KR20200030333A - 모듈형 콘크리트 접지블록 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일면은 건물이나 전기 구조물의 지반에 매립되어 벼락에 의한 인명이나 장비를 보호하는 콘크리트 접지블록에 관한 것으로, 적어도 도전성 물질을 함유한 콘크리트가 중앙으로 통로(10a)가 마련된 소정 형상의 블록으로 양생되는 콘크리트 접지체(10); 위 콘크리트 접지체(10) 내부에 일체로 매립되어 접지 전류를 지반으로 방사시키는 금속 접지체(20); 위 금속 접지체(20)와 콘크리트 접치제(10)의 중앙으로 노출되게 연결되어 건물이나 전기 구조물과 통전을 유도하는 접지 연결선(30);을 포함하여 이루어진다.

Description

모듈형 콘크리트 접지블록 및 이의 제조방법{Modul type concrete grounding block and method for manufacturing the same}

본 발명은 건물이나 전기 구조물의 지반에 매립되어 벼락에 의한 인명이나 장비를 보호하는 콘크리트 접지블록에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 별도의 거푸집을 사용하지 않고 현장에서 즉시 매립하는 방식으로 모듈화 하여 우수한 시공성과 더불어 도전성 콘크리트의 사용량을 획기적으로 감축하면서도 접지효율은 극대화할 수 있는 구조로 개선한 모듈형 콘크리트 접지블록 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

접지란 대지에 전기적 단자를 시설하는 것으로, 전기, 통신 설비, 건축물 등의 접지대상물을 낮은 저항인 대지에 전기적 접속을 실현시켜 접지대상물의 전위를 대지와 등전위 또는 최소의 전위차를 구현하는 방법이다.

접지의 목적은 인명 및 가축의 안전을 확보할 뿐만 아니라 전기, 전자, 통신 및 각종 제어기기의 손상 방지와 안정적 운용에 있다. 이러한 필요성을 만족하기 위하여, 설치기기의 특성, 시공 위치의 지질 특성 및 외부환경 등을 접지설계의 초기단계부터 고려해야 한다. 즉, 신뢰성 있는 설계를 통해 안전하고 경제적인 최적의 접지시스템을 선택하여야 하고, 기준 접지저항 값과 대지고유저항 값에 상응하는 접지 공법, 접지공사용 자재의 선택 등의 실질적인 접지특성이 반영되어야 한다.

최근에는 시공성이 향상되도록 별도의 거푸집을 사용하지 않고 터파기 된 지반에 매립할 수 있도록 콘크리트로 모듈화 된 접지블록이 선호되고 있다. 대표적으로 대한민국 공개실용신안공보 제20-2010-0004764호 (고안의 명칭: 접지장치를 갖는 콘크리트 구조체)가 개시되어 있다.

개시된 문헌에 따르면 일반 콘크리트와 도전 콘크리트를 함께 사용하면서도 기존의 콘크리트 접지모듈과 동일한 접지성능을 가지도록 개선하여 비교적 고가의 도전 콘크리트의 사용량을 줄이도록 하였다.

여기서 콘크리트 접지모듈의 중심으로는 일반 콘크리트로 양생되고, 일반 콘크리트의 외측에는 도전 콘크리트가 양생되며 그 사이에 금속의 접지부재가 매립되는 구조를 가지고 있다. 따라서 양생된 일반 콘크리트와 도전 콘크리트를 삽입하거나 양생과정을 1차와 2차로 분할하는 과정을 거쳐야 하므로 거푸집이나 금형의 비용이 증가되어 결과적으로 단가가 상승하게 되는 문제가 있다.

대한민국 공개실용신안공보 제20-2010-0004764호 (고안의 명칭: 접지장치를 갖는 콘크리트 구조체)

본 발명은 위의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 창출된 것으로, 도전성 콘크리트만으로 중앙이 빈 중공형의 접지체를 블록단위로 형성함과 함께 접지체의 내부에 접지 전류를 지반으로 방사시키는 금속 접지체를 일체로 매립한 구조를 채택하여 한 벌의 거푸집이나 금형을 통해 단일의 양생과정만으로 제조할 수 있도록 개선하여 접지성능은 향상시키면서도 제조비용을 현저히 낮출 수 있는 모듈형 콘크리트 접지블록 및 이의 제조방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

위의 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일면에서 제안하는 모듈형 콘크리트 접지블록의 구성은 다음과 같다.

위 모듈형 콘크리트 접지블록은 건물이나 전기 구조물의 지반에 매립되어 벼락에 의한 인명이나 장비를 보호하는 콘크리트 접지블록에 있어서: 적어도 도전성 물질을 함유한 콘크리트가 중앙으로 통로가 마련된 블록으로 양생되는 콘크리트 접지체; 위 콘크리트 접지체 내부에 일체로 매립되어 접지 전류를 지반으로 방사시키는 금속 접지체; 위 금속 접지체와 콘크리트 접치제의 중앙으로 노출되게 연결되어 건물이나 전기 구조물과 통전을 유도하는 접지 연결선;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 의한 위 금속 접지체는 철망, 전선, 파이프 중 단독 또는 복합적으로 구성되고, 위 철망, 전선, 파이프는 접지 전류의 방사율이 증가되도록 원형이나 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일면에서 제안하는 모듈형 콘크리트 접지블록의 제조방법은 다음과 같다.

위 모듈형 콘크리트 접지블록의 제조방법은 건물이나 전기 구조물의 지반에 매립되어 벼락에 의한 인명이나 장비를 보호하는 콘크리트 접지블록을 제조하는 방법에 있어서: 모르타르와 도전성 물질을 혼합한 콘크리트 원료를 준비하는 1단계; 중앙에 통로를 마련하는 중자와, 위 중자를 둘러싸는 소정 형상의 거푸집을 준비하는 2단계; 철망, 전선, 파이프 중 단독 또는 복합적으로 구성되는 금속 접지체를 원형이나 나선형으로 형성하는 3단계; 중자와 거푸집의 사이에 금속 접지체를 삽입한 다음, 콘크리트 원료를 주입하여 양생하는 4단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 별도의 거푸집을 사용하지 않고 현장에서 매립하는 방식으로 모듈화 하여 시공성과 함께 지반의 특성과 크기에 구애받지 않고 적용이 가능하다.

둘째, 도전성 콘크리트만으로 중앙이 빈 중공형의 접지체를 블록단위로 형성함과 함께 접지체의 내부에 금속 접지체를 일체로 매립한 구조를 채택하여 한 벌의 거푸집이나 금형을 통해 단일의 양생과정으로 제조할 수 있어 단가를 낮출 수가 있다.

셋째, 금속 접지체를 철망, 전선, 파이프로 구성함과 함께 이들을 원형이나 나선형으로 형성함에 따라 접지 전류의 방사율이 향상되어 접지효율을 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 접지블록을 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 접지블록의 콘크리트 접지체를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 접지블록의 금속 접지체를 나타내는 구성도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 접지블록의 변형예를 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 접지블록의 제조방법을 전체적으로 나타내는 순서도.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 접지블록의 제조과정을 나타내는 구성도.
도 10은 본 발명에 따른 접지블록의 시공을 나타내는 사용 상태도.

이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 이로 인한 작용, 효과에 대해 일괄적으로 기술하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명의 일면은 건물이나 전기 구조물의 지반에 매립되어 벼락에 의한 인명이나 장비를 보호하는 콘크리트 접지블록에 관련되며, 도 1처럼 콘크리트 접지체(10)와 금속 접지체(20) 및 접지 연결선(30)을 주요 구성으로 하는 모듈형 콘크리트 접지블록이다.

본 발명의 모듈형 콘크리트 접지블록은 도전성 콘크리트만으로 중앙이 빈 중공형의 콘크리트 접지체(10)를 블록단위로 형성하면서 콘크리트 접지체(10)의 내부에 금속 접지체(20)를 일체로 매립한 구조를 채택하여 한 벌의 거푸집이나 금형을 통해 단일의 양생과정으로 제조할 수 있도록 한 것을 주요 요지로 한다.

콘크리트 접지체(10)는 도 1처럼 적어도 도전성 물질을 함유한 콘크리트가 소정 형상의 블록으로 양생된다. 즉, 시멘트와 자갈 및 물이 혼합된 모르타르에 흑연, 알루미늄, 구리 등의 도전성 분말이 혼합된다.

이러한 도전성 콘크리트는 도 9처럼 금속 접지체(20)와 함께 중자(11)가 개재된 거푸집(15)에 주입되어 중앙에 통로(10a)가 마련된 블록단위로 양생된다. 여기서 통로(10a)는 도전성 콘크리트 원료의 절감을 유도함과 함께 연결선(30)을 지반으로 노출시키는 경로를 제공한다.

이때, 콘크리트 접지체(10)는 도 2와 같이 원형(도 2a) 또는 각형(도 2b)로 형성할 수 있고, 도 2c처럼 상·하단으로 서로 맞물리는 돌부(10b)와 홈부(10c)를 형성할 수 있다. 돌부(10b)와 홈부(10c)는 서로 마주하는 상하 위치에 각각 형성되어 접지하려는 지반의 매립 높이에 따라 안정적인 적층을 유도한다.

또한, 콘크리트 접지체(10)는 도 3과 같이 외면으로 지반과의 접촉면적을 증가시키는 복수의 돌기(10d)를 더 형성할 수 있다. 이러한 돌기(10d)는 도 3a처럼 외면에 연속되는 패턴으로 부분 돌출될 수 있고, 도 3b처럼 외면을 연속되는 패턴으로 전체적으로 돌출될 수 있다. 어느 경우에나 콘크리트 접지체(10)와 지반과의 접촉면적의 증가로 접지효율을 향상시키는 목적은 동일하다.

금속 접지체(20)는 도 1처럼 위 콘크리트 접지체(10) 내부에 일체로 매립된다. 즉, 금속 접지체(20)는 도 9처럼 거푸집(15)에 투입된 상태에서 일체로 양생되어 접지 전류를 지반으로 방사시킨다.

이러한 금속 접지체(20)는 도 4처럼 알루미늄, 구리, 스테인리스스틸 이들의 합금으로 조성된 철망(21)이나 전선(22) 및 파이프(23)로 구성된다. 여기서 철망(21), 전선(22), 파이프(23)는 접지 전류의 방사율이 증가되도록 원형이나 나선형으로 형성하는 것이 좋다.

철망(21)은 가로철선과 세로철선이 망형으로 짜여 원단 형태로 이루어진 것으로, 콘크리트 접지체(10)에 대응하는 크기로 절단 후 도 4a와 같이 원형으로 감긴 상태로 거푸집(15)에 투입시켜 일체로 양생한다.

복수 가닥으로 꼬아진 전선(22)이나 내부가 빈 파이프(23)는 줄 형태로 이루어진 것으로, 마찬가지로 콘크리트 접지체(10)에 대응하는 길이로 절단 후 도 4b와 같이 나선형으로 감긴 상태로 거푸집(15)에 투입시켜 일체로 양생한다.

물론, 철망(21) 또한 전선(22)이나 파이프(23)처럼 나선형으로 감긴 상태로 양생할 수 있으며, 경우에 따라 철망(21)과 전선(22) 그리고 파이프(23)를 둘 이상 복합적으로 구성할 수도 있다.

접지 연결선(30)은 도 1처럼 위 금속 접지체(20)와 콘크리트 접치제(10)의 중앙으로 노출되게 연결되어 건물이나 전기 구조물과 통전을 유도한다. 즉, 금속 접지체(20)의 일단에 부자재로 이음 한 상태에서 거푸집(15)의 중앙 외부로 노출되게 투입한다.

여기서 금속 접지체(20)를 전선(22)으로 구성 할 경우엔 별도의 접지 연결선(30)을 생략하고, 나선형으로 형성된 전선(22)을 연장시켜 접지 연결선(30)으로 활용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 접지블록은 도 5 및 도 6처럼 금속 접지체(20)를 원형이나 나선형으로의 형성을 도모함과 함께 거푸집(15)에 투입된 상태에서 형성된 형상을 유지시키는 보조체(40)를 더 구성할 수 있다.

이러한 보조체(40)는 금속 접지체(20)와 동일한 알루미늄, 구리, 스테인리스스틸 이들의 합금으로 조성되고, 도 5처럼 철망(21)용과 도 6처럼 전선(22)과 파이프(23)용으로 구분될 수가 있다.

즉, 보조체(40)는 기본적으로 콘크리트 접지체(10)에 내장되는 크기와 형상을 가지는 수직 한 복수의 골격 프레임(41)과, 골격 프레임(41)을 단일체로 이어주는 수평 한 연결 프레임(42)으로 구성된다.

철망(21)용 보조체(40)는 도 5처럼 골격 프레임(41)과 연결 프레임(42)으로만 이루어져 골격 프레임(41)의 외면에 철망(21)이 감싸지게 유도하고, 철망(21)이 감싸진 상태에서 철선으로 결속하여 형태를 유지할 수 있게 유도한다.

이때, 전선(22)과 파이프(23)용 보조체(40)는 골격 프레임(41)의 외면에 나선형의 피치대로 배열되어 전선(22)과 파이프(23)를 파지하는 클립(45)이 더 구성된다. 즉, 줄 형의 전선(22)이나 파이프(23)를 골격 프레임(41)의 하단에 위치하는 클립(45)부터 순차적으로 상승되게 끼워주면, 나선형의 형태로 쉽게 전환시킬 수가 있다.

본 발명의 다른 일면은 건물이나 전기 구조물의 지반에 매립되어 벼락에 의한 인명이나 장비를 보호하는 콘크리트 접지블록을 제조하는 방법에 관련되며, 도 7처럼 1단계(S10) 내지 4단계(S40)를 순차적으로 거쳐 모듈형 콘크리트 접지블록을 제조하는 방법이다.

이하, 본 발명의 접지블록을 제조하는 과정에서 언급되는 구성요소는 전술한 것과 동일하므로 별도의 설명은 생략하고, 단계와 무관하게 제조와 시공에 이르기까지 연속되는 과정을 서술토록 하겠다.

먼저, 작업자는 모르타르와 도전성 물질을 혼합한 콘크리트 원료를 준비한다. 즉, 시멘트와 자갈 및 물이 혼합된 모르타르에 흑연, 알루미늄, 구리 등의 도전성 분말을 혼합한 콘크리트 원료를 준비한다.

이와 함께 도 8처럼 중앙에 통로(10a)를 마련하는 중자(11)와, 위 중자(11)를 둘러싸는 소정 형상의 거푸집(15)을 준비한다. 중자(11)와 거푸집(15)은 도 2처럼 원형 또는 각형으로 형성할 수 있고, 상·하단으로 서로 맞물리는 돌부(10b)와 홈부(10c)가 형성되게 구성할 수 있다.

이어서 철망(21), 전선(22), 파이프(23) 중 단독 또는 복합적으로 구성되는 금속 접지체(20)를 도 4처럼 원형이나 나선형으로 형성한다. 여기서 구성되는 금속 접지체(20)에 따라 도 5처럼 철망(21)용과 도 6처럼 전선(22)과 파이프(23)용의 보조체(40)를 이용하여 형성하는 것이 좋다.

마지막으로 중자(11)와 거푸집(15)의 사이에 도 9처럼 금속 접지체(20)를 삽입한 다음, 준비된 콘크리트 원료를 주입하여 양생한다. 여기서 접지 연결선(30)을 금속 접지체(20)와 콘크리트 접치제(10)의 중앙으로 노출된 상태에서 콘크리트 원료를 주입하여 양생한다.

완성된 모듈형 콘크리트 접지블록은 시공 장소로 운반하여 도 10처럼 터파기 된 지반에 복수로 적층시킨다. 이와 함께 통로(10a)에 노출된 접지 연결선(30)을 지표까지 인출시켜 건물이나 전기 구조물과 연결한다. 그리고 접지블록의 외부를 토사로 충진 한 다음, 통로(10a)에도 토사를 충진 시켜 시공을 완료한다.

이와 같이 본 발명은 첫째, 별도의 거푸집을 사용하지 않고 현장에서 매립하는 방식으로 모듈화 하여 시공성과 함께 지반의 특성과 크기에 구애받지 않고 적용이 가능한 효과가 있다. 또한, 도전성 콘크리트만으로 중앙이 빈 중공형의 접지체를 블록단위로 형성함과 함께 접지체의 내부에 금속 접지체를 일체로 매립한 구조를 채택하여 한 벌의 거푸집이나 금형을 통해 단일의 양생과정으로 제조할 수 있어 단가를 낮출 수가 있는 효과가 있다. 특히, 금속 접지체를 철망, 전선, 파이프로 구성함과 함께 이들을 원형이나 나선형으로 형성함에 따라 접지 전류의 방사율이 향상되어 접지효율은 극대화할 수 있는 효과가 있다.

10: 접지체 10a: 통로
10b: 돌부 10c: 홈부
10d: 돌기 11: 중자
15: 거푸집 20: 금속 접지체
21: 철망 22: 전선
23: 파이프 30: 접지 연결선
40: 보조체 41: 골격 프레임
42: 연결 프레임 45: 클립

Claims (3)

1. 건물이나 전기 구조물의 지반에 매립되어 벼락에 의한 인명이나 장비를 보호하는 콘크리트 접지블록에 있어서:
   적어도 도전성 물질을 함유한 콘크리트의 중앙으로 통로(10a)가 마련된 블록으로 양생되는 콘크리트 접지체(10);
   위 콘크리트 접지체(10) 내부에 일체로 매립되어 접지 전류를 지반으로 방사시키는 금속 접지체(20);
   위 금속 접지체(20)와 콘크리트 접치제(10)의 중앙으로 노출되게 연결되어 건물이나 전기 구조물과 통전을 유도하는 접지 연결선(30);
   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모듈형 콘크리트 접지블록.
   
2. 제1항에 있어서,
   위 금속 접지체(20)는 철망(21), 전선(22), 파이프(23) 중 단독 또는 복합적으로 구성되고,
   위 철망(21), 전선(22), 파이프(23)는 접지 전류의 방사율이 증가되도록 원형이나 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 모듈형 콘크리트 접지블록.
   
3. 건물이나 전기 구조물의 지반에 매립되어 벼락에 의한 인명이나 장비를 보호하는 콘크리트 접지블록을 제조하는 방법에 있어서:
   모르타르와 도전성 물질을 혼합한 콘크리트 원료를 준비하는 1단계(S10);
   중앙에 통로(10a)를 마련하는 중자(11)와, 위 중자(11)를 둘러싸는 소정 형상의 거푸집(15)을 준비하는 2단계(S20);
   철망(21), 전선(22), 파이프(23) 중 단독 또는 복합적으로 구성되는 금속 접지체(20)를 원형이나 나선형으로 형성하는 3단계(S30);
   중자(11)와 거푸집(15)의 사이에 금속 접지체(20)를 삽입한 다음, 콘크리트 원료를 주입하여 양생하는 4단계(S40);
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모듈형 콘크리트 접지블록의 제조방법.
   

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