[논문]건축물기초의 대용접지극에 관한 기초연구

김성삼; 김주찬; 구본국; 고희석

doi:10.5207/jieie.2006.20.1.071

건축물기초의 대용접지극에 관한 기초연구
Fundamental Research on the Substitution Earthing Electrode for the Foundation of Building 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.20 no.1, 2006년, pp.71 - 76

김성삼 (경남대학교 전기공학과) , 김주찬 (경남대학교 전기공학과 대학원) , 구본국 (경남대학교 대학원 전기공학과) , 고희석 (경남대학교 전자전기공학부)

초록
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본 논문에서는 철관이 들어있는 건축물의 기초를 대용접지극으로 활용하기 위해 콘크리트의 전기적 특성에 관해서 기초적 검토를 하였다. 철근이 들어있는 몰탈블록 모형과 콘크리트블록 모형을 제작 후 접지저항 측정 결과에 따르면, 철근의 수량에 의한 접지 저항값과 대지저항률 보다 블록의 저항율에 의한 접지 저항값이 크게 영향을 받는 것을 알 수 있었다.

The electrical characteristics of concrete block including a reinforcing rod in the foundation of the housing was fundamentally reviewed. It was tried to apply the substitutional earthing electrode in the foundation of the building. In order to identify the difference in the earthing resistance between mortar block and concrete block model, those models including a reinforcing rod in their inside were prepared and investigated for the earthing resistance. In results, the earthing resistance was largely affected by the block's resistivity compared to the change of resistance in reinforcing rods and the ground resistivity.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 논문에서는 철근이 들어있는 건죽물의 기초를 대용접지극으로 활용하기 위해 콘크리트의 전기적 특성에 관해서 기초적 검토를 했다[4, 5]. 또한, 철근이 들어있는 몰탈블록 모형과 콘크리트블록 모형을 제작 후 접지저항 측정 결과를 통해 두 모형 접지극의 특성에 관해서 비교 .
본 논문에서는 철근이 들어있는 건축물의 기초를 인하도선과 대용접지극으로 활용하기 위한 기초 실 험을 하였다.

제안 방법

건축물 기초의 접지저항을 추정하기 위해, 철근이 들어있는 몰탈블록 모형과 콘크리트블록 모형을 제작 후 대지에 관해서 접지저항의 실험을 하고, 측정 결과를 통해 두 모형 접지극의 특성에 관해서 비교 . 검토하였으며, 수식에 의한 데이터의 검증도 하였다.
건축물 기초의 접지저항을 추정하기 위해, 철근이 들어있는 몰탈블록 모형과 콘크리트블록 모형을 제작 후 대지에 관해서 접지저항의 실험을 하고, 측정 결과를 통해 두 모형 접지극의 특성에 관해서 비교 . 검토하였으며, 수식에 의한 데이터의 검증도 하였다. 그 결과 이하의 사실들을 알 수 있었다.
따라서 본 논문에서는 철근이 들어있는 건죽물의 기초를 대용접지극으로 활용하기 위해 콘크리트의 전기적 특성에 관해서 기초적 검토를 했다[4, 5]. 또한, 철근이 들어있는 몰탈블록 모형과 콘크리트블록 모형을 제작 후 접지저항 측정 결과를 통해 두 모형 접지극의 특성에 관해서 비교 . 검토하였다[6, 7].
모형블록의 접지저항 측정결과를 근거로, 모형블록 및 철근을 반구상 전극으로 간주하여 다음과 같 이 체적치환법에 의한 검증을 시행했다.
2[m]의 깊이로 매설하였다. 시험체들이 대지와 충분한 접촉을 위하여 매설 1개월 경과한 후, 간이형 접지저항계 를 이용하여 접지저항을 측정했다. 그때의 전류 보 조극은 20[m], 전위 보조극은 10[m]의 위치에 타입 하였다.
5[mm], 길이 200[mm])을 사용했다. 이들 도체에 리드선을 접속하여 접지저항을 측정하였으며, 몰탈블록의 재료는 시멘트 모래, 물(비율=2 : 4 : 1)을, 콘크리트블 록의 재료는 시멘트 모래, 자갈, 물(비율=2 : 4 : 6 : 1)을 주성분으로 하였다. 먼저 그림 1에 나타낸 나무 상자 프레임의 중앙 0.
따라서 도체의 체적 및 형상에 따른 접지저항의 영향을 측정하기 위하여 철근의 배치 및 형태에 따른 모델을 그림 1에 나타낸 것처럼 모의했다. 재질이 다른 동일한 치수의 콘 크리트블록과 몰탈블록의 총 8종의 모형블록에 대하여 접지저항, 대지저항률, 블록저항률을 비교 . 측 정하였다.

대상 데이터

모형블록에 넣은 도체는 이형철근(반경 6.5[mm], 길이 200[mm])을 사용했다. 이들 도체에 리드선을 접속하여 접지저항을 측정하였으며, 몰탈블록의 재료는 시멘트 모래, 물(비율=2 : 4 : 1)을, 콘크리트블 록의 재료는 시멘트 모래, 자갈, 물(비율=2 : 4 : 6 : 1)을 주성분으로 하였다.
5[mm], t =200[mm])< 콘크리트블록에 넣은 상태로서, 그림 2에 나타낸 모델에 적용하여 체적치환을 실시했다. 실험에 사용된 철근 1개와 콘크리트블록의 등가반경은 각각 =0.0233[m], 72=0.16241[m]이고, 콘크리트블록의 저항률( 何)과 대지저항률( 儿)은 각각% =106.92[Q] . [m], 0=197.
여기에서 모형블록은 폭 0.3[m], 길이 0.15[m], 높이 0.2[m]인 것을 사용하였다.
여기에서 실측치는 5월 한달간의 데이터이다.

성능/효과

(1) 철근을 삽입한 모형블록의 접지저항을 추정한 경우, 반구상 전극에서 모델화가 가능한 것을 보였다.
(2) 몰탈블록과 콘크리트블록 모두 철근의 수량에 의한 저항값과 대지저항률의 변화보다 몰탈블록 저 항률과 콘크리트블록 저항률에 의해 접지저항값이 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.
(3) 몰탈블록과 콘크리트블록이 매설된 지점이 유사한 대지저항률을 나타내는 경우에도 각각의 저항 률에 의해 접지저항값이 상당한 차이를 나타낸다는 것을 실측값과 더불어 수식을 통해 확인할 수 있었다. 본 실험을 통해 향후 도심지등의 장소가 협소한 배전계통의 접지시공이나 대지저항률이 높은 지역 등의 접지공사 시 블록을 접지극으로 활용할 수 있는 시공 및 설계기술의 기초자료로서 사용이 가능하게 될것으로 사료된다.
본 실험을 통해 향후 도심지등의 장소가 협소한 배전계통의 접지시공이나 대지저항률이 높은 지역 등의 접지공사 시 블록을 접지극으로 활용할 수 있는 시공 및 설계기술의 기초자료로서 사용이 가능하게 될것으로 사료된다. 또한 건축기초로서 사용되고 있는 콘크리트의 전기적특성을 명확하게 할 수 있었다. 앞으로는 대용접지극을 실용화하기 위하여 주택기초의 형상, 크기를 고려한 접지저항의 예측에 관한 연구를 계속 검토할 예정이다.
콘크리트블록과 몰탈블록의 측정값을 비교한 결과 철근의 수량에 의한 저항값 변화보다 대지저항률 이나 콘크리트블록의 저항률에 의해 접지저항값이 크게 영향을 받는 것을 알 수 있었다.

후속연구

(3) 몰탈블록과 콘크리트블록이 매설된 지점이 유사한 대지저항률을 나타내는 경우에도 각각의 저항 률에 의해 접지저항값이 상당한 차이를 나타낸다는 것을 실측값과 더불어 수식을 통해 확인할 수 있었다. 본 실험을 통해 향후 도심지등의 장소가 협소한 배전계통의 접지시공이나 대지저항률이 높은 지역 등의 접지공사 시 블록을 접지극으로 활용할 수 있는 시공 및 설계기술의 기초자료로서 사용이 가능하게 될것으로 사료된다. 또한 건축기초로서 사용되고 있는 콘크리트의 전기적특성을 명확하게 할 수 있었다.
또한 건축기초로서 사용되고 있는 콘크리트의 전기적특성을 명확하게 할 수 있었다. 앞으로는 대용접지극을 실용화하기 위하여 주택기초의 형상, 크기를 고려한 접지저항의 예측에 관한 연구를 계속 검토할 예정이다.

참고문헌 (7)

김성삼, 김주찬, 이충식, 고희석 : 건축물기초접지극의 비교분석에 관한 연구, 대한전기학회 하계학술대회 논문집 pp. 271-273, 2005년
김성삼, 이충식, 최종규, 김주찬, 고희석 : 주택기초의 대용 접지극에 관한 연구, 한국조명.전기설비학회 춘계학술대회 논문집 pp. 355-358, 2005년
右田理平, 高橋健彦 :戶建住宅基礎の代用接地極に關する基礎的檢討, 電氣設備學會誌, Vol 24, NO.4, pp.296-301, 2004년
中村秀親, 高橋健彦 : 鐵筋コンクリ？ト代用接地極導電性, 第17回電氣設備學會全國大會, E-12, pp.147-148, 1999년
高橋健彦 : 住宅における接地設備の課題, 電氣設備學會誌, Vol 23 NO.2, pp.116-120, 2003년
최종규, 고희석, 이충식, 김주찬 : 수조모델 실험에 의한 접지저항 추정, 한국조명.전기설비학회논문지 pp.41-48, 2003년
G.F.TAGG : 'Earth Resistance', George Newnes Ltd(1964)

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