KR20090029977A - 탄소형 방전궤 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄소섬유와 기포가 다수 함유된 도전성 콘크리트를 이용하여 방전체 외부를 둘러싸도록 구성함으로써 접지저항 값이 매우 낮아지도록 함과 동시에 기중방전의 형태로 방전이 이루어지도록 하는 탄소형 방전궤 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 다수 개의 방전침이 결합되는 방전봉으로 된 방전체; 상기 방전체의 둘레에 몰딩으로 일체화되는 도전성 콘크리트;를 구비하여 이루어지되, 상기 도전성 콘크리트는, 탄소 파우더, 탄소 섬유, 분산 조정제가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

방전봉, 방전침, 방전궤, 접지체, 방전체

Description

탄소형 방전궤 및 그 제조방법{carbon type discharge box, method for manufacturing the discharge box}

본 발명은 방전궤에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄소섬유와 기포가 다수 함유된 도전성 콘크리트를 이용하여 방전체 외부를 둘러싸도록 구성함으로써 접지저항 값이 매우 낮아지도록 함과 동시에 기중방전의 형태로 방전이 이루어지도록 하는 탄소형 방전궤 및 그 제조방법에 관한 것이다.

낙뢰나 전력계통의 사고로 발생되는 충격 서지는 시스템에 치명적인 손상을 일으킬 수 있으므로 주요 통신장비나 전자시스템 등에는 충격 서지를 지중으로 방전시키기 위한 방전장치가 필수적으로 구비된다.

방전장치는 방전봉에 다수의 방전침을 달아 전계의 집중을 유도하여 방전을 용이하게 한다. 이와 같은 방전장치는 뾰족한 침 끝으로 인하여 작업 시 위험하고, 침이 부러지면 방전의 기능을 상실하는 결점이 있다.

상기 결점을 보완하기 위한 것으로서, 등록실용신안공보 제221320호에는 방전체를 절연재인 콘크리트 안에 매설하고 외부를 금속함으로 둘러싸는 구조로 된 방전궤가 개시되어 있다.

그런데, 이러한 방전궤는 고유저항이 높은 콘크리트가 방전체 표면을 둘러싸고 있기 때문에 접지저항 값이 높아지게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기 방전궤는 콘크리트 외부에 구비되는 금속함이 쉽게 부식되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 탄소섬유와 기포가 다수 함유된 도전성 콘크리트를 이용하여 방전체 외부를 둘러싸도록 구성함으로써 접지저항 값이 매우 낮아지도록 함과 동시에 기중방전의 형태로 방전이 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위하여 다음과 같은 수단들을 구비한다.

본 발명에 따른 탄소형 방전궤는 다수 개의 방전침(12)이 결합되는 방전체(10); 상기 방전체(10)의 둘레에 몰딩으로 일체화되는 도전성 콘크리트(20);를 구비하여 이루어지되, 상기 도전성 콘크리트(20)는, 탄소 파우더, 탄소 섬유, 분산 조정제가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 도전성 콘크리트(20)는, 기포 발생을 위해 탄산칼륨이 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 탄소형 방전궤의 제조방법은, 베이스인 콘크리트에 탄소 파우더, 탄소 섬유, 분산 조정제를 혼합 교반하는 제1 단계; 상기 제1 단계의 교반 콘크리트에 탄산칼륨을 혼합 교반하는 제2 단계; 상기 제2 단계의 교반 콘크리트에 방전체를 매설하는 제3 단계; 를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명은 탄소섬유와 기포가 다수 함유된 도전 성 콘크리트를 이용하여 방전체 외부를 둘러싸도록 구성함으로써 접지저항 값이 매우 낮아지도록 함과 동시에 기중방전의 형태로 방전이 이루어지도록 하는 효과가 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 탄소형 방전궤의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시한 탄소형 방전궤의 상세 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 탄소형 방전궤의 한 설치 상태를 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 탄소형 방전궤의 다른 설치 상태를 예시적으로 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 탄소형 방전궤는 도 1에 도시한 바와 같이 방전체(10)와 접지체인 도전성 콘크리트(20)를 구비하여 구성된다.

상기 방전체((10)는 방전봉과 이 방전봉에 설치되는 다수 개의 방전침(12)으로 구성된다.

상기 도전성 콘크리트(20)는 상기 방전체(10)의 둘레에 몰딩으로 일체화되어 이루어진다.

상기 도전성 콘크리트(20)는 탄소 파우더, 탄소 섬유가 혼합 교반되어 이루어져서, 낮은 고유저항을 가지도록 구성되게 된다. 이를 위하여 초고속 밀링 머신을 이용하여 탄소 섬유가 메쉬 형태를 가지도록 하여 도전적 연속성을 가지도록 하게 된다. 이때 상기 탄소 섬유는 소결 온도가 2000℃이고, 대략 직경 20m, 길이 3cm 정도의 것이 바람직하다.

그리고 상기 도전성 콘크리트(20)는 탄소 파우더, 탄소 섬유 등이 잘 혼합될 수 있도록 분산 조정제가 더 혼합 교반되어 이루어진다.

여기서, 탄소 파우더는 접지체 외부에서 내부로의 산소 유입을 막아 금속 부식을 방지하고, 전도성 차이에 의한 이종금속부식을 막아 금속부식을 최대한 억제하는 역할을 하게 된다.

또한, 탄소 섬유가 균일하게 분산되도록 분산 조정제를 활용하여 적절하게 분산시키게 되면, 자체저항이 “0”에 가까운 탄소섬유가 격자구조로 촘촘히 위치하게 되기 때문에 그 자체로 도전성이 우수한 접지체로서의 기능을 하게 된다.

또한 본 발명에 따른 탄소형 방전궤는, 탄산칼륨이 더 혼합 교반되어 이루어진다. 방전체의 주위에 기포가 생성되어 있지 않은 경우 방전에 아주 높은 전계집중이 필요하기 때문에 이러한 점을 감안하여 도전성 콘크리트(20) 제작 시에 탄산칼륨을 사용하여 기포를 의도적으로 생성하게 된다.

이에 따라 도 2에 도시한 바와 같이 기중방전이 일어나게 된다. 즉, 방전침(12)에 유입된 충격 서지는 도 2에 예시적으로 나타낸 바와 같은 방전로(26 : 방전침→기포1→기포2→탄소 섬유→기포3)를 따라 방전이 이루어지게 된다.

상기한 바와 같이 구성되는 탄소형 방전궤는 다른 방전궤와의 연결이 용이하도록 내부의 방전체(10)로부터 도전성 콘크리트(20) 바깥으로 리드선을 노출하고 이 리드선에 모듈화된 연결부를 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 도 3와 도 4는 본 발명에 따른 탄소형 방전궤의 설치 상태를 예시적으로 나타낸 것이다.

도 3은 땅을 파지 않고 방전궤를 콘크리트 바닥이나 옥상 등에 설치할 경우를 나타낸 것으로서, 방전궤의 저부에 접지 저감제(42)를 배치시키고, 안전성을 확보하기 위해 방전궤의 전체 면을 절연 에폭시(40)로 절연시키게 된다.

도 4는 땅을 파서 방전궤를 설치할 경우를 나타낸 것으로서, 접지 저감제(42)를 방전궤 주위에 충분히 도포하여 대지와의 접착제 역할을 하도록 둘러싸서 대지와의 접촉표면적을 최대한 늘려 접지저항 값이 저감되도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 탄소형 방전궤 제조방법은, 우선 베이스인 콘크리트에 탄소 파우더, 탄소 섬유, 분산 조정제를 추가하여 혼합 교반하게 된다.

이어서, 이와 같이 혼합 교반된 콘크리트에 탄산칼륨을 더 추가하여 혼합 교반한 후, 방전체를 매설하게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양하게 변경 및 수정이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 청구범위 및 그와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 탄소형 방전궤의 구성도.

도 2는 도 1에 도시한 탄소형 방전궤의 상세 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 탄소형 방전궤의 한 설치 상태를 예시적으로 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 따른 탄소형 방전궤의 다른 설치 상태를 예시적으로 나타낸 도면.

* 도면 부호의 간단한 설명

10 : 방전체 20 : 도전성 콘크리트

22 : 기포 24 : 탄소 섬유

26 : 방전로 30 : 방전궤

40 : 절연 에폭시 42 : 저감제

Claims (6)

1. 다수 개의 방전침(12)이 방사형 형태로 결합되는 방전체(10);

   상기 방전체(10)의 둘레에 몰딩으로 일체화되는 도전성 콘크리트(20);를 구비하여 이루어지되,

   상기 도전성 콘크리트(20)는, 탄소 섬유와 분산 조정제가 혼합 교반되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소형 방전궤.
2. 제 1항에 있어서, 상기 도전성 콘크리트(20)는,

   기포 발생을 유도하는 탄산칼륨이 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소형 방전궤.
3. 제 2항에 있어서, 상기 도전성 콘크리트(20)는,

   부식 억제용 탄소 파우더가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소형 방전궤.
4. 제 3항에 있어서,

   일측이 상기 방전체(10)와 연결된 상태로 타측이 상기 도전성 콘크리트(20) 외측으로 인출되는 연결부가 더 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소형 방전궤.
5. 제 4항에 있어서,

   지면과의 접지 면적을 넓히기 위한 저감제(42);

   외부면을 절연시키기 위한 절연 에폭시(40);

   가 더 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소형 방전궤.
6. 베이스인 콘크리트에 탄소 파우더, 탄소 섬유, 분산 조정제를 혼합 교반하여 도전성 콘크리트를 제조하는 제1 단계;

   상기 제1 단계의 도전성 콘크리트에 기포 발생을 위한 탄산칼륨을 혼합 교반하는 제2 단계;

   상기 제2 단계의 교반 콘크리트에 방전체를 매설하는 제3 단계;

   를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소형 방전궤 제조 방법.

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