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고전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접지봉(HIGH EFFICIENCY AND LIGHT WEIGHT EARTHING ROD FOR EMITTING HIGH CURRENT TO THE OUTSIDE)

갈때까지가는거야 2018. 3. 13. 15:05

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2012년04월03일
(11) 등록번호 10-1131771
(24) 등록일자 2012년03월23일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
H01R 4/66 (2006.01) H01T 4/00 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2011-0126081
(22) 출원일자 2011년11월29일
심사청구일자 2011년11월29일
(56) 선행기술조사문헌
KR100605533 B1*
KR1020090119302 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
(주)에스엠씨
경기도 광주시 초월읍 산수로226번길 52
(72) 발명자
서쌍수
경기도 군포시 당동 용호마을 엘지아파트 102동
1001호
(74) 대리인
김대영
전체 청구항 수 : 총 5 항 심사관 : 최진영
(54) 발명의 명칭 고전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접지봉
(57) 요 약
본 발명은, 낙뢰에 의한 충격전류를 대지로 안전하게 유도함으로써 낙뢰로 인한 건물의 화재, 파손 및 인명에 대
한 상해를 방지하기 위한 고전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접지봉에 관한 것이다. 본 발명은 내부로 중
공이 형성된 도전봉(111)과, 상기 도전봉(111)의 외주연에서 상기 도전봉(111)의 길이방향으로 선접촉하는 면 형
태로 이루어져 상기 도전봉(111)의 외주연에서 방사상의 연장되는 전도성 보강재(113)를 포함하는 도전금속부
(110); 상기 도전봉(111)의 외주연으로 상기 전도성 보강재(113)가 묻히도록 타설되는 전도성 모르타르(120); 및
수분흡수용 재질로 이루어지고 상기 중공의 도전봉(111) 내부에 채워지는 전도성 흡수재(130);를 포함한다.
대 표 도 - 도5
등록특허 10-1131771
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특허청구의 범위
청구항 1
내부로 중공이 형성된 도전봉(111)과, 상기 도전봉(111)의 외주연에서 상기 도전봉(111)의 길이방향으로 선접촉
하는 면 형태로 이루어져 상기 도전봉(111)의 외주연에서 방사상의 연장되는 전도성 보강재(113)를 포함하는 도
전금속부(110);
상기 도전봉(111)의 외주연으로 상기 전도성 보강재(113)가 묻히도록 타설되는 전도성 모르타르(120); 및
수분흡수용 재질로 이루어지고 상기 중공의 도전봉(111) 내부에 채워지는 전도성 흡수재(130);를 포함하고,
상기 전도성 보강재(113)는, 상기 전도성 모르타르(120)의 내부에서 지그재그 형태로 배치되도록 상기 도전봉
(111)의 외주연에 결합되는 금속성 판상재인 것을 특징으로 하는 고전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접지
봉.
청구항 2
제1항에 있어서,
상기 전도성 모르타르(120)는 상기 도전봉(111)의 상단이 노출되도록 상기 도전봉(111)의 외주연에 타설되고,
상기 전도성 모르타르(120)에 대해 노출된 상기 도전봉(111)의 상단에는, 상기 전도성 흡수재(130)로 수분 유입
이 가능하도록 관통된 통공(111a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접
지봉.
청구항 3
삭제
청구항 4
제1항에 있어서,
상기 전도성 보강재(113)는, 메탈라스 또는 와이어 메쉬인 것을 특징으로 하는 고전류의 외부방출이 가능한 고
효율 경량 접지봉.
청구항 5
제1항에 있어서,
상기 전도성 모르타르(120)는, 20㎫ 이상의 강도를 나타내도록 무기질 바인더 10~19중량%, 무기질 혼화재 20~40
중량%, 강도증진제, 무기질계 팽창재 및 유동화제로 이루어진 혼화제 13~20중량%, 표건 밀도 2.5g/㎠ 이상, 흡
수율 3.0% 이하, 입경 5㎜ 이하의 모래 11~35중량%, 및 전도성 섬유 8.5~10중량%를 포함하여 이루어지는 것을
특징으로 하는 고전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접지봉.
청구항 6
제1항에 있어서,
상기 전도성 흡수재(130)에는 상기 도전봉(111)의 전도성 향상을 위하여 전해질 용액이 함침되는 것을 특징으로
하는 고전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접지봉.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 고전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접지봉에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 낙뢰에 의한 충격[0001]
전류를 대지로 안전하게 유도함으로써 낙뢰로 인한 건물의 화재, 파손 및 인명에 대한 상해를 방지하기 위한 고
등록특허 10-1131771
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전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접지봉에 관한 것이다.
배 경 기 술
일반적으로 낙뢰는 활발한 기류의 유동에 의해 정전기와 같이 대전되어 발생되는 엄청난 전기에너지가 지표면으[0002]
로 방전되는 현상이다. 이러한 낙뢰는 엄청난 파괴력을 지니고 있기 때문에 각종 시설물을 설치할 때에는 반드
시 접지장치를 갖추어 낙뢰를 받았을 때 전류를 신속하게 대지로 방전시킴으로서 낙뢰로 인한 피해를 방지하도
록 하여 왔다.
그리고 낙뢰에 의한 충격전류를 대지로 안전하게 유도함으로써 낙뢰로 인한 건물의 화재, 파손 및 인명에 대한[0003]
상해를 방지할 목적으로 사용되는 것으로서, 낙뢰설비는 낙뢰에 의한 고전압을 대지로 흘러 보내기 위해 피뢰침
(낙뢰 유도안테나)에 피뢰전선(안내선)으로 연결되어 지하에 접지시키는 장치(접지봉)로 구성되며, 접지장치(접
지봉)는 장비와 대지를 전기적으로 접속시켜 장치에 작용하는 낙뢰 등의 서지 전압을 대지로 흘러 서지전압으로
부터 장치의 손상을 방지하도록 하는 장치인 것이다.
최근에는 낙뢰뿐만 아니라, 전자기기, 통신장비, 계측장비 등 전기적 설비 시스템에서 발생하는 과부하를 대지[0004]
로 흘려 첨단장비를 보호하여 첨단장비의 오동작을 방지하는 용도로 개발되고 있다.
그러나 종래의 접지봉은 시멘트와 탄소섬유나 감섬유에 양도체인 흑연을 적정비율로 혼합하여 조성되므로 전도[0005]
성을 띠게 되나, 수분이 적은 암반이나 사토 지역에 사용시 깨지거나 부스러지는 문제점이 있으며, 접지보링기
법에 의한 효과가 미미한 문제가 있었다.
또한 재료구성비 대비 제품단가가 지나치게 높다는 문제점도 있었다.[0006]
보다 구체적으로 종래의 접지봉을 살펴보면 다음과 같다.[0007]
먼저 한국등록특허 제10-0852473호(이하 '종래기술 1'이라 칭함)는 도 1에 도시된 바와 같이, 길이방향으로 제1[0008]
도전봉(4)이 함유된 탄소접지봉(1)의 몸체(2) 측면에 금속의 제2도전봉(5)을 제1도전봉(4)에 접속되도록 함입시
킴으로써 제1도전봉(4)으로 유도된 뇌전류를 탄소몸체보다 전도율이 좋은 제2도전봉(5)으로 신속히 유도시켜 빠
르게 뇌전류를 대지로 방유시킬 수 있는 탄소접지봉에 관한 것이다. 그리고 도 1에서 도면번호 '3'은 탄소몸체
(2)를 관통하는 다수개의 관통공을 의미한다.
이러한 종래기술 1에서는 3개로 추가된 제1도전봉(4)으로 인해 전도성이 우수하고 수분흡수력과 습도 유지력이[0009]
뛰어나다는 장점이 있으나, 흑연이 차지하는 비중이 반이상으로 제품 단가가 매우 비싸지는 문제가 있으며, 탄
소몸체(2) 표면에 돌출되어 있는 제2도전봉(5)으로 인해 제품 포장이나 취급상 어려움이 있다는 단점이 있다.
한편, 한국등록특허 제10-0610604호(이하 '종래기술 2'라 칭함)는 도 2에 도시된 바와 같이, 비금속 재료를 위[0010]
주로 하는 접지체로서, 전기 전도성 및 안정성이 우수한 비금속광물과 전해물로 구성되어 건축물의 피뢰접지,
정전 방지 접지, 교류 접지, 직류 접지, 안전 보호 접지 및 기타 다른 목적의 접지체로 사용 가능한 탄소 저저
항 접지 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이러한 종래기술 2에 도시된 탄소 저저항 접지 모듈은 대략 육면체에 그 둘레 방향에서 등 간격으로 그 단면이[0011]
반원형을 가진 6개의 골이 형성되어 있으며, 그 중앙부에 금속재의 심봉(10)이 박혀 있으며, 그 심봉 주위에 등
간격으로 세개의 관통구멍(13)이 길이방향으로 형성되어 있는 저저항체(11)로 이루어져 있다.
이러한 종래기술 2에서는 강한 낙뢰전류에도 저항변화가 거의 없고 깨짐이나 부스러짐이 없다는 장점이 있으나,[0012]
저저항체(11)에서 흑연이 차지하는 비중이 높아 제품 단가가 높아진다는 단점이 있었다.
또한 도 3에 도시된 바와 같은 국내의 동양산전에서 출시된 '매직봉'이라는 제품(이하 '종래기술 3'이라 칭함)[0013]
은, 중공이 형성되고 흑연과 강섬유가 포함된 도전성 모르타르(21)와, 스테인레스 재질로 이루어져 상기 중공에
삽입되는 중공관(22)으로 이루어진다.
이러한 종래기술 3에서는 포장재가 거푸집을 대체 가능하여 제작이 쉽고 현장에서 바로 제거할 수 있어 시공이[0014]
편리하고 대지와 일체화가 쉽고 경년변화가 거의 없다는 장점이 있으나, 시공시 포장재를 제거함에 의해 잔유물
이 다량 발생하여 환경 폐기물로서 문제점이 있으며 이것 역시 제품 단가가 높다는 단점이 있었다.
또한 종래기술 3에서는 중공관(22)을 통해 유입된 뇌전류가 도전성 모르타르(21)를 통해 지반으로 방전되는데,[0015]
중공관(22)에 비해 현저히 저항이 높은 도전성 모르타르(21)를 통과하여야 할 뿐만 아니라, 도전성 모르타르
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(21)는 강도확보를 위하여 두꺼울 수밖에 없어 뇌전류의 방전효율이 저하되는 단점이 있었다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 불규칙하고 강한 고전류에도 저항변[0016]
화 없이 안정적인 전류 유도가 가능한 고효율 경량 접지봉을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 접지봉의 직경을 종래기술에 비해 상대적으로 작게 제작할 수 있는 고효율 경량 접지봉[0017]
을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전도성을 더욱 향상시킨 고효율 경량 접지봉을 제공하는 데 있다.[0018]
과제의 해결 수단
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 고전류의 외부방출이 가능한 고[0019]
효율 경량 접지봉에 관한 것으로, 내부로 중공이 형성된 도전봉과, 상기 도전봉의 외주연에서 상기 도전봉의 길
이방향으로 선접촉하는 면 형태로 이루어져 상기 도전봉의 외주연에서 방사상의 연장되는 전도성 보강재를 포함
하는 도전금속부; 상기 도전봉의 외주연으로 상기 전도성 보강재가 묻히도록 타설되는 전도성 모르타르; 및 수
분흡수용 재질로 이루어지고 상기 중공의 도전봉 내부에 채워지는 전도성 흡수재;를 포함한다.
그리고 상기 전도성 모르타르는 상기 도전봉의 상단이 노출되도록 상기 도전봉의 외주연에 타설되고, 상기 전도[0020]
성 모르타르에 대해 노출된 상기 도전봉의 상단에는, 상기 전도성 흡수재로 수분 유입이 가능하도록 관통된 통
공이 형성된다.
또한 상기 전도성 보강재는, 상기 도전봉의 외주연에서 상기 전도성 모르타르의 내부에 대해 지그재그 형태로[0021]
배치되는 금속성 판상재이고, 특히 메탈라스 또는 와이어 메쉬인 것이 바람직하다.
그리고 상기 전도성 모르타르는, 20㎫ 이상의 강도를 나타내도록 무기질 바인더 10~19중량%, 무기질 혼화재[0022]
20~40중량%, 강도증진제, 무기질계 팽창재 및 유동화제로 이루어진 혼화제 13~20중량%, 표건 밀도 2.5g/㎠
이상, 흡수율 3.0% 이하, 입경 5㎜ 이하의 모래 11~35중량%, 및 전도성 섬유 8.5~10중량%를 포함하여 이루어지
는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 전도성 흡수재에는 상기 도전봉의 전도성 향상을 위하여 전해질 용액이 함침된다.[0023]
발명의 효과
본 발명에 따른 고전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접지봉에 의하면, 중공형 도전봉과 전류 유도를 위한[0024]
전도성 보강재의 일체화로 불규칙하고 강한 고전류에도 저항변화 없이 안정적인 전류 유도가 가능한 효과가 있
다.
그리고 본 발명에 의하면, 도전봉에 면 형태의 전도성 보강재를 추가하여 접지봉의 직경을 종래기술에 비해 상[0025]
대적으로 작게 제작할 수 있으므로, 접지봉의 경량화와 시공 및 운반의 편리성을 달성할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 도전봉의 길이방향으로 전도성 보강재가 설치되고 상기 전도성 보강재가 전도성 모르타[0026]
르의 외면 부근까지 연장되며, 전도성 흡수재에 전해질 용액이나 물이 적셔져 있어 전도성을 더욱 향상시켜 안
정적인 전류 방출이 가능한 이점이 있다.
그리고, 본 발명에 의하면, 전도성 모르타르가 전도성 및 강도가 높아 외부 열화인자에 대한 내구성이[0027]
우수하며, 파손우려가 적어 장기간 사용될 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명에 의하면, 전도성 흡수재에 함침된 전해질 물질이나 물이 증발되더라도 도전봉의 상단에 노출[0028]
된 통공으로 지중의 수분을 흡수함으로서, 전도성 흡수재에 의해 향상된 전도성이 유지될 수 있는 장점이 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 내지 도 3는 종래기술에 따른 접지봉을 도시한 도면,[0029]
도 4는 본 발명에 따른 고전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접지봉을 도시한 사시도,
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도 5는 본 발명에 따른 고효율 경량 접지봉을 도시한 부분 절개 사시도,
도 6은 도 4의 A-A'선에 따른 단면도,
도 7은 도 4의 B-B'선에 따른 단면도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하에서는 본 발명에 따른 고전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접지봉에 관하여 첨부되어진 도면과 더불[0030]
어 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 고전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접지봉을 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명[0031]
에 따른 고효율 경량 접지봉을 도시한 부분 절개 사시도이며, 도 6은 도 4의 A-A'선에 따른 단면도이고, 도 7은
도 4의 B-B'선에 따른 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접지봉(100)은 도전금속부(110),[0032]
전도성 모르타르(120) 및 전도성 흡수재(130)를 포함하여 구성된다.
상기 도전금속부(110)는, 다시 도전봉(111)과 전도성 보강재(113)로 구성된다.[0033]
상기 도전봉(111)은 내부로 중공이 형성된 파이프로서, 지름은 대략 20~30㎜이고, 두께는 5~10㎜이며, 길이는[0034]
1,000㎜ 정도로 제작된다. 이러한 도전봉(111)은 전도율이 높은 은, 알루미늄, 동, 스테인레스 중 어느 하나로
제작되며, 경제성을 고려할 때 동이나 스테인레스로 제작되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 도전봉(111)의 상단에는 통공(111a)이 형성된다. 상기 통공(111a)은 상기 도전봉(111)의 내부와 외[0035]
부를 연결하는 통로로서, 상기 도전봉(111)의 내부에 채워지는 전도성 흡수재(130)로 지중의 수분이 흡수될 수
있도록 하는 역할을 수행한다. 따라서 상기 전도성 모르타르(120)를 타설할 때 상기 통공(111a)은 모르타르에
대해 노출되게 제작되어야 한다.
또한 상기 도전봉(111)의 상단은 낙뢰가 접지봉(100)으로 유입되는 전선과 연결되도록 상기 모르타르로부터 노[0036]
출되어야 하므로, 이렇게 노출된 도전봉(111)의 상단에 통공(111a)을 형성한다.
그러나, 상기 통공(111a)은, 상기 모르타르로부터 노출되기만 한다면 그 위치에는특별한 한정이 없다. 다만 통[0037]
공(111a)이 상기 도전봉(111)의 상단에 형성되면, 유입된 수분이 중력에 의해 도전봉(111)의 하단에까지 보다
용이하게 전달될 수 있다.
그리고 상기 통공(111a)의 형상 또한 특별한 한정은 없지만, 가장 효율적이며 시공성이 좋은 원형으로 형성되는[0038]
것이 바람직하다.
또한 상기 도전봉(111)의 하단은, 전도성 흡수재(130)의 이탈을 방지함과 아울러, 전도성 모르타르(120)의 침입[0039]
을 방지하기 위하여 폐쇄되어 있는 것이 바람직하다.
상기 전도성 보강재(113)는 상기 도전봉(111)의 외주연에서 상기 도전봉(111)의 길이방향으로 선접촉하는 면 형[0040]
태로 이루어지고, 상기 도전봉(111)의 외주연에서 방사상으로 연장된다.
이러한 전도성 보강재(113)는 도 7에 잘 도시된 바와 같이, 상기 전도성 보강재(113)는, 상기 전도성 모르타르[0041]
(120)의 내부에서 지그재그 형태로 배치되도록 상기 도전봉(111)의 외주연에 결합된다. 그리고 전도성 보강재
(113)는 전도성을 위해 금속성 판상재로 이루어지고, 특히 도전성 모르타르와의 일체화를 위해 스테인레스재 또
는 철재로 된 메탈라스 또는 와이어 메쉬로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 전도성 보강재(113)에서 도전봉(111)의 길이방향으로 접촉하는 면은 상기 도전봉(111)과 용접 등의 방법에[0042]
의해 결합된다.
다음으로, 도전성 모르타르는 상기 도전봉(111)의 외주연으로 상기 전도성 보강재(113)가 묻히도록 타설되는 것[0043]
으로, 도전봉(111)와 전도성 보강재(113)를 일체화함과 아울러, 도전금속부(110)의 부식 및 내구성 저하를 방지
하는 기능을 수행한다.
도전성 모르타르의 소요 압축강도는 일반 모르타르의 경우 최소 20㎫ 이상이고, 경량 모르타르의 경우 최소 10[0044]
㎫ 이상인 것이 바람직하다. 그리고 본 실시예에서는 전기저항 10Ω?㎝/20℃ 이하, 전류전기저항 2% 이하, 또한
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20㎏ 이하의 경량성을 달성함과 아울러, 외부 충격에 의한 손상을 억제하기 위해 20㎫ 이상의 소요강도를 발현
하도록 무기질 바인더, 무기질 혼화재, 기타 혼화제, 모래 및 전도성 확보를 위한 전도성 섬유를 일정 비율 혼
합하여 사용한다.
보다 상세히 설명하면, 상기 전도성 모르타르(120)는 무기질 바인더 10~19중량%, 무기질 혼화재 20~40중량%, 강[0045]
도증진제, 무기질계 팽창재 및 유동화제로 이루어진 혼화제 13~20중량%, 표건 밀도 2.5g/㎠ 이상, 흡수율 3.0%
이하, 입경 5㎜ 이하의 모래 11~35중량%, 및 전도성 섬유 8.5~10중량%를 포함하여 이루어진다.
이때 무기질 바인더가 10중량% 미만인 경우에는, 강도가 낮아지며 내구성이 취약해지고, 19중량%를 초과하는 경[0046]
우에는, 강도는 높아지지만 점성 증대로 인해 작업성이 저하되므로, 10~19중량% 범위 내에서 사용되는 것이 바
람직하다.
그리고 무기질 혼화재는 고로 시멘트, 플라이애쉬로 이루어지고, 20중량% 미만인 경우에는, 유동성 저하로 작업[0047]
성이 떨어지며 내구성도 저하되고, 40중량%를 초과하는 경우에는, 초기 강도 저하가 나타나며 전도성이 저하되
므로, 20~40중량% 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다.
또한 기타 혼화제는 강도증진제, 무기질계 팽창재, 유동화제로 이루어지고, 13중량% 미만인 경우에는, 수축 저[0048]
하가 매우 심하며 강도 저하로 인한 내충격성이 취약해지고, 20중량%를 초과하는 경우에는, 조기 강도 발현이
매우 빨라지며 작업성이 현저히 낮아지므로, 13~20중량% 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다.
이때 강도증진제, 무기질계 팽창재 및 유동화제는 대략 5 : 5 : 2의 비율로 혼합된다.[0049]
모래가 11중량% 미만인 경우에는, 강도 발현은 우수하지만 수축 저하가 심해지고, 35중량%를 초과하는[0050]
경우에는, 강도 발현과 내구성이 저하되며, 푸석해지므로, 11~35중량% 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다.
전도성 섬유로는 강섬유 또는 탄소섬유 등이 사용되며, 전도성 섬유가 8.5중량% 미만인 경우에는, 저항값이 매[0051]
우 불안정해지며 전도성 또한 저하되고, 10중량%를 초과하는 경우에는, 유동성 저하가 현저히 나타나며 공극이
많이 발생해 내구성이 저하되므로, 8.5~10중량% 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같은 비율로 이루어진 모르타르를 배합하기 위하여 사용되는 배합수는 전도성 모르타르(120) 100[0052]
중량부에 대해 15~20중량부 범위 내로 혼합된다. 만일 배합수가 15중량부 미만으로 혼합되면, 유동성 저하 및
작업성이 매우 떨어지고, 20중량부를 초과하여 혼합되면, 재료분리가 발생하여 강도가 매우 떨어지며 내구성이
현저히 저하된다.
다음으로, 전도성 흡수재(130)는 수분흡수용 재질로 이루어지고 중공의 도전봉(111) 내부에 채워진다. 상기 전[0053]
도성 흡수재(130)의 재질로는 천, 펄프, 기타 섬유질 자재 등 특별한 한정이 없고, 본 실시예에서는 천연펄프를
전도성 흡수재(130)로 사용하였다. 이때 흡수재 자체는 전도성이 없지만, 흡수재에 함침되는 용액에 의해 흡수
재는 전도성을 갖게 된다.
따라서 상기 전도성 흡수재(130)에는 전해질 용액 또는 물이 함침된다. 이때 전해질 용액은 충분한 전도성을 띠[0054]
는 액체로서 증류수를 제외한 Cl
-
이나 Fe 수용액, 기타 전도성 물질이 용해되어 있는 수용액이면 모두 사용 가능
하고, 일반 수도수도 사용 가능하다.
또한 전도성 흡수재(130)에 함침된 전해질 용액이나 물은 장기간 사용함에 따라 증발될 수 있고, 이러한 경우[0055]
전도성 흡수재(130)는 전도성을 상실하게 된다. 따라서 본 발명에서는 노출된 도전봉(111)의 상단에 통공(111
a)을 형성하여 지중의 수분이 전도성 흡수재(130)로 유입되어 흡수재의 전도성이 지속적으로 유지될 수 있는 구
성을 갖는다. 이때 지중의 수분에는 다양한 금속성 물질이 함유되어 있으므로, 그러한 수분에 의해 흡수재가 전
도성을 갖을 수 있게 되는 것이다.
다음으로 본 발명에 따른 고전류의 외부방출이 가능한 고효율 경량 접지봉의 제작방법에 대해 설명한다.[0056]
먼저 상단에 통공(111a)을 형성한 도전봉(111)을 준비하고, 상기 도전봉(111)의 외주연에 도전성 보강재를 부착[0057]
한다. 이때 도전성 보강재는 지그재그 형태로 절곡된 메탈라스 또는 와이어 메쉬로서, 도전봉(111)의 외주연에
대면하는 도전성 보강재의 면을 용접 등의 방법으로 도전봉(111)에 접합시킨다.
이 후, 성형틀을 제작하고, 전도성 모르타르(120)를 준비한다. 전도성 모르타르(120)는 상술한 바와 같은 배합[0058]
비에 의해 배합되고 소정 시간 동안 혼합한 후, 상술한 비율의 배합수를 섞어가면서 소정 시간 반죽한다.
등록특허 10-1131771
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성형틀에 도전봉(111)와 도전성 보강재로 이루어지는 도전금속부(110)를 삽입하여 위치시키고, 전도성 모르타르[0059]
(120)를 성형틀에 채워 양생시킨다. 이때 전도성 모르타르(120)는 도전봉(111)의 통공(111a)을 포함한 도전봉
(111)의 상단이 노출될 수 있는 양으로 투입하여야 한다.
이러한 과정을 거쳐 도전성 모르타르가 양생되면 본 발명에 따른 접지봉(100)이 완성된다.[0060]
이하에서는, 본 발명에 따른 실시예와 그에 대비될 수 있는 비교예에 대한 성능을 설명한다.[0061]
본 발명에 따른 접지봉의 실시예 1 및 2와 비교예는 다음의 [표 1]에 기재된 바와 같다.[0062]
표 1
구성[0063] 구분 실시예 1 실시예 2 비교예
전도성
흡수재
재질 천연 셀룰로오스 섬유 천연 셀룰로오스 섬유
-
흡수율 80% 이상 80% 이상
도전봉
지름 φ20㎜ φ20㎜ φ35㎜
길이 1,000㎜ 1,000㎜ 1,000㎜
재질 SUS(스테인레스) SUS(스테인레스) 스테인레스
통공
치수 φ10㎜ φ20㎜
-형상 원형 원형
메쉬 15×30㎜ 15×30㎜
전도성
보강재
stand T 0.35㎜, W 0.5㎜ T 0.35㎜, W 0.5㎜
-재질 철재, 아연도금 철재, 아연도금
무게 0.23㎏/㎥ 0.23㎏/㎥
도전성
모르타르
무기질 바인더 150 180 흑연 45중량%
방해석 30중량%
시멘트 15중량%
산화철/아연 4중량%
석회암 3중량%
기타 3중량%
무기질 혼화재 300 400
기타 혼화제 200 150
모래 265 185
전도성 섬유 85 85
배합수 170 170
상기 표에서 알 수 있듯이, 실시예 1 및 2는 전도성 모르타르(120)의 배합비를 제외한 나머지는 서로 동일하다.[0064]
그리고 실시예 1 및 2와 대비하기 위한 비교예는 동양산전에서 출시하고 있는 상품명 '매직봉'으로서 비교예의[0065]
구성 및 사용재료는 상기 [표 1]과 같다.
상기와 같은 실시예 1 및 2와 비교예에 대한 평가항목으로, 전기저항, 전류전기저항 및 경량성을 채택하였고,[0066]
각 평가항목에 대한 시험 및 평가방법은 [표 3]과 같다.
표 2
평가항목[0067] 시험 및 평가방법
전기저항 KSF 2403(콘크리트 시험용 공시체 제작방법 - 40×40×160㎜), 10~14Ω?㎝이
하/20℃
전류전기저항 접지봉과 리드선을 연결한 후 접지봉에 2,000A를 1초간 흘렸을 때 시험전후의
전기저항 변화율이 5% 이상 증가하지 않아야 한다.
경량성 제품의 전체 중량은 20㎏을 넘지 않아야 한다.
등록특허 10-1131771
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이와 같은 평가항목에 대해 시험한 결과는 다음의 [표 3]과 같다.[0068]
표 3
평가항목[0069] 시험결과
실시예 1 실시예 2 비교예
전기저항 7Ω?㎝이하/20℃ 5Ω?㎝이하/20℃ 15Ω?㎝이하/20℃
전류전기저항 1.1% 1.7% 2.5%
경량성 10㎏ 10㎏ 20㎏
종합평가 ○ ○ ×
[표 3]에 기재된 시험결과를 보면, 전기저항에서 실시예 1과 실시예 2는 기준치인 10~14Ω?㎝이하/20℃를 만족[0070]
하는 7Ω?㎝이하/20℃ 및 5Ω?㎝이하/20℃를 각각 나타내었지만, 비교예는 기준치보다 높은 15Ω?㎝이하/20℃를
기록하였다.
그리고 전류전기저항에서는, 실시예 1과 실시예 2 및 비교예 모두에서 기준치인 전기저항 변화율이 5%이내라는[0071]
조건을 만족하는 것으로 파악되었다. 다만, 실시예 1과 실시예 2에서는 비교예보다 대략 0.8~1.4% 낮은 전류전
기저항 변화율을 나타내어 이 평가항목에서 실시예 1 및 실시예 2가 비교예보다 우수함을 알 수 있다.
또한 경량성에 대해서는, 실시예 1 및 실시예 2는 기준치인 20㎏ 이내인 10㎏으로 측정되었고, 비교예는 기준치[0072]
와 동일한 20㎏을 나타내어 실시예 1과 실시예 2가 비교예에 비해 50% 가벼운 것으로 파악되었다.
상기 3가지 평가항목에 대해 전체적으로 평가하면, 실시예 1 및 실시예 2는 비교예에 비해 전기저항 및 전류전[0073]
기저항이 낮게 측정되어 불규칙적인 강한 뇌전류에도 저항이 증가하지 않고 안정적으로 지중에 방전이
가능하고, 접지봉(100)의 경량화를 달성하여 접지봉(100)의 운반성 및 시공성에서 실시예 1 및 2가 비교예에 비
해 우수한 것으로 파악되었다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분[0074]
야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은
자명하다.
부호의 설명
100 : 접지봉 110 : 도전금속부[0075]
111 : 도전봉 111a : 통공
113 : 전도성 보강재 120 : 전도성 모르타르
130 : 전도성 흡수재
등록특허 10-1131771
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도면
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