KR20210044601A - 전력케이블 접지봉 매설 유도공 굴착장치 및 안전접지 시공방법 - Google Patents

전력케이블 접지봉 매설 유도공 굴착장치 및 안전접지 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 굴착장치와 이를 이용한 안전접지 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전력케이블 접지가 필요한 다양한 공사시 접지봉을 안전하게 삽입시키기 위한 유도 공을 굴토하기 위하여 파이프 형태의 굴토 장치 구동부 내부에 소형 카메라 및 와전류 센서를 장착하여 굴토 상황을 실시간으로 확인하면서 동시에 굴토 파이프는 DC모터의 회전력에 의하여 안전하게 굴토를 진행하는 장치 및 방법에 관한 것으로. 전력케이블 지하 포설시 확보해야 하는 전기안전(접지안전)의 일환으로 매설하는 접지봉을 주변 매설물에 타격 및 손상을 주지 않고 삽입할 수 있는 효과가 있다.
따라서 본 발명은 전력 케이블 매설시 접지안전을 확보하기 위한 필수적인 접지봉 매설 유도공 굴착장치 및 방법에 관련된 사항으로서 굴토의 진행 상황을 실시간으로 감시하면서 안전하게 매설이 가능하며 접지봉 매설에 필요 불가결한 미량의 토사만 제거 및 압축하여 전력케이블 접지봉 매설 및 접지관련 작업을 간편하고 효율적으로 수행하는 효과를 제공한다.

Description

전력케이블 접지봉 매설 유도공 굴착장치 및 안전접지 시공방법{Guided hole excavating device for ground Rod construction of power cable and method for electric ground safety}
본 발명은 접지봉 매설을 위한 유도공 굴착장치 및 안전접지 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도심지 지중화 지역에 설치된 저압 접속함의 기존 접지동봉 경년변화에 따른 접지저항 불량개소 보강공사를 포함한 전력케이블의 중성선에 연결되는 접지동봉 타설 및 방범용 CCTV 공사 등의 각종 접지 공사시 기존 매설물(통신 케이블, 소형배관, 각종 매설 시설물 등)의 손상을 회피하고, 접지봉의 안전 매설작업 및 작업자의 감전사고 예방을 위한 접지봉 매설 유도공 굴착장치와 이를 이용한 접지동봉 시공방법에 관한 것이다. 요악하여 말하면 통신케이블, 전력케이블 등의 지하 포설시 확보해야 하는 전기안전(접지안전)의 일환으로 매설하는 접지봉을 타격 및 손상 없이 안전하게 삽입할 수 있는 접지봉 유도공 굴착 기계장치와 이를 이용한 접지안전 확보 시공방법에 관한 것이다.
지하의 매설물을 확인하기 위한 종래의 방법은 굴착 및 비굴착 등의 방법으로 진행하고 있으며, 굴착법은 인력이나 포크레인 등으로 장비를 이용하여 토사를 파내는 등 굴착하는 것이며, 비굴착법은 각종 매설물에 특정의 물리적 신호를 보내고 그 반응을 검사함으로서 매설물의 위치를 추정하는 것이다.
굴착법에 의한 매설물의 확인 방법의 문제점은 굴착 장비에 자체에 의해 매설물의 손상이 발생하는 경우가 많으며, 특히 전력선 관통의 경우는 작업자 감전사고와 직결되며, 전력설비 매설물의 특성상 접지저항 확보를 위한 필요 굴토량 및 토사 작업량에 비해 굴토장비(포크레인 등)에 의한 굴토 방식 사용시, 굴착 면적, 굴착 토사량, 굴착 매설 후 노면 복구, 지반변형 등 작업 손실이 너무 많고 비효율적이며, 또한 케이블 접속함 및 전력설비 매설 맨홀 내부에서 공사 수행도 불가능한 상황이다
또한 비 굴착법으로 지하 매설물을 확인할 경우에는 초음파, 전파, 전자기파, 레이저 등을 이용한 위치 측정 시 기계적 오차, 오동작, 전력에 의한 전자기 유도 현상 등으로 각종 검출 신호 및 매설위치의 정확한 산정이 어려우며 전력 케이블 등과 같이 작은 손상에도 민감한 경우 혹은 개략적인 위치 확인 만 으로 굴토를 진행하여야 만 할 경우는 기존 지하매설 설비의 손상 가능성이 매우 높아 안전을 확보하지 못하는 근본적인 문제점이 있다.
이러한 종래의 방법들에 있어서, 매설 전력 케이블의 접지저항을 확보하기 위한 접지봉 매설에 대한 기존의 방식은 접지봉을 지상에서 때려 박는 항타식 타설 방식을 취하고 있으며, 전력 케이블의 접지 안전 확보의 경우는 접지봉(길이 약 115cm+75cm, 직경 20mm)매설의 특성에 맞는 굴착방식 및 감시방법이 필요하고 규정 접지저항을 확보하기 위해 경우에 따라서는 접지봉을 추가로 깊이 타설할 필요성도 있어, 이 경우 굴토의 폭은 30mm 이내 길이 3.2m 정도가 타설되어야 하지만, 특허공보 제10-2005-0064154호의 분사되는 질소 압력가스 방식으로는 지하 1,800mm 깊이와 30mm 공동의 토사를 밀어내지 못해 카메라로 매설물 확인이 거의 불가능 하며, 이와 같이 지하매설물 굴토를 수행하는 기타의 여러 방법에서도 상기조건을 만족하는 매설물 확인은 불가한 상황이며, 지하 매설된 전력설비 및 기타 매설물의 손상을 피하기 위한 지상에서 지하로 접지봉을 때려 박는 기존의 항타식 타설 방법으로도 지하 매설물의 안전을 확보할 수 없고, 전력케이블 접지봉은 기존 매설물(통신용 케이블, 전력용 케이블, 각종 배관)이 있는 주요 간선도로 변 지하1-2m 위치내 에서 접지시켜야 하므로 접지봉 타설 등 전력설비 현장 시공업체 조차도 타설 시공은 꺼려하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같이 관련 기술 분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전력케이블 지하 포설시 확보해야 하는 전기안전(접지안전)의 일환으로 매설하는 접지봉을 주변 매설물에 타격 및 손상을 주지 않고 안전하게 삽입할 수 있는 굴착장치와 이를 이용한 접지봉 안전 시공방법을 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 접지동봉 매설 유도공 굴착장치 및 시공방법에 관한 것으로, 장치바디; 상기 장치바디에 배치되고, 지면을 굴착하는 굴착부; 상기 장치바디에 배치되고, 상기 굴착부를 구동하는 구동부; 상기 굴착부의 내부에 배치되고, 굴착된 지면의 내부를 점검하는 신호감지부; 및 상기 신호감지부와 전기적으로 연결되고, 상기 신호감지부에서 송출되는 정보를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 굴착부는, 상기 장치바디의 내부에 삽입 배치되고, 상기 구동부와 연결되어 상기 구동부에 의해 회전되는 회전굴착관; 및 상기 회전굴착관의 전단부에 배치되고, 상기 회전굴착관이 회전될 때 지면을 굴착하는 드릴;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 굴착부는, 상기 회전굴착관의 전단부에서 외측 둘레방향으로 확장되게 형성되는 헤드부;를 더 포함하되, 상기 헤드부의 전단면은 개방된 공기배출구가 형성되고, 상기 드릴은 상기 헤드부의 전단부 일측에 배치되고, 상기 드릴은 상기 공기배출구 방향으로 신장될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 굴착부는, 상기 장치바디에서 상기 회전굴착관의 둘레를 감싸며 배치되는 제1 베어링; 및 상기 장치바디에서 상기 제1 베어링과 이격되어 배치되고, 상기 회전굴착관의 둘레를 감싸며 배치되는 제2 베어링;을 포함하되, 상기 제1,2 베어링은 상기 회전굴착관을 2개의 지점에서 지지하며, 상기 회전굴착관이 상기 장치바디에 대해 수직 방향으로 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 굴착부는, 상기 회전굴착관의 내부에 배치되고, 상기 헤드부의 공기배출구로 공기를 공급하는 공기공급관;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 구동부는, 상기 장치바디의 측면에 연결되어 배치되는 구동모터; 및 상기 구동모터와 상기 회전굴착관을 연결하고, 상기 구동모터의 회전력을 상기 회전굴착관으로 전달하는 기어부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 기어부는, 상기 구동모터의 회전축에 연결되는 제1 베벨기어; 및 상기 회전굴착관에 연결되고, 상기 제1 베벨기어와 맞물리는 제2 베벨기어;를 포함하되, 상기 공기공급관은 상기 제2 베벨기어의 중앙부를 관통하며 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 신호감지부는, 상기 회전굴착관의 내부와 상기 공기공급관의 외부 사이에 배치되는 고정관; 및 상기 헤드부의 내부와 상기 고정관의 외부 사이에 배치되는 카메라;를 포함하되, 상기 고정관의 내부에는 신호선이 배치되고, 상기 카메라와 상기 제어부는 상기 신호선으로 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 신호감지부는, 상기 헤드부의 내부와 상기 고정관의 외부 사이에 배치되는 비파괴센서;를 더 포함하되, 상기 고정관의 내부에는 신호선이 배치되고, 상기 비파괴센서와 상기 제어부는 상기 신호선으로 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 신호감지부는, 굴착시 외부 이물질과의 충격으로 상기 카메라 및 상기 비파괴센서가 손상되는 것을 방지하기 위해, 상기 공기배출구의 전면부에서 상기 고정관의 외측 둘레에 배치되는 투명보호부재;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 신호감지부는, 상기 헤드부의 내부로 외부 이물질이 유입되는 것을 방지하도록, 상기 공기배출구의 전면에서 상기 고정관의 외측 둘레에 배치되는 실링부재;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 신호감지부는, 상기 회전굴착관의 내부에서 상기 고정관의 외측 둘레를 감싸며 배치되는 제3 베어링;을 더 포함하되, 상기 제3 베어링은 상기 고정관의 외측 둘레에 복수개가 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제어부는, 상기 카메라와 신호선으로 연결되고, 상기 카메라의 영상을 수신하는 영상신호 수신부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제어부는, 상기 비파괴 센서와 신호선으로 연결되고, 상기 비파괴센서의 신호를 수신하는 비파괴신호 수신부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제어부는, 상기 영상신호 수신부와 상기 비파괴신호 수신부에서 수신한 영상 신호 및 비파괴 신호를 통해 지면의 내부에 장애물이 발견되는 경우, 사용자에게 경고하는 알람부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제어부는, 상기 공기 공급관으로 공급되는 고압공기를 조절하는 고압공기 공급부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 안전접지 시공방법에 관한 것으로, 접지봉 유도공 형성을 위한 굴착장치를 준비하는 단계; 굴토를 시작하는 단계; 굴토 중 실시간으로 지하매설물 상태를 신호수신하는 단계; 굴착장치를 제거하는 단계; 접지봉을 삽입하고, 접지선을 결선하는 단계; 및 토사를 정리하고 작업을 마무리하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 굴토 중 실시간으로 지하매설물을 신호수신하는 단계와 굴토 및 신호수신장치를 제거하는 단계 사이에 굴토 장애물의 유무를 확인하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 굴토 장애물의 유무를 확인하는 단계에서, 굴토 장애물이 확인되면, 굴토 위치, 방향, 굴토 기울기를 재조정 또는 구동모터의 회전속도를 재조정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 굴토 장애물의 유무를 확인하는 단계에서, 굴토 장애물이 확인되지 않으면, 목표 굴토 깊이를 확인하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 접지봉을 삽입하고, 접지선을 결선하는 단계 이후에, 접지저항을 측정하고 기준 접지저항을 초과하는지 여부를 검사하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 접지저항을 측정하고 기준 접지저항을 초과하는지 여부를 검사하는 단계에서, 기준 접지저항을 초과하는 경우, 접지저항을 저감하는 조치를 실행하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 지하매설 전력 케이블의 접지저항 안전 확보를 위한 접지봉 유도공 굴착기법 및 굴착 장치는 기존의 방식인 접지봉을 무조건 타설하는 방식에서 탈피하여 접지봉(직경 20mm, 길이 1,500mm)만 들어갈 수 있는 미세 유도공을 접지봉의 길이만큼 만 굴토하는 방식이이기 때문에 전력케이블 지하 포설시 확보해야 하는 전기안전(접지안전)의 일환으로 매설하는 접지봉을 주변 지하 매설물에 타격 및 손상을 주지 않고 안전하게 삽입할 수 있다.
또한 전력케이블 접지가 필요한 다양한 공사시 접지봉을 안전하게 삽입시키기 위한 유도공을 굴토하기 위하여 장치 구동부 내부에 소형 카메라 및 비파괴센서를 장착하여, 굴토 상황을 실시간으로 확인하면서 동시에 굴토 파이프는 DC모터의 회전력에 의하여 기존 지하 매설물에 손상을 주지 않고 안전하게 굴토를 진행할 수 있다.
또한 굴토 최전방부의 초경합금 공구(드릴)가 케이블이나 기타 배관 등을 우발적으로 손상시키는 것을 방지하기 위해, 비파괴센서를 장착하여 초경합금 공구 전방부에 케이블 등이 있을 경우 경고를 울리도록 되어 있어 지하매설물의 손상을 방지할 수 있다.
따라서, 굴토의 진행 상황을 실시간으로 감시하면서 기존 지하 매설물에 어떠한 손상도 주지 않고 안전하게 접지봉의 매설이 가능하며, 접지봉 매설에 필요 불가결한 미량의 토사만 제거 및 압축하여 전력케이블 접지봉 매설 및 접지관련 작업을 간편하고 효율적으로 수행하는 효과를 제공할 수 있다.
또한 접지봉을 매설할 정도의 크기와 깊이만 굴토하기 때문에 토출된 토사의 양이 많지 않으며 대부분의 경우는 토사가 토출되지도 않아서 작업이 정확하고 되 메우기도 필요 없는 등 매우 간단해지는 효과가 있다.
따라서 작은 홀을 빨리 굴착할 수 있어 접지봉 매설 뿐 만 아니라 지하 매설 시설 및 설비의 이상상태 확인 등 기타 여러 가지 목적에도 활용하여 효율적 공사 설계가 가능하는 등 각각의 목적에 맞는 다양한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명인 굴착장치를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에서 굴착부를 나타내는 A 부분을 확대한 도면.
도 3은 도 1에서 신호감지부를 나타내는 B 부분을 확대한 도면.
도 4는 도 1에서 구동부를 나타내는 C 부분을 확대한 도면.
도 5는 도 1에서 콘트롤러를 확대한 도면.
도 6은 본 발명인 안전접지 시공방법을 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 굴착장치와 이를 이용한 안전접지 시공방법의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명인 굴착장치(10)를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에서 굴착부(500)를 나타내는 A 부분을 확대한 도면이며, 도 3은 도 1에서 신호감지부를 나타내는 B 부분을 확대한 도면이고, 도 4는 도 1에서 구동부(300)를 나타내는 C 부분을 확대한 도면이며, 도 5는 도 1에서 콘트롤러(210)를 확대한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명인 굴착장치(10)는 장치바디(400), 굴착부(500), 구동부(300), 신호감지부 및 제어부(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
우선 상기 장치바디(400)는 몸체를 형성하는 부분이고, 상기 장치바디(400)의 양측부에는 사용자가 휴대할 수 있도록 손잡이(410)이 배치될 수 있다. 상기 장치바디(400)의 상부에는 공기공급관(531)이 외부의 고압공기 공급부(250)와 연결되는 관 연결구(420)가 배치될 수 있다.
사용자는 상기 손잡이(410)를 잡고, 상기 굴착부(500)를 지면방향으로 가압하여 굴착력을 높일 수 있으며, 또한 굴토 중 굴토장애물이 판단되었을 때는, 손잡이(410)를 잡고 기울려 상기 굴착부(500)의 굴토방향, 굴토위치, 굴토 기울기 등을 변경할 수 있다.
다음 상기 굴착부(500)는 상기 장치바디(400)에 배치되고, 지면을 굴착하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 상기 굴착부(500)는 회전굴착관(510), 드릴(513), 헤드부(511), 공기배출구(512), 제1 베어링(521), 제2 베어링(523) 및 공기공급관(531)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 회전굴착관(510)은 상기 장치바디(400)의 내부에 삽입 배치되고, 상기 구동부(300)와 연결되어 상기 구동부(300)에 의해 회전되는 부품일 수 있다. 그리고 상기 드릴(513)은 상기 회전굴착관(510)의 전단부에 배치되고, 상기 회전굴착관(510)이 회전될 때 지면을 굴착하는 부품일 수 있다.
상기 헤드부(511)는 상기 회전굴착관(510)의 전단부에서 외측 둘레방향으로 확장되게 형성될 수 있다. 이때 상기 헤드부(511)의 전단면은 개방된 공기배출구(512)가 형성되고, 상기 드릴(513)은 상기 헤드부(511)의 전단부 일측에 배치되고, 상기 드릴(513)은 상기 공기배출구(512) 방향으로 신장되도록 구성될 수 있다. 상기 드릴(513)은 상기 헤드부(511)의 전단부 일측에 브레이징(brazing) 용접 가공되어 부착될 수 있다.
그리고 상기 회전굴착관(510)의 회전에 따라 상기 드릴(513)이 함께 회전하면서 지면을 굴토하게 된다.
여기서 상기 공기공급관(531)은 상기 회전굴착관(510)의 내부에 배치되고, 상기 헤드부(511)의 공기배출구(512)로 공기를 공급하도록 제공될 수 있다. 고압공기 공급부(250)에서 공급된 고압공기는 상기 공기공급관(531)을 따라 이동 후 상기 공기배출구(512)를 통해 굴토지점으로 분사되게 된다.
이는 굴토지점에 고압공기를 분사하여 미세분진 및 기타 오물을 제거함과 동시에 상기 신호감지부의 카메라(610)와 비파괴센서(620)가 굴토지점을 원활하게 촬영하고 도체를 검사할 수 있는 환경을 제공하기 위함이다.
본 발명의 실시예에서 상기 고압공기 공급부(250)는 에어펌프일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이때 상기 회전굴착관(510)의 회전이 원활하게 이뤄지도록, 상기 제1 베어링(521)이 상기 장치바디(400)에서 상기 회전굴착관(510)의 둘레를 감싸며 배치되고, 상기 제2 베어링(523)이 상기 장치바디(400)에서 상기 제1 베어링(521)과 이격되어 배치되고, 상기 회전굴착관(510)의 둘레를 감싸며 배치될 수 있다. 상기 제1,2 베어링은 상기 회전굴착관(510)을 2개의 지점에서 지지하며, 상기 회전굴착관(510)이 상기 장치바디(400)에 대해 수직 방향으로 배치되도록 제공될 수 있다.
다음 상기 구동부(300)는 상기 장치바디(400)에 배치되고, 상기 굴착부(500)를 구동하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 상기 구동부(300)는 구동모터(310) 및 기어부(320)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 구동모터(310)는 상기 장치바디(400)의 측면에 연결되어 배치될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 DC모터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기어부(320)는 상기 구동모터(310)와 상기 회전굴착관(510)을 연결하고, 상기 구동모터(310)의 회전력을 상기 회전굴착관(510)으로 전달하도록 제공될 수 있다. 이러한 상기 기어부(320)는 제1 베벨기어(321) 및 제2 베벨기어(323)로 구성될 수 있다.
상기 제1 베벨기어(321)는 상기 구동모터(310)의 회전축에 연결될 수 있으며, 상기 제2 베벨기어(323)는 상기 회전굴착관(510)에 연결되고, 상기 제1 베벨기어(321)와 맞물리도록 배치될 수 있다.
이때 상기 공기공급관(531)은 상기 제2 베벨기어(323)의 중앙부를 관통하며 배치될 수 있으며, 상기 제2 베벨기어(323)에 의해 회전되지 않는다.
사용자가 상기 구동모터(310)를 구동하면 상기 기어부(320)가 회전력을 상기 회전굴토관으로 전달하게 된다.
다음 도 3를 참고하면, 상기 신호감지부는, 상기 굴착부(500)의 내부에 배치되고, 굴착된 지면의 내부를 점검하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 상기 신호감지부는 고정관(660), 카메라(610), 비파괴센서(620), 투명보호부재(641), 실링부재(643) 및 제3 베어링(650)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고정관(660)은 상기 회전굴착관(510)의 내부와 상기 공기공급관(531)의 외부 사이에 배치될 수 있다. 상기 공기공급관(531) 또한 상기 제2 베벨기어(323)의 중앙부를 관통하며 배치되고, 역시 회전되지 않는다.
상기 카메라(610)는 상기 헤드부(511)의 내부와 상기 고정관(660)의 외부 사이에 배치될 수 있다. 그리고 상기 고정관(660)의 내부에는 신호선(630)이 배치되고, 상기 카메라(610)와 상기 제어부(200)는 상기 신호선(630)으로 연결될 수 있다.
상기 카메라(610)는 굴토 중 굴토되는 지면의 내부 상태를 영상으로 촬영하는 기능을 할 수 있다.
상기 비파괴센서(620)는 상기 헤드부(511)의 내부와 상기 고정관(660)의 외부 사이에 배치될 수 있다. 이때 상기 비파괴센서(620)는 상기 카메라(610)의 하단에 배치될 수 있다. 그리고 상기 고정관(660)의 내부에는 신호선(630)이 배치되고, 상기 비파괴센서(620)와 상기 제어부(200)는 상기 신호선(630)으로 연결될 수 있다.
상기 비파괴센서(620)는 상기 드릴(513)의 전방 15mm 내에 존재하는 각종 케이블이나 기타 도체 등의 전자기 신호를 감지하는 기능을 수행할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 비파괴센서(620)가 사용하는 신호는 와전류, 초음파, 등의 신호일 수 있다.
이때 상기 공기공급관(531)에서 고압공기가 상기 드릴(513)의 전방으로 분사되며 굴토 중 발생되는 미세 먼지나 오물 들을 제거하므로, 상기 카메라(610)의 영상 촬영은 보다 선명할 수 있으며, 상기 비파괴센서(620) 또한 각종 케이블, 도체 등의 유무를 오작동을 최소화하며 검출할 수 있다.
여기서 상기 신호선(630)은 하나의 선으로 표현되어 있으나, 각각 카메라(610)와 비파괴센서(620)에 분리되어 연결되고 상기 제어부(200)의 영상신호 수신부(220)와 비파괴신호 수신부(230)에 정보를 송출할 수 있다.
상기 카메라(610)에서 촬영된 영상신호는 상기 영상신호 수신부(220)로 송출되어 사용자가 디스플레이를 통해 실시간 확인 가능하고,
그리고 상기 비파괴센서(620)에서 검사한 비파괴신호는 상기 비파괴신호 수신부(230)로 송출되어 사용자는 굴토 중 각종 케이블이나 도체 등의 유무를 실시간으로 확인할 수 있다.
상기 투명보호부재(641)는 굴착시 분새된 토사, 비산되는 흙먼지 등의 외부 이물질과의 충격으로 상기 카메라(610)의 렌즈, 상기 비파괴센서(620)가 손상되는 것을 방지하기 위해, 상기 공기배출구(512)의 전면부에서 상기 고정관(660)의 외측 둘레에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 투명보호부재(641)는 투명 고무판, 투명 강화유리판 등일 수 있다.
상기 실링부재(643)는 상기 헤드부(511)의 내부로 외부 이물질이 유입되는 것을 방지하도록, 상기 공기배출구(512)의 전면에서 상기 고정관(660)의 외측 둘레에 배치될 수 있다.
상기 제3 베어링(650)은 상기 회전굴착관(510)의 내부에서 상기 고정관(660)의 외측 둘레를 감싸며 배치될 수 있다. 이때 상기 제3 베어링(650)은 상기 고정관(660)의 외측 둘레에 복수개가 배치되며, 상기 회전굴착관(510)의 회전이 원활하게 하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서 상술한 바와 같이, 상기 고정관(660)은 회전하지 않는다.
굴토 중에 지면의 내부에 있는 굴토 장애물이나 매설 설비 등을 상기 카메라(610)와 비파괴센서(620)가 촬영 또는 검사하여 그 신호를 상기 제어부(200)로 송출함으로써, 사용자는 굴토 중에 지면 내부의 상황을 파악하고 그에 따른 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.
다음 상기 제어부(200)는, 상기 신호감지부와 신호적으로 연결되고, 상기 신호감지부에서 송출되는 정보를 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 상기 제어부(200)는 영상신호 수신부(220), 비파괴신호 수신부(230), 알람부(240) 및 고압공기 공급부(250)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 영상신호 수신부(220)는 상기 카메라(610)와 신호선(630)으로 연결되고, 상기 카메라(610)의 영상을 수신할 수 있다. 그리고 상기 비파괴신호 수신부(230)는 상기 비파괴센서(620)와 신호선(630)으로 연결되고, 상기 비파괴센서(620)의 신호를 수신할 수 있다.
상기 알람부(240)는 상기 영상신호 수신부(220)와 상기 비파괴신호 수신부(230)에서 수신한 영상 신호 및 비파괴 신호를 통해 지면의 내부에 장애물이 발견되는 경우, 사용자에게 경고하는 기능을 수행할 수 있다.
상술한 상기 영상신호 수신부(220), 상기 비파괴신호 수신부(230) 및 알람부(240)는 태블릿 PC, 노트북, 휴대폰 등의 휴대용 단말기에 설치된 소프트웨어에 의해 제어될 수 있다. 이 경우 사용자는 휴대용 단말기를 통해 지면 내부의 상태를 간편하게 실시간으로 확인할 수 있다.
또한 상기 고압공기 공급부(250)는 상기 공기공급관(531)으로 공급되는 고압공기를 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 역시 사용자는 휴대용 단말기의 소프트웨어 제어를 통해 고압공기의 공급량을 조절할 수 있다.
한편, 도 5를 참고하면, 상기 제어부(200)는 사용자가 구동부(300)를 제어할 수 있는 콘트롤러(210)를 더 포함할 수 있다. 이러한 상기 콘트롤러(210)는 전원스위치(211), 회전스위치(212) 및 회전강도조절스위치(213)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 전원스위치(211)는 상기 구동모터(310)에 전원을 공급하는 제어하는 스위치일 수 있고, 상기 회전스위치(212)는 상기 구동모터(310)의 회전 여부를 제어하는 스위치일 수 있으며, 상기 회전강도조절스위치(213)는 상기 구동모터(310)의 회전속도를 조절하여 굴토의 진행속도를 조절하는 스위치일 수 있다.
상기 콘트롤러(210)에는 사용자가 휴대할 수 있도록 콘트롤러 손잡이(214)가 양측에 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명인 안전접지 시공방법을 나타낸 도면이다.
도 6을 참고하면, 본 발명인 안전접지 시공방법은 상술한 굴착장치(10)를 사용하며, 접지봉 유도공 형성을 위한 굴착장치(10)를 준비하는 단계(S1), 굴토를 시작하는 단계와 굴토 중 실시간으로 지하매설물을 탐침 및 신호수신하는 단계(S2), 굴토 장애물의 유무를 확인하는 단계(S3), 굴토 위치, 방향, 굴토 기울기를 재조정 또는 구동모터(310)의 회전속도를 재조정하는 단계(S4), 목표 굴토 깊이를 확인하는 단계(S5), 굴착장치(10)를 제거하는 단계(S6), 접지봉을 삽입하고, 접지선을 결선하는 단계(S7), 접지저항을 측정하고 기준 접지저항을 초과하는지 여부를 검사하는 단계(S8), 접지저항을 저감하는 조치를 실행하는 단계(S9), 및 토사를 정리하고 작업을 마무리하는 단계(S10)를 포함하여 구성될 수 있다.
우선 지하 매설 전력 케이블의 접지저항을 확보하기 위한 접지봉을 매설 시공하기 위해, 사용자는 접지봉 유도공(굴토 구멍) 굴토를 위한 상술한 굴착장치(10)를 준비한다(S1).
본 발명의 굴착장치(10)는 굴착 및 탐침장치 또는 굴착 및 신호수신장치로 기능적 구성을 포함한 명칭으로 명명될 수 있다. 따라서 도 6에서 굴착 및 탐침장치는 포괄적인 용어로서 본 발명의 굴착장치가 포함될 수 있다.
다음 사용자는 콘트롤러(210)의 전원스위치(211)를 켜 구동모터(310)에 전원을 공급하고, 회전스위치(212)를 커 구동모터(310)가 회전되도록 한다. 이때 굴토 속도를 조절하기 위해 사용자는 회전강도조절스위치(213)를 알맞은 위치로 조절하여 구동모터(310)의 회전속도를 조절한다.
또한 고압공기 공급부(250)를 작동시켜 공기공급관(531)을 통해 헤드부(511)의 공기배출구(512)로 고압공기가 분사되도록 한다.
그리고 태블릿PC, 노트북, 휴대폰 등의 휴대용 단말기에서 영상신호 수신부(220)와 비파괴신호 수신부(230)를 작동시키고, 카메라(610)와 비파괴센서(620)가 작동되도록 한다.
이후 사용자는 손잡이(410)를 잡고 회전하는 드릴(513)을 지면에 가압하고 굴토를 시작한다. 이때 굴토 중 실시간으로 카메라(610) 및 비파괴센서(620)에 의해 지하 매설물이 확인된다. 이때 고압공기가 분사되며 굴토된 이물질이 제거되므로, 카메라(610)의 영상 촬영 및 비파괴센서(620)의 신호 감지에 도움을 주게 된다(S2).
굴토 중 실시간으로 굴토 장애물 유무를 확인하게 된다(S3). 카메라(610)에서 촬영된 영상은 휴대용 단말기의 영상신호 수신부(220)를 통해 확인할 수 있으며, 비파괴센서(620)에서 송출된 신호는 휴대용 단말기의 비파괴신호 수신부(230)를 통해 확인할 수 있다. 만약 굴토 장애물이 확인되면, 알람부(240)에서 경고신호를 보내 사용자가 확인할 수 있다.
만약 굴토 장애물을 확인하게 되면, 굴토 과정에서 각종 케이블, 지하 매설 설비 등의 손상을 방지하기 위해, 사용자는 굴토 위치, 방향, 굴토 기울기를 재조정 또는 구동모터(310)의 회전속도를 재조정하게 된다.
즉 사용자는 손잡이(410)를 잡고 드릴(513)의 굴토 위치를 변경하거나, 또는 굴토 방향, 굴토 기울기 등을 재조정함으로써, 굴토 장애물의 손상을 방지하며 굴토를 진행할 수 있다. 이때 필요시 사용자는 구동모터(310)의 회전속도를 재조정할 수 있는데, 이는 굴토 장애물에 대한 회피 굴토를 조심스럽게 할 때 유용할 수 있다. 만약 회피 굴토과정에서 굴토 장애물에 접촉하더라도 회전속도가 낮춰져 있으므로, 손상을 최소화할 수 있다(S4).
이후 재차 반복하며 굴토 중 실시간으로 굴토 장애물 유무를 확인하게 되는데(S3), 만약 재차 굴토 장애물을 확인하게 되면 상기 절차(S4)를 반복한다. 만약 굴토 장애물이 확인되지 않으면, 목표 굴토 깊이를 확인하는 절차를 수행하게 된다(S5). 목표 굴토 깊이는 시공하고자 하는 접지봉의 크기 또는 매설 설비의 위치에 따라 다르게 설정될 수 있다. 만약 목표 굴토 깊이에 도달하지 않았다면, 상술한 절차(S2,S3,S4)를 반복 실행한다.
만약 목표 굴토 깊이에 도달하게 되면, 사용자는 유도공(매설 구멍)에서 굴착장치(10)를 제거한다(S6). 그리고 콘트롤러(210)의 전원스위치(211)를 조작하여 구동모터(310)를 정지시키고, 휴대용 단말기 조작을 통해 고압공기 공급부(250), 카메라(610), 비파괴센서(620)의 작동을 정지시킨다.
다음 사용자는 유도공에 접지봉을 삽입하고 접지선을 결선한다(S7). 이후에 사용자는 접지봉의 접지저항을 측정하고, 기설정된 기준 접지저항을 초과하는지 여부를 검사한다(S8).
만약 기준 접지저항을 초과하는 경우, 접지저항을 저감하는 조치를 실행하게 된다(S9). 이러한 접지저항 저감조치는 기 알려진 접지극 길이를 길게하거나, 접지극을 병렬로 추가 접속하거나, 접지봉의 매설깊이를 길게 하거나, 또는 접지극 주위 토양에 전해성 화학물과 같은 접지저항 저감제를 사용하는 등의 조치일 수 있다.
상술한 접지저항 저감 조치가 완료되고, 접지저항이 기준 접지저항에 부합하면 사용자는 마지막으로 토사를 정리하고 작업을 마무리하며 접지봉 시공을 완료하게 된다(S10).
이상의 사항은 굴착장치와 이를 이용한 안전접지 시공방법의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.
따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.
100:굴착장치
200:제어부 210:콘트롤러
211:전원스위치 212:회전스위치
213:회전강도조절스위치 214:콘트롤러 손잡이
220:영상신호 수신부 230:비파괴신호 수신부
240:알람부 250:고압공기 공급부
300:구동부 310:구동모터
320:기어부 321:제1 베벨기어
323:제2 베벨기어
400:장치바디 410:손잡이
420:관 연결구
500:굴착부 510;회전굴착관
511:헤드부 512:공기배출구
513:드릴 521:제1 베어링
523:제2 베어링 531:공기공급관
600:신호감지부 610:카메라
620:비파괴센서 630:신호선
641:투명보호부재 643:실링부재
650:제3 베어링 660:고정관

Claims (22)

  1. 장치바디;
    상기 장치바디에 배치되고, 지면을 굴착하는 굴착부;
    상기 장치바디에 배치되고, 상기 굴착부를 구동하는 구동부;
    상기 굴착부의 내부에 배치되고, 굴착된 지면의 내부를 점검하는 신호감지부; 및
    상기 신호감지부와 신호적으로 연결되고, 상기 신호감지부에서 송출되는 정보를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 굴착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 굴착부는,
    상기 장치바디의 내부에 삽입 배치되고, 상기 구동부와 연결되어 상기 구동부에 의해 회전되는 회전굴착관; 및
    상기 회전굴착관의 전단부에 배치되고, 상기 회전굴착관이 회전될 때 지면을 굴착하는 드릴;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 굴착부는,
    상기 회전굴착관의 전단부에서 외측 둘레방향으로 확장되게 형성되는 헤드부;를 더 포함하되,
    상기 헤드부의 전단면은 개방된 공기배출구가 형성되고,
    상기 드릴은 상기 헤드부의 전단부 일측에 배치되고, 상기 드릴은 상기 공기배출구 방향으로 신장되는 것을 특징으로 하는 굴착장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 굴착부는,
    상기 장치바디에서 상기 회전굴착관의 둘레를 감싸며 배치되는 제1 베어링; 및
    상기 장치바디에서 상기 제1 베어링과 이격되어 배치되고, 상기 회전굴착관의 둘레를 감싸며 배치되는 제2 베어링;을 포함하되,
    상기 제1,2 베어링은 상기 회전굴착관을 2개의 지점에서 지지하며, 상기 회전굴착관이 상기 장치바디에 대해 수직 방향으로 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 굴착장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 굴착부는,
    상기 회전굴착관의 내부에 배치되고, 상기 헤드부의 공기배출구로 공기를 공급하는 공기공급관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 장치바디의 측면에 연결되어 배치되는 구동모터; 및
    상기 구동모터와 상기 회전굴착관을 연결하고, 상기 구동모터의 회전력을 상기 회전굴착관으로 전달하는 기어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기어부는,
    상기 구동모터의 회전축에 연결되는 제1 베벨기어; 및
    상기 회전굴착관에 연결되고, 상기 제1 베벨기어와 맞물리는 제2 베벨기어;를 포함하되,
    상기 공기공급관은 상기 제2 베벨기어의 중앙부를 관통하며 배치되는 것을 특징으로 하는 굴착장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 신호감지부는,
    상기 회전굴착관의 내부와 상기 공기공급관의 외부 사이에 배치되는 고정관; 및
    상기 헤드부의 내부와 상기 고정관의 외부 사이에 배치되는 카메라;를 포함하되, 상기 고정관의 내부에는 신호선이 배치되고, 상기 카메라와 상기 제어부는 상기 신호선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 굴착장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 신호감지부는,
    상기 헤드부의 내부와 상기 고정관의 외부 사이에 배치되는 비파괴센서;를 더 포함하되, 상기 고정관의 내부에는 신호선이 배치되고, 상기 비파괴센서와 상기 제어부는 상기 신호선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 굴착장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 신호감지부는,
    굴착시 외부 이물질과의 충격으로 상기 카메라 및 상기 비파괴센서가 손상되는 것을 방지하기 위해, 상기 공기배출구의 전면부에서 상기 고정관의 외측 둘레에 배치되는 투명보호부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 신호감지부는,
    상기 헤드부의 내부로 외부 이물질이 유입되는 것을 방지하도록, 상기 공기배출구의 전면에서 상기 고정관의 외측 둘레에 배치되는 실링부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 신호감지부는,
    상기 회전굴착관의 내부에서 상기 고정관의 외측 둘레를 감싸며 배치되는 제3 베어링;을 더 포함하되,
    상기 제3 베어링은 상기 고정관의 외측 둘레에 복수개가 배치되는 것을 특징으로 하는 굴착장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 카메라와 신호선으로 연결되고, 상기 카메라의 영상을 수신하는 영상신호 수신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 비파괴센서와 신호선으로 연결되고, 상기 비파괴센서의 신호를 수신하는 비파괴신호 수신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 영상신호 수신부와 상기 비파괴신호 수신부에서 수신한 영상 신호 및 비파괴 신호를 통해 지면의 내부에 장애물이 발견되는 경우, 사용자에게 경고하는 알람부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 공기공급관으로 공급되는 고압공기를 조절하는 고압공기 공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착장치.
  17. 안전접지 시공방법에 있어서,
    접지봉 유도공 형성을 위한 굴착장치를 준비하는 단계;
    굴토를 시작하는 단계;
    굴토 중 실시간으로 지하매설물을 신호수신하는 단계;
    굴착장치를 제거하는 단계;
    접지봉을 삽입하고, 접지선을 결선하는 단계; 및
    토사를 정리하고 작업을 마무리하는 단계;
    를 포함하는 안전접지 시공방법.
  18. 제17항에 있어서,
    굴토 중 실시간으로 지하매설물을 신호수신하는 단계와 굴토장치를 제거하는 단계 사이에 굴토 장애물의 유무를 확인하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전접지 시공방법.
  19. 제18항에 있어서,
    굴토 장애물의 유무를 확인하는 단계에서, 굴토 장애물이 확인되면, 굴토 위치, 방향, 굴토 기울기를 재조정 또는 구동모터의 회전속도를 재조정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전접지 시공방법.
  20. 제19항에 있어서,
    굴토 장애물의 유무를 확인하는 단계에서, 굴토 장애물이 확인되지 않으면,
    목표 굴토 깊이를 확인하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전접지 시공방법.
  21. 제20항에 있어서,
    접지봉을 삽입하고, 접지선을 결선하는 단계 이후에, 접지저항을 측정하고 기준 접지저항을 초과하는지 여부를 검사하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전접지 시공방법.
  22. 제21항에 있어서,
    접지저항을 측정하고 기준 접지저항을 초과하는지 여부를 검사하는 단계에서, 기준 접지저항을 초과하는 경우, 접지저항을 저감하는 조치를 실행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전접지 시공방법.
KR1020190127977A 2019-10-15 2019-10-15 전력케이블 접지봉 매설 유도공 굴착장치 및 안전접지 시공방법 KR102252932B1 (ko)

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