KR200422395Y1 - 탄소 접지봉 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고층건물과 같이 일반적인 장소에서 뿐 아니라 특히 암반지역과 같이 수분이 적고 척박한 지형에서도 탁월한 성능을 발휘하는 낙뢰 회피를 위해 사용되는 탄소 접지봉에 관한 것이다.

본 고안의 탄소 접지봉(1)은 축선에 대해 점대칭으로 복수의 관통공(7)이 축방향으로 길게 형성되어 있는 단면 육각형의 탄소봉 몸체(5)와, 상기 탄소봉 몸체(5)의 축선 상에 동축상으로 삽입되어 있는 동봉(3)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 고안의 탄소 접지봉에 의하면, 탄소봉 몸체와 대지와의 접촉면적을 극대화시킴으로써 낙뢰로 인한 임펄스 임피던스를 낮추어 접지봉과 대지 사이의 접촉저항을 크게 줄일 수 있게 된다.

탄소, 접지, 봉, 낙뢰

Description

탄소 접지봉{Carbon grounding rod}

도 1은 종래의 접지장치를 도시한 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 탄소 접지봉의 정면도.

도 3은 도 2의 평면도.

도 4는 도 2의 사시도.

도 5는 관통공의 내주면에 도전막이 밀착된 본 고안에 따른 탄소 접지봉의 평면도.

도 6은 탄소봉 몸체의 외주면에 도전막이 밀착된 본 고안에 따른 탄소 접지봉의 평면도.

도 7은 본 고안에 따른 탄소 접지봉을 수평으로 매립한 상태를 도시한 개략도.

도 8은 본 고안에 따른 탄소 접지봉을 수직하게 매립한 상태를 도시한 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 탄소 접지봉 3 : 동봉

5 : 탄소봉 몸체 7 : 관통공

9,13 : 도전막 11,15 : 연결선

17 : 접지도선 20 : 저항 저감제

본 고안은 탄소 접지봉에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고층건물과 같이 일반적인 장소에서 뿐 아니라 특히 암반지역과 같이 수분이 적고 척박한 지형에서도 탁월한 성능을 발휘하는 낙뢰 회피를 위해 사용되는 피뢰침용 탄소 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, 이 중 돌침부의 돌침은 구리 또는 용융아연을 도금한 철 또는 강으로 된 지름 12mm 이상 막대기를 사용하여 제작한다. 피뢰도선은 구리를 사용하는 것은 단면적 30㎟ 이상, 알루미늄을 사용하는 것은 50㎟ 이상의 도선을 사용한다. 또한 접지전극은 두께 1.4mm, 면적 0.35㎡ 이상의 강판, 두께 3mm 이상, 면적 0.35㎡ 이상의 아연도금철판 또는 이와 동등 이상의 접지성능이 있는 막대기 모양 등을 사용하여 접지저항이 10Ω 이하가 되도록 지하에 매설하여 사용한다.

반면에 이러한 강판이나 아연도금철판을 사용하는 접지전극을 사용하는 경우 도로등 지면의 굴착부위가 넓어지게 될 뿐만 아니라 깊이 매설하기 위하여 많은 비 용이 소모되므로 시공이 번거롭게 되고, 접지저항이 커지는 문제점이 있다. 그리고 이러한 접지전극은 전,부식으로 인하여 수명이 3년 내지 5년에 불과하여 기준 접지저항을 일정하게 유지시켜 주지 못하고 계절 및 온도 등에 따라 접지저항의 변화가 심해 통신장비는 물론 민감한 기기에 치명적인 영향을 줄 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 좀더 개량된 형태로 도1에 도면부호 101로 도시된 바와 같은 접지장치가 제안된 바 있다. 이 접지장치(101)는 도시된 것처럼 내부에 나동선 및 접지저항 저감제가 충진된 동봉(103)과 이 동봉(103)의 외주면에 몰딩 형성된 몸체(105)로 이루어져 있다. 따라서, 접지장치(101)는 연결단자(107)를 통해 연결된 인접한 접지장치와 함께 나동선을 통해 전달되는 순간적인 서지전압을 신속하고도 광범위하게 지표로 확산시키게 된다.

그런데, 이 접지장치(101)는 몸체(105)가 양도체인 흑연을 비롯하여 시멘트 및 모래를 적정한 비율로 혼합하여 조성되므로 전도성을 띠게 되나, 특히 수분이 적고 협소한 사토나 암반 지역에 장기간 사용 시 쉽게 깨지거나 부스러져 원형이 손상되는 문제점을 가지고 있었다.

본 고안은 위와 같은 종래의 접지전극이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 탄소 접지봉의 몸체를 육각 기둥 형태로 제작하고, 몸체를 관통하는 동봉를 중심으로 점대칭을 이루도록 복수의 관통공을 축방향으로 길게 형성하여 대지와의 접촉면을 극대화함으로써 이상전류 분산효과와 임펄스 임피던스를 낮 추어 낙뢰전류의 대지방류 성능을 대폭적으로 증대시키는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안은 축선에 대해 점대칭으로 복수의 관통공이 축방향으로 길게 형성되어 있는 단면 육각형의 탄소봉 몸체와, 이 탄소봉 몸체의 축선 상에 동축상으로 삽입되어 있는 동봉를 포함하여 구성된 탄소 접지봉을 제공한다.

이하, 본 고안에 따른 탄소 접지봉의 실시예를 첨부도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 고안의 탄소 접지봉은 도 2 내지 4에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 크게 탄소봉 몸체(5)와 동봉(3)로 구성되는 바, 먼저 탄소봉 몸체(5)는 저저항 특성을 갖는 특수 카본 재료로 이루어진 단면 육각형의 봉체로서, 같은 크기의 금속재료에 비해 수십배의 단면적 확장과 이상전류 분산효과를 가지고 있어 낙뢰전류의 대지방류 성능을 크게 증진시킬 수 있다. 따라서, 접지봉(1)과 대지 사이의 접촉저항이 크게 감소된다. 또한, 탄소봉 몸체(5)는 강력한 제습능력과 습도유지력을 가지고 있어 접지봉(1)의 전해질 효과를 극대화시킬 수 있도록 되어 있다.

탄소봉 몸체(5)는 또한 대지와의 접촉면적을 넓히기 위해 축선을 중심으로 복수의 관통공(7)이 축방향으로 길게 형성되어 있는데, 관통공(7)의 수는 도 3 및 4에 도시된 것처럼, 예컨대 4개가 바람직하며, 각각의 관통공(7)은 축선에 대해 점대칭을 이루도록 배열된다.

그리고, 탄소봉 몸체(5)의 축선 상에 동축상으로 삽입되는 동봉(3)는 몸 체(5)와 일체로 형성되며, 몸체(5)의 상면과 저면으로부터 위아래로 돌출되어 어느 한 쪽이 외부의 인입선과 결선된다.

또한, 본 고안의 탄소 접지봉(1)은 도 2 내지 4에 도시된 기본적인 형태 이외에도 다양한 변형이 가능한 바, 먼저 도5에 도시된 바와 같이 각각의 관통공(7)에 도전막(9)을 밀착시킬 수 있는데, 이 도전막(9)은 얇은 대롱 모양으로 형성되어 관통공(7) 내주면을 둘러싸게 되며, 따라서 관통공(7) 안에 충진된 토양을 통한 방전성능을 한 층 더 증대시킬 수 있다.

아울러, 각각의 도전막(9)은 도 5에 도시된 것처럼 복수의 연결선(11)을 통해 동봉(3)와 연결되어 도전막(9)을 통한 위와 같은 대지방전 성능을 가일층 증대시킨다.

본 고안의 탄소 접지봉(1)은 또한 도6에 도시된 바와 같이 탄소봉 몸체(5)의 외주면에 얇은 도전막(13)을 밀착시켜 부착할 수 있는데, 이 도전막(13)은 몸체(5)의 외주면을 둘러쌈으로써 접지봉(1)에서 이 접지봉(1)이 매립된 토양 또는 저항 저감제로의 방전성능을 증대시키도록 되어 있다.

더욱이, 탄소봉 몸체(5)를 둘러싸고 있는 도전막(13)은 도5에 도시된 것처럼 연결선(11)을 통해 동봉(3)와 연결될 수 있는 바, 이에 의해 도전막(13)에 의한 대지방전 성능을 가일층 증대시킬 수 있게 된다.

이제, 위와 같이 구성된 본 발명에 따른 탄소 접지봉(1)의 작동을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 탄소 접지봉(1)은 도7 및 도8에 도시된 두 가지 방식에 의해 대지 에 매립되어 사용되는 바, 먼저 도7에 도시된 바와 같이 접지봉(1)을 수평하게 눕힌 채로 매립하기 위해서는 일단, 접지봉(1)보다 20㎝ 이상 길게 대지(10) 위에 터파기를 한다. 이때, 터파기 깊이는 120㎝ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

터파기가 완료되면, 파낸 터 안에 도시된 것처럼 접지봉(1)을 눕혀 설치한다. 그리고 나서, 접지봉(1)의 동봉에 연결된 접지도선(17)을 대지(10) 밖으로 충분히 빼내고, 접지봉(1) 위에 물을 섞어 반죽한 저항 저감제(20;Gel-Earth)를 덮는다.

끝으로, 저항 저감제(20) 위에 주변의 고은 흙에서부터 점차 거친 흙을 차례로 메우고 평탄화하면 접지봉(1)의 매립 작업이 완료된다.

한편, 도 8에 도시된 것처럼 접지봉(1)을 수직하게 세운 채로 매립할 때는 먼저, 깊이가 70㎝가 될 정도로 대지(10) 위에 터파기를 한 다음, 파낸 터의 중앙에 지름이 40㎝가 되도록 원통형의 구멍을 20㎝의 깊이로 파낸다.

터파기가 완료되면, 도시된 것처럼 원통 구멍 안에 접지봉(1)을 삽입한다. 그리고 나서, 접지봉(1)의 동봉에 연결된 접지도선(17)을 대지(10) 밖으로 충분히 빼낸 뒤, 삽입된 접지봉(1)의 주위로 물을 섞어 반죽한 저항 저감제를 장입한다.

끝으로, 저감제 위에 주위의 흙을 되메우고 지면을 평탄화하면 접지봉(1)의 매립 작업이 완료된다.

이상의 설명과 같이 본 고안에 따른 탄소 접지봉에 따르면, 탄소봉 몸체를 복수의 관통공을 구비한 단면 육각형의 봉 형태로 제작할 뿐만 아니라, 관통공의 내주면에 또는 탄소봉 몸체의 외주면에 도전막을 형성하는 한편, 이들 도전막을 연결선에 의해 동봉과 결선함으로써 대지와의 접촉면적을 극대화시켜 낙뢰로 인한 임펄스 임피던스를 낮출 수 있게 되므로 낙뢰전류의 대지방류 성능을 대폭적으로 증진시킬 수 있게 되며, 따라서 접지봉과 대지 사이의 접촉저항을 크게 줄일 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 축선에 대해 점대칭으로 복수의 관통공(7)이 축방향으로 길게 형성되어 있는 단면 육각형의 탄소봉 몸체(5)와, 상기 탄소봉 몸체(5)의 축선 상에 동축상으로 삽입되어 있는 동봉(3)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 탄소 접지봉.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 관통공(7)은 내주면에 대롱 모양의 얇은 도전막(9)이 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 탄소 접지봉.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 도전막(9)은 복수의 연결선(11)에 의해 상기 동봉(3)와 결선되어 있는 것을 특징으로 하는 탄소 접지봉.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 탄소봉 몸체(5)는 외주면에 얇은 도전막(13)이 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 탄소 접지봉.
5. 제4 항에 있어서,

   상기 도전막(13)은 연결선(15)에 의해 상기 동봉(3)과 결선되어 있는 것을 특징으로 하는 탄소 접지봉.

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