WO2016117771A1 - 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈 - Google Patents

흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈 Download PDF

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WO2016117771A1
WO2016117771A1 PCT/KR2015/005157 KR2015005157W WO2016117771A1 WO 2016117771 A1 WO2016117771 A1 WO 2016117771A1 KR 2015005157 W KR2015005157 W KR 2015005157W WO 2016117771 A1 WO2016117771 A1 WO 2016117771A1
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WO
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grounding body
grounding
vermiculite
graphite
ground
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PCT/KR2015/005157
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French (fr)
Inventor
정용기
우상범
이강수
Original Assignee
정용기
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/66—Connections with the terrestrial mass, e.g. earth plate, earth pin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors

Definitions

  • the present invention relates to a mixed ground module of graphite, mother-of-pearl and vermiculite, and more particularly, it can not only increase the discharge efficiency of discharging the lightning lightning current to the ground quickly, but also the brain current, accident current (short circuit, ground fault, etc.). Or it relates to a mixed grounding module of graphite, pearlite and vermiculite which is lightweight to facilitate transport while at the same time improving durability so as not to be easily damaged by external impact.
  • lightning strikes are a phenomenon in which huge electric energy generated by charging such as static electricity is discharged to the ground by active airflow. These lightning strikes have tremendous destructive power, so when installing various facilities, a grounding device must be installed to prevent the damage caused by lightning by quickly discharging the current to the ground.
  • the grounding device is a safety device that electrically connects communication equipment, electronic measuring equipment, lightning arrester, and power equipment with the earth to send a surge voltage caused by an overload or lightning strike on the earth. .
  • the grounding device uses a carbon grounding module in which a metal mandrel is embedded in a low resistance body composed of a carbon-based nonmetallic mineral such as graphite having excellent electrical conductivity and an electrolyte.
  • the carbon grounding module includes a carbon resistor 10 extending in a longitudinal direction, a conductive core rod 20 installed at a center of the carbon resistor 10, and It includes a plurality of through holes 30 formed along the longitudinal direction of the carbon resistor (10).
  • the carbon grounding module is composed of the carbon resistor 10 and the core 20 of the graphite material, it is possible to maintain a low grounding resistance and due to the excellent hygroscopicity than the metal resistors, such as copper rods due to the earth resistance variation rate due to changes in the earth environment It is a small grounding resistor.
  • a grounding body having a weight of 50 kg or more is used as the grounding body to maintain a proper resistivity of 4.0? -M at room temperature.
  • the formation of the through-hole 30 has a lot of difficulties in packaging and handling the product because not only the internal crack of the carbon resistor 10 is easily generated as the impact current of lightning increases, but also it is very vulnerable to external shock.
  • the conventional ground rod had a disadvantage that the ground resistance greatly increases due to freezing of the ground in winter.
  • the present invention has been made to solve the above problems, the object of the invention is not only to increase the discharge efficiency of discharging the lightning lightning current to the ground quickly, but also to reduce the weight, and maintain a low ground resistance in the long term In order to minimize grounding resistance in winter, it is to provide a mixed grounding module of graphite, pearlite and vermiculite, which can further improve durability so that it is not easily damaged by brain current, accident current (short circuit, ground fault, etc.) or external shock.
  • the mixed ground module of graphite, pearlite and vermiculite according to the present invention
  • a second ground body integrally formed on an outer surface of the first ground body
  • It includes a conductive mandrel connected to the first ground body,
  • the first grounding body is composed of salt 40 ⁇ 60wt%, expanded vermiculite 10 ⁇ 30wt%, calcium chloride 5 ⁇ 20wt%, sodium silicate 5 ⁇ 20wt%, sugar 5 ⁇ 30wt%,
  • the second grounding body is 5-30 wt% expanded tin, 5-30 wt% expanded vermiculite, 10-60 wt% graphite, 20-60 wt% cement, acrylic resin 1-5 wt%, urethane resin 2-5 wt%, sodium silicate 5 It is characterized by consisting of ⁇ 10wt%.
  • the second grounding body is characterized in that the plurality of unit grounding body is arranged in contact with one another in a line along the longitudinal direction.
  • Covers are fixed to both ends of the first grounding body and the second grounding body, respectively.
  • a plurality of connecting rods penetrating the unit grounding body in the longitudinal direction are fastened to both covers.
  • the outer periphery of the second ground body is characterized in that the stainless perforated network is wrapped.
  • a plurality of unit grounding bodies are arranged in a line to form a second grounding body, and one end of the second grounding body is covered with a cover having a fixed core rod and a connecting rod is inserted into a plurality of fastening holes formed in the unit grounding body. step;
  • the first grounding body is characterized by consisting of salt 40 ⁇ 60wt%, expanded vermiculite 10 ⁇ 30wt%, calcium chloride 5 ⁇ 20wt%, sodium silicate 5 ⁇ 20wt%, sugar 5 ⁇ 30wt%.
  • the second grounding body is 5-30 wt% expanded tin, 5-30 wt% expanded vermiculite, 10-60 wt% graphite, 20-60 wt% cement, acrylic resin 1-5 wt%, urethane resin 2-5 wt%, sodium silicate 5 It is characterized by consisting of ⁇ 10wt%.
  • the first grounding body includes expanded vermiculite
  • the second grounded body comprises expanded tin and expanded vermiculite, which makes a very light grounding module. Can lose.
  • the present invention is mainly composed of expanded pearlite, expanded vermiculite and salt, when there is little water in the earth attracts the surrounding water as much as possible, and when there is a lot of water in the earth to push out the water while the electrolyte (salt) is properly discharged Since the ground area can be widely distributed, the discharge efficiency of rapidly discharging the lightning lightning current to the ground can be greatly increased.
  • the second grounding body is made of a mixture of pre-expansion tin and expanded vermiculite, the moldability is excellent and the flow of moisture is good.
  • the first grounding body is composed of salt 40 ⁇ 60wt%, expanded vermiculite 10 ⁇ 30wt%, calcium chloride 5 ⁇ 20wt%, sodium silicate 5 ⁇ 20wt%, sugar 5 ⁇ 30wt%
  • the second grounding body Is composed of expanded tin 5 ⁇ 30wt%, expanded vermiculite 5 ⁇ 30wt%, graphite 10 ⁇ 60wt%, cement 20 ⁇ 60wt%, acrylic resin 1 ⁇ 5wt%, urethane resin 2 ⁇ 5wt%, sodium silicate 5 ⁇ 10wt% If there is little moisture on the ground, the surrounding moisture is attracted as much as possible, and when there is much moisture, the moisture is pushed outwards, thereby greatly reducing the ground resistance.
  • the stainless perforated net is wrapped around the outer circumferential surface of the second grounding body, the damage continues and is destroyed when it is damaged by the internal or external factors of the first grounding body or the second grounding body. Can be prevented.
  • the second grounding body is formed by arranging a plurality of unit grounding bodies having the same shape in a row, the second grounding body can easily correspond to various lengths required by the mixed grounding module of pearlite and vermiculite.
  • the cover is fixed to both ends of the first grounding body and the second grounding body is installed, and the connecting rod passing through the second grounding body connects the covers to each other by the lightning current or external shock It is not easy to break and can maintain a firm coupling structure.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a carbon ground module according to the prior art.
  • Figure 2 is a perspective view showing a mixed ground module of graphite, mother-of-pearl and vermiculite according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view without the cover in FIG.
  • FIGS. 4A to 4B are perspective views showing a method of manufacturing a mixed ground module of graphite, pearlite and vermiculite according to the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an electrolyte flow chart after embedding a mixed ground module of graphite, pearlite and vermiculite in the basement according to the present invention.
  • the mixed ground module 100 of graphite, pearlite and vermiculite according to an embodiment of the present invention
  • the first grounding body 13 of the rod form, the first grounding body (
  • the second ground body 15 integrally formed on the outer surface of the 13, and the conductive core rod 11 is connected to the first ground body (13).
  • the second grounding body 15 may be integrally formed, but may be formed by assembling a plurality of second grounding bodies 15.
  • the second grounding body 15 has a configuration in which a plurality of unit grounding bodies 15d are adjacently arranged in a line in a longitudinal direction and penetrates the unit grounding bodies 15d in a longitudinal direction. A plurality of connecting rods 80 are fitted.
  • the unit grounding body 15d preferably has the same cross-sectional shape, but may have different shapes.
  • the plurality of unit grounding bodies 15d are assembled to form the second grounding body 15, the plurality of unit grounding bodies 15d may easily correspond to various required lengths of the mixed grounding module 100 of graphite, pearlite, and vermiculite.
  • Cover 90 is provided at both ends of the second grounding body 15 so that the connecting rod 80 and the core rod 11 penetrate.
  • a plurality of connecting rods 80 pass through the unit ground bodies 15d in the longitudinal direction and are fastened to the cover 90.
  • the grounding module 100 is not easily damaged by the lightning current or the external shock by the connecting rod 80 and the cover 90 structure.
  • the connecting rod 80 and the cover 90 may be made of a material such as stainless to prevent corrosion.
  • connecting rod 80 and the cover 90 may be fastened by a nut or a clip.
  • a stainless perforated network 17 is additionally provided outside the second grounding body 15 to damage such as cracks due to internal or external factors of the first grounding body 13 or the second grounding body 15. If damaged, the damage will continue to be prevented from being destroyed.
  • the stainless perforated network 17 has a form surrounding the entire circumferential surface of the second ground body 15.
  • the mandrel 11 may be, for example, a high conductor made of stainless steel and protrudes outward from the cover 90.
  • the mandrel 11 is configured to be directly inserted into the first grounding body 13.
  • the core rod 11 may be integrally formed with the cover 90 to be connected to the first grounding body 13.
  • the mandrel 11 protrudes from the cover 90 toward the first grounding body 13.
  • the first grounding body 13 may be made of, for example, salt, calcium chloride, sugar, expanded vermiculite, sodium silicate, or the like.
  • the water content reaches 60 wt%.
  • the second grounding body 15 is made of expanded pearlite, expanded vermiculite, graphite, stainless steel, cement, acrylic, urethane resin, sodium silicate, iron oxide, or the like.
  • the electrical resistance value of the mixed ground module 100 of graphite, pearlite and vermiculite according to the present invention is within 0.5 ⁇ , even if only one is buried, a great effect can be obtained.
  • the mixed grounding module 100 of graphite, pearlite and vermiculite according to the present invention is mainly composed of expanded pearlite and expanded vermiculite, which has an average water content of 60wt%,
  • the electrolyte (salt) can be properly discharged while pushing out the water so that the ground area can be widely distributed.
  • the second grounding body 15 extends a predetermined length along the longitudinal direction, but is preferably formed in a cylindrical shape, but is not necessarily limited thereto, and may be formed in various shapes such as a triangle and a quadrangle.
  • a plurality of valleys recessed inwardly at regular intervals may be formed around the outer circumference to increase the surface area.
  • the first grounding body 13 may be made of, for example, salt, calcium chloride, sugar, expanded vermiculite, and sodium silicate.
  • composition constituting the first grounding body 13 is as follows.
  • the first grounding body 13 may be composed of salt 40 ⁇ 60wt%, expanded vermiculite 10 ⁇ 30wt%, calcium chloride 5 ⁇ 20wt%, sodium silicate 5 ⁇ 20wt%, sugar 5 ⁇ 30wt%.
  • the most preferable component of the first grounding body 13 corresponds to the median value of each component.
  • the salt is a material that is dissolved in water to become an electrolyte brine to increase the electrical conductivity, when excessively included, the content of expanded vermiculite is relatively small, there is a disadvantage that the absorption of water is lowered, if included too little There is a drawback in that electrical conductivity of is not obtained. Accordingly, in the present invention has a composition of 40 ⁇ 60wt%.
  • Vermiculite is typically produced by the transformation of biotite and produced as small particles in soil and old sediments. It is also formed in the contact portion between basic rocks such as acid intrusive rocks, rocks, and dunite. Large deposits are found in South Africa, Australia, the Russian Federation, Brazil, and Montana and Carolina. When heated rapidly to about 300 ° C., vermiculite expands to 20 times its original thickness, resulting in expanded vermiculite.
  • this mineral has little economic use, but because expanded vermiculite is very light (weight less than 0.09), lightweight concrete and plastic, heat and corrosion insulators, packaging materials, seed bedboards, paper, paint and plastics It is used as filler and extension material.
  • the expanded vermiculite is a material having a high water content.
  • the expanded vermiculite is in the range of 10 to 30 wt% so that an appropriate amount of water is contained to maintain a predetermined electrical conductivity.
  • calcium chloride is a colorless or white solid as the molecular formula CaCl2, and is produced in large quantities as a by-product or by adding hydrochloric acid to calcium carbonate when the sodium carbonate is produced by the Solvay method.
  • Anhydrous is a white deliquescent crystal with a specific gravity of 2.15 and easily soluble in water. When it is determined to be a saturated solution at 30 ° C. or lower, hexahydrate is generated. When it is heated to 300 ° C., it becomes anhydrous salt.
  • Calcium chloride is used as an ice making or snow remover in winter, because calcium chloride is deliquescent. Degradation refers to the absorption of water in the environment. When sprayed on snow or ice, it absorbs moisture and breaks down, producing heat that melts the snow or ice.
  • the calcium chloride is deliquescent, and it is preferable to maintain a predetermined electrical conductivity by including 5 to 20 wt% to obtain an appropriate amount of water.
  • Sodium silicate is also called sodium silicate, depending on the composition, sodium metasilicate Na2SiO3, its hydrated sodium orthosilicate Na4SiO4, sodium disilicate Na2Si2O5, etc., but usually refers to sodium metasilicate. Hydrates are also available, but anhydrides are made by melting and melting a mixture of quartz and sodium carbonate to 1,000 ° C to solidify. Sodium metasilicate is well soluble in water, and the aqueous solution is hydrolyzed to become alkaline.
  • Sodium silicate is excellent in water absorption, but preferably 5 to 20wt% by containing a suitable amount of water to maintain a predetermined electrical conductivity is preferred.
  • Sugar is a component that maintains the form so that the salt does not get distracted when it meets moisture, it is good to consist of 5 ⁇ 30wt%.
  • the second ground body 15 is made of expanded pearlite, expanded vermiculite, graphite, stainless steel, cement, acrylic, urethane resin, sodium silicate, iron oxide and the like.
  • Vermiculite expands at the same magnification as the skin and inside. Therefore, the flow of water (fluidity) is considerably good compared to pearlite.
  • the second grounding body 15 is 5-30 wt% of expanded tin, 5-30 wt% of expanded vermiculite, 10-60 wt% of graphite, cement 20-60 wt%, acrylic resin 1-5 wt%, urethane resin 2 It is preferable that it consists of -5 wt% and sodium silicate 5-10 wt%.
  • the most preferable component of the second grounding body 15 corresponds to the median value of each component.
  • Perlite also called Pearl stone
  • Pearlite is a type of volcanic rock formed by rapid cooling as viscous lava (volcanic lava) or magma flows into the surface lake.
  • Products made by plastically expanding perlite ore (crystal) collected from volcanic areas at 1,000 ⁇ 1,300 °C are called natural mineral pearls.They have excellent lightness, insulation, and boby due to the numerous pores made through such plastic expansion processing.
  • Pearl stone with excellent performance such as water and drainage is made.
  • pearlite has advantages of improving moisture absorption and humidity retention as it has porosity, and has advantages of light weight and high strength, thereby making the product light in weight and durable.
  • pearlite has a standard particle size of 2.5mm or less, an apparent specific gravity of 0.16kg / l, a maximum water content of 4.0 (l / kg), a thermal conductivity of 0.045Kcal / mh ° C, and an electrical resistivity when drying, and when moisture is impregnated.
  • the electrical resistivity may be about 350 K ⁇ ⁇ m.
  • a mother-of-pearl When a mother-of-pearl receives a high temperature of 900-1200 degrees, it expands and becomes an expanded mother-of-pearl.
  • Expanded tin can be used as "perix perlite” products such as the aesthetics industry or the like.
  • expanded vermiculite is made by rapidly heating vermiculite to about 300 ° C. and expands to 20 times its original thickness.
  • this mineral has little economic use, but because expanded vermiculite is very light (weight less than 0.09), lightweight concrete and plastic, heat and corrosion insulators, packaging materials, seed bedboards, paper, paint and plastics It is used as filler and extension material.
  • the expanded vermiculite is a material having a high water content.
  • the expanded vermiculite is in the range of 5 to 30 wt% so that an appropriate amount of moisture is contained to maintain a predetermined electrical conductivity.
  • Expanded vermiculite can be used as a raw material of the fine powder of silver industry.
  • Graphite is included to increase the conductivity (electric resistance close to 0 ⁇ ) and is preferably set in the range of 10 to 60 wt%.
  • the cement is preferably 20 to 60wt%, acrylic resin 1 to 5wt%, urethane resin 2 to 5wt%, respectively. These are for molding by giving adhesion to the powder to be mixed together, if less than the adhesion strength is not molded, and if excessive, the increase in adhesive strength occupies a relatively large volume instead of a small amount is discharged together when draining water to function of the electrolyte There is a disadvantage to disturb.
  • the cement adopts conductive cement, and "Magic Earth” or equivalent products of Korea Electric Co., Ltd. may be used.
  • Sodium silicate is excellent in water absorption, but preferably 5 to 10wt% by containing a suitable amount of water to maintain a predetermined electrical conductivity is preferred.
  • 4A to 4H are views for explaining a process of manufacturing a mixed ground module of graphite, pearlite and vermiculite according to an embodiment of the present invention.
  • the stainless perforated network 17 is inserted into the mold 50 and then pushed to reach the lower end of the mold 50 using a driving mechanism such as an air cylinder (S1).
  • a driving mechanism such as an air cylinder (S1).
  • the mold 50 corresponds to an extension rod 52 corresponding to the fastening hole 15a formed in the second ground body 15 and a receiving hole 15c for accommodating the first ground body 13. Hole pads 54 are erected and provided.
  • the material forming the second grounding body 15 (expansion tin 5-30 wt%, expanded vermiculite 5-30 wt%, graphite 10-60 wt%, cement 20-60 wt %, Acrylic resin 1 ⁇ 5wt%, urethane resin 2 ⁇ 5wt%, sodium silicate 5 ⁇ 10wt%) mixed material is put into the mold 50, and compressed using a hydraulic press (not shown) (S2 ).
  • the pressing plate 61 of the same shape as the cross-sectional shape of the mold 50 may be installed at the lower end of the hydraulic press.
  • Holes 61a and 61b corresponding to the extension rods 52 and the hole pads 54 are also formed in the pressing plate 61.
  • the molded second grounding body 15 has a structure in which the outer circumferential surface is partially cylindrical and three valleys are formed at equal intervals along the circumferential direction.
  • the valleys By the valleys, the volume is reduced, leading to weight reduction, and the contact area of the ground module is significantly increased compared to the planar structure.
  • Three fastening holes 15a are formed along the circumferential direction, and accommodation holes 53 are formed inside the three fastening holes 15a.
  • a stainless perforated network 17 is covered on the outer circumferential surface of the second grounding body 15.
  • a plurality of second ground bodies 15 are stacked in one direction (S4).
  • the raw material powder salt 40 ⁇ 60wt%, expanded vermiculite 10 ⁇ 30wt%, calcium chloride 5 ⁇ 20wt%, sodium silicate 5 ⁇ 20wt%, sugar 5 ⁇ 30wt%) forming the first grounding body (13) S5).
  • mandrel 11 may be extended over the entire length of the ground module 100, or may be formed to extend only to a certain length from both ends.
  • the cover 90 is inserted through both connecting rods 80 and the core rods 11 at both ends of the second grounding body 15, and then a nut or nut is attached to the connecting rods 80.
  • the cover 90 is fixed to the second ground body 15 by engaging a clip or the like.
  • the shape of the cover 70 is preferably the same as the shape of the second ground body 15 is preferably coincident with each other.
  • the core rod 11 can also be integrally formed with the cover 90.
  • the core 90 is first installed on one end of the second grounding body 15, and then the raw material of the first grounding body 13 is introduced.
  • the cover 90 may be provided.
  • the total weight of the mixed grounding module 100 of graphite, pearlite and vermiculite, which is made of the above-described configuration and can exert a predetermined grounding function, is approximately as follows.
  • the weight of the first grounding body 13 is 6.5kg, the weight of the second grounding body 22.8kg, stainless steel (core rod, stainless perforated network, connecting rod and cover) of 7.8kg, total 37.1kg.
  • the weight loss is more than 50 kg, and the test results show that it maintains an appropriate resistivity of 4.0 ⁇ -m at room temperature.
  • the test conditions and test methods utilized the well-known three-point potential difference measuring method (potential drop method) measuring principle in this field, and the measuring equipment is a multi-purpose ohmmeter (Model: CA6470, CHAUVIN ARNOUX), ⁇ 260 mm X 1000 mm (50Kg) carbon grounding body produced by the inventors made of carbon only (Comparative Example 1), ⁇ ⁇ 260 mm X 1000 mm (42Kg) registered patent of the present inventors consisting of perlite and graphite
  • the grounding body (Comparative Example 2 below) and the grounding body of the present invention ( ⁇ 260 mm X 1000 mm, 37.1 Kg) shown in 10-0875504 of the present invention were buried under the same conditions in 1M underground of the outdoor test site owned by the present inventors for one year.
  • Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were measured to maintain the minimum range of 42 ⁇ at the maximum of 42 ⁇ according to the change of the season, and the grounding body of the present invention appeared to maintain the minimum range of 17 ⁇ at the maximum of 30 ⁇ . have.
  • the grounding body of the present invention is not only lighter than 20% compared to Comparative Example 1 of the same size, 5 to 15% or more lighter than Comparative Example 2, and the surrounding environment of the buried ground, such as summer, winter It can be seen that the grounding body of the present invention maintains the electrical performance equivalent to or higher than that of the comparative examples 1 and 2 even in the change.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Abstract

본 발명은 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈에 관한 것으로서, 막대 형태의 제1 접지체; 상기 제1 접지체의 외측면에 일체로 형성되는 제2 접지체; 상기 제1 접지체에 연결되는 도전성의 심봉을 포함하되, 상기 제1 접지체는 소금40~60wt%, 팽창질석10~30wt%, 염화칼슘5~20wt%,규산나트륨5~20wt%, 설탕 5~30wt%로 구성되고, 상기 제2 접지체는 팽창진주석 5~30wt%, 팽창질석 5~30wt%, 흑연 10~60wt%, 시멘트 20~60wt%, 아크릴수지1~5wt%, 우레탄수지2~5wt%, 규산나트륨5~10wt%로 구성되는 것을 특징으로 하므로, 제1 접지체의 팽창질석과 제2 접지체의 팽창진주석 및 팽창질석에 의해 매우 가벼운 접지모듈을 제조할 수 있다는 특징이 있다.

Description

흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈
본 발명은 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 낙뢰의 뇌전류를 신속하게 대지로 방전시키는 방전효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 뇌전류, 사고전류(단락, 지락 등) 또는 외부충격에 의해 쉽게 파손되지 않도록 내구성을 향상시키는 동시에 운반이 용이하도록 경량화한 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 낙뢰는 활발한 기류의 유동에 의해 정전기와 같이 대전되어 발생되는 엄청난 전기에너지가 지표면으로 방전되는 현상이다. 이러한 낙뢰는 엄청난 파괴력을 지니고 있기 때문에 각종 시설물을 설치할 때에는 반드시 접지장치를 갖추어 낙뢰를 받았을 때 전류를 신속하게 대지로 방전시킴으로써 낙뢰로 인한 피해를 방지하고 있다.
상기 접지장치(grounding device)는 통신 장비, 전자 계측 장비, 피뢰 장치 및 전력 장비 등을 전기적으로 대지와 연결시켜 장비에 작용하는 과부하나 낙뢰 등에 의한 서지 전압을 대지로 흘려보낼 수 있도록 하는 안전장치이다.
상기 접지장치는 전기 전도성이 우수한 흑연 등의 탄소계 비금속 광물과 전해질로 구성된 저 저항체 내부에 금속재 심봉이 박힌 형태의 탄소 접지모듈을 사용하고 있다.
구체적으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 탄소 접지모듈은 길이방향으로 연장되는 탄소 저항체(10)와, 상기 탄소 저항체(10)의 중심부에 설치되는 전도성 심봉(20)과, 상기 탄소 저항체(10)의 길이방향을 따라 복수개 형성되는 관통공(30)을 포함한다.
즉, 탄소 접지모듈은 흑연 소재인 탄소 저항체(10) 및 심봉(20)을 구성함으로써, 낮은 접지저항을 유지할 수 있고 동봉 등의 금속 저항체보다 우수한 흡습성 등으로 인하여 대지 환경 변화에 의한 접지 저항 변동율이 작은 접지 저항체이다.
그런데, 종래기술의 탄소 저항체(10)의 경우 복수의 관통공(30)을 형성함으로써 경량화하는 구조가 제시되고 있으나, 이러한 관통공으로 인하여 접지봉의 횡단 파손력을 감소시키는 요인으로 작용하고 있으며, 장기적으로 낮은 전기저항을 유지하기 위해선 일정 크기 이상의 크기를 유지해야 했으므로 경량화에 한계가 있었다.
예컨대, 상기와 같은 관통공이 형성된 접지체를 사용하는 경우 접지체로서 실온에서 적정한 저항률인 4.0 Ω-m를 유지하기 위하여 50kg 이상의 중량체인 것이 사용되고 있는 실정이다.
또한, 상기 관통공(30)의 형성은 낙뢰의 충격전류가 클수록 탄소 저항체(10)의 내부 균열이 쉽게 발생하였을 뿐만 아니라, 외부의 충격에도 매우 취약하기 때문에 제품포장 및 취급에 많은 어려움이 있었다.
또한, 기존의 접지봉은 동절기에 대지의 동결로 인해 접지저항이 크게 증가하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발명의 목적은 낙뢰의 뇌전류를 신속하게 대지로 방전시키는 방전효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 경량화할 수 있고, 장기적으로 낮은 접지저항을 유지하며 동절기에 접지저항을 최소화시켜 뇌전류, 사고전류(단락, 지락 등) 또는 외부충격에 의해 쉽게 파손되지 않도록 내구성을 한층 향상시킬 수 있는 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈은,
막대 형태의 제1 접지체;
상기 제1 접지체의 외측면에 일체로 형성되는 제2 접지체;
상기 제1 접지체에 연결되는 도전성의 심봉을 포함하되,
상기 제1 접지체는 소금40~60wt%, 팽창질석10~30wt%, 염화칼슘5~20wt%,규산나트륨5~20wt%, 설탕 5~30wt%로 구성되고,
상기 제2 접지체는 팽창진주석 5~30wt%, 팽창질석 5~30wt%, 흑연 10~60wt%, 시멘트 20~60wt%, 아크릴수지1~5wt%, 우레탄수지2~5wt%, 규산나트륨5~10wt%로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 접지체는 길이방향을 따라 복수의 단위 접지체가 일렬로 이웃하게 접촉 배치되는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 접지체와 제2 접지체의 양단에는 각각 커버가 고정 설치되고,
상기 단위 접지체들을 길이방향으로 관통하는 복수의 연결봉이 상기 양 커버에 체결되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 접지체의 외주면에는 스테인레스 타공망이 감싸진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈의 제조방법은,
금형 내에 스테인레스 타공망을 넣고 상기 금형의 하단부 끝까지 가도록 밀어주는 단계;
제2 접지체를 이루는 원료 분말을 혼합 반죽한 재료를 상기 금형 내에 투입하고 압축하는 단계;
스테인레스 타공망에 의해 외주면이 감싸진 제2 접지체의 단위 접지체를 빼내는 단계;
상기 단위 접지체의 다수 개를 일렬로 배열하여 제2 접지체를 형성하는 단계;
상기 제2 접지체의 길이방향을 따라 관통 형성된 체결공에 연결봉을 끼우는 단계;
상기 제2 접지체의 중앙에 형성된 수용공에 심봉을 배치한 상태에서 제1 접지체를 이루는 원료 분말을 투입하여 상기 심봉과 제1 접지체를 연결하는 단계;
상기 제2 접지체의 양단에서 상기 연결봉과 심봉이 관통되도록 커버를 끼우는 단계;
상기 커버를 상기 제2 접지체에 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈의 제조방법으로서,
금형 내에 스테인레스 타공망을 넣고 상기 금형의 하단부 끝까지 가도록 밀어주는 단계;
제2 접지체를 이루는 원료 분말을 혼합 반죽한 재료를 상기 금형 내에 투입하고 압축하는 단계;
스테인레스 타공망에 의해 외주면이 감싸진 제2 접지체의 단위 접지체를 빼내는 단계;
상기 단위 접지체의 다수 개를 일렬로 배열하여 제2 접지체를 형성하고, 상기 제2 접지체의 일단은 심봉이 고정된 커버로 덮고 상기 단위 접지체에 형성된 복수의 체결공에 연결봉을 삽입하는 단계;
상기 제2 접지체의 타단에 형성된 수용공에 제1 접지체를 이루는 원료 분말을 투입하는 단계;
상기 제2 접지체의 타단을 심봉이 고정된 커버로 덮고 연결봉과 커버를 체결하는 단계를 특징으로 한다.
상기 제1 접지체는 소금40~60wt%, 팽창질석10~30wt%, 염화칼슘5~20wt%,규산나트륨5~20wt%, 설탕 5~30wt%로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 접지체는 팽창진주석 5~30wt%, 팽창질석 5~30wt%, 흑연 10~60wt%, 시멘트 20~60wt%, 아크릴수지1~5wt%, 우레탄수지2~5wt%, 규산나트륨5~10wt%로 구성되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 본 발명의 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈에 따르면, 제1 접지체는 팽창질석을 포함하고, 제2 접지체는 팽창진주석과 팽창질석을 포함하므로 매우 가벼운 접지모듈이 만들어질 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 팽창 진주석과 팽창질석 및 소금으로 주로 조성되어 있어, 대지에 수분이 적을 경우 주변의 수분을 최대한 끌어 모으고 대지에 수분이 많을 경우 수분을 밖으로 밀어내면서 전해질(소금)을 알맞게 퇴출시켜 접지 면적이 넓게 분포되도록 할 수 있으므로, 낙뢰의 뇌전류를 신속하게 대지로 방전시키는 방전효율을 크게 높일 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 제2 접지체가 팽창전주석과 팽장질석의 혼합물로 이루어져 있으므로 성형성이 우수하고 수분의 흐름도 양호하게 된다.
또한 본 발명에 따르면, 제1 접지체는 소금40~60wt%, 팽창질석10~30wt%, 염화칼슘5~20wt%,규산나트륨5~20wt%, 설탕 5~30wt%로 구성되고, 제2 접지체는 팽창진주석 5~30wt%, 팽창질석 5~30wt%, 흑연 10~60wt%, 시멘트 20~60wt%, 아크릴수지1~5wt%, 우레탄수지2~5wt%, 규산나트륨5~10wt%로 구성되어 있어, 대지에 수분이 적을 경우 주변의 수분을 최대한 끌어 모으고 수분이 많을 경우 수분을 외부로 밀어내게 되어 접지저항을 크게 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제2 접지체의 외주면에 스테인레스 타공망이 감싸져 있으므로 제1 접지체 또는 제2 접지체의 내부적 요인이나 외부적 요인에 의해 손상을 입게 될 경우 손상이 계속 진행되어 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제2 접지체는 동일한 모양의 단위 접지체 복수 개의 단위 접지체를 일렬로 배열하여 형성하므로 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈이 요구하는 다양한 길이에 용이하게 대응할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제1 접지체와 제2 접지체의 양단에 각각 고정 설치되는 커버가 설치되어 있고 제2 접지체를 통과하는 연결봉이 상기 커버들을 서로 연결하기 때문에 뇌전류 또는 외부충격에 의해 쉽게 파손되지 않으며 견고한 결합구조를 유지할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 탄소 접지모듈의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈을 나타내는 사시도이다..
도 3은 도 2에서 커버를 생략한 사시도이다.
도 4a~도 4b는 본 발명에 따른 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈을 제조하는 방법을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈을 지하에 매설 후 전해질 흐름도를 나타내는 도면이다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈(100)은, 막대 형태의 제1 접지체(13), 상기 제1 접지체(13)의 외측면에 일체로 형성되는 제2 접지체(15), 상기 제1 접지체(13)에 연결되는 도전성의 심봉(11)을 포함한다.
상기 제2 접지체(15)는 일체로 형성될 수도 있으나 도면에 도시한 바와 같이 여러 개를 조립해서 형성할 수도 있다.
구체적으로, 상기 제2 접지체(15)는 길이방향을 따라 복수의 단위 접지체(15d)가 일렬로 이웃하게 접촉 배치되는 구성으로 되어 있으며, 상기 단위 접지체들(15d)을 길이방향으로 관통하는 복수의 연결봉(80)이 끼워져 있다.
상기 단위 접지체(15d)는 서로 동일한 단면의 형상을 가지고 있는 것이 바람직하나 서로 다른 모양을 가질 수도 있다.
상기 복수의 단위 접지체들(15d)을 조립하여 제2 접지체(15)를 구성하므로 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈(100)의 요구되는 다양한 길이에 용이하게 대응할 수 있다.
상기 제2 접지체(15)의 양단에는 상기 연결봉(80)과 심봉(11)이 관통하도록 커버(90)가 설치되어 있다.
복수의 연결봉(80)이 상기 단위 접지체(15d)들을 길이방향으로 관통한 후 상기 커버(90)에 체결된다.
이에 따라, 상기 연결봉(80)과 커버(90) 구조에 의해 접지모듈(100)이 뇌전류 또는 외부충격에 의해 쉽게 파손되지 않는다.
상기 연결봉(80)과 커버(90)는 스테인레스와 같은 소재로 구성하여 부식을 방지하도록 하는 것이 좋다.
또한, 상기 연결봉(80)과 커버(90)는 너트나 클립 등에 의해 체결될 수 있다.
이에 더하여, 제2 접지체(15)의 외부에는 스테인레스 타공망(17)이 추가로 마련되어 제1 접지체(13) 또는 제2 접지체(15)의 내부적 요인이나 외부적 요인에 의해 크랙 등과 같은 손상을 입게 될 경우 손상이 계속 진행되어 파괴되는 것을 방지한다.
상기 스테인레스 타공망(17)은 제2 접지체(15)의 전체 둘레면을 감싸는 형태를 가진다.
심봉(11)은 예컨대 스테인레스 강으로 이루어진 고전도체일 수 있으며, 상기 커버(90)로부터 외측으로 돌출되어 있다.
상기 심봉(11)은 제1 접지체(13)의 내부에 직접 삽입된 형태로 구성으로 되어 있다.
또한, 상기 심봉(11)이 커버(90)와 일체로 형성되어 상기 제1 접지체(13)와 연결되는 것도 가능하다.
이 경우, 커버(90)로부터 심봉(11)이 상기 제1 접지체(13)를 향해 돌출되는 것이 바람직하다.
제1 접지체(13)는 예컨대, 소금, 염화칼슘, 설탕, 팽창질석, 규산나트륨 등으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 접지체(13)는 팽창질석 등을 포함하고 있으므로 수분함유율이 60wt%에 이른다.
제2 접지체(15)는 팽창 진주석, 팽창질석, 흑연, 스텐레스, 시멘트,아크릴, 우레탄수지, 규산나트륨, 산화철 등으로 이루어진다.
본 발명에 따른 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈(100)의 전기 저항값은 0.5Ω 이내이므로, 1개만 매설하여도 큰 효과를 볼 수 있다.
본 발명에 따른 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈(100)은 팽창 진주석과 팽창질석으로 주로 조성되어 있어 수분함유률이 평균 60wt% 에 이른다,
이에 따라, 대지에 수분이 적을 경우 주변의 수분을 최대한 끌어 모으고, 대지에 수분이 많을 경우 수분을 밖으로 밀어내면서 전해질(소금)을 알맞게 퇴출시켜 접지 면적이 넓게 분포되도록 할 수 있다.
이에 따라, 낙뢰의 뇌전류를 신속하게 대지로 방전시키는 방전효율을 크게 높일 수 있다.
상기 제2 접지체(15)는 길이방향을 따라 일정 길이 연장되는 것으로, 원통형의 형태로 형성하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정하지 않으며 삼각형, 사각형 등의 다양한 형상으로 형성할 수 있다.
상기 제2 접지체(15)를 원통형으로 형성할 경우, 외주 둘레에는 표면적을 크게 하기 위하여 일정한 간격을 두고 내측으로 함몰되는 복수의 골이 형성하는 것이 좋다.
전술한 바와 같이, 제1 접지체(13)는 예컨대, 소금, 염화칼슘, 설탕, 팽창질석, 규산나트륨으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 접지체(13)를 구성하는 각각의 조성은 다음과 같다.
상기 제1 접지체(13)는 중량기준으로 소금40~60wt%, 팽창질석10~30wt%, 염화칼슘5~20wt%, 규산나트륨5~20wt%, 설탕 5~30wt%으로 구성될 수 있다.
제1 접지체(13)의 가장 바람직한 성분은 각각의 구성요소의 중간값에 해당한다.
상기 소금은 수분에 용해되어 전해질인 소금물이 되어 전기전도도를 높이기 위해 포함하는 재료로서, 과도하게 포함된 경우 팽창질석의 함량이 상대적으로 작아져 물의 흡수량이 떨어지는 단점이 있으며, 과소하게 포함된 경우 소정의 전기전도도를 얻을 수 없다는 단점이 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 40~60wt%의 조성을 갖는다.
질석은 전형적으로 흑운모의 변질작용에 의해 생성되며, 토양과 오래된 퇴적물 내에서 작은 입자로 산출된다. 산성 관입암, 휘석암·듀나이트와 같은 염기성암 사이의 접촉부에서도 형성된다. 큰 광상은 남아프리카 공화국, 오스트레일리아, 러시아 연방, 브라질과 미국의 몬태나·캐롤라이나에서 발견된다. 약 300℃로 급격히 가열할 경우, 질석은 원래 두께의 20배까지 팽창되어 팽창질석이 된다.
자연상태에서 이 광물은 경제적인 용도가 거의 없지만, 팽창된 질석은 매우 가볍기 때문에(비중이 0.09보다 작음), 경량 콘크리트와 플라스틱, 열·부식 절연체, 포장물질, 종자의 모판, 종이·페인트·플라스틱의 충전재와 연장재로 사용된다.
상기 팽창질석은 수분함유율이 높은 재료이다.
그러나 팽창질석을 10~30wt%의 범위로 하여 적당한 양의 수분함유가 이루어지도록 하여 소정의 전기전도도가 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 염화칼슘은 분자식 CaCl2로서 무색 또는 흰색 고체이며, 솔베이법으로 탄산나트륨을 생산할 때 부산물로 또는 탄산칼슘에 염산을 가하여 대량 생산한다. 무수는 백색의 조해성이 있는 결정으로, 비중이 2.15이며 물에 녹기 쉽다. 30℃ 이하에서 포화용액으로 결정시키면 6수염을 발생하고 이것을 300℃로 가열하면 무수염이 된다. 염화칼슘은 겨울철 빙판길 제빙작업이나 제설제로 쓰이는데, 이는 염화칼슘에 조해성이라는 성질이 있기 때문이다. 조해성은 주위에 있는 물을 흡수하는 성질을 말한다. 눈이나 얼음 위에 뿌려두면 수분을 흡수하면서 분해되는데, 이러한 과정에서 열을 발생시켜 눈이나 얼음을 녹인다.
이와 같이 염화칼슘은 조해성이 있으며, 5~20wt% 포함하여 적당한 양의 수분함유가 이루어지도록 함으로써 소정의 전기전도도가 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
규산나트륨은 규산소다라고도 하며, 조성에 따라 메타규산나트륨 Na2SiO3, 그 수화물인 오쏘규산나트륨 Na4SiO4, 이규산나트륨 Na2Si2O5 등 여러 가지가 있으나, 보통은 메타규산나트륨을 말한다. 수화물(水和物)도 있으나, 무수물은 석영과 탄산나트륨의 혼합물을 1,000℃로 가열 융해하여 고체화(固體化)시켜서 만든다. 메타규산나트륨은 물에 잘 녹으며, 수용액은 가수분해하여 알칼리성이 된다.
규산나트륨은 물의 흡수성이 우수하나 5~20wt% 정도 포함시켜서 적당한 양의 수분함유가 이루어지도록 하여 소정의 전기전도도가 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
설탕은 수분을 만날 때 소금의 형태가 흐트러지지 않도록 형태를 유지해주는 구성요소로서 5~30wt%으로 구성되는 것이 좋다.
과소하면 형태유지의 성능이 떨어지고 소금의 유출에 방해가 될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 제2 접지체(15)는 팽창 진주석, 팽창질석, 흑연, 스텐레스, 시멘트,아크릴, 우레탄수지, 규산나트륨, 산화철 등으로 이루어진다.
진주석은 팽창 후 동그란 발포가 이루어지는데, 이때 표피부분은 발포가 덜 된 상태로 이루어지므로, 안쪽에는 커다란 기공으로 이루어지는 반면, 표피는 작은 기공으로 이루어진다. 따라서, 수분 함유량은 우수하지만 이동이 어렵다는 단점이 있다.
한편, 질석은 표피나 내측이 같은 배율로 팽창된다. 따라서, 수분의 흐름(유동성)이 진주석에 비해 상당히 좋다.
그런데 모두 질석만 사용하면 성형성이 좋지 않아 제조가 어려운 단점이 있다.
따라서, 팽창진주석과 팽창질석을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 제2 접지체(15)는 중량기준으로 팽창진주석 5~30wt%, 팽창질석5~30wt%, 흑연10~60wt%, 시멘트20~60wt%, 아크릴수지1~5wt%, 우레탄수지2~5wt%, 규산나트륨5~10wt%로 구성되는 것이 바람직하다.
제2 접지체(15)의 가장 바람직한 성분은 각각의 구성요소의 중간값에 해당한다.
먼저, 진주석(Perlite)은 Pearl stone이라고도 부르며, 천연 SiO2 가 70wt% 이상 함유된 유리이다. 진주석은 점성의 용암(화산용암)이나 마그마가 지표의 호수로 흘러들어 급격한 냉각에 의해 형성된 화산암의 일종이다. 화산지대에서 채취한 퍼라이트 원석(정석)을 1,000~1,300℃ 로 소성 팽창하여 만들어진 제품을 천연 무기재료 진주석이라 통칭하며, 이러한 소성 팽창 가공을 통해 이루어진 수많은 기공들로 인하여 우수한 경량성, 단열성, 보비성, 배수성 등의 우수한 성능을 보유한 진주석이 만들어지는 것이다.
구체적으로, 진주석은 다공성을 가짐에 따라 수분 흡수력과 습도 유지력을 향상시키는 이점을 제공함과 아울러서, 경량성 및 강도가 높은 성질들이 있어 제품을 무게를 경량화시키고 내구성을 좋게 하는 이점이 있다.
또한, 진주석은 2.5mm 이하의 표준 입도, 0.16kg/ℓ의 겉보기 비중, 4.0(ℓ/kg)의 최대 용수량, 0.045Kcal/mh℃의 열전도율을 가지며, 건조시 전기 저항률이 무한대이고, 수분 함침시 전기 저항률이 약 350KΩ·m 일 수 있다.
진주석이 900~1200도의 고열을 받으면 팽창하여 팽창 진주석이 된다.
제2 접지체(15)에서 팽창 진주석이 5~30wt% 포함되어 수분의 흡수를 용이하게 하고 경량화를 유도할 수 있다.
그러나 과도하게 포함되면 부피가 지나치게 증가하여 제조가 어려운 단점이 있다.
팽창진주석은 미성산업 등의 "파믹스 퍼라이트" 제품 또는 이와 동등한 제품을 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이 팽창질석은 질석을 약 300℃로 급격히 가열하여 만들어지며 원래 두께의 20배까지 팽창된다.
자연상태에서 이 광물은 경제적인 용도가 거의 없지만, 팽창된 질석은 매우 가볍기 때문에(비중이 0.09보다 작음), 경량 콘크리트와 플라스틱, 열·부식 절연체, 포장물질, 종자의 모판, 종이·페인트·플라스틱의 충전재와 연장재로 사용된다.
상기 팽창질석은 수분함유율이 높은 재료이다.
그러나 팽창질석을 5~30wt%의 범위로 하여 적당한 양의 수분함유가 이루어지도록 하여 소정의 전기전도도가 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
특히 과도하게 포함되면 성형성이 급격히 떨어지는 단점이 있다.
팽창질석은 미성산업의 실버미분을 원료로서 사용할 수 있다.
흑연은 전기전도도(전기 저항이 0Ω에 근접)를 높이기 위해 포함되며 10~60wt% 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
흑연의 함량이 과다하면 전기전도도는 커지지만 수분 흡수나 접착을 위한 다른 성분이 상대적으로 적어져서 전해질에 의한 방전효율의 증가 효과를 얻을 수 없다는 단점이 있다.
또한, 시멘트는 20~60wt%, 아크릴수지는 1~5wt%, 우레탄수지는 2~5wt%를 각각 포함하는 것이 좋다. 이들은 함께 혼합되는 분말에 접착성을 부여하여 성형하기 위한 것으로서, 과소하면 접착력이 떨어져서 성형이 안되고, 과다하면 접착력의 증가는 미소한 대신 상대적인 부피를 많이 차지하여 수분을 배출시 함께 퇴출되어 전해질의 기능을 방해하는 단점이 있다.
상기 시멘트는 도전성 시멘트를 채택하는 것이 바람직하며, (주)고려전기상사의 "매직 어스" 또는 이와 동등한 제품이 사용될 수 있다.
규산나트륨은 물의 흡수성이 우수하나 5~10wt% 정도 포함시켜서 적당한 양의 수분함유가 이루어지도록 하여 소정의 전기전도도가 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈을 구성하면, 대지에 수분이 적을 경우 주변의 수분을 최대한 끌어모으고, 수분이 많을 경우 수분을 밖으로 밀어내게 된다.
이에 따라, 밖으로 수분이 밀릴 때 전해질이 알맞게 퇴출되어 접지 면적이 넓게 분포됨으로써 낙뢰의 뇌전류를 신속하게 대지로 방전시키는 방전효율을 크게 높일 수 있게 된다(도 5 참조).
이하, 상기와 같은 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈(100)의 제조 과정을 설명한다.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 일실시 예를 따른 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 와 도 4b와 같이, 먼저, 금형(50) 내에 스테인레스 타공망(17)을 넣고 에어실린더 등의 구동기구를 이용하여 금형(50)의 하단부 끝까지 가도록 밀어준다(S1).
상기 금형(50)에는 상기 제2 접지체(15)에 형성되는 체결공(15a)에 대응하는 연장봉(52)과, 제1 접지체(13)가 수용되기 위한 수용공(15c)에 대응하는 홀 패드(54)가 세워져서 설치되어 있다.
*다음, 도 4c과 도 4d에 도시한 바와 같이, 제2 접지체(15)를 이루는 재료(팽창진주석 5~30wt%, 팽창질석5~30wt%, 흑연10~60wt%, 시멘트20~60wt%, 아크릴수지1~5wt%, 우레탄수지2~5wt%, 규산나트륨5~10wt%)를 혼합 반죽한 재료를 금형(50) 내에 투입하고, 유압 프레스(미도시)를 이용하여 압축한다(S2).
이때, 유압 프레스의 하단에는 상기 금형(50)의 단면형상과 동일한 형태의 누름판(61)이 설치될 수 있다.
상기 누름판(61)에도 상기 연장봉(52)과 홀 패드(54)에 대응하는 구멍(61a, 61b)이 각각 형성되어 있다.
그리고, 성형된 제품을 빼낸다(S3).
도 4e에 도시한 바와 같이, 성형된 제2 접지체(15) 제품은 외주면이 부분 원통형으로서 둘레방향을 따라 3개의 골이 등간격으로 형성된 구조로 되어 있다.
상기 골에 의해 부피가 작아져 경량화가 유도되고 평면 구조에 비해 접지모듈의 접촉 면적이 크게 늘어나게 된다.
둘레방향을 따라 3개의 체결공(15a)이 형성되고 3개의 체결공(15a)의 안쪽에는 수용공(53)이 형성된다.
*상기 제2 접지체(15)의 외주면에는 스테인레스 타공망(17)이 씌워져 있다.
다음, 도 4f에 도시한 바와 같이, 상기 제2 접지체(15) 다수 개를 일방향으로 쌓는다(S4).
이 경우, 상기 제2 접지체(15)의 길이방향을 따라 관통 형성된 체결공(15a)에 연결봉(80)을 끼우는 것이 바람직하다.
다음, 도 4g에 도시한 바와 같이, 상기 제2 접지체(15)의 중앙에 형성된 수용공(15c)에 심봉(11)을 배치한 상태에서 제2 접지체(15)에 형성된 수용공(53)에 제1 접지체(13)를 이루는 원료 분말(소금40~60wt%, 팽창질석10~30wt%, 염화칼슘5~20wt%,규산나트륨5~20wt%, 설탕 5~30wt%)을 투입한다(S5).
상기 심봉(11)을 배치하기 위해서는 적절한 고정틀이 필요하다.
또한, 상기 심봉(11)은 접지 모듈(100) 전체 길이에 걸쳐서 연장될 수도 있고, 양단으로부터 어느 정도의 길이까지만 각각 연장 형성될 수도 있다.
다음, 도 4h에 도시한 바와 같이, 상기 제2 접지체(15)의 양단에서 상기 연결봉(80)과 심봉(11)이 관통되도록 커버(90)를 끼운 후, 상기 연결봉(80)에 너트나 클립 등을 결합하여 상기 커버(90)를 상기 제2 접지체(15)에 고정한다.
상기 커버(70)의 모양은 상기 제2 접지체(15)의 모양과 동일하게 형성되어 서로 일치하는 것이 바람직하다.
한편, 전수한 제조방법에서, 심봉(11)을 커버(90)와 일체로 형성할 수도 있다.
이 경우에는 상기 제2 접지체(15)의 일단에 먼저 심봉(11)을 커버(90)를 설치한 후 제1 접지체(13)의 원료를 투입하고, 그 후 타단에 심봉(11)과 커버(90)를 설치하면 된다.
전술한 구성으로 이루어지며 소정의 접지기능을 발휘할 수 있는 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈(100)의 전체 무게는 대략 다음과 같다.
제1 접지체(13)의 무게 6.5kg, 제2 접지체(15)의 무게 22.8kg, 스테인레스(심봉, 스테인레스 타공망, 연결봉 및 커버)의 무게 7.8kg으로 구성되며, 총 37.1kg이다.
탄소 저항체와 전도성 심봉으로 이루어진 종래 접지모듈의 경우 50kg 이상인 점에 비추어 현저한 중량감소의 효과를 나타내고 있으며, 테스트 결과 실온에서 적정한 저항률인 4.0 Ω-m를 유지하는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 구조 및 조성에 의한 접지체가 동일 조건의 토양에 매설된 경우 계절별로 변화하는 매설지 주변의 기후 변화에 따른 접지 저항치를 비교하였다.
이때의 시험조건 및 시험방법은 본 분야에서 접지저항을 측정하는 공지의 3점 전위차 측정법(전위강하법) 측정원리를 활용하였으며 계측 장비는 다용도 저항계(Model : CA6470, CHAUVIN ARNOUX)이며, 동일한 크기의 탄소만으로 성형된 본 발명자가 생산한 Ø 260 ㎜ X 1000 ㎜(50Kg) 인 탄소 접지체(이하 비교예 1), 　Ø 260 ㎜ X 1000 ㎜ (42Kg)인 퍼라이트와 흑연 등으로 이루어진 본 발명자의 등록 특허인 10-0875504호의 에 나타난 접지체(이하 비교예 2) 및 본 발명의 접지체(Ø 260 ㎜ X 1000 ㎜, 37.1Kg)를 본 발명자 소유의 야외 시험장의 1M 지하에 동일한 조건으로 매설하여 1년간 측정하여 본 결과 비교예 1과 비교예 2는 계절의 변화에 따라 최대 42Ω에서 최소 19Ω 범위를 유지하는 것으로 측정되었으며, 본 발명의 접지체는 최대 30Ω에서 최소 17Ω 범위를 유지하는 것으로 나타나고 있다.
즉, 이러한 결과는 본 발명의 접지체가 동일한 크기의 비교예 1에 비하여 20%이상, 비교예 2에 비하여는 5~15% 이상 경량화될 뿐만 아니라, 하절기, 동절기 등 접지체의 매설위치의 주변 환경 변화에도 본 발명의 접지체가 비교예 1 및 비교예 2의 접지체보다 동등 이상의 전기적 성능을 유지하고 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (6)

  1. 막대 형태의 제1 접지체;
    상기 제1 접지체의 외측면에 일체로 형성되는 제2 접지체;
    상기 제1 접지체에 연결되는 도전성의 심봉을 포함하되,
    상기 제1 접지체는 소금40~60wt%, 팽창질석10~30wt%, 염화칼슘5~20wt%,규산나트륨5~20wt%, 설탕 5~30wt%로 구성되고,
    상기 제2 접지체는 팽창진주석 5~30wt%, 팽창질석 5~30wt%, 흑연 10~60wt%, 시멘트 20~60wt%, 아크릴수지1~5wt%, 우레탄수지2~5wt%, 규산나트륨5~10wt%로 구성되는 것을 특징으로 하는 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 접지체는 길이방향을 따라 복수의 단위 접지체가 일렬로 이웃하게 접촉 배치되는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 접지체와 제2 접지체의 양단에는 각각 커버가 고정 설치되고,
    상기 단위 접지체들을 길이방향으로 관통하는 복수의 연결봉이 상기 양 커버에 체결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 접지체의 외주면에는 스테인레스 타공망이 감싸진 것을 특징으로 하는 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈.
  5. 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈의 제조방법에 있어서,
    금형 내에 스테인레스 타공망을 넣고 상기 금형의 하단부 끝까지 가도록 밀어주는 단계;
    제2 접지체를 이루는 원료 분말을 혼합 반죽한 재료를 상기 금형 내에 투입하고 압축하는 단계;
    스테인레스 타공망에 의해 외주면이 감싸진 제2 접지체의 단위 접지체를 빼내는 단계;
    상기 단위 접지체의 다수 개를 일렬로 배열하여 제2 접지체를 형성하는 단계;
    상기 제2 접지체의 길이방향을 따라 관통 형성된 체결공에 연결봉을 끼우는 단계;
    상기 제2 접지체의 중앙에 형성된 수용공에 심봉을 배치한 상태에서 제1 접지체를 이루는 원료 분말을 투입하여 상기 심봉과 제1 접지체를 연결하는 단계;
    상기 제2 접지체의 양단에서 상기 연결봉과 심봉이 관통되도록 커버를 끼우는 단계;
    상기 커버를 상기 제2 접지체에 고정하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 접지체는 소금40~60wt%, 팽창질석10~30wt%, 염화칼슘5~20wt%,규산나트륨5~20wt%, 설탕 5~30wt%로 구성되고, 상기 제2 접지체는 팽창진주석 5~30wt%, 팽창질석 5~30wt%, 흑연 10~60wt%, 시멘트 20~60wt%, 아크릴수지1~5wt%, 우레탄수지2~5wt%, 규산나트륨5~10wt%로 구성되는 것을 특징으로 하는 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈의 제조방법.
  6. 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈의 제조방법에 있어서,
    금형 내에 스테인레스 타공망을 넣고 상기 금형의 하단부 끝까지 가도록 밀어주는 단계;
    제2 접지체를 이루는 원료 분말을 혼합 반죽한 재료를 상기 금형 내에 투입하고 압축하는 단계;
    스테인레스 타공망에 의해 외주면이 감싸진 제2 접지체의 단위 접지체를 빼내는 단계;
    상기 단위 접지체의 다수 개를 일렬로 배열하여 제2 접지체를 형성하고, 상기 제2 접지체의 일단은 심봉이 고정된 커버로 덮고 상기 단위 접지체에 형성된 복수의 체결공에 연결봉을 삽입하는 단계;
    상기 제2 접지체의 타단에 형성된 수용공에 제1 접지체를 이루는 원료 분말을 투입하는 단계;
    상기 제2 접지체의 타단을 심봉이 고정된 커버로 덮고 연결봉과 커버를 체결하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 접지체는 소금40~60wt%, 팽창질석10~30wt%, 염화칼슘5~20wt%,규산나트륨5~20wt%, 설탕 5~30wt%로 구성되고, 상기 제2 접지체는 팽창진주석 5~30wt%, 팽창질석 5~30wt%, 흑연 10~60wt%, 시멘트 20~60wt%, 아크릴수지1~5wt%, 우레탄수지2~5wt%, 규산나트륨5~10wt%로 구성되는 것을 특징으로 하는 흑연, 진주석 및 질석의 혼합 접지모듈의 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109149158A (zh) * 2018-08-24 2019-01-04 武汉中洋博宇科技发展有限公司 一种防止流体冲刷的柔性石墨接地体

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101831355B1 (ko) * 2016-08-18 2018-02-28 (주)미래안월드 복합접지체 접지봉 및 이를 제조하는 방법
CN110661118A (zh) * 2018-06-29 2020-01-07 中国电力科学研究院有限公司 一种改性硅酸盐接地模组及其制作方法和制作模具

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07211418A (ja) * 1994-01-14 1995-08-11 Osaka Gas Co Ltd 接地抵抗低減剤および接地電極
KR100867663B1 (ko) * 2008-07-10 2008-11-10 (주)의제전기설비연구원 더블 트라이앵글 공법을 채용한 피뢰 시스템
KR100875504B1 (ko) * 2008-07-25 2008-12-26 (주)의제전기설비연구원 퍼라이트 탄소 접지 모듈
JP2014220222A (ja) * 2013-05-03 2014-11-20 オムニ エルピーエス． カンパニー リミテッド 接地モジュール

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101139841B1 (ko) * 2011-11-29 2012-04-30 주식회사 엔투비 돌출부를 구비하고 세라믹 담체를 내재한 접지장치
CN103441342B (zh) * 2013-08-26 2016-05-25 于钦贤 一种复合石墨接地导体、制备方法及其使用方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07211418A (ja) * 1994-01-14 1995-08-11 Osaka Gas Co Ltd 接地抵抗低減剤および接地電極
KR100867663B1 (ko) * 2008-07-10 2008-11-10 (주)의제전기설비연구원 더블 트라이앵글 공법을 채용한 피뢰 시스템
KR100875504B1 (ko) * 2008-07-25 2008-12-26 (주)의제전기설비연구원 퍼라이트 탄소 접지 모듈
JP2014220222A (ja) * 2013-05-03 2014-11-20 オムニ エルピーエス． カンパニー リミテッド 接地モジュール

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109149158A (zh) * 2018-08-24 2019-01-04 武汉中洋博宇科技发展有限公司 一种防止流体冲刷的柔性石墨接地体

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