KR101094471B1 - 다중관형 접지봉 - Google Patents

Abstract

본 발명은 낙뢰를 유도하여 지중에서 방전되도록 한 접지봉에 있어서 그 표면적을 증대시킬 수 있도록 하기 위한 다중관형 접지봉에 관한 것이다.

본 발명은 접지봉의 표피 면적을 파격적으로 증가시켜 지중 방전 능력을 크게 향상시킴과 아울러, 접지 저항을 크게 낮추고 지속적 방전에 충분한 양의 저감제를 넣을 수 있는 공간을 제공하면서도 그 중량을 최소화할 수 있도록 함과 동시에 제작이 용이하도록 한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 직경이 큰 동관 내부에 직경이 작은 동관을 하나 이상 넣고 그 상, 하부 커버에 의하여 덮어 고정함으로써 표면적을 증대시키고, 충분한 양의 저감제 수용 공간을 확보하여 낮은 접지 저항을 유지하여 지중 방전 능력을 향상시킴으로써 막대한 양의 낙뢰 전하라도 신속하게 방전시킬 수 있어서 인명과 재산을 더욱 안전하게 보호할 수 있게 되는 것이며, 가공이 용이하고, 경량으로 제작하여 제작, 운반, 시공이 용이하게 되는 효과가 있다.

접지봉 낙뢰 전하 저감제

Description

다중관형 접지봉{Multi-Tube Type Ground Rod}

본 발명은 다중관형 접지봉에 관한 것으로, 특히 낙뢰를 유도하여 지중에서 방전되도록 함으로써, 낙뢰로 인한 건물이나 설비의 피해나 인명의 손상을 방지하기 위한 접지봉에 있어서 그 표면적을 증대시킬 수 있도록 하기 위한 다중관형 접지봉에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 종래에는 단일 동관으로 된 접지봉 내부에 저감제를 넣고 지면에 매설하여 피뢰침에서 유도되는 낙뢰가 피뢰도선을 통하여 접지봉에서 방사되도록 함으로써 지면으로 흡수되도록 하였으며, 대표적인 예를 도 1로 보인 바와 같은 대한민국 공개특허 10-2009-0102151호(발명의 명칭: 전기설비의 접지봉 및 접지 시공방법; 이하 '인용발명'이라 함)에 의하여 살펴 볼 수 있다.

이는 전기시설물의 접지를 위한 접지봉에 있어서,

전기시설물의 접지를 위하여 지면 아래쪽에 매립되고 전기시설물과 접지선으 로 연결되는 접지봉에 있어서, 접지저감제의 주입을 위하여 상단이 개방되고 내부가 비어 있는 봉 형태로 이루어지며, 봉의 하단부에는 접지 저감제 투입을 위한 다수의 홀이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

그러므로, 인용발명은 접지봉 내부의 저감제가 지속적으로 지면으로 흡수되는 것이어서 양호한 접지저항을 상당한 기간 동안 유지할 수 있게 되었던 것이다.

반면에, 이러한 인용발명의 접지봉은 낙뢰를 지중에서 방전시키는 과정에서 접지봉의 표피효과에 의하여 제한된 면적의 표피에서 전하가 방전되는바, 막대한 낙뢰 전하가 극히 짧은 시간 동안 유입되는 경우에는 방전 면적이 불충분하게 됨에 따라 낙뢰 전하가 전량 지중 방전 되지 못하고 피뢰도선측으로 역류 현상을 일으켜 피뢰도선 외부로 낙뢰가 비산되면서 사람이나 시설물 등에 뇌격을 가하여 사고가 발생하는 문제점이 있었다. 그러므로, 동관의 직경을 크게 하여 표피 면적을 증대시키고 있으나, 단일 동관으로 된 접지봉은 직경을 크게 하기 위하여 부득이 그 두께를 두텁게 하여야 하므로 중량이 증가되고, 두께가 두텁게 됨에 따라 천공 등 가공 작업이 어렵게 되는 것이어서, 제작 및 운반 및 시공에 어려움을 겪게 되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 접지봉의 표피 면적을 파격적으로 증가시켜 지중 방전 능력을 크게 향상시킴과 아울러, 접지 저항을 크게 낮추고 지속적 방전에 충분한 양의 저감제를 넣을 수 있는 공간을 제공하면서도 그 중량을 최소화할 수 있도록 함과 동시에 제작이 용이하도록 한 다중관형 접지봉을 제공함에 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 둘레면에 유출공이 형성된 동관 내부에 저감제를 넣어 매설하도록 하되,

직경이 작은 하나 이상의 중심관을 직경이 보다 큰 제 2동관 내부에 넣어 가장 큰 직경의 제 2동관이 최외곽에 배치되도록 하고 그 상, 하단에 상, 하부커버를 고정하여 복수개의 동관이 중첩, 고정된 다중관형 접지봉을 제안한다.

아울러, 본 발명은 다중관 사이에 일정한 간격이 유지되도록 하기 위한 스페이서를 배치하여 줌으로써 최적 간격이 유지됨과 아울러 견고한 강성 구조를 확보하고, 이에 충분한 양의 저감제를 투입하여 저감제에 의하여 지속적으로 낮은 접지 저항을 유지할 수 있는 충분한 용량의 저감제 수용 공간을 구비한 다중관형 접지봉을 제안한다.

이에 따라 본 발명은 극히 짧은 시간에 피뢰도선을 통하여 진입한 막대한 양의 전하를 다중관형 접지봉의 대단히 넓은 표면에 의한 표피효과에 의하여 신속히 직접 지중방전 시키거나 저감제를 통하여 지중방전 시키게 되는 것이어서 접지봉에 도달한 전하가 피뢰도선을 타고 역류하는 일이 없이 안전하게 효과적으로 방전시킬 수 있게 되어 접지봉의 성능을 크게 개선하게 되는 탁월한 효과가 있는 것이다.

아울러, 본 발명에서는 표피 면적이 증대됨에 따라 접지저항이 낮아 질 뿐만 아니라, 다중관 사이에 많은 양의 저감제를 수용할 수 있는 저감제 수용 공간이 확보되는 것이어서 다량의 저감제에 의하여 지속적으로 낮은 접지저항을 유지할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다. 아울러, 본 발명에서는 직경이 매우 큰 접지봉을 제조할 수 있게 되면서도 복수개의 동관이 동심원상으로 스페이서에 의하여 고정된 것이어서 그 두께를 얇게 하여 제작비용을 절감하면서도 충분한 강도를 제공할 수 있게 된다.

이와 아울러 본 발명은 두께가 얇아 경량으로 제작할 수 있게 되므로 제작, 운반, 시공이 용이하게 되는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 복수개의 동관 표면에 돌기를 반복적으로 형성하여 줌으로써, 표면적을 대폭 증대시켜 극히 짧은 시간에 도달한 더욱 막대한 양의 전하를 매우 넓은 표면에 의하여 지중으로 즉시 방전시킬 수 있게 되는 것이어서, 접지봉 지중 방전 성능을 크게 개선할 수 있게 되는 효과가 있다.

본 발명에 의한 다중관형 접지봉의 외관을 도 2로 도시하였으며, 그 구조를 도 3의 종단면도로 보였다. 이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명은 하단에 예부(100)가 구비된 중심관(200)과, 중심관(200)의 중앙에 내부중심관(305)을 설치하 고 내부중심관(305)의 상방에 나사관(202)을 압입하며, 내부중심관(305) 상단을 상부커버(502)의 중심공(503)에 끼워 결합하고, 나사관(202)에 결합되는 조임볼트(201) 및 피뢰도선(701)의 터미널(203)을 체결하며, 중심관(200)의 외부 둘레에 끼워진 제 1동관(300)과, 제 1동관(300) 외부 둘레에 끼워진 제 2동관(400) 및 이들 중심관(200), 제 1동관(300), 제 2동관(400)의 상, 하단에 결합된 상, 하부커버(500, 501)와, 제 2동관(400)과 제 1동관(300) 그리고 중심관(200)의 사이에 결착되어 이들 관체 사이가 일정한 간격을 유지하도록 하기 위한 스페이서(600)가 구비되며,

복수개의 관체 사이의 공간에 채워진 저감제(800)가 배출공(801)을 경유하여 지중으로 유출될 수 있도록 하였다.

아울러, 전술한 나사관(202)은 중심관(200)의 두께를 얇은 것으로 하더라도 나사관(202) 내부 둘레면에 나사부를 형성할 수 있으므로 조임볼트(201)를 위한 결합구조를 제공하여 커버 기능과 터미널(203) 체결 기능을 얻을 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 된 본 발명은 내부중심관(305) 및 중심관(200)의 상단과 하단을 다른 관체에 비하여 다소 길이가 길도록 하여 상, 하부커버(500, 501)를 결합 시 접지봉의 수직 중심이 정확하게 확보되도록 하며, 제 2동관(400)의 상, 하단 둘레에 상, 하부커버(500, 501) 내측 둘레면이 밀착되도록 함으로써 스페이서(600)에 의하여 제 1동관(300)의 위치가 고정된 상태로 하는 되는 것이다.

이러한 본 발명에서 사용되는 스페이서(600)는 제 2동관(400)과 제 1동 관(300), 중심관(200)의 둘레에 규칙적으로 천공되고, 나사부를 형성시킨 다수의 나사공(700)에 결합되는 볼트일 수 있으며, 이는 볼트의 두부를 공지된 일반 공구를 사용하여 손쉽게 장착할 수 있으므로 작업성을 향상시킬 수 있는 것이다. 아울러, 본 발명에서는 저감제(800)를 내부중심관(305)에 주입하여 채워 넣게 되는 것인바, 내부중심관(305)에 저감제를 주입하면 내부중심관(305) 둘레면에 형성된 통공을 경유하여 중심관(200)과 제 1동관(300) 그리고 제 2동관(400) 사이의 공간에 채워지게 되는 것인 바, 이러한 저감제(800) 충전 공정은 필요에 따라 제조 공장에서 실시할 수도 있고, 시공 현장에서 실시할 수도 있는 것이다.

이러한 본 발명은 전체적인 직경은 매우 크지만 전술한 바와 같이 상, 하부커버(500, 501)와 스페이서(600)에 의하여 제2동관(400)과 제 1동관(300), 중심관(200), 내부중심관(305)이 견고하게 지지되고 있으므로 관체의 두께를 두텁게 하지 않을 수 있게 되어 전체적으로는 경량화 되고 가공이 용이하게 되는 것이다.

이러한 본 발명은 내부중심관(305)과 중심관(200), 제 1동관(300) 그리고 제 2동관(400)이 상, 하부커버(500, 501) 및 스페이서(600)에 의하여 연결되어 전기적으로 모두 도통된 상태이므로 피뢰도선(701)에 의하여 유도된 낙뢰에 의한 전하가 내부중심관(305)과 중심관(200) 그리고 제 2동관(400)과 제 1동관(300)의 표피를 통하여 지중 방전되거나 유출공(801)을 통하여 지중으로 침투한 전기적 저항이 작은 저감제(800)를 통하여 지중 방전되는 것이다.

이에 따라, 본 발명은 다수 관체에 의하여 표피 면적이 매우 넓은 상태이므로 막대한 양의 낙뢰전하가 가하여 진 경우에도 넓은 표피에 이들 낙뢰전하가 분산 되고, 이에 따라 피뢰도선(701)으로 역류하지 아니하고 전량 지중으로 방전시킬 수 있게 되는 것이다.

아울러, 이러한 본 발명에서는 도 4로 보인 바와 같이 제 2동관(400)과 제 1동관(300) 등에 다수의 돌기(900)를 형성하여 줌으로써 다수의 돌기(900)에 의하여 생성되는 넓은 표면적에 의하여 더욱 많은 양의 전하를 수용하여 지중으로 방전시킬 수 있게 되는 것이다.

아울러, 본 발명에서는 전술한 실시예에서 제 1동관(300)을 1개 설치한 예를 보였으나, 도 5로 보인 바와 같이 제 1동관(300)은 필요에 따라 사용하지 않거나 도 6으로 보인 바와 같이 설치 개수를 2개 이상으로 할 수도 있는 것이며, 이는 접지봉이 설치된 지중의 전기 전도도 등을 감안하여 적정한 설계에 의하여 개수를 결정하여 사용할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 내부중심관(305) 및 중심관(200)의 상, 하단 길이가 다른 동관보다 길도록 하고, 연장된 중심관(200)이 상, 하부커버(500, 501)의 내측둘레면(204)에 고정되도록 함으로써, 별도의 수단 없이 견고하게 유지되는 중심을 확보할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명은 도 7로 보인 바와 같이 제 1동관(300)을 망관(301)으로 대체하여 사용함으로써 망관(301)에 의하여 표면적을 더욱 넓게 하면서도 저감제(800)의 배출이 용이하도록 할 수 있어서 지중에 매설시 접지저항을 낮출 수 있게 되어 지중 방전 용량을 크게 할 수 있게 된다.

아울러, 이러한 실시예에 의한 본 발명은 다수의 망공을 갖는 망관(301)이 동관과 같은 강직성을 가진 것이 아니므로 도 7b로 보인 바와 같은 통공(302)을 가진 원판상의 지지링(303)을 한 개이상 사용하여 제 2동관(400)과 망관(301) 사이에 배열하여 나사로 고정하고, 그 위치의 안정을 위하여 중심관(200)과 망관(301) 사이를 볼트 및 너트로 구성된 다수의 나사체결수단(304)으로 체결하여 고정함으로써 강성구조로 되어 운반이나 시공 시에도 변형이나 손상이 없게 된다.

또한, 이러한 실시예에서의 나사체결수단은 도 7a로 보인 바와 같이 양측에 볼트가 구비되어 중심관(200)과 망관(301)측에서 너트부에 의하여 체결할 수 있도록 실시할 수 있다.

아울러, 본 발명은 도 8로 보인 바와 같이 일측은 볼트부가 형성되고 타측은 너트부가 형성되어 일측의 볼트부가 중심관(200)에 체결되고, 타측의 너트부는 망관(301)를 관통하는 볼트가 체결되도록 하여 중심관(200)과 망관(301)이 견고하게 고정되도록 하고, 아울러 통공(302)을 가진 원판상의 지지링(303)을 한개 이상 사용하여 제 2동관(400)과 망관(301) 사이에 배열하여 나사로 고정함으로써, 견고한 결합 구조로 되도록 할 수 있는 것이다.

이와 같이 하여 본 발명은 여러개의 동관과 망관을 이용한 다중관형 접지봉을 활용하여 많은 표피면적을 제공하고 충분한 양의 저감제를 수용할 수 있는 구조로 할 수 있으며, 본 발명의 기술적 특징을 유지하는 범위내에서 보편화된 구성 요소를 부가하여 다양한 변형 형태로 제작할 수 있음은 물론이다.

도 1은 종래의 저감제를 사용한 접지봉을 보인 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 다중관형 접지봉을 보인 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 접지봉의 구조를 보인 종단면도.

도 4 내지 도8은 본 발명에 의한 접지봉의 다른 실시예를 보인 설명도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100: 예부 200: 중심관 201: 조임볼트

202: 나사관 203:터미널 204: 내측둘레

300: 제 1동관 301: 망관 302: 통공

303: 지지링 304: 나사체결수단 305: 내부중심관

400: 제 2동관 500: 상부커버 501: 하부커버

502: 상부커버 503: 중심공 600: 스페이서

700: 나사공 701: 피뢰도선 800: 저감제

801: 배출공 900: 돌기

Claims (9)

1. 둘레면에 유출공이 형성된 동관 내부에 저감제를 넣어 매설하도록 하되, 직경이 작은 하나 이상의 중심관을 직경이 상기 중심관 보다 큰 제 2동관 내부에 넣어 가장 큰 직경의 제 2동관이 최외곽에 배치되도록 하고, 상기 제 2동관의 상, 하단에 상, 하부커버를 고정하여 복수개의 동관이 중첩, 고정된 구조임을 특징으로 하는 다중관형 접지봉.
2. 청구항 1에 있어서,

   전술한 중심관 내부 중앙에 내부중심관을 추가 설치하고, 상기 내부중심관의 상방에 조임볼트 및 피뢰도선과 연결된 터미널을 고정하여서 됨을 특징으로 하는 다중관형 접지봉.
3. 청구항 1에 있어서,

   전술한 중심관과 제 2동관 사이에 일정한 간격의 유지와 강성확보를 위한 스페이서를 배치하여서 됨을 특징으로 하는 다중관형 접지봉.
4. 청구항 1에 있어서,

   전술한 중심관의 상, 하단 길이가 다른 동관보다 길도록 하고, 연장된 중심관의 상부 및 하단이 단턱을 구비한 상, 하부커버 내측 둘레에 고정되도록 함을 특징으로 하는 다중관형 접지봉.
5. 청구항 1에 있어서,

   전술한 중심관과 제 2동관 사이에 제1동관이 배열되고 스페이서에 의하여 고정됨을 특징으로 하는 다중관형 접지봉.
6. 청구항 5에 있어서,

   전술한 중심관, 제 1동관, 제 2동관 중 어느 하나 이상의 동관 둘레에 돌기가 다수 형성됨을 특징으로 하는 다중관형 접지봉.
7. 둘레면에 유출공이 형성된 동관 내부에 저감제를 넣어 매설하도록 하되, 직경이 작은 하나 이상의 중심관을 직경이 상기 중심관 보다 큰 제 2동관 내부에 넣어 가장 큰 직경의 제 2동관이 최외곽에 배치되도록 하고, 상기 제 2동관의 상, 하단에 상, 하부커버를 고정하여 복수개의 동관이 중첩, 고정되도록 함과 아울러,

   상기 중심관과 제 2동관 사이에 다수의 망공을 갖는 망관을 배치하고, 중심관과 제 2동관 및 망관 사이에 통공을 갖는 지지링을 배열하며, 중심관과 망관 사이는 복수개의 나사체결수단으로 체결하여서 됨을 특징으로 하는 다중관형 접지봉.
8. 청구항 7에 있어서,

   전술한 중심관 내부 중앙에 내부중심관을 추가 설치하고, 상기 내부중심관의 상방에 조임볼트 및 피뢰도선과 연결된 터미널을 고정하여서 됨을 특징으로 하는 다중관형 접지봉.
9. 청구항 7에 있어서,

   전술한 중심관과 망관 사이에 나사체결수단을 구비하고, 통공을 가진 지지링에 의하여 망관과 제 2동관 사이를 체결하여서 됨을 특징으로 하는 다중관형 접지봉.

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