KR20040056508A - 전기로 주변의 전자파 차폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 발생되는 전자파의 크기를 정확히 파악하고 가격이 값싼 저탄소 강판이나 냉연강판을 사용하여 운전자가 상주하는 운전실 주변을 적절하게 설계된 구조물을 설치하여 전자파의 세기를 인체에 무해한 크기로 감소시켜 안전한 작업 환경을 제공할 수 있도록 된 전기로 주변의 전자파 차폐장치를 제공함에 있다.

이에 본 발명은 전자파 발생측에 위치되는 저탄소 강판 또는 냉연강판 재질의 차폐층과, 상기 차폐층 후방에 직접 접촉되며 강판의 진동을 흡수하여 소음 감소 및 절연을 담당하는 흡진층, 상기 흡진층 후방에 직접 접촉하는 저탄소 강판 또는 냉연강판 재질의 차폐층을 포함하는 전기로 주변의 전자파 차폐장치를 제공한다.

Description

전기로 주변의 전자파 차폐장치{Device for shielding electron wave}

본 발명은 대전력을 사용하는 전기로의 주변에 발생하는 강한 전자파를 감소시키기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적절한 크기의 포화자화값을 가진 재료를 조합하여 사용함으로서 전기로 주위의 전자파를 인체에 무해한 수준으로 약화시키기 위한 전기로 주변의 전자파 차폐장치에 관한 것이다.

제철소 제강공장의 레들 가열로 및 전기로, 폐기물 소각로 등의 각종 산업에사용하고 있는 전기 아크로(ARC)의 경우, 고전류(수십~수백 kA)/ 저전압 (수백 V)의 대전력을 사용 함으로서 그 주변은 항상 강한 전자기파가 발생한다.

따라서 발생된 전자파들에 의해 각종 제어기기 및 관련 부대장비가 오동작 하거나 철 구조물의 국부적 적열상태로 인한 설비손상, 철근 콘크리트 구조물의 열피로 현상에 의한 구조물강도 저하, 스파크 발생으로 인한 발화 위험성, 유기된 고전류로 인한 감전가능성 등 설비사고 및 안전사고를 유발할 뿐만 아니라, 특히 수 가우스(Gauss)가 발생되는 전자파 환경 내에 8시간 이상의 조업을 하고 있는 작업자에 유해한 요소가 되고 있다.

최근에 전자파가 인체에 유해하다는 인식이 널리 파급됨에 따라 전자파를 차폐하고자 하는 노력과 함께 차폐장치가 널리 보급되고 있으나, 저주파수(100 Hz 이하)의 전자파를 차폐하여야 하는 경우에는 장치 및 구조물에 가격이 고가인 재료(퍼멀로이, 뮤베탈, 전기강판)가 사용되어 시공된다는 점과 현장의 기존 구조물을 회피하여 설계해야한다는 점 때문에 시공상 많은 어려움이 있었다.

또한, 발생하는 전자파의 세기가 매우 강한 경우에는 평판 차폐 혹은 평판 다중 차폐로서 전자파를 인체에 무해한 수준까지 낮추기 위해서는 다중 차폐 정도를 높여야 하기 때문에 많은 공간을 확보해야 하고 그 시공비가 매우 높아지는 단점이 있었다.

그리고 전자파의 세기가 매우 강한 주변에 평판 차폐를 할 경우, 강판에 부하되는 전자기력이 진동을 발생시키고, 그 진동에 의한 소음이 작업자에게 또 다른 유해 요소로 작용할 수 있고, 차폐 강판에 유기되는 와전류에 의해 강판의 표면에온도가 매우 높아지는 부위가 발생하여 화재 발생 위험을 내포하고 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 발생되는 전자파의 크기를 정확히 파악하고 가격이 값싼 저탄소 강판이나 냉연강판을 사용하여 운전자가 상주하는 운전실 주변을 적절하게 설계된 구조물을 설치하여 전자파의 세기를 인체에 무해한 크기로 감소시켜 안전한 작업 환경을 제공할 수 있도록 된 전기로 주변의 전자파 차폐장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자파 차폐 장치를 도시한 개략적인 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 전자파 차폐장치가 설치된 상태를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 전자파 차폐장치의 후면 보강구조를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 차폐층 20 : 흡진층

30 : 하부보강대 31 : 측면지지대

40 : 가로보강대 41 : 세로보강대

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전자파 발생측에 위치되는 저탄소 강판 또는 냉연강판 재질의 차폐층과 상기 차폐층 후방에 직접 접촉되며 강판의 진동을 흡수하여 소음 감소 및 절연을 담당하는 흡진층, 상기 흡진층 후방에 직접 접촉하는 저탄소 강판 또는 냉연강판 재질의 차폐층을 포함한다.

또한, 본 발명은 발생 전자파의 세기에 따라 상기 차폐층과 흡진층을 교대로 연속 설치한 구조의 전자파 차폐장치를 제공한다.

여기서 상기 차폐층을 이루는 강판은 포화자화값이 16000에서 17500 가우스의 값을 가짐이 바람직하다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자파 차폐 장치를 도시한 개략적인 단면도이다.

상기한 도면에 의하면 본 발명은 강한 전자파를 마주하는 면에 설치되는 저탄소 강판 또는 냉연 강판으로 이루어지는 차폐층(10)과, 이 차폐층(10)의 진동을 흡수하여 소음 감소 및 절연을 담당하는 흡진층(20)이 교대로 배열되어 다수개가 연속설치된 구조로 되어 있다.

도면상에는 세 개의 차폐층(10)과 흡진층(20)이 교대로 설치되어 있음이 잘 예시되어 있다. 물론 본 발명은 이에 한정되지 않으며 발생 전자파의 세기에 따라 더욱 많은 수의 차폐층(10)과 흡진층(20)을 포함할 수 있음은 당연하며 이러한 모든 변형가능한 구조 또한 본 발명의 진정한 정신에 속한다 할 것이다.

여기서 상기 차폐층(10)을 이루는 상기 저탄소강판 또는 냉연강판은 접지됨이 바람직한데, 이는 고전류/저전압 3상 교류 전력선에서 발생되는 전자기장은 강판의 표면에 와전류를 발생시키고, 그 와전류에 의해 강판 표면에 저항열을 발생시킬뿐만 진동을 야기하기 때문이다. 따라서 강판에 발생된 와전류는 접지를 통해 빠져나가도록 각 층의 저탄소 강판 혹은 냉연 강판은 접지를 시킨다.

또한, 강판이 진동되어 야기되는 소음을 차단하기 위하여 저탄소 강판 혹은 냉연 강판 후면에 설치되는 흡진층(20)은 전기적으로 절연의 성질을 띠는 무기물질로 구성된 것으로 선택되어야 한다.

이하 본 실시예의 차폐장치를 일례로써 전기로의 운전실에 설치하는 구조에 대해 설명한다.

통상 강전자기파를 발생시키는 대전력을 사용하는 전기로의 운전실은 일반 벽돌이나 콘크리트로 구성된 외벽으로 둘러싸이며 외벽 일측에는 외부 관측용 창문이 설치되고, 내부에는 전기아크로를 운전하기 위한 스위치가 위치한 책상과 PLC회로가 종합되어 있는 캐비닛 등이 놓여진다.

상기한 운전실 내부의 전자파를 실측한 결과 수 가우스에서 수미리 가우스가 발생되고 있으며, 이러한 환경하에서 작업자는 운전실 내에서 일일 8시간 이상을 상주하며 주로 책상에 위치하여 작업을 하게 된다. 따라서 본 장치의 설치 위치는 대전력선과 책상의 위치를 고려하여 운전실의 외벽에 설치함이 바람직하다.

본 실시예의 차폐장치는 매우 강한 전자파를 무해한 수준으로 감쇄시키는 것도 중요하지만 이와 더불어 본 장치가 현장에 견고히 설치되게 하는 것이 중요하다.

도 2는 본 발명에 따른 전자파 차폐장치의 설치상태를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전자파 차폐장치의 후면 보강구조를 도시한 도면이다.

외벽과의 체결을 위해 먼저 하부에 하부보강대(30)를 바닥면과 볼트 혹은 용접으로 고정하고 그 상부에 3열의 저탄소강판 혹은 냉연 강판의 차폐층(10)과 그 사이의 진동 감쇄 및 절연을 위한 흡진층(20)으로 이루어진 본 장치를 위치시킨 후 외부에서 측면 지지대(31)을 대고 볼트로서 외벽(100)에 고정시켜 견고히 체결되도록 한다.

측면 지지대(31)를 대고 차폐장치를 고정할 시 강판이 왜곡되지 않도록 하기 위하여 흡진층(20) 일부를 절단하여 측면 지지대(31)를 삽입하고 측면 지지대를 상호 체결되게 하는 것이 좋다. 그리고 저탄소강판 혹은 냉연 강판을 연결할시 연속되게 고정하는 것이 자기회로 구성상 유리하므로 체결시 유의해야 한다.

한편, 차폐하고자 하는 공간이 수십 미터에 이르는 광범위한 공간을 차폐하기 위해서는 그 면적에 대응하는 강판이 생산되지 않으므로 전자파 차폐장치를 하나의 유닛으로 하고 각 유닛을 연결하기 위한 구조가 필요하다.

따라서 도 3에 도시된 바와 같이, 구조물의 경량화를 목적으로 비자성 재질의 중공 사각봉으로 된 가로방향 보강대(40)과 세로방향 보강대(41)를 이용하여 각 유닛을 고정하고, 보강대(40,41)와 각 유닛의 체결 방법은 볼트를 이용하거나, 스폿 용접하여 견고하게 한다.

상술한 체결 방법에서 유의할 점은 사용하는 일체의 볼트 재질은 자기회로 구성을 설계된 효과가 나타나게 하기 위해서는 비자성 재질의 볼트를 사용해야 하고, 구조물의 견고성을 확보하기 위해 사용되는 보강대나 지지대 또한 비자성 재질을 선택하여야 한다. 그리고 전자파는 항상 자기장과 전기장을 동시에 가지고 진행되고, 저탄소 강판 혹은 냉연강판에도 와전류가 발생되고, 일정 열을 발생시키므로 접지를 통하여 발생된 와전류가 빠져 나가도록 해야 한다.

실시예

본 발명인 전자파 차폐 장치의 설치 위치 및 범위, 저탄소 강판 혹은 냉연 강판 최적 두께를 결정하기 위하여 실제 제작 후 현장 적용하여 그 성능을 확인하는 방법이 있으나, 설치하고자 하는 위치가 매우 넓고, 현장의 돌출 변수를 고려할 때 검증하는 방법은 많은 시간과 돈이 소요되므로 상용화된 3차원으로 전산모사 프로그램으로 계산하여 검증하는 것이 보다 효율적이다.

따라서 실시예로 전압 440 V, 전류 65100 A의 대전력을 사용하며 작업실 주변으로 가설되어 있는 전력선, 실측된 작업실, 운용 책상을 고려하여 현장을 전산모사하였다. 전산모사 후 차폐하는 면적과 최적 두께를 고려한 결과 저탄소 강판 또는 냉연 강판의 두께는 2mm로 하고 이를 3중으로 설치하는 것이 전자파를 60%이상을 감쇄시킬 수 있음을 확인하였다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 전기로 주변의 강 전자파 차폐장치에 의하면, 전자파를 유효하게 차단할 수 있게 되어 전자파에 의한 인명피해를 방지할 수 있게 된다.

또한, 구조가 간단하고 설치가 용이하여 설치비용이 저렴하고 기존 설비에 바로 시공하여 사용할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (4)

1. 전자파 발생측에 위치되는 저탄소 강판 또는 냉연강판 재질의 차폐층과;

   상기 차폐층 후방에 직접 접촉되며 강판의 진동을 흡수하여 소음 감소 및 절연을 담당하는 흡진층;

   상기 흡진층 후방에 직접 접촉하는 저탄소 강판 또는 냉연강판 재질의 차폐층을 포함하는 전기로 주변의 전자파 차폐장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 차폐층과 흡진층이 교대로 연속 설치한 것을 특징으로 하는 전기로 주변의 전자파 차폐장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 흡진층은 절연성 무기물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기로 주변의 전자파 차폐장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 저탄소 강판 또는 냉연강판은 포화자화값이 16000-17500 가우스의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 전기로 주변의 전자파 차폐장치.