)을 본 도면이다.

또한, 저감제(6)는 방전 촉진 접지극(3)과 지중과의 사이에 생기는 극간을 메우고, 접지저항을 감소함으로써, 방전효과를 증대시키는 약제인데, 본 실시형태에서는 타설(打設)설치 완료후의 가로방향 진동도 방지하고, 또한, 노출된 채로 메워지는 방전 촉진 접지극(3)의 부식도 방지한다.

우산형상 작살부(33)는 선단을 둥글게 한 대략 원추형상이고, 저면측에서 주극관(31)에 나사 조합하여 일체로 된다. 또한, 우산형상 작살부(33)의 저면의 직경을 주극관(31)의 직경보다 크게 형성하고, 타설설치시에 주극관(31)과 지중과의 사이에 일정한 극간이 생기도록 하고, 저감제 배출부(31b)의 위치에 관계없이, 주극관(31) 주위를 저감제(6)가 편편하게 덮어 싸도록 한다. 또한, 우산형상 작살부(33)에 절결(39)을 설치하여 다수의 첨단부(35)를 형성함으로써 방전을 촉진한다. 이 첨단부(35)가 방전 첨형부에 상당하고, 주극관(31)이 주극부에 상당한다. 덧붙여 상술한 절결(39)이 타설시의 토압저항을 경감하고, 타설진동에 의해 발생하는 회전을 방지한다.

또한, 기단부에는 박아넣는 것을 견디도록 두부(頭部)(31c)를 형성하고, 이 두부(31c)에 수뢰침(1)과 연결하는 도선부(2)를 연결한다.

방전 촉진 접지극(3)의 제2실시형태를 도 8에 의거하여 설명한다. 제2실시형태에 관한 방전 촉진 접지극(이하, 제2접지극이라고 한다)(3)은 제1접지극에서 얻어지는 접지면보다 넓은 접지면을 얻고 싶은 경우에 사용하는 것이다. 즉, 제2접지극은 제1접지극보다 길이가 긴 주극관(31)을 다수로 분단하고, 나사 조합 접속 가능한 구성으로 한다. 또한, 각 나합 접속부 각각의 외주 주위에는 우산형상 연결부(34)를 설치하고, 이 우산형상 연결부(34)에도 우산형상 작살부(33)와 같은 절결(39) 및 첨단부(35)를 형성한다. 이 절결(39) 및 첨단부(35)는 우산형상 작살부(33)에 설치한 절결(39) 등과 같은 효과를 가진다. 다만, 분단된 주극관(31)은 같은 직경관이어도 다른 직경관이어도 된다.

방전 촉진 접지극(3)의 제3실시형태를 도 9에 의거하여 설명한다. 제3실시형태에 관한 방전 촉진 접지극(이하, 제3접지극이라고 한다)은 도체 평판성의 주극판(32)측벽을 다수 절결, 인접하는 절결사이에 첨각(이하, 첨각 절결부)(36)를 형성한 것이다. 또한, 평판에는 다수의 관통 구멍(32b)을 설치(본 실시형태에 있어서는 8개소), 저감제를 표면측에 도포했을 시에 이면측에도 누설되도록 한다. 주극판(32)이 주극부에 상당하고, 첨각 절결부(36)가 방전 첨형부에 상당한다.

방전 촉진 접지극(3)의 제4실시형태를 도 10에 의거하여 설명한다. 제4실시형태에 관한 방전 촉진 접지극(이하, 제4접지극이라고 한다)은 선단을 첨각으로 형성하는 길이가 긴 주극판(32)의 접지 이면측에 다수의 첨각을 형성한 길이가 긴 판상체(이하 첨각판부라고 한다)(37)을 가로로 세운 상태에서 부착한다. 또한, 주극판(32)을 끼워 대치하는 첨각판부(37)는 뇌격전류(E)의 순방향으로 끝이 확대되는 형상으로 배치되어 뇌격전류(E)의 방전을 촉진한다. 본 실시형태에 있어서는 주극판(32)이 주극부에 상당하고, 첨각판부(37)가 방전 첨형부에 상당한다.

방전 촉진 접지극(3)의 제5실시형태를 도 11에 의거하여 설명한다. 제5실시형태에 관한 방전 촉진 접지극(이하, 제5접지극이라고 한다)은 선단을 첨각으로 형성하는 길이가 긴 주극판(32)의 접지면과 같은 평면형상으로, 주극판(32)을 끼워 대치하는 첨침부(38)를 설치한다. 이 첨침부(38)도 제4접지극과 마찬가지로, 뇌격전류(E)의 순방향으로 끝이 확대되는 형상으로 배치되며, 뇌격전류(E)의 방전을 촉진한다.

방전 촉진 접지극(3)은 이상의 실시형태에 한정되지 않고, 주극부와 첨형의 방전부를 가지면 된다. 또한, 다수 종류의 방전 촉진 접지극(3)을 조합, 지반의 상황이나 접지현장상황에 대응시키는 것도 가능하다.

이상의 구성으로 이루어지는 방전 촉진 접지극(3)의 대지안에의 설치를 설명한다. 제1접지극의 경우, 도통부(2)를 연결한 방전 촉진 접지극(3)의 두부(31c)를 접지저항 조건이 좋은 지반에 타설기로 박아 넣는다. 다만, 박아넣을 때, 우산형상 작살부(33)는 선단이 둥글기 때문에 강고한 장애물(암석 등)이 있어도 빠져나가 깊은 곳까지 도달한다. 소정 깊이까지 박아 넣으면 저감제 유로(31a)내에 저감제(6)를 주입한다. 그러면, 저감제(6)는 저감제 배출구(31b)에서 주극관(31)바깥으로 누출되어 지중과의 극간을 메운다. 본 실시형태에 의하면, 타설로 설치하기 위해, 종래 행했던 보오링 등은 필요없게 되어, 작업성이 향상한다. 또한, 작업비용도 경감할 수 있기 때문에 매우 경제적이다.

제2접지극 내지 제5접지극의 경우에는 접지저항조건이 좋은 지반에 미리 접지용 구멍을 뚫어두고, 이 접지구멍에 각 접지극을 눕힌 상태로 설치하고, 필요에 따라 저감제를 흘러보낸다. 다만 접지저항의 조정은 동일 또는 다른 접지극(예를 들면 제1접지극)을 병용하여 행할 수도 있다.

[절연부착부(4)의 상세한 설명]

보호대상물(W)이 통상의 건축물 등인 경우, 상술한 방법과 같이, 수뢰침(1)과 보호대상물(W)과의 사이에 절연은 요구되지 않는다. 그러나, 보호대상물(W)이 전류의 영향을 받기 쉬운 건축물인 경우에는 미약한 전류 누설이라도 악영향을 미쳐 문제가 크다. 그래서, 보호대상물(W)이 전류의 영향을 받기 쉬운 건축물인 경우에는 수뢰침(1)의 부착을 절연부착부(4)를 통하여 실시한다. 이하, 도 6에 의거하여 절연부착부(4)를 설명한다. 본 실시형태에서는 절연체인 애자(碍子)로 이루어지는 받침대(43)의 기단 나자부(螺子部)(43a)를 보호대상물(W)에 나합하여 고정하고, 역단상에 수뢰침(1)을 부착한다. 본 실시형태에서 수뢰침(1)의 기단에는 도체로 이루어지는 고정원판(16)이 일체로 되어 있다. 그리고, 이 고정원판(16) 및 받침대(43)에 2개의 박아넣는 볼트(41),(41')를 조이고, 고정 너트(44)의 조임에 의해 수뢰침(1)을 고정한다.

또한, 한쪽의 박아넣는 볼트(41)에는 접속단자(42)의 선단을 통하여 고정너트(44)의 조임에 의해 접속단자(42)를 고정원판(16)에 부착한다. 또한, 접속단자(42)의 후단측에 실드된 도통부(21)의 선단에서 들여다보이는 도통부(2)를 납땜으로 부착한다.

실드된 도통부(21)는 도통부(2)의 표면을 비닐 등의 절연물로 덮고, 또한, 도통부(2)에 의한 유도전압의 발생을 방지하기 위해 상기 절연물의 주위를 동(銅) 등의 도체 테이프로 감은 것이고, 상기 도체 테이프는 도통부(2)와 절연된 채로 지중에서 방전 촉진 접지극(3)과 도통상태에서 연결한다. 이 실드된 도통부(21)의 작용에 의해 도통부(2)에서의 전류 누설을 방지할 수 있다.

다만, 고정 너트(44)와 고정원판(16)과의 사이에는 스프링, 및 워셔를 물리게 한다.

[수뢰장치(A)의 작용]

수뢰침(1)이 뇌격전류(E)의 전체를 흡수하기 때문에, 비산 천둥 전류(E1)에 의한 2차 재해는 방지할 수 있지만, 종래보다 한층 더 어스 접지극에서의 급격한 전위상승을 발생하기 때문에, 종래의 어스 접지극에서는 역류전류(E2)의 발생을 조장하게 되어 3차 재해를 방지할 수 없다. 그러나, 방전 촉진 접지극(3)을 사용한 수뢰장치(A)에 의하면 원활하고 효율적으로 방전을 진행시킬 수 있고, 역류전류(E2)에 의한 3차 재해를 회피할 수 있다.

또한, 절연부착부(4)를 사용하면, 보호대상물이 전류의 영향을 받기 쉬운 건축물 등의 경우라도 누설전류에 의한 문제를 회피할 수 있다.

(1) 수뢰침을 이용함으로써, 종래의 피뢰침에 의해서는 막을 수 없었던 2차 재해를 방지할 수 있다.

(2) 수뢰침에 의해 천둥 유발 효과를 높힐 수 있으므로, 광범위에 걸쳐 천둥피해를 방지할 수 있다.

(3) 수뢰장치를 이용함으로써, 규격으로 정해진 접지저항치를 얻음과 동시에, 어스 방전을 순식간에, 또한, 원활하게 행할 수 있고, 역류 전류의 발생을 방지하여 3차 재해를 방지할 수 있다.

(4) 접지 저항 저감제를 이용함으로써, 방전 촉진 접지극과 지중과의 사이에 발생하는 극간을 메울 수 있어, 방전효과를 높힐 수 있다. 또한, 방전 촉진 접지극의 부식을 방지할 수 있어, 안전성이 높고 경제적인 수뢰장치를 제공할 수 있다.

(5) 수뢰침을 보호대상물에 부착할 시에, 절연 부착부 및 실드된 도통부를 사용함으로써, 누설전류의 영향을 받기 쉬운 건축물 등도 적절하게 보호할 수 있다.

Claims

도전성이 있는 지주와, 상기 지주의 꼭대기부에 설치되고, 선단을 예각으로 뾰족하게 한 원추상의 주침과, 상기 주침의 외측에 주발형상 받침부에 의해 간격져서 상기 주침과 동심원상으로 형성되며, 높이가 상기 주침보다 낮은 선단의 뾰족한 부침을 구비하는 것을 특징으로 하는 수뢰침.
제1항에 있어서, 상기 주침의 원추대부의 테이퍼각에 비해, 상기 주침의 선단 예각이 큰 것을 특징으로 하는 수뢰침.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부침을 상기 주발형상 받침부의 원주외벽을 다수로 분할한 첨형부로 형성하는 것을 특징으로 하는 수뢰침.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부침을 상기 주발형상 받침부의 원주외벽에 형성한 능선부에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 수뢰침.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 부침의 첨단 끝을 상기 주침의 첨단 끝의 방향으로 향한 것을 특징으로 하는 수뢰침.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 부침의 내측에 선단을 상기 주침측으로 향한 내향 부침을 설치한 것을 특징으로 하는 수뢰침.
보호 대상물에 부착되는 상기 수뢰침과, 상기 수뢰침으로 받은 뇌격전류를 지중으로 인도하는 도통부와, 주극부 및 방전 첨형부로 이루어지고 상기 도통부를 통하여 인도된 뇌격전류를 지중으로 순간적으로 또한 원활하게 방전하는 방전 촉진 접지극을 도전상태에서 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수뢰장치.
제7항에 있어서, 상기 방전 촉진 접지극과 지중과의 극간을 접지 저항 저감제로 메운 것을 특징으로 하는 수뢰장치.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 수뢰침을 절연체로 이루어지는 절연부착부를 매개로 보호대상물에 부착 고정하고 상기 도통부에 대신하여 실드된 도통부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수뢰장치.