KR20080110712A - 접지단자와 접지 극간의 접지선로 상태를 측정하기 위한접지장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접지함의 접지단자와 대지속의 접지 극간의 접지선로에 대한 손상정도와 접속 상태를 명확한 저항수치로서 측정하기 위한 접지장치와 그 방법에 관한 것으로 종래의 접지상태표시장치들은 접지상태의 이상 유무를 확인하기 위한 기술로서 접지선로에서 발생하는 불필요한 전기저항수치를 정밀하게 측정해 내지는 못한다. 접지저항이란 접지극과 대지와의 접합저항을 뜻하는 것이므로 접지선로에서의 전기저항수치는 '0"(Zero)에 근접해야 정상인데, 접지선로의 접속부위가 과전류와의 충돌현상(일명 아크현상)으로 증가하는 접합저항까지 합산된 수치가 접지저항으로 검출되고 있기 때문에 이를 구분해서 측정할 필요가 있다. 1종접지가 10ohm 이하이고, 3종접지가 100ohm 이하인데 접지단자와 접지극과의 결합사이에서 선로저항수치가 커진다면 토양과 접지 극을 아무리 저감제를 잘 사용해서 1종으로 접지하였어도 3종접지보다도 못한 결과가 되는 것이다. 그리고 접지저항테스트를 정석대로 행하려면 대지 위에 테스트 봉을 일정간격으로 꽂아야 하는데 근래에는 농촌까지도 도시화되어 주변이 두꺼운 콘크리트나 아스팔트로 바닥포장이 되어 있어서 용이하지 않으며 이 방법 역시 본 발명이 필요로 하는 접지선로에서 발생되는 도체저항수치를 계기로서 명확히 구분해 내지는 못하는 것이다. 본 발명은 접지 극을 포함한 접지선로의 도체저항수치의 변화를 상시 테스트 할 수 있는 접지장치 및 그 방법에 관한 것이다. (따라서 일반적 접지테스트에서 얻은 접지저항수치에서 본 발명의 접지선로의 도체저항수치를 제한 수치가 토양과 접지극과의 접지저항수치가 되는 것이다.)

이를 위하여 본 발명은 종래에는 한 개소의 접지 극에 한 개의 접지선이 연결되도록 실시하고 있는데, 이 고정된 상식을 깨고, 접지선은 반드시 복선으로 구성되고 이 중에 한선은 굵고 한 선은 가늘거나 또는 두 선이 똑 같은 굵기의 규격이라도 무관하며, 이중 기본이 되는 한 선(이하 기본선이라 한다. 두선의 굵기가 각기 다를 때에는 굵은 선이 기본선이 된다.)의 한 쪽 끝은 접지단자에 연결하고 반대 쪽 끝은 접지극의 한 쪽 끝 면에 접합한다. 나머지 보조역할이 되는 다른 한 선(이하 보조선이라 한다)의 한 쪽 끝은 3로스위치의 공통단자에 연결하고 반대쪽 끝은 접지 극에 기본선의 끝과 접합된 부위와 대칭되는 반대쪽 끝 면에 접합하며, 3로스위치의 1단 접속단자의 인출선은 접지단자와 연결하며, 2단 접속단자와 접지단자의 양단에서의 인출선에는 교류용의 볼트미터 및 저항테스터의 리드 선을 꽂도록 짹 또는 접속단자를 착설하는 것을 특징으로 하는 것이다.

접지단자, 접지극, 접지선로, 도체저항수치, 복선, 기본선, 보조선, 3로스위치, 인출선, 짹.

Description

접지단자와 접지 극간의 접지선로 상태를 측정하기 위한 접지장치 및 방법{An earthing device and therefor method for ground condition measurement from the ground terminal to the ground plate or the ground rod}

본 발명은 접지함의 접지단자와 대지속의 접지 극간의 선로에서 발생하는 선로절단 및 과전류로 인한 결속부위의 아크등의 손상정도를 알아내기 위한 목적으로 선로저항의 변화를 명확히 측정할 수 있는 접지장치와 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통상의 접지저항 테스트에서는 접지함의 접지단자에서부터 대지로 접지된 접지저항수치에 상기 수치가 포함되기 때문에 접지테스트에서 접지저항수치가 나왔을 때, 대지의 토양과 접지극과의 접지에서 생긴 저항수치인지 혹은 접지선로에서 생긴 선로저항수치인지를 구분할 수가 없다. 본 발명은 접지선로에서의 절단에 가까운 손상이나 접지극의 부식여부 및 접지선과 접지극과의 결합부위에서의 전기적 충돌(아크현상)로 인한 부식 등으로 발생되는 접촉저항수치의 변동 상항을, 대지와 접지극간의 접지저항과 구분하여 명확하게 측정하기 위한 기술에 관한 것이다.

종래의 공개된 기술에 의하면 접지불량 검출장치라던가 접지상태 표시장치, 안전접지 검출장치 등이 있으나 이들 장치들은 본 발명과는 다른 원리와 목적으로서 공지된 전자회로를 이용하여 이상상태 발견 시에는 표시등의 점등이나 경보음 발신 또는 인버터로 전원 부를 차단시키는 등의 ON-OFF적 표시기능은 있으나 전기기술자가 필요로 하는 정확한 수치적 데이터를 제공하지 못한다. 접지의 양호한 상태유지를 하려면 접지시공 때부터 접지저항 측정과는 별도로 접지선로의 도체저항을 측정하여 기록된 수치와 일정기간마다 주기적으로 접지선로의 손상이나 부식상태를 저항수치로 측정, 기록하여 비교를 지속할 수 있고, 기록상태가 접지능력에 영향을 미칠 정도로 심각하다고 판단될 때, 불량개소를 찾아내어서 보수 할 수 있도록 하는 조치에 만족할 만한 기술은 없다.

종래기술의 정보

[공개번호] 10-1998-0019039(1998. 06. 05)

안전접지검출기

[공개번호] 10-1999-0006937(1999. 01. 25)

태양광 발전용 접지불량 검출 장치 및 방법과 이 장치 및 방법을 이용하는 태양광 발전장치

[공개번호] 10-2002-0028168(2002. 04. 16)

접지선로의 단선유무 체크방법

[공개번호] 10-2003-0083472(2003. 10. 30)

저항형 접지상태 표시장치

[공개번호] 10-2003-0085348(2003. 11. 05)

접지상태 표시장치

[출원번호] 20-2005-0012214(2005. 05. 02)

접지확인 기능이 있는 누전차단기

본 발명은 접지함의 접지단자에서 대지 속 접지극의 접합면까지의 선로도체저항수치를 정확하게 계기로 측정하여, 접지선로에서의 연결부위와 접지극과의 접합부위의 부식으로 인한 도체저항의 증가상태와 접지 극이 동판일 경우에는 동판부식으로 전도체가 부도체로 바뀐 상태까지를 복잡한 장치 없이 간편하게 판독할 수 있는 장치와 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 접지함의 한 개의 접지단자에서 대지속의 한 개 또는 병렬 연결된 다수의 접지극과 연결하는 접지선이 종래에는 한 개로 되어 있는 것을 분리하여 복선으로 변환하고 이 복선의 한 쪽 끝은 접지함의 접지단자에 연결하되 이 중 기본이 되는 한 선은 직접 접지단자에, 다른 한 선 즉 보조선은 3로스위치의 공통단자에 연결하고 3로스위치의 1단 위치에서는 1단 접속단자가 접지단자에 연결되게 하여 이 접지보조선도 평상시에는 접지선로로 사용되는 Normal Position이 되고, 측정위치(Test position)인 2단 위치에서는 2단 접속단자와 접지단자와의 양단에는 교류전압계와 저항계의 리드 선을 접속하는 접속단자에 연결하며, 복선의 반대 측 끝단(기본선과 보조선)은 대지속의 접지 극에 연결함에 있어서 접지동판의 경우에 는 한 선은 동판의 한 쪽 면 끝에 접합하고 다른 한 선은 이와 대칭되는 반대 쪽 끝 면에 접합하여 이 두 접합부의 부식은 물론이고 두 접합부 사이의 동판의 부식으로 분해되는 상태까지를 측정할 수 있도록 하며, 접지 극이 동판이 아니고 나 연선으로 된 동선을 루프식이나 크로스망식으로 용접하여 대지 속에 접지하였을 경우에는 이 나 동선의 시작점과 종단점에 각각 접합한다. 접지봉의 경우에는 접지봉의 상단에서 서로 대칭되는 양 측면에 복선의 접지선 끝단을 각각 접합하여 접지동판에서와 같은 원리로서 작용토록 하는데 특징을 가지는 것으로 상기 과제를 해결하는 것이다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

1. 충전전압이 접지된 금속부위에 합선되거나 낙뢰로 인하여 많은 전류가 접지로 흘렀을 때는 접지극과 접한 토양의 색깔은 불에 탄 연탄재의 색깔처럼 타서 흰색과 잉크 번진 것 같은 징그러운 여러 가지 색으로 퇴색해 있고 접지동판은 크게 부식되어 가고 있음을 발견할 수가 있다. 이러한 합선이나 낙뢰로 인한 피해의 빈도가 잦아지면 결국은 접지극과 접지선과의 접합부위가 전기스파크로 인하여 전도체가 부도체로 변하게 되고, 접지동판 역시 전기스파크로 인한 소손으로 부식되어 전도능력이 와해되어 부스러지고 마는 것이다. 접지단자에서 접지 극까지의 연결도체인 접지선의 중간 결선을 구리용접(구리가루와 화약가루를 섞어서 금형치구에 담아서 화약가루에 불을 붙여 녹여서 용접하는 것. 일명 캐드 웰 용접이라고 함)을 했을 때는 문제되지 않지만 용접기술의 미숙 및 사용상의 불편함 등의 사유로 흔히 압착슬리브나 클램프볼트 조임 또는 우산결선(엄블렐러 조인트)등으로 실시하고 있으며, 이 경우에는 낙뢰 기타 합선 등으로 많은 양의 돌입전류가 순간 통과할 때에는 역시 스파크가 발생하여 주변토양까지 변색시킨 것을 확인할 수가 있다. 이 부위 역시 오래 지속되면 스파크로 용해되거나, 점차 전기저항이 커지다가 종국에는 부도체로 변하게 된다. 이와 같은 상태의 변화까지를 검출함은 물론이고 접지를 최초 시공했을 때 측정한 본 발명의 분리된 두 개의 접지선간의 도체저항이 사용년도가 길어질수록 커져가는 변천과정을 데이터로 기록하여 이 두선간의 도체저항수치가 접지능력의 한도 이상으로 커지면 보수할 지점을 좁혀가면서 찾아내는 효과를 제공한다.

2. 근대에는 건축물의 개, 보수공사가 많고 상하수도, 정화조, 전기, 가스시설이 지중 매설되어서 잦은 개, 보수공사로 포 크레인 등에 의한 대지굴착공사가 많기 때문에 굴착 작업자가 접지선을 절단한 채로 매립하거나 엉성하게 연결하여 매립하는 경우도 발생할 수가 있다 이러한 굴착공사 후에는 본 발명이 실시된 곳에서는 간단하게 절단되거나 접속 상태가 얼마나 나빠졌는지를 저항측정계로서 판독할 수가 있는 효과를 제공한다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 대표도이다. 도 1에서와 같이 공지의 접지단자함(1)내의 접지부스(2)에 고정된 접지단자(3)에서 대지표면(13)을 통과하여 지하 토양(14)의 접지 극(7)간을 연결하는 접지선(GW=ground wire)을 복선(6)으로 제조 또는 두 가 닥의 접지선(GW)을 사용하여 이 두 선중에 기본이 되는 접지선(4, 이하 기본 선이라 한다.)의 한쪽 끝은 접지 극(7)의 한쪽 면에 접합하고 이 선의 반대쪽 끝은 접지단자(3)에 연결한다. 복선(6)중의 다른 한선은 보조역할을 하는 접지선(5, 이하 보조선이라 한다.)이며 이 선의 한쪽 끝은 대지표면(13)을 통과하여 지하 토양(14)과 접한 접지 극(7)의 기본접지선(4)이 접합된 반대 측 면에 접합하고 이 보조선(5)의 반대쪽 끝은 접지단자함(1)내에 착설한 3로스위치(8)의 공통단자에 연결하고 3로스위치(8)의 1단 접속단자(8A)의 인출선은 접지단자(3)에 연결한다. 3로스위치(8)의 2단 접속단자(8B)의 인출선은 측정계기함(9)내의 선택스위치(10, SS=selector switch)의 공통단자에 연결하고 선택스위치(10)의 1단 접속단자(10A)의 인출선은 교류전압계(11)의 리드 선 접속 짹(11A)에 연결하며 선택스위치(10)의 2단 접속단자(10B)는 저항테스터(12)의 리드 선 접속 짹(12A)에 연결한다. 교류저항계(11)의 나머지 리드 선 접속 짹(11B)의 인출선과 저항테스터(12)의 나머지 리드 선 접속 짹(12B)의 인출선은 접지단자(3)에 연결한다.

도 2는 도 1의 대표도의 원리와 동일한 것이고 도 1은 접지 극(7)이 접지동판일때에 복선의 접지선(4, 5)과의 접합방법을 도시한 것이고 도 2는 접지봉(7')에서의 복선으로 된 접지선(4, 5)과 접지봉(7')과의 접합방법을 도시한 것이다.

상기 발명에 대한 동작 설명은 다음과 같다.

평상시에는 복선(6)의 접지선 중에서 기본선(4)은 접지 극(7)에서 바로접지단자에 연결되고 보조선(5)은 접지단자함(1)내에 착설된 3로스위치(8)의 공통단자를 통하여 1단 접속단자(8A)를 거쳐서 접지단자(3)에 연결되어 접지선로의 합성저 항효과로 접지선로의 저항수치를 줄이는 효과를 발휘하며 본 발명의 목적수단을 위한 측정 시에는 3로스위치(8)의 절환 손잡이를 우측으로 돌려서 1단계 접속을 차단하고 2단계 접속을 한다. 이 때 측정 계기함(9)내의 선택스위치(10)의 위치는 1단 접속이어야 한다. 이 때 계기 상에 전압이 발생하면 접지 극 쪽에서 기본접지선(4)과 보조접지선(5)간에 도체저항이 증가된 상태에서 접지단자 간에 누전전압이 충전되었음을 나타내는 것이므로 이 상황에서 2단 위치로 접속하여 저항테스터로 연결 하게 되면 계기의 손상이 발생한다. 그러므로 이상전압이 생기게 된 원인부터 찾아서 해결한 다음에, 더 이상 교류전압계에서 이상전압이 뜨지 않았음을 확인한 후에, 선택스위치(10)의 손잡이를 오른쪽으로 돌려서 교류전압계(11)와의 접속을 차단하고 선택스위치(10)의 2단 접속단자(10B)로 접속하여 본 발명의 목적인 접지단자(3)와 접지 극(7)간의 접지선로 상태를 저항테스터(12)의 계기판에 나타난 저항수치로서 확인할 수 있는 것이다. 측정계기를 교류전압과 저항측정을 겸하는 멀티테스터를 사용할 경우에는 계기함(9)내의 선택스위치(10)는 생략하고 대신 멀티테스터의 교류전압과 저항측정의 절환스위치를 사용하여 먼저 교류전압이 뜨는지 여부를 확인한 다음에 저항측정을 실시해야 하며, 이 경우에는 도 1의 선택스위치(10)의 공통단자와 1단 접속단자(10A) 및 2단 접속단자(10B)는 함께 접속하면 되고 교류전압계(11) 또는 저항테스터(12) 중에서 하나를 제거할 수 있다.

도 1은 접지 극을 접지동판으로 도시한 본 발명의 대표도.

도 2는 접지 극을 접지봉으로 도시한 일부분 도.

Claims (1)

1. 접지단자와 접지 극을 연결하는 접지선로에 있어서

   상기 접지선로의 접지선을 복선으로 제조하거나 혹은 단선으로 된 종래의 접지선을 복선으로 사용하여 기본선의 한쪽 끝은 접지단자에, 반대쪽 끝은 접지극의 한쪽 면에 접합하는 단계;

   보조선의 한 쪽 끝은 3로스위치의 공통단자에, 3로스위치의 1단 접속단자에서의 인출선은 접지단자와 연결하고, 보조선의 반대쪽 끝은 접지 극에서 상기 단계에서의 접합면과 대칭되는 반대쪽 면에 접합하는 단계;

   상기 단계 후, 3로스위치의 2단 접속단자와 접지단자와의 양단에 교류전압계 및 저항테스터를 접속할 수 있도록 접속 짹 또는 접속단자를 착설하는 것을 특징으로 하는 접지단자와 접지극간의 접지선로 상태를 측정하기 위한 접지장치 및 방법.

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