KR200215664Y1 - 첨단 효과를 이용한 접지봉 - Google Patents

Abstract

본 고안은 각종 건축물이나 통신용 중계국, 기지국등에 설치할수 있는 첨단 효과를 이용한 접지봉을 개시한다.

본 고안은 접지봉에서 지면으로의 효과적인 방전이 이루어지도록 하기 위하여 접지봉에서 지면으로 빠르게 방사시켜 순간 전위상승 비율인 임펄스 임피던스 또는 서지 임피던스를 낮출수 있도록 하기 위하여 내부에 금속성 소금을 넣어 외부로 부터의 수분으로 전해질이 배출됨에 따라 주변을 전해질토양으로 변화시켜 접지저항을 최소화하도록 한 공지의 접지봉에 있어서, 그 둘레에 하나 이상의 첨단부를 구비한 환테를 고정하여 급격한 서지전압의 인가시에도 이를 지면으로 효과적으로 방출함으로써 접지봉의 전식을 억제하고 주변의 시설물을 효과적으로 보호할수 있게 되는 효과가 있다.

Description

첨단 효과를 이용한 접지봉 {earth bar using edge effect}

본 고안은 첨단효과를 이용한 접지봉에 관한 것으로 특히 각종 건축물이나 통신용 중계국, 기지국등에 설치할수 있는 첨단효과를 이용한 접지봉에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 피뢰침(lightening rod:避雷針)은 낙뢰(落雷)에 의한 충격전류를 대지(大地)로 안전하게 유도함으로써 낙뢰로 인하여 생기는 건물의 화재·파손 및 인축(人畜)에 대한 상해를 방지할 목적으로 설치하는 것이다.

이러한 피뢰침은 돌침부(突針部)·피뢰도선(인하도선)·접지전극(接地電極)의 세 부분으로 구성되며, 이러한 돌침부의 돌침은 구리 또는 용융아연도금을 한 철 또는 강(鋼)으로 된 지름 12 ㎜ 이상 막대기를 사용하는 것이며, 피뢰도선은 구리를 사용하는 것은 단면적 30 ㎟ 이상, 알루미늄을 사용하는 것은 50 ㎟ 이상의 도선을 사용한다. 또한 접지전극은 두께 1.4 ㎜, 면적 0.35 ㎟ 이상의 강판, 두께 3 ㎜ 이상, 면적 0.35 ㎟ 이상의 아연도금철판 또는 이와 동등 이상의 접지효과가 있는 막대기 모양 등을 사용하여 접지저항이 10Ω이하가 되도록 지하에 매설하게 된다.

반면에 이러한 강판이나 아연도금철판을 사용하는 접지전극을 사용하는 경우 도로등 지면의 굴착부위가 넓어 지게 되게 될 뿐만 아니라 깊이 매설하기 위하여 많은 비용이 소모되므로 시공이 번거롭게 되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 접지저항이 커지게 되는 문제점이 있다. 그리고 이러한 접지전극은 전,부식으로 인하여 수명이 3년 내지 5년에 불과하여 기준 접지저항을 일정하게 유지시켜 주지 못하고 계절 및 온도, 전해질의 양에 따라 접지저항의 변화가 심하여 통신장비는 물론 민감한 기기에 치명적인 양향을 줄수 있는 것이다. 그러므로 근래에는 봉상으로 된 접지전극을 사용하는 것이 일반적이며, 이러한 접지봉(Electrolytic DAD Rod)의 구조를 도1로 도시하였다. 이에서 볼수 있는 바와 같이 종래의 접지봉은 접지봉 맨 위쪽에 위치한 흡습공(100)을 통하여 대기압의 변화와 공기의 순환에 따라 공기로부터 수분과 대지속에서의 수분을 공급받아 일정한 수분을 유지하게 된다. 이와 같이 공기중에 포함된 습기가 접지봉 내부에 채워진 금속 이온 성분의 금속성 소금(metallic salts;200)인 전해질 수분 생성 물질과 접촉함으로써 방울형태로 흡수 축적됨에 따라 전해질 용액이 형성되어 접지봉 내부의 아래부분으로 흘러 들어 가게 된다. 이 축적량이 증가함에 따라 밑부분에서 전해질 용액이 접지봉의 배액공(300)을 통하여 지속적으로 접지봉 주위의 자감제(400)와 토양으로 확산, 공급하게 됨에 따라 접지봉 내부에서 농축된 용액이 삼투압 작용을 일으키게 되어 자연스럽게 접지봉을 매설한 주위의 토양으로 방출되어 점차 넓은 면적의 토양을 전해질 토양으로 변화시켜 주게 된다. 이러한 전해질 용액은 전해질 뿌리로 작용하여 접지전극과 토양사이의 전기 저항을 감소시켜 주어 효과적인 방전 효과를 얻게 되는 것이다.

반면에 서지 전압의 인가시 접지봉의 둘레면은 급격하게 전위가 상승하게 되는 바, 이때 지면으로의 효과적인 방전 수단이 없으므로 방전 속도가 지연되어 접지봉 자체의 수명이 단축되거나 주변 시설물의 보호가 충분하게 이루어지지 않게 되는 등의 문제점이 있는 것이다.

본 고안의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 접지봉에서 지면으로의 효과적인 방전이 이루어지도록 하기 위하여 접지봉에서 지면으로 빠르게 방사시켜 순간 전위상승 비율인 임펄스 임피던스 또는 서지 임피던스를 낮출수 있도록 한 첨단효과를 이용한 접지봉을 제공함에 있다.

도1은 종래의 접지봉 시공 상태를 보이는 종단면도.

도2는 본 고안에 의한 접지봉을 보인 일부 절결 정면도.

도3은 본 고안에 의한 접지봉의 구조를 보이는 종단면도.

도4는 본 고안에 의한 접지봉의 시공 상태를 보인 종단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1:상부캡

2:하부캡

3:흡습공

4:배액공

5:금속성 소금

6:첨단부

7:환테

이러한 본 고안의 목적은 내부에 금속성 소금을 넣어 외부로 부터의 수분으로 전해질이 배출됨에 따라 주변을 전해질토양으로 변화시켜 접지저항을 최소화하도록 한 공지의 접지봉에 있어서, 그 둘레에 하나 이상의 첨단부를 구비한 환테를 고정하여서 된 첨단효과를 이용한 접지봉을 제안한다.

이에 따라 본 고안은 급격한 서지전압의 인가시에도 이를 지면으로 효과적으로 방출함으로써 역전류를 막아 임펄스 임피던스를 낮추어 주고 접지봉의 전식을 억제하며 주변의 시설물을 효과적으로 보호할수 있게 되는 효과가 있다.

이러한 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2 내지 도3에 본 고안에 의한 접지봉을 도시하였다.

이에서 볼수 있는 바와 같이 본 고안은 상부캡(1)과 하부캡(2)으로 상,하가 밀폐되고, 상방 일측과 하방 일측에 흡습공(3) 및 배액공(4)이 형성되며, 내부에 금속성 소금(5)이 충전된 공지의 것에 있어서, 그 둘레에 하나 이상의 첨단부(6)를 구비한 환테(7)를 하나 이상 설치하여서 된 것으로 미설명 부호 8은 나동선이다.

이와 같이 된 본 고안은 천공드릴로 지면을 일정 깊이 천공한 다음 이에 접지봉을 밀어 넣어 도4로 보인 바와 같이 시공하게 된다.

이와 같이 된 본 고안은 시공후 공기중에 포함된 습기가 접지봉 내부에 채워진 금속 이온 성분의 금속성 소금(5)(metallic salts)인 전해질 수분 생성 물질과 접촉함으로써 방울형태로 흡수 축적됨에 따라 전해질 용액이 형성되어 접지봉 내부의 아래부분으로 흘러 들어 가게 된다. 이 축적량이 증가함에 따라 밑부분에서 전해질 용액이 접지봉의 배액공(4)을 통하여 지속적으로 접지봉 주위의 토양으로 확산, 공급하게 됨에 따라 접지봉 내부에서 농축된 용액이 삼투압 작용을 일으키게 되어 자연스럽게 접지봉을 매설한 주위의 토양으로 방출되어 점차 넓은 면적의 토양을 전해질 토양으로 변화시켜 주게 된다. 이러한 전해질 용액은 전해질 뿌리로 작용하여 접지 전극과 토양사이의 전기 저항을 감소시켜 주어 효과적인 방전 기능을 얻게 된다.

이와 아울러 본 고안은 특히 낙뢰시 접지봉의 둘레에 설치된 환테(7)의 첨단부(6)에 첨단효과(edge effect)에 의하여 전하가 집중적으로 모이게 되고 이부분과 접지와는 그 전위차가 더욱 커지게 되므로 전위상승 비율인 임펄스 임피던스 또는 서지 임피던스가 낮아져 급격한 방전이 이루어 질수 있게 된다.

특히 낙뢰시 강한 서지 전압이 나동선(8)을 통하여 인입되는 경우 환테(7)를 제외한 접지봉의 둘레면와 지면과는 전위차가 적어 지게 되어 전식을 억제할수 있게 되므로 접지봉의 수명을 길게 할수 있게 되는 것이며, 서지 전압을 신속하게 방전시켜 주변의 시설물을 보호할수 있게 되는 것이다.

아울러, 설치 개소의 토양 전도도, 기후, 낙뢰 빈도, 낙뢰 전위등 여러 요소를 감안하여 환테(7)의 개수 및 환테(7)에 형성되는 첨단부(6)의 개수 및 흡습공(3)과 배액공(4)의 규격, 개수를 선정하여 시공하여야 함은 물론이다.

이와 같이 하여 본 고안은 낙뢰시 나동선(8)을 통하여 인입되는 전하를 환테(7)의 첨단부(6)에 의하여 집중으로 방전시키게 됨으로써 신속하고 효과적인 방전이 가능하게 되는 것이므로 접지봉의 전식을 억제하여 그 수명을 장구하게 할수 있게 되는 것일 뿐만 아니라, 주변의 시설물 보호에 만전을 기하여 재산상의 손실을 방지할수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 상부캡(1)과 하부캡(2)으로 상,하가 밀폐되고, 상방 일측과 하방 일측에 흡습공(3) 및 배액공(4)이 형성되며, 내부에 금속성 소금(5)이 충전된 공지의 것에 있어서, 그 둘레에 하나 이상의 첨단부(6)를 구비한 환테(7)를 하나 이상 설치하여서 됨을 특징으로 하는 첨단효과를 이용한 접지봉.