접지모듈의 접지저항 경년변화 특성 연구

Abstract

구리는 지난 100년이 넘는 기간 동안 접지도체로 사용되었다. 구리는 전기전도도가 높아 사고 전류나 낙뢰 전류 등의 이상전류가 발생할 때 효율적으로 대지로 방류할 수 있다. 하지만 구리를 대지에 묻으면 습도와 온도의 조건에 따라 부식이 발생한다. 부식이 심하게 발생된 구리 접지도체에서는 이상 전류의 방류에 문제가 생길 수 있어 접지로서의 역할을 잃어버려 전기 사고 발생 시 인명과 재물의 피해로 이어질 수 있다. 따라서 본 논문에서는 구리를 대체하기 위한 소재를 선정하고 접지극으로 효율을 높이도록 설계하여 제작하는 연구를 다루었다. 전기전도도를 고려하며 부식에도 강한 탄소를 주재료로 선정하고 퍼라이트와 질석을 혼합하여 접지극을 제작하였다. 그리고 질석과 전해질을 내부에 넣어 접지극 수분 함량에 따라 전해질을 퇴출하도록 하였다. 그리고 접지모듈 표면에 스테인리스 스틸 타공망을 감싸 뇌전류 혹은 외부충격에 의해 파손되지 않는 견고한 구조를 유지하도록 하였다. 이와 같이 접지모듈을 제작하여 부식과 외부 충격으로부터 안전한 접지극임을 확인하였다. 개발된 접지모듈을 현장에 설치하여 접지저항의 경년변화를 살펴보았다. 비교 대상이 되는 접지 동봉과 시중의 탄소 접지봉이 매설된 대지에 제작된 탄소접지모듈을 설치하여 약 1년간 접지저항을 측정하였다. 측정 결과 접지 동봉보다 월등히 낮은 접지저항을 유지하고 같은 크기의 탄소접지봉보다도 접지저항이 낮게 측정되어 기존 탄소 접지봉보다 성능이 개선되었다. 본 연구의 결과를 활용하면 접지극의 성능 개선을 기대할 수 있으며, 기존 사용처 외의 다양한 응용분야에 적용 가능하다고 사료된다.