KR200163436Y1 - Device for reducing earth resistance using phenomenon of under ground electric discharge - Google Patents
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Abstract
본 고안은 지중방전 현상을 이용한 접지저항의 저감장치에 관한 것으로, 지중에 매설되는 전기설비인 접지부재의 접지봉 외측면에 선단부가 뽀족한 형상의 바늘형태의 침을 다수개 결착된 침상부재를 그 길이를 따라 소정 간격으로 결착시켜 낙뢰성 서지에 대해 상기 뾰족한 침의 선단부에서 방전이 용이하게 일어나도록 하여 뇌서지 전압을 조기에 소멸시킴으로써, 낙뢰에 의한 과도상태에서의 피해를 최소화하여 전기설비의 장애발생을 방지하고, 서지 및 임펄스 임피던스의 특성을 파악하여 이를 각종 전기공급설비의 운전 및 유지보수에 활용함으로써 전기설비의 수명 연장 및 인축에 대한 안전성을 확보할 수 있는 기술이다.The present invention relates to a device for reducing grounding resistance using a ground discharge phenomenon, comprising: a needle member having a plurality of needle-shaped needles having a pointed tip pointed to an outer surface of a ground rod of a grounding member, which is an electrical facility embedded in the ground. Binding at predetermined intervals along the length to facilitate the discharge at the tip of the pointed needle against lightning surges and to dissipate the lightning surge early, thereby minimizing damage in the transient state caused by lightning strikes It is a technology that can prevent the occurrence, identify the characteristics of the surge and impulse impedance, and use it in the operation and maintenance of various electric supply facilities to secure the life of electric equipment and safety for shrinkage.
Description
본 고안은 낙뢰에 의한 과도상태에서의 피해를 최소화하기 위한 접지저항 저감장치에 관한 것으로, 특히 접지저항인 임펄스 임피던스(Impulse-Impedance)를 지중방전현상에 의하여 저감시키는 지중방전현상을 이용한 접지저항 저감장치에 관한 것이다.The present invention relates to a grounding resistance reduction device for minimizing damage in a transient state caused by lightning, and in particular, grounding resistance reduction using an underground discharge phenomenon that reduces the impulse impedance, which is a grounding resistance, by the ground discharge phenomenon. Relates to a device.
종래의 통상적인 전기설비의 접지저항 설계방법은 상용 주파수 계통에 대해서만 필요한 접지저항값으로 설계되었기 때문에 계통 이상시 접지 시스템이 필요한 기능을 발휘하지 못하고 설비의 파손이나 계통으로의 파급영향을 주어 심각한 문제로 대두되고 있는 실정이다.The conventional method of designing the grounding resistance of a conventional electrical installation is designed with a grounding resistance value necessary only for a commercial frequency system. Therefore, in the event of a system failure, the grounding system does not perform a necessary function and causes serious damage due to equipment damage or a ripple effect on the system. The situation is emerging.
또한 최근에 전기설비의 감시진단과 전기설비 자체가 반도체 소자로 대체되는 경향이 있어 고주파가 침입되었을 때의 임펄스 임피던스의 효과적인 측정과 대책이 시급히 요구되고 있으며, 정전기 장해, 전자파 장해등을 일으키는 대부분의 장애는 올바른 접지기술의 구현으로 방지될 수 있는 것들이다.In addition, in recent years, the monitoring diagnosis of electrical equipment and the electrical equipment itself have tended to be replaced by semiconductor devices. Therefore, effective measurement and countermeasure of impulse impedance when high frequency is invaded is urgently needed. Faults are those that can be prevented by the implementation of the correct grounding technique.
또한 전력설비의 절연파괴, 역섬락등 치명적으로 전력설비에 영향을 미치는 급준파전류를 빠르게 방사시키는 것은 전력사업 측면에서 매우 중요하며, 접지적인 측면에서 볼 때 일반 접지망에 급준파가 주입되는 경우 넓은 접지망이 전부 써지의 저감에 작용하지 않고 주입점 일부분만 써지의 저감에 기여하기 때문에 기존의 접지망 설계에서도 임펄스 임피던스 저감책이 필요하다.In addition, it is very important in the power business aspect to rapidly radiate the steep wave currents that seriously affect the power equipment such as insulation breakdown and reverse flashover of the power equipment. Since the wide ground network does not all contribute to the reduction of the surge, but only a part of the injection point contributes to the reduction of the surge, the impulse impedance reduction measure is required in the existing ground network design.
이상과 같이 각종 전기설비에 장애 요인이 되고 있는 접지저항에 대해서 현재 국내에서는 과도상태에서의 특성을 고려하지 않은 정상접지저항만을 측정하여 설계를 하고 있는 실정이며, 이는 각 주파수에 따른 정확한 사고분석을 할 수 없을뿐만 아니라 각종 전기설비의 보호 측면에서 신뢰성을 잃고 있는 문제점을 안고 있 다.As mentioned above, the ground resistance that is the obstacle of various electrical equipments is currently designed by measuring only the normal ground resistance without considering the characteristics of transient state. Not only that, but also the loss of reliability in terms of protection of various electrical equipment. All.
따라서 본 고안은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 지중에 매설되는 접지부재의 접지봉 외측면에 선단부가 뽀족한 바늘형상의 침을 다수개 결착시켜 지중에서의 방전현상이 용이하게 일어나도록 함으로써 낙뢰에 의한 과도상태에서의 전기설비의 장애발생을 방지하고, 서지(Surge) 및 임펄스 임피던스의 특성을 파악하고, 이를 각종 전기공급설비의 운전 및 유지보수에 활용하여 전기설비의 수명 연장 및 인축에 대한 안전성을 확보할 수 있는 지중방전현상을 이용한 접지저항 저감장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve the above problems by binding a plurality of needle-shaped needles with a pointed tip on the outer surface of the ground rod of the ground member buried in the ground to facilitate the discharge phenomenon in the ground by lightning It prevents the occurrence of failure of electrical equipment in transient state, understands the characteristics of surge and impulse impedance, and utilizes this for the operation and maintenance of various electrical supply equipment to extend the life of electrical equipment and to ensure safety. It is an object of the present invention to provide a ground resistance reduction device using underground discharge phenomena that can be secured.
도 1은 본 고안에 따른 접지저항 저감장치의 사시도1 is a perspective view of a grounding resistance reducing apparatus according to the present invention
도 2a 는 상기 도 1의 A-A 선에 따른 단면도2A is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 2b 는 상기 도 2a 에 도시된 상부 침상부재의 사시도Figure 2b is a perspective view of the upper needle member shown in Figure 2a
도 3 은 본 고안에 따른 접지저항 저감장치의 후반부 구성을 도시한 도면3 is a view showing the second half configuration of the grounding resistance reducing apparatus according to the present invention
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1 : 접지봉 3 : 수평 본체부1 grounding rod 3 horizontal body portion
5 : 바늘형상의 침 6 : 침상부재5: needle-shaped needle 6: needle member
7,15 : 압축부 11 : 나선부7,15: compression section 11: spiral section
13 : 리드선 연결부 19 : 접지 리드선13 lead wire connection portion 19 ground lead wire
21 : 접지선 연결단자 23 : 접지선 연결부재21: ground wire connecting terminal 23: ground wire connecting member
25 : 접지저항 저감장치의 본체부 27 : 접지저항 저감장치25: main body of the ground resistance reduction device 27: ground resistance reduction device
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 접지저항 저감장치는 낙뢰성 서지에 대해 지중에 매설된 접지부재에서의 방전이 쉽게 일어나도록 유도하여 뇌서지 전압을 조기에 소멸시킴으로써 전기설비의 장애발생을 방지하는 접지저항 저감장치에 있어서,The ground resistance reduction device of the present invention for achieving the above object is to induce a discharge in the ground member buried in the ground easily against lightning surges to prevent the failure of the electrical installation by early disappearing the surge voltage In the ground resistance reduction device,
소정 길이의 긴 봉 형상으로 되고 끝 단부에 일정길이의 나선이 형성된 접지봉(1)과, 상기 접지봉(1)의 길이 방향을 따라 적정 간격으로 다수개 부착된 상,하 침상부재(6)로 이루어진 접지저항 저감장치 본체부(25)와;A ground rod 1 having a long rod shape having a predetermined length and a spiral having a predetermined length is formed at an end thereof, and a plurality of upper and lower needle members 6 attached to the ground rod 1 at appropriate intervals along the longitudinal direction of the ground rod 1. A ground resistance reducing device main body 25;
상기 본체부(25)의 접지봉(1) 하단의 나선부(11)에 결착되어 상기 접지봉(1)과 접지 리드선(19)을 전기적으로 연결하는 리드선 연결 단자부(16)와;A lead wire connection terminal part 16 which is connected to the spiral part 11 at the bottom of the ground rod 1 of the main body part 25 and electrically connects the ground rod 1 and the ground lead wire 19;
일측단은 상기 리드선 연결 단자부(16)에 결착되고, 타측 단부에는 접지선 연결단자(21)가 형성된 리드선(19)을 포함한 구성으로 된 것을 특징으로 한다.One end is connected to the lead wire connecting terminal portion 16, the other end is characterized in that the configuration including a lead wire 19, the ground wire connecting terminal 21 is formed.
참고로, 본 고안은 지중방전현상을 용이하게 일으킬 수 있도록 고안된 바늘모양의 침 형상을 이용하여 대지전위상승 억제효과를 통한 임펄스 임피던스 저감기술을 보여주고 있다.For reference, the present design shows an impulse impedance reduction technique through the ground potential suppression effect by using a needle-shaped needle shape designed to easily cause underground discharge phenomenon.
한편, 접지란 대지에 전기적으로 단자를 접속하는 것이며, 상기 전기적 단자역할을 하는 것이 접지전극이다. 전류가 전극을 통해 대지에 흘러들어갈 때 쉽게 흐르느냐의 여부는 접지저항에 달려 있으며, 흔히 말하는 접지저항이란 상용주파수(60Hz) 부근에서 측정한 것을 말한다.On the other hand, the ground is to electrically connect the terminal to the earth, and the ground electrode serves as the electrical terminal. Whether the current flows easily through the electrode to the ground depends on the ground resistance. Commonly referred to as ground resistance is measured near the commercial frequency (60 Hz).
자연계의 현상 중에 전기설비에 가장 나쁜 영향을 미치는 낙뢰의 침입에 의한 급준파는 유입전류의 상승률이 높고, 이는 파두장이 짧음을 의미한다. 이러한 낙뢰는 에너지의 측면에서 적은 양을 갖지만 대지전위의 상승이나 절연파괴 측면에서 상당한 파괴력을 지닌다.Steep waves caused by lightning strikes, which have the worst effect on electrical equipment during natural phenomena, have a high rate of inrush current, which means that the short wave lengths are high. These lightning strikes have a small amount in terms of energy but have considerable destructive power in terms of rising earth potential or breakdown.
전기설비의 절연파괴 및 전력설비의 역섬락등을 통하여 치명적으로 전력설비에 악영향을 가하는 급준파전류를 빠르게 대지로 방사시키는 것이 전기설비의 보호측면에서 보면 앞에서 설명한 접지저항의 저감보다 훨씬 더 중요하다 할 수 있다.In terms of the protection of electrical equipment, the reduction of ground resistance is much more important than the reduction of ground resistance described above in terms of the protection of electrical equipment. can do.
이 때 상기 급준파전류에 대한 순간 전위상승의 비를 '임펄스 임피던스 혹은 서지 임피던스'라고 한다.At this time, the ratio of the instantaneous potential rise to the steep wave current is referred to as 'impulse impedance or surge impedance'.
일반적으로 급준파전류는 수 MHz에 이르는 고주파도 존재하므로 진행파의 개념으로 해석되는데, 이를 전송측면에서 보면 분포정수회로로 다루어야 한다는 점이고, 파형은 상당히 가파른 기울기를 갖고 있다는 점과 연속적이지 않다는 것을 의미한다. 즉, 분포정수회로로 해석한다는 의미는 다루고자 하는 전송선로를 거리의 측면에서 보면 순간적인 전압, 전류가 다르다는 것이다. 즉 비록 다루고자하는 선로가 접지봉과 같이 수 미터(m) 정도라 하더라도 침입한 급준파가 고주파이면 접지봉의 칩임점과 끝점에서의 전압, 전류의 크기가 다르다는 의미이다.In general, the steep wave current is interpreted as a traveling wave concept because there is a high frequency up to several MHz, which should be treated as a distribution constant circuit from the transmission side, which means that the waveform has a steep slope and is not continuous. . In other words, the interpretation of the distribution constant circuit means that the instantaneous voltage and current are different in terms of the distance of the transmission line. In other words, even if the line to be handled is about a few meters (m) like the ground rod, if the steep wave intrudes at high frequency, it means that the ground point is different from the chip point of the ground rod and the magnitude of the voltage and current at the end point.
또한 접지적인 측면에서 볼 때 급준파가 갖는 또 다른 중요한 의미는 일반적으로 접지면적으로 접지저항을 저감시키는 방법으로는 임펄스 임피던스를 저감할 수 없다는 의미도 포함된다. 왜냐하면 급준파를 예로 들면, 파두장이 1μs~인 급준파를 일반 접지망에 주입하는 경우, 넓은 접지망이 전부 써지의 저감에 작용하지 않고 주입점 일부분만 써지의 저감에 기여하게 된다는 점이다. 결국 급준파의 경우 접지면적이 넓다하여 임펄스 임피던스 값이 면적에 비례하여 저감되지 않는다는 점이다.In addition, from the grounding point, another important meaning of the steep wave generally includes that impulse impedance cannot be reduced by a method of reducing the ground resistance to the ground area. For example, when a steep wave is injected into a general ground network with a wave length of 1 μs, the wide ground network does not all contribute to the reduction of the surge, but only a part of the injection point contributes to the reduction of the surge. After all, the steep wave has a large ground area, so that the impulse impedance value is not reduced in proportion to the area.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 적합한 실시예에 대한 상세한 설명을 하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 고안의 따른 접지저항 저감장치 본체부의 사시도이고,1 is a perspective view of a main body part of the grounding resistance reducing apparatus according to the present invention;
도 2a 는 상기 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이며,2A is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 2b 는 상기 도 2a 에 도시된 상부 침상부재의 사시도이고,Figure 2b is a perspective view of the upper needle member shown in Figure 2a,
도 3 은 본 고안에 따른 접지저항 저감장치의 후반부 구성을 도시한 도면이다.3 is a view showing the second half configuration of the grounding resistance reducing apparatus according to the present invention.
상기 도면을 함께 참조하면, 본 고안에 다른 접지저항 저감장치는 소정 길이의 긴 봉 형상으로 되고 끝 단부에 소정길이의 나선이 형성된 접지봉(1)과, 상기 접지봉(1)의 길이 방향을 따라 적정 간격으로 부착된 상,하 침상부재(6)로 이루어진 접지저항 저감장치 본체부(25)와; 상기 본체부(25)의 접지봉(1) 하단에 결착되며, 상기 접지봉(1)과 리드선(19)을 전기적으로 연결하는 리드선 연결 단자부(16)와; 일측단은 상기 리드선 연결 단자부(16)에 결착되고, 타측 단부에는 접지선 연결단자(21)가 형성된 리드선(19)으로 크게 구성되어 있다.Referring to the drawings together, the ground resistance reduction device according to the present invention is a ground rod (1) having a long rod shape of a predetermined length and a spiral of a predetermined length is formed at the end of the ground rod and appropriately along the longitudinal direction of the ground rod (1) A ground resistance reducing device main body portion 25 including upper and lower needle members 6 attached at intervals; A lead wire connection terminal portion 16 which is attached to a lower end of the ground rod 1 of the main body portion 25 and electrically connects the ground rod 1 and the lead wire 19; One end thereof is largely formed of a lead wire 19 which is attached to the lead wire connection terminal portion 16 and the other end thereof has a ground wire connection terminal 21 formed thereon.
상기 긴 하나의 봉으로 된 접지봉(1)은 접지봉(1)에 부착되는 수평본체부(3)를 지지하는 역할을 하고, 접지봉(1)이 용이하게 접속될 수 있도록 상기 도 3 에 도시된 바와 같은 결착홈(7)이 파여져 있다. 상기 결착홈(7)은 일정한 간격으로 배열되지 않고, 접지선 연결 단자부(16)로 갈수록 조밀한 간격으로 배열되어 지중방전현상을 보다 빠르게 소화하는 작용을 하도록 하였다.As shown in FIG. 3, the ground rod 1 made of one long rod serves to support the horizontal body portion 3 attached to the ground rod 1, and the ground rod 1 can be easily connected. The same binding groove 7 is dug. The binding grooves 7 are not arranged at regular intervals, but are arranged at densely spaced intervals toward the ground line connecting terminal 16 so as to quickly extinguish the ground discharge phenomenon.
상기 본체부의 접지봉(1)에 결착되는 침상부재(6)는 상부 침상부재(6a)와 하부 침상부재(6b)로 이루어져 상하의 대칭을 이루도록 되어 있으며, 수평 본체부(3)상에 바늘모양의 침(5)이 대칭된 형상으로 결착되어 있다. 상기 침(5)의 뾰족한 부분이 지중방전이 일어나는 부분이다.The needle member 6 which is fastened to the ground rod 1 of the main body part is composed of an upper needle member 6a and a lower needle member 6b to achieve symmetrical up and down, and a needle needle on the horizontal body part 3. (5) is bound in a symmetrical shape. The pointed portion of the needle 5 is a portion where underground discharge occurs.
한편, 상기 침(5)의 직경은 1mm∼3mm로, 그 길이는 1cm∼5cm로 하는 것이 바람직하며, 상기 수평본체부(3)의 단면은 사각, 원형, 반원형의 형상중 임의의 어느 한 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.On the other hand, the diameter of the needle 5 is preferably 1mm to 3mm, the length is 1cm to 5cm, the cross section of the horizontal body portion 3 is any one of the shape of the square, circular, semi-circular shape. It is preferable to form.
또한 접지봉(1)과 접지 리드선(19)을 전기적으로 연결하는 접지선 연결부재(23)는 접지봉(1)의 단부에 형성된 나선부(11)와 결착하는 리드선 연결 단자부(13)와, 상기 리드선 연결 단자부(13)에 연결되는 접지 리드선(19)으로 이루어진다. 특히 상기에서 각 결착접의 결합구조로 접촉저항을 최소로 하는 나사구조하여 전기적인 연결이 잘 이루어지도록 하고 있다.In addition, the grounding wire connecting member 23 for electrically connecting the grounding rod 1 and the grounding lead wire 19 may include a lead wire connecting terminal part 13 that binds to the spiral portion 11 formed at the end of the grounding rod 1, and the lead wire connection. It consists of a ground lead 19 connected to the terminal portion 13. In particular, the screw structure to minimize the contact resistance to the coupling structure of each of the binding contact is made to make the electrical connection well.
이때, 상기 접지 리드선(19)으로는 GV 동선을 사용한다.At this time, a GV copper wire is used as the ground lead 19.
한편, 상기 예시된 본 고안의 접지저항 저감장치의 실시예에 있어서, 접지봉(1)과 상,하부 침상부재(6)의 재질을 내구성이 있는 스테인레스 스틸로 하여 자연부식과 전식 등의 부식현상을 방지하여 실용성을 향상시킬 수 있게 한다.On the other hand, in the embodiment of the ground resistance reduction device of the present invention exemplified above, the ground rod (1) and the upper and lower needle member (6) made of durable stainless steel to the corrosion phenomenon such as natural corrosion and corrosion Prevention to improve practicality.
이상 상술한 바와 같은 본 고안의 접지저항 저감장치는 지중에 매설되는 접지부재의 접지봉 외측면에 선단부가 뽀족한 바늘형상의 침을 다수개 결착시키되, 리드선 연결 단자부측으로 갈수록 그 배열간격을 조밀하게 하여 낙뢰성 서지에 대해 지중에서 방전이 쉽게 일어나게 하고, 뇌서지전압을 조기에 소멸시킴으로써 임펄스 임피던스를 저감하며, 서지의 특성을 알 수 있을 뿐만 아니라 각종 전기 공급 설비의 운전 및 유지·보수에 활용하여 전기설비의 수명 연장 및 인축에 대한 안전성을 확보 할 수 있는 효과가 있다.As described above, the grounding resistance reduction device of the present invention binds a plurality of needle-shaped needles having a sharp tip at the outer surface of the ground rod of the ground member embedded in the ground, and closes the arrangement interval toward the lead wire connection terminal part. Discharge easily occurs in the ground against lightning surges, reduce the impulse impedance by dissipating early lightning surge voltages, not only know the characteristics of surges, but also use them for operation, maintenance and maintenance of various electrical supply facilities. It has the effect of ensuring the safety of facility extension and lifespan.
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