KR20080002638U - 스크루형 접지장치 - Google Patents

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정철희
조대훈
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한국엑스아이티주식회사
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Abstract

본 고안은 지중에 매설되는 접지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스크루를 통한 회전작용을 통해 접지장치를 간편하게 매설할 수 있도록 한 스크루형 접지장치에 관한 것이다.
이를 위해, 고주파 및 저주파 과도전류를 접지하기 위해 접지봉 외측에 다수의 접지침을 갖는 접지수단을 장착하여 지중에 매설한 접지장치에 있어서, 상기 접지봉의 회전을 통해 지중에 간편하게 매설할 수 있도록 하부에 스크루를 형성한 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 따라, 스크루의 회전을 통해 접지봉을 보다 간편하게 설치할 수 있는 효과가 있고, 천공기에 의한 별도의 지면 천공작업이 불필요하여 천공기 운용에 따른 시공비용 및 설치비용을 획기적으로 절감할 수 있으며, 시공에 소요되는 작업시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 효과도 있다.
접지, 스크루, 드릴링, 과도전류, 접지저항.

Description

스크루형 접지장치{Screw type grounding apparatus}
도 1은 본 출원인에 의해 선등록된 종래의 접지장치 구성을 도시한 측단면도,
도 2는 본 출원인에 의해 선등록된 다른 종래의 접지장치 구성을 도시한 사시도,
도 3은 본 고안의 스크루형 접지장치를 나타낸 사시도,
도 4a, 4b는 본 고안의 스크루형 접지장치의 설치예를 나타낸 정면도,
도 5 내지 도 7은 본 고안의 접지봉과 다른 접지봉을 연결하는 역할의 연결수단 실시예들을 각각 도시한 분리사시도.
*도면 중 주요 부호에 대한 설명*
10 : 접지장치 20 : 접지봉
20' : 다른 접지봉 21 : 순환구멍
22 : 배수구멍 23 : 연결홈
24 : 연결돌기 25 : 다른 연결홈
26 : 다른 연결돌기 27 : 암나사부
28 : 수나사부 29 : 외부접지선
30 : 접지부재 30a : 주접지침
30b : 보조접지침 32 : 장착링
40 : 스크루
본 고안은 지중에 매설되는 접지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스크루를 통한 회전작용을 통해 접지장치를 간편하게 매설할 수 있도록 한 스크루형 접지장치에 관한 것이다.
일반적으로, 접지란 전자기기, 통신장비, 계측장비 등 전기설비 시스템과 피뢰설비의 접지선을 대지에 전기적으로 접속시켜 주는 것을 말하는 것으로, 어스라고도 한다.
이러한, 접지는 장비와 대지를 전기적으로 접속시켜 장비에 작용하는 과부하나 낙뢰 등에 의한 서지전압을 대지로 흘려보내 과부하 및 서지전압으로부터 장비의 손상을 방지하고 첨단 전자장비의 오동작을 방지하여 안정적인 동작을 하도록 해준다.
이를 위해 접지는, 보편적으로 저항 값을 작게 하면 유효하므로 저항이 작은 도선(導線)으로 대지에 잇는다. 이로 말미암아 대전도체(帶電導體)의 전위는 대지와 상등하게 '0' 이 되므로 기기에 닿아도 감전되지 않는다. 전기기기의 겉틀 이나 피뢰침 등을 접지하는 것은 이 때문인 것이다.
반면, 접지를 제대로 하지 않게 되면 장비에 과부하가 생기거나 장비에 문제 가 발생했을 때, 전기차단기가 오동작 하는 경우에 장비나 인명에 치명적인 손상을 가져오게 된다. 또한 장비로부터 누전이 될 때, 누전차단기가 정격동작을 하지 못하게 되면 누전에 의한 감전사고도 발생하게 된다.
첨부도면 도 1은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 출원인이 선 출원하여 등록된 국내 등록실용신안 공고번호 제20-220665호(명칭:방사상 침 장착형 접지장치)를 도시한 것으로, 접지몸체(201)에 침형부재(205)를 구비하여 구성된다.
설명하면, 상기 접지몸체(201)는 내부에 산화칼륨, 석회, 마그네슘 등의 무기 염류로 조성된 전해질 생성물이 채워진 것으로, 외주면에 접지선을 매개로 과도전류 유입부와 연결되고, 상측 및 하측에 각각 공기 순환구 및 배수구가 형성된다. 여기서, 상기 접지몸체(201) 외부에는 알루미늄, 규산염 등의 진흙으로 조성된 전해질 흡수물이 구비된다.
그리고, 상기 접지몸체(201)의 외주면 및 저면 중 적어도 한 부분에 방사상으로 배열된 복수의 침이 구비된 침형부재(204)가 설치된다.
즉, 상기한 접지장치를 지중에 매설하여 접지시키고 침형부재를 장착하여 접지저항 및 임피던스를 감소시킴으로써, 장비 및 건물 등에 유입된 고주파 및 저주파 과도전류를 대지로 손쉽게 흘려보내고 이에 따라, 장비 및 인명의 손상을 방지할 수 있는 것이다.
그러나, 상기한 접지장치는 순간적으로 유입되는 고주파 과도전류에 대해서는 보다 효과적인 접지가 가능하였으나, 통신 및 전자 장비 등과 같이 전원을 통해 유입되는 저주파 과도전류에 대해서는 일반적으로 사용되는 다른 접지장치와 비교 해 접지성능의 향상을 기대할 수 없었다.
첨부도면 도 2는 상기한 고안을 보다 개량하여 본 출원인에 의해 선등록된 국내 등록실용신안 등록번호 제20-230702호(명칭:접지 인피던스 및 접지저항 감소형 접지장치)를 도시한 것으로, 접지몸체(301) 외측에 다수의 판형부재(302)를 결합하고, 상기 판형부재(302) 양측면에 다수의 침형부재(303)를 부착한다.
즉, 다수의 침형부재(303)를 통하여 낙뢰 등과 같은 고주파 과도전류를 보다 효과적으로 방전시킬 수 있고, 다수의 판형부재(302)를 통해 접지 저항을 감소시켜 통신 및 전자 장비에서 유입되는 저주파 과도전류도 효과적으로 방전시킬 수 있는 것이다.
그러나, 상기한 접지장치 모두는 그 설치작업의 특성상 접지장치를 설치하기 위해서는 접지하고자 하는 장소에 천공기와 같은 장비를 이용하여 별도의 천공작업을 수반되어야 함으로써, 시공비용 및 설치비용이 상승하는 한편 작업시간이 길어지는 문제가 있었다.
또한, 상기한 접지장치들은 외부에서 유입되는 과도전류의 방전작용이 비교적 크기가 작은 접지침들과 접지봉을 통하여 이루어짐으로써 작은 접지 면적으로 인해 접지효율이 떨어지는 문제도 있었다.
본 고안은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 스크루를 통한 회전작용을 통해 접지장치를 간편하게 매설할 수 있도록 한 스크루형 접지장치를 제공하는 데 있다.
본 고안의 다른 목적은 별도의 천공작업 없이 접지장치를 설치하여, 시공비용을 절감하고, 작업 소요시간을 단축시킬 수 있도록 한 스크루형 접지장치를 제공하는 데 있다.
본 고안의 또 다른 목적은 접지봉과 다른 접지봉을 서로 연결 설치하여 깊은 지중에 보다 간편하게 매설할 수 있도록 한 스크루형 접지장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은, 고주파 및 저주파 과도전류를 접지하기 위해 접지봉 외측에 다수의 접지침을 갖는 접지부재를 장착하여 지중에 매설한 접지장치에 있어서, 상기 접지봉의 회전을 통해 지중에 간편하게 매설할 수 있도록 하부에 스크루를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 고안의 스크루형 접지장치를 도시한 사시도이고, 도 4a, 4b는 본 고안의 스크루형 접지장치의 설치예를 나타낸 정면도이며, 도 5 내지 도 7은 본 고안의 스크루형 접지장치의 접지봉과 다른 접지봉을 연결하기 위한 연결수단 실시예들을 도시한 분리사시도로써, 본 고안의 스크루형 접지장치는 접지봉(20)과 접지수단과 스크루(40)와 연결수단으로 구성된다.
이하 설명하면, 먼저 접지봉(20)은 내부에 산화칼륨, 석회, 마그네슘 등의 무기 염류로 조성된 전해질 생성물이 채워진 것으로, 상기 접지봉(20) 상측 및 하 측에는 공기 순환 및 배수의 역할을 하는 순환구멍(21)과 배수구멍(22)을 각각 형성한다. 그리고, 상기 접지봉(20) 상단에는 외부접지선(29)을 부착하여 과도전류가 유입될 수 있도록 하였다. 여기서, 상기 접지봉(20)의 길이는 접지하고자 하는 면적에 따라 길거나 작게 형성할 수 있음은 자명하다.
접지수단은 유입된 과도전류를 방전시키는 역할을 하는 것으로, 상기 접지봉(20) 중간에 다수 설치한다. 이러한, 상기 접지수단은 링 형태인 장착링(32) 둘레에 다수의 접지부재(30)를 부착하여 구성되는데, 상기 접지부재(30)는 끝이 날카로운 원뿔 형태의 주접지침(30a) 외측면 사방에 원뿔 형태의 보조접지침(30b)을 다수 형성하여 구성된다.
여기서, 본 고안에서 도시한 상기 접지수단은 그 일실시예로 접지봉(20)에 2개를 삽입 장착하였으나, 설치 환경 및 조건에 따라 그 수를 달리 형성할 수도 있고, 상기 접지부재(30) 역시 장착링(32)에 4개가 부착된 것으로 도시하였으나, 시공 여건 및 조건에 따라 그 이상 성형할 수도 있다.
다음으로, 본 고안의 특징적 구성인 스크루는 접지봉(20)의 회전을 통해 접지장치(10)를 간편하게 매설하는 역할을 하는 것으로, 상기 접지봉(20) 하단에 형성된다.
이러한, 상기 스크루(40)는 하방향에서 상방향으로 점차적으로 넓게 형성함으로써, 접지봉(20)을 보다 원활하게 지중에 매설될 수 있도록 하였다. 그리고, 도 4a와 같이 상기 스크루(40)의 최대 외경(d1)은 접지봉(20) 중간에 구비된 접지부재 (접지침)의 최대 외측 직경(d2)보다 넓게 형성함으로써, 접지봉(20)의 매설 중 접지침(30a)(30b)들이 지중 내측면에 걸려 손상되는 것을 방지하였다.
여기서, 상기 스크루(40)의 최대 외경(d1)은 접지부재(30)의 최대 외측 직경(d2)보다 약 20~100㎜ 크게 형성하는 것이 적절하다.
연결수단은 상기 접지봉(20) 상단에 다른 접지봉(20')을 적어도 하나 이상 연결시키는 역할을 한다.
도 5는 상기한 연결수단의 실시예 중 일례를 나타낸 것으로, (-)자 형태의 연결홈(23)과, (-)자 형태의 연결돌기(24)로 구성된다.
보다 상세하게 설명하면, 접지봉(20) 상면에 (-)자 형태의 연결홈(23)을 함몰 형성하고, 다른 접지봉(20') 하면에 상기 연결홈(23)에 끼워질 수 있는 (-)자 형태의 연결돌기(24)를 돌출 형성한다. 즉, 상기 (-)자 형태의 연결홈(23)과 (-)자 형태의 연결돌기(24)를 서로 연결하여 접지봉(20)과 다른 접지봉(20')을 연결할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 다른 접지봉(20') 상면에는 (-)자 형태의 연결홈(23)을 더 형성 가능함으로써, 상기 다른 접지봉(20') 상단에 또 다른 접지봉이 연결될 수도 있다.
도 6은 상기한 연결수단의 다른 일실시예를 나타낸 것으로, (+)자 형태의 다른 연결홈(25)과, (+)자 형태의 다른 연결돌기(26)로 구성된다.
보다 상세하게 설명하면, 접지봉(20) 상면에 (+)자 형태의 다른 연결홈(25) 을 함몰 형성하고, 다른 접지봉(20') 하면에 상기 다른 연결홈(25)에 끼워질 수 있는 (+)자 형태의 다른 연결돌기(26)를 돌출 형성한다. 즉, 상기 (+)자 형태의 다른 연결홈(25)과 (+)자 형태의 다른 연결돌기(26)를 서로 연결하여 접지봉(20)과 다른 접지봉(20')을 연결할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 다른 접지봉(20') 상면에는 (+)자 형태의 다른 연결홈(25)을 더 형성 가능함으로써, 상기 다른 접지봉(20') 상단에 또 다른 접지봉이 연결될 수도 있다.
도 7은 상기한 연결수단의 또 다른 일실시예를 나타낸 것으로, 암나사부(27)와 수나사부(28)로 구성된다.
보다 상세하게 설명하면, 접지봉(20) 상단에 암나사부(27)를 성형하고, 다른 접지봉(20') 하단에 상기 암나사부(27)에 결합될 수 있는 수나사부(28)를 형성한다. 즉, 암나사부(27)와 수나사부(28)를 서로 결합하여 접지봉(20)과 다른 접지봉(20')을 연결할 수 있는 것이다. 여기서, 상기 다른 접지봉(20') 상단에는 암나사부(27)를 더 성형 가능함으로써, 상기 다른 접지봉(20') 상단에 또 다른 접지봉이 연결될 수도 있다.
여기서, 상기 다른 접지봉(20')은 전술한 상기 접지봉(20)과 같이 내부에 전해질 생성물이 채워지고, 또한 상기 다른 접지봉(20') 상측 및 하측에는 순환구멍(21)과 배수구멍(22) 역시 형성되며, 상기 다른 접지봉(20') 상단에는 외부접지선(29)이 부착될 수도 있다.
한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 상기와 같은 구성으로 완성된 본 고안 의 접지장치(10)의 외부에는 접지봉(20) 내부에 채워진 전해질 생성물로부터 이온화되어 생성되는 알카리성 전해질 수분을 흡수하도록 알루미늄, 규산염 등을 다량 함유하여 조성된 전해질 흡수물의 토양을 구비할 수도 있고, 경우에 따라서는 구비하지 않을 수도 있다.
이와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 고안의 스크루형 접지장치(10)를 설치하기 위해서는, 통신 및 전자 장비나 건축물의 크기와 같은 작업 여건에 따라 접지봉(20)의 크기를 정한 후 접지장치(10)를 제조한다.
그리고, 드릴링 머신(도시 생략)을 이용하여 상기 접지봉(20)의 상단 부분을 견고히 클램핑한 후에 도 4a와 같이 매설하고자 하는 지면 위에 접지봉(20) 하단의 스크루(40)를 위치시킨다. 이 후에, 상기 드릴링 머신을 구동하여 접지봉(20)을 회전시키면 도 4b와 같이 스크루(40)가 지중 내부로 드릴링되면서 본 고안의 접지장치(10)를 지중에 매설할 수 있게 된다.
이때, 상기 접지장치를 지중에 보다 깊숙하게 매설해야 하는 경우에는 연결수단을 이용하여 상기 접지봉(20) 상단에 다른 접지봉(20')을 연결 설치한 후, 상기 다른 접지봉(20') 상단을 클램핑하여 접지장치를 계속해서 매설하게 된다. 아울러, 상기 접지봉(20)과 다른 접지봉(20')의 연결 길이가 짧은 경우에는 또 다른 접지봉을 계속해서 연결하여 매설할 수 있음은 자명한 사항에 해당된다.
이와 같이, 본 고안의 스크루형 접지장치는 접지봉(20) 하단에 형성된 스크 루(40)의 회전을 통해 접지봉(20)을 지중 내부에 매설함으로써, 접지장치(10)를 보다 간편하고 원활하게 설치할 수 있는 것이다.
특히, 본 고안의 스크루형 접지장치는 상기와 같이 스크루(40)의 특성을 이용하여 시공함으로써, 천공기에 의한 별도의 지면 천공작업이 불필요하다. 따라서, 천공기 운용에 따른 시공비용 및 설치비용을 획기적으로 절감할 수 있고, 또한 시공에 소요되는 작업시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 것이다.
더욱이, 본 고안의 스크루형 접지장치(10)는 접지하고자 하는 여건에 따라 접지봉(20)에 적어도 하나 이상의 다른 접지봉(20')을 연결하여 접지장치(10)를 매설 설치할 수 있게 된다.
따라서, 접지하고자 하는 깊이가 깊은 경우에는 접지장치의 길이를 길게 조성하여 지중에 매설함으로써, 접지장치의 설치작업을 보다 간편하고 원활하게 함과 아울러 좁은 시공면적을 비해 넓은 접지면적을 확보할 수 있는 것이다.
한편, 본 고안의 스크루형 접지장치가 지중에 매설된 상태에서 외부로부터 과도전류가 유입되면, 상기 과도전류는 외부접지선(29)을 통해 전달되어 토양으로 방전된다.
이때, 상기 과도전류가 고주파일 경우에는 접지부재(30)의 접지침(30a)(30b)들로 전류가 집중되어 순간적으로 절연파괴 현상이 발생하고 이에 따라 유입된 과도 전류를 급속하게 방전시킬 수 있는 것이다. 또한, 상기한 과도전류가 저주파일 경우에는 상기 접지봉(20)을 통하여 토양으로 효과적으로 방전시킬 수 있게 된다.
한편, 본 고안은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고 안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.
이상에서와 같이 본 고안은 접지봉 하단에 형성된 스크루의 회전을 통해 접지봉을 지중 내부에 매설함으로써, 접지장치를 보다 간편하고 원활하게 설치할 수 있는 효과가 있고, 특히 스크루의 회전 특성을 통해 접지봉을 지중에 매설함으로써, 천공기에 의한 별도의 지면 천공작업이 불필요하고, 그에 따라 천공기 운용에 따른 시공비용 및 설치비용을 획기적으로 절감할 수 있으며, 시공에 소요되는 작업시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 효과도 있다.
더욱이, 접지봉을 접지하고자 하는 조건에 따라 적어도 하나 이상의 다른 접지봉을 연결 설치하는 것이 가능함으로써, 깊숙한 지중에 보다 간편하게 접지장치를 매설할 수 있고, 또한 좁은 시공 면적을 통해 넓은 접지 면적을 확보할 수 있는 효과도 있다.
더욱이, 외부접지선을 통해 유입되는 과도전류가 고주파일 경우에는 접지부재의 접지침들을 통해 유입된 과도 전류를 급속하게 방전시키고, 과도전류가 저주파일 경우에는 접지봉을 통하여 과도 전류를 토양으로 효과적으로 방전시킬 수 있는 효과도 있는 것이다.

Claims (7)

  1. 고주파 및 저주파 과도전류를 접지하기 위해 접지봉 외측에 다수의 접지침을 갖는 접지부재를 장착하여 지중에 매설한 접지장치에 있어서,
    상기 접지봉(20)의 회전을 통해 지중에 간편하게 매설할 수 있도록 하부에 스크루(40)를 형성하는 것을 특징으로 하는 스크루형 접지장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 스크루(40)는 하방향에서 상방향으로 점차적으로 넓게 형성한 것을 특징으로 하는 스크루형 접지장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 스크루(40)의 최대 외경(d1)은 접지봉(20)에 구비된 접지부재(30)의 최대 외측 직경(d2)보다 넓게 형성한 것을 특징으로 하는 스크루형 접지장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 접지봉(20) 상단에는 연결수단에 의해 다른 접지봉(20')을 적어도 하나 이상 더 연결 가능한 것을 특징으로 하는 스크루형 접지장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 연결수단은 접지봉(20) 상면에 (-)자 형태의 연결 홈(23)을 함몰 형성하고, 다른 접지봉(20') 하면에 상기 연결홈(23)에 끼워지는 (-)자 형태의 연결돌기(24)를 돌출 형성하되 그 상면에 (-)자 형태의 연결홈(23)을 더 함몰 형성한 것을 특징으로 하는 스크루형 접지장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 연결수단은 접지봉(20) 상면에 (+)자 형태의 다른 연결홈(25)을 함몰 형성하고, 다른 접지봉(20') 하면에 상기 다른 연결홈(25)에 끼워지는 (+)자 형태의 다른 연결돌기(26)를 돌출 형성하되 그 상면에 (+)자 형태의 다른 연결홈(25)을 더 함몰 형성한 것을 특징으로 하는 스크루형 접지장치.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 연결수단은 접지봉(20) 상단에 암나사부(27)를 성형하고, 다른 접지봉(20') 하단에 상기 암나사부(27)에 끼워지는 수나사부(28)를 성형하되 그 상단에 암나사부(27)를 더 성형하는 것을 특징으로 하는 스크루형 접지장치.
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