KR20100111041A - 이동식 낙뢰보호 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 군사용 통신차량, 방송국 중계차량 및 야외 공연차량과 같이 평상시에는 차량에 탑재하고 다니다가 우천시 등 낙뢰 발생가능시에 이동식 설비 부근에 설치되어 전자통신장비를 구비한 시설물을 낙뢰로부터 보호할 수 있는 이동식 낙뢰보호 시스템으로서, 지면에 지지되는 베이스; 상기 베이스 상에 일단이 조립되며 다단 접이식으로 승하강하는 텔레스코픽 마스트; 상기 텔레스코픽 마스트의 타단에 체결되어 낙뢰를 유도 및 방지하는 낙뢰보호부; 상기 낙뢰보호부에 일단이 연결되어 낙뢰의 충전전하를 전달하는 인하도선 및 상기 인하도선과 연결되어 상기 낙뢰보호부로부터 전달된 전하를 수집 또는 방류하는 접지부를 포함한다.

Description

이동식 낙뢰보호 시스템{PORTABLE LIGHTNING PROTECTION SYSTEM}
본 발명은 이동식 낙뢰보호 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 군사용 통신차량, 방송국 중계차량 및 야외 공연차량과 같이 평상시에는 차량에 탑재하고 다니다가 우천시 등 낙뢰 발생가능시에 이동식 설비 부근에 설치되어 전자통신장비를 구비한 시설물을 낙뢰로부터 보호할 수 있는 이동식 낙뢰보호 시스템에 관한 것이다.
최근, 지구의 온난화가 빠르게 진행됨에 따라 낙뢰의 횟수가 빈번히 발생되고 있으며 또한 낙뢰의 강도가 나날이 강해지고 있는데, 이로 인해 인명 및 통신시설에 대한 피해가 급격히 증가되고 있다.
이에 따라, 모든 산업분야에 사용되고 있는 전자통신장비를 낙뢰로부터 보호하기 위해, 건물 또는 통신탑과 같은 고정 구조물에는 피뢰침을 설치하고, 차량과 같은 이동식 설비에는 접지수단을 설치하여 낙뢰에 의한 통신장비의 피해를 예방하고 있다.
그러나, 상기 이동식 설비에 설치된 접지수단에 의해 낙뢰의 피해를 예방하는 방식은 이동식 설비의 위치 및 지형에 따라 인명 및 장비에 적합한 접지저항을 얻기가 어려우므로 대부분 형식적인 방식에 불과하다.
즉, 근래에는 이동식 설비(특히, 군사용 통신차량), 예컨대 이동통신 차량, 방송국 중계차량, 특설 야외 공연차량 등이 활성화됨에 따라, 상기 이동식 설비에도 별도의 낙뢰보호시설을 갖출 필요성이 대두되고 있으나, 통신용 안테나의 높이 및 이동문제 때문에 별도의 낙뢰보호시설을 설치하지 않아서 낙뢰로 인한 인명사고 및 장비의 손상이 발생되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 이동이 가능할 뿐만 아니라 반복적으로 설치 및 철거가 가능한 이동식 낙뢰보호 시스템을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동식 낙뢰보호 시스템은, 낙뢰로부터 이동식 차량 내의 전자통신 설비를 보호하는 이동식 낙뢰보호 시스템으로서, 지면에 지지되는 베이스(10); 상기 베이스 상에 일단이 조립되며 다단 접이식으로 승하강하는 텔레스코픽 마스트(20); 상기 텔레스코픽 마스트의 타단에 체결되어 낙뢰를 유도 및 방지하는 낙뢰보호부(30); 상기 낙뢰보호부에 일단이 연결되어 낙뢰의 충전전하를 전달하는 인하도선(40) 및 상기 인하도선과 연결되어 상기 낙뢰보호부(30)로부터 전달된 전하를 수집 또는 방류하는 접지부(60)를 포함한다.
바람직하게, 상기 낙뢰보호부(30)는 다층구조 원반형(31), 이온방사형(33) 및 피뢰침형(35) 낙뢰보호장치 중 어느 하나를 사용한다.
더 바람직하게, 상기 접지부(60)는 접지 임피던스의 상승을 억제하기 위해 내부에 전해물질이 충진된 접지관이다.
또한, 상기 텔레스코픽 마스트(20)는, 하부에 상기 텔레스코픽 마스트(20)를 승하강시키는 승하강기(21)가 설치되어 있고, 복수개의 각 마디에는 상기 인하도선(40)을 지지하여 이탈되지 않게 하는 지지고리(22)가 형성되어 있으며, 각 마디는 사방으로 펼쳐지는 복수개의 지지로프(23)로 연결되어 말뚝(24)에 의해 지면에 고정되는 것이 바람직하다.
또, 상기 인하도선(40)을 상기 텔레스코픽 마스트(20)의 승하강 높이에 따라 감김 및 풀림할 수 있게 하는 드럼(50)을 더 포함한다.
본 발명에 따른 이동식 낙뢰보호 시스템에 따르면, 군사용 통신차량, 방송국 중계차량 및 특설 야외 공연차량과 같이 평상시에는 차량에 탑재하고 다니다가 우천시 등 낙뢰 발생가능시에 이동식 설비 부근에 설치되어 낙뢰로 인한 인명사고 및 장비의 손상을 방지할 수 있다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이동식 낙뢰보호 시스템을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 이동식 낙뢰보호 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 적용되는 다단 접이식 텔레스코픽 마스트가 접혀졌을 때의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동식 낙뢰보호 시스템은, 베이스(10), 다단 접이식 텔레스코픽 마스트(20), 낙뢰보호부(30), 인하도선(40), 드럼(50) 및 접지부(60)를 포함한다.
구체적으로, 베이스(10)는 지면에 지지되며 중앙에 오목홈이 형성되어 상기 텔레스코픽 마스트(20)가 상부에 조립된다.
텔레스코픽 마스트(20)는 일단이 상기 베이스(10)에 조립되고 타단에 낙뢰보호부(30)를 체결하여 다단 접이식으로 승하강하는 수단으로서, 하부에는 상기 텔레스코픽 마스트(20)를 승하강시키는 승하강기(21)가 설치되어 있고, 복수개의 각 마디에는 인하도선(40)을 지지하여 이탈되지 않게 하는 지지고리(22)가 형성되어 있으며, 또한 각 마디는 사방으로 펼쳐지는 복수개의 지지로프(23)로 연결되어 말뚝(24)에 의해 지면에 고정된다. 또한, 상기 텔레스코픽 마스트(20)의 하단부에는 일체로 연결되어 말단에 결합공이 형성된 지지바(25)가 구비되며, 상기 지지바에 고정봉(26)이 삽입되어 지면에 고정됨으로써, 상기 텔레스코픽 마스트가 상기 베이스(10)에서 이탈되지 않게 한다.
이때, 상기 텔레스코픽 마스트(20)는 낙뢰보호부(30)와의 전기적 절연을 위해 절연 재질로 이루어지며, 본 명세서에서는 하부에 설치된 승하강기(21)를 통해 수동으로 승하강하는 것으로 설명하고 있지만, 이에 한정되지 않고 공기압, 유압 및 전동장치에 의해 작동될 수 있고, 또한, 본 명세서에서는 지지로프(23)를 통해 지면에 고정되는 것으로 설명하고 있지만, 이에 한정되지 않고 설치 환경에 따라 자립형 및 차량 부착형으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 텔레스코픽 마스트(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 이동시 접혀졌을 때 이동과 보관이 편리하도록 마스트 상부고정키트(27)와, 복수개의 운반 손잡이(28)가 별도로 구비된다.
낙뢰보호부(30)는 낙뢰를 유도하고, 낙뢰의 위치를 변경하며, 낙뢰를 방지하는 수단으로서, 다층구조 원반형, 이온방사형 및 낙뢰유도 피뢰침형 낙뢰보호장치 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
인하도선(40)은 상기 텔레스코픽 마스트(20)의 각 마디에 형성된 지지고리(22)에 끼워져서 일단이 상기 낙뢰보호부(10)에 연결되고 타단이 접지부(60)에 연결되어 낙뢰의 충전전하를 접지부에 전달한다.
이때, 상기 인하도선(40)은 유연성 및 반복피로 현상에 잘 견디며 드럼을 통해 되감기가 용이한 플렉시블 타입의 절연 케이블인 것이 바람직하다.
드럼(50)은 상기 인하도선(40)을 상기 텔레스코픽 마스트(20)의 승하강 높이에 따라 감김 및 풀림할 수 있게 하는 수동 또는 자동 되감기형 드럼으로서, 양방향에서 감김 및 풀림이 자유로운 이중드럼 방식을 사용한다.
접지부(60)는 상기 인하도선(40)과 연결되어 상기 낙뢰보호부(30)로부터 전달된 전하를 수집 또는 방류하는 수단으로서,낙뢰 유도시 접지 임피던스의 상승을 억제하기 위해 동관 또는 스테인레스 강관으로 이루어진 접지관으로 구성되어 있으 며, 상기 접지관의 내부에는 전해물질이 충진되어 있다.
부언하면, 접지 저항은 대지 비저항, 수분, 염도, 전해질의 함유량 또는 온도와 같은 환경에 따라 달라지게 되는데, 종래와 같이 20mm의 접지봉만을 지면에 타설하면 규정치 이하의 접지 저항값을 얻을 수 없는 경우가 발생될 수 있으므로, 본 발명에서는 전해질 접지관, 화학접지 또는 탄소접지 등과 같은 특수한 접지 방식을 사용한다.
예를 들어, 본 발명에 적용된 전해질이 충진된 접지관은 접지관 주변의 수분의 함유량, 염도 및 전해질 함유량을 항상 일정 수준 이상으로 유지시킬 뿐만 아니라 온도의 영향을 최소화할 수 있도록 접지관 내부 및 주변에 이러한 조건을 충족시킬 수 있는 물성을 가진 물질을 투입하여 대지 비저항이 높거나 장소가 협소한 장소, 접지봉 타설이 어려운 장소, 기온의 변화가 심한 장소 등 소정의 접지 저항 값을 얻기 어려운 장소에 적합한 방식이다.
즉, 상기 접지부(60)는 설치 및 철거가 용이하도록 수평구조를 이루고 있으며, 낙뢰유도시 접지 임피던스의 상승을 억제하기 위해 직경이 작은 종래의 접지봉 대신 60mm의 접지관을 사용하여 그 내부에 전해물질을 충진시킨다. 또한, 접지관 주변에는 여러 개의 작은 구멍을 뚫어 접지관 내에 충진된 전해물질의 용융물이 접지관 밖으로 흘러나와 주변 토양과의 전기적 접속을 최대화할 수도 있다. 또, 접지 토양의 대지비 저항이 너무 높아 규정치 이하의 접지 임피던스 값을 얻지 못할 경우에는 접지관 외부에 대지 비저항이 0.5옴(Ohm/m) 이하의 저감재를 포설하여 열악한 토양에서도 최소의 접지 임피던스를 얻을 수 있게 한다.
한편, 이하에서는 본 발명이 적용되는 낙뢰보호 시스템의 실시예들을 설명한다.
설명에 앞서, 본 실시예들에 참조된 도면 중 동일한 구성요소 또는 중복되는 부품들은 동일한 참조부호를 부여하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 낙뢰보호 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 낙뢰보호 시스템의 구성을 나타내는 도면이며, 도 5는 상기 제 1 및 제 2 실시예의 다층구조 원반형 낙뢰방지장치의 구성을 나타내는 도면이다.
또한, 도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 낙뢰보호 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 낙뢰보호 시스템의 구성을 나타내는 도면이며, 도 8은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 낙뢰보호 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 낙뢰보호 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명의 제 1 실시예는 도 3에 도시된 바와 같이, 공간전하 방전(Space Discharge)과 점 방전(Point Discharge)의 원리를 이용한 다층구조 원반형 낙뢰방지장치(31)를 텔레스코픽 마스트(20) 상에 체결하여 낙뢰를 방지할 수 있도록 구성된다. 이때, 상기 제 1 실시예에서는 안테나와 같은 다른 장치와 겸용하지 않고 다층구조 원반형 낙뢰방지장치(31)만을 사용한다.
본 발명의 제 2 실시예는 도 4에 도시된 바와 같이, 텔레스코픽 마스트(20) 상에 통신용 안테나(32)가 설치된 상태에서, 상기 안테나의 성능에 지장이 없는 방 향으로 안테나보다 더 높게 다층구조 원반형 낙뢰방치장치(31)를 설치하는 구성이다.
여기서, 상기 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 구성된 다층구조 원반형 낙뢰방지장치(31)는 특정 보호구역 내의 충전전하를 이온방사기를 통하여 대기중으로 분산시키는 대기방전기능과 다른 극성의 전하 상호간의 점 방전 현상을 동시에 응용하여 대지 충전 전하밀도를 감소시킴으로써 뇌운과 대지사이의 정전계강도를 상향리더 또는 하향리더의 발생조건 이하로 억제시킴과 동시에 공간전하층의 차폐효과에 의해 보호 시설물에 낙뢰가 유입되지 못하게 하는 장치로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 대지와 접지된 지지봉(100), 상기 지지봉에 설치되는 제 1 디스크 어레이(110), 상기 제 1 디스크 어레이의 하부에 순서대로 설치되는 제 2 디스크 어레이(210) 및 제 3 디스크 어레이(310)를 포함한다.
구체적으로, 상기 제 1 디스크 어레이(110)는 상기 지지봉(100)에 나사식으로 결합되는 커플링 플레이트(111)와, 상기 커플링 플레이트와 가지(branch)를 통해 일체로 결합되어 복수개의 원형으로 구성된 제 1 프레임(112)과, 상기 제 1 프레임에 수직방향 상하로 복수개 고정되어 전하의 포집 및 분산기능을 수행하는 제 1 이온방사기(113)와, 상기 커플링 플레이트에 연결되어 상기 지지봉과 접속된 접속 케이블(114)을 포함하며, 공간전하층의 효과를 최대화하기 위해 우산형으로 구성된다.
이때, 상기 제 1 디스크 어레이(110)의 커플링 플레이트(111)의 하부에는 제 1 와셔(115) 및 제 1 너트(116)가 체결되어 지지봉(100)에 고정되고, 커플링 플레 이트의 상부에는 제 2 와셔(117) 및 헤드 캡(118)이 체결됨으로써, 상기 제 1 디스크 어레이(110)는 지지봉(100)에 결합 및 착탈된다.
한편, 상기 제 2 디스크 어레이(210)는 상기 제 1 디스크 어레이(110)의 하부에 설치되며, 상기 지지봉(100)에 결합되는 절연 플레이트(211)와, 상기 절연 플레이트와 가지를 통해 일체로 결합되어 복수개의 원형으로 구성된 제 2 프레임(212)과, 상기 제 2 프레임에 수직방향 상하로 복수개 고정되어 전하의 포집 및 점방전 기능을 수행하는 제 2 이온방사기(213)를 포함한다.
이때, 상기 제 2 디스크 어레이(210)의 절연 플레이트(211)의 하부에는 제 3 와셔(215) 및 제 2 너트(216)가 체결되어 고정되고, 절연 플레이트(211)의 상부에는 제 4 와셔(217) 및 제 3 너트(218)가 체결됨으로써, 상기 제 2 디스크 어레이(210)는 지지봉(100)에 전기적으로 절연되게 결합 및 착탈된다.
그리고, 상기 제 2 디스크 어레이(210)는 상기 제 1 디스크 어레이(110) 및 제 3 디스크 어레이(310)에 비해 그 직경을 더 작게 구성하여, 상기 제 1 디스크 어레이 및 제 3 디스크 어레이의 이온방사기가 자체적인 공간전하방전과 상기 제 2 디스크 어레이(210)와의 점방전이 동시에 가능하도록 한다.
또한, 상기 제 2 디스크 어레이(210)의 제 2 이온방사기(213)는 대기중의 전하수집이 용이하고 상부 및 하부에 설치된 제 1 및 제 3 디스크 어레이(110 및 310)의 이온방사기들(113 및 313) 간의 점방전이 효과적으로 이루어지도록 상기 이온방사기들(113 및 313)에 비하여 가늘고 짧으며 훨씬 많은 갯수의 니들(Needle) 형태로 구성된다.
한편, 상기 제 2 디스크 어레이(210)의 하부에는 보호 시설물의 용도에 따라 제 3 디스크 어레이(310)를 추가적으로 설치하여 보호 범위 및 보호 등급을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 제 3 디스크 어레이(310)는 제 1 디스크 어레이(110)와 동일한 직경 및 구성요소로 되어 있으며, 단지 우산형상인 제 1 디스크 어레이에 비해 평판 구조로 되어 있는 것만 상이하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 제 3 실시예는 도 6에 도시된 바와 같이, 이온방사형 낙뢰방지장치(33)를 텔레스코픽 마스트(20) 상에 체결하여 낙뢰를 방지할 수 있도록 구성된다. 이때, 상기 제 3 실시예에서는 안테나와 같은 다른 장치와 겸용하지 않고 이온방사형 낙뢰방지장치(31)만을 사용한다.
본 발명의 제 4 실시예는 도 7에 도시된 바와 같이, 텔레스코픽 마스트(20) 상에 통신용 안테나(32)가 설치된 상태에서, 상기 안테나의 성능에 지장이 없는 방향으로 안테나보다 더 높게 이온방사형 낙뢰방치장치(31)를 설치하는 구성이다.
여기서, 상기 제 3 실시예 및 제 4 실시예의 이온방사형 낙뢰방지장치(33)는 공지의 CTS(Charge Transfer System; 전하전송시스템) 원리를 응용한 것으로서, 피뢰침의 낙뢰 유도기능을 가지고서 낙뢰를 방지하여 직격뢰에 의한 피해를 없앨 뿐만 아니라, 직격뢰에 의한 낙뢰의 2차 영향에 의한 서지(Surge) 방생 원인을 원천적으로 제거함으로써 전자통신 장비의 고장을 예방하고 통신품질을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 제 5 실시예는 도 8에 도시된 바와 같이, 피뢰침형 낙뢰유 도장치(35)를 텔레스코픽 마스트(20) 상에 체결하여 낙뢰를 유도할 수 있도록 구성된다. 이때, 상기 제 5 실시예에서는 안테나와 같은 다른 장치와 겸용하지 않고 피뢰침형 낙뢰유도장치(35)만을 사용한다.
본 발명의 제 6 실시예는 도 9에 도시된 바와 같이, 텔레스코픽 마스트(20) 상에 통신용 안테나(32)가 설치된 상태에서, 상기 안테나의 성능에 지장이 없는 방향으로 안테나보다 더 높게 피뢰침형 낙뢰유도장치(35)를 설치하는 구성이다.
따라서, 본 발명에서와 같이, 낙뢰보호 시스템을 이동식 설비, 예컨대 군사용 통신차량, 방송국 중계차량 및 야외 공연차량에 탑재하고 다니다가 우천시 등 낙뢰발생 가능시에 이동식 설비 부근에 설치하여 낙뢰를 유도하고, 낙뢰의 위치를 변경하며, 낙뢰를 방지하여 전자통신 설비의 파손을 사전에 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
도 1은 본 발명에 따른 이동식 낙뢰보호 시스템의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 적용되는 다단 접이식 텔레스코픽 마스트가 접혀졌을 때의 구성을 나타내는 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 낙뢰보호 시스템의 구성을 나타내는 도면.
도 5는 상기 제 1 및 제 2 실시예의 다층구조 원반형 낙뢰방지장치의 구성을 나타내는 도면.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 제 3 내지 제 6 실시예에 따른 낙뢰보호 시스템의 구성을 나타내는 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 베이스 20 : 텔레스코픽 마스트
30 : 낙뢰보호부 40 : 인하도선
50 : 드럼 60 : 접지부

Claims (5)

  1. 낙뢰로부터 이동식 차량 내의 전자통신 설비를 보호하는 이동식 낙뢰보호 시스템으로서,
    지면에 지지되는 베이스(10);
    상기 베이스 상에 일단이 조립되며 다단 접이식으로 승하강하는 텔레스코픽 마스트(20);
    상기 텔레스코픽 마스트의 타단에 체결되어 낙뢰를 유도 및 방지하는 낙뢰보호부(30);
    상기 낙뢰보호부에 일단이 연결되어 낙뢰의 충전전하를 전달하는 인하도선(40); 및
    상기 인하도선과 연결되어 상기 낙뢰보호부(30)로부터 전달된 전하를 수집 또는 방류하는 접지부(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 낙뢰보호 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 낙뢰보호부(30)는 다층구조 원반형(31), 이온방사형(33) 및 피뢰침형(35) 낙뢰보호장치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이동식 낙뢰보호 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 접지부(60)는 접지 임피던스의 상승을 억제하기 위해 내부에 전해물질이 충진된 접지관인 것을 특징으로 하는 이동식 낙뢰보호 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 텔레스코픽 마스트(20)는, 하부에 상기 텔레스코픽 마스트(20)를 승하강시키는 승하강기(21)가 설치되어 있고, 복수개의 각 마디에는 상기 인하도선(40)을 지지하여 이탈되지 않게 하는 지지고리(22)가 형성되어 있으며, 각 마디는 사방으로 펼쳐지는 복수개의 지지로프(23)로 연결되어 말뚝(24)에 의해 지면에 고정되는 것을 특징으로 하는 이동식 낙뢰보호 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 인하도선(40)을 상기 텔레스코픽 마스트(20)의 승하강 높이에 따라 감김 및 풀림할 수 있게 하는 드럼(50)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 낙뢰보호 시스템.
KR1020090029406A 2009-04-06 2009-04-06 이동식 낙뢰보호 시스템 KR101066080B1 (ko)

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