JP2006109647A - 接地装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】接地装置を、大地中に配置される接地電極２と該接地電極に被接地体を接続する接地導体１とにより構成するとともに、前記接地電極２に、コイル状に巻回された測定用導体３の一端を接続したものである。
【効果】接地装置を、大地中に配置される接地電極２と該接地電極に被接地体を接続する接地導体１とにより構成するとともに、前記接地電極２に、コイル状に巻回された測定用導体３の一端を接続したので、大地中深く位置する接続部は、高電圧となっても、この接続部を介して、測定点を、極めて容易に、安価で、且つ、無電圧又は接地抵抗の測定に何らの影響を加えない電圧で取り出すことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、大地中に設置される接地電極に被接地体を接地するための接地装置に関し、特に、接地抵抗を確認するための測定用導体を有する接地装置に関するものである。

接地装置は、大地に設置した接地電極を介して、被接地体に帯電した高電圧を放出して、被接地体や人身を保護のためのものであり、以下に、一例として、高層建造物の避雷針の接地装置について説明する。

高層建造物は、高いビルデング等のため雷害を受けやすく、高層建造物に配置された電気機器等が、雷害により大きい損傷することがある。そのため、雷から保護する必要があり、避雷針を設置して雷害を防止する対策を行っており、避雷針に帯電した雷は、避雷針に接続された接地導体を介して、大地に設置された接地電極から大地に吸収され、人身保護は勿論のこと、電気機器等を含めて高層建造物が保護されることになる。

雷の規模は、種々の規模のものがあるが、大きい規模のものでは、５００ＫＶ級の直撃雷もあり、このような大きい直撃雷に対応するために、避雷針の接地装置は、大地に高層の支持体を建て、この支持体の先端上部に、絶縁碍子を介して、避雷突針を設置し、避雷突針に接続した接地導体を支持体に沿って引き下げ、この接地導体を、大地に削掘した削掘穴に埋設されている接地電極に接続することにより構成されている。そして、このような避雷針の接地装置を構成するために、例えば、５００ＫＶの高電圧用の接地導体は、中心部に位置する金属導体と、該金属導体の外周面に配置された内部半導電層と、該内部半導電層の外周面に配置された絶縁体と、該絶縁体の外周面に配置された外部半導電層と、該外部半導電層の外周面に配置された銅テープ遮蔽層と、該銅テープ遮蔽層の外周面に配置された半導電性押さえテープと、該半導電性押さえテープの外周面に配置された半導電性シース（被覆）とから構成されており、この接地導体の中心部の金属導体の一部を露出して接地電極として、大地に削掘された削掘穴に埋設して、接地装置を構成していた。一例として、このような、避雷針装置の接地装置として、特許文献１に開示されている。

特開２００４−２２０９０３号公報

接地装置の接地電極は、大地地表部から、数十ｍから数百ｍの深さに埋設されており、このような接地電極を有する接地装置の接地抵抗の測定試験について、図５を用いて説明する。

ａ１は、大地に建てられた高層の支持体であり、支持体ａ１の上部には、絶縁碍子ａ２を介して、避雷突針ａ３が取り付けられている。避雷突針ａ３の端子部ａ４には、接地導体ａ５が接続されており、接地導体ａ５は、接地電極を有する大地中の接地装置ａ６に接続されている。

接地抵抗測定のために、測定用リード線ｂ１の一端を、避雷突針ａ３の端子部ａ４に接続するとともに、測定用リード線ｂ１を引き下げて、測定用リード線ｂ１の他端を、地上に設置した接地抵抗測定器ｂ２に接続し、このように、被接地体である避雷突針ａ３と大地中の接地装置ａ６とを、測定用リード線ｂ１を介して接続することにより、接地抵抗を測定していた。なお、ｂ３及びｂ４は、接地抵抗を測定するに当たり、接地抵抗測定器ｂ２を仮設接地するための仮設電極である。

従来、被接地体である避雷針の接地装置ａ６の接地抵抗を測定するためには、測定試験毎に、高い支持体ａ１に登り、避雷突針ａ３の端子部ａ４に、測定用リード線ｂ１の一端を接続するとともに、測定用リード線ｂ１の他端を、接地抵抗測定器ｂ２に接続して、測定試験を行っていた。

上述したような作業は、高所作業であり、熟練を必要とするとともに、測定試験毎に高所作業を伴うために、作業時間もかかり、また、測定試験にかかる費用も多大なものとなる等の問題があった。

また、接地抵抗測定には、接地導体の導体抵抗や測定用リード線の導体抵抗等も測定されるため、接地抵抗値に、これらの導体抵抗等を考慮する必要があり、接地抵抗測定が複雑化するという問題があった。

一方、ＪＩＳ規格の改定が実施されて、引下げ導線（接地導線に同じ）には、接地システムとの接続点において、試験用接続部を設ける規定が追加された。即ち、接地導体と接地電極との接続部を、接地抵抗等の測定部点とする改正が実施された。

このようなＪＩＳ改定に対し、接地導体と接地電極の接続部に測定用端子を設けることは容易であっても、測定試験毎に、接続部の測定用端子まで大地を削掘して、測定作業を行うことは、不可能に近いものであり、また作業通路を設けることも費用等から、不可能である。更には、接地導体と同じ耐電圧用の導体を使用して、導体を大地地表部付近にて端子処理しても、落雷が発生し接地電極に流れた場合、落雷により、この導体にも高電圧が掛かることが考えられ、大地と導体間は、高電圧に耐え問題はないが、導体の端末部において、高電圧が生じる可能性を有する問題が考えられる。

本発明の目的は、上述した大地中に設けられた接地導体と接地電極間の接続部から、落雷等の高電圧の影響を受けることがない測定用導体が配設された接地装置を提供することにある。

本発明は、上述した目的を達成するために、第１は、接地装置を、大地中に配置される接地電極と該接地電極に被接地体を接続する接地導体とにより構成するとともに、前記接地電極に、コイル状に巻回された測定用導体の一端を接続したものであり、第２は、前記測定用導体を、前記接地導体の外周部に巻回したものであり、第３は、前記測定用導体を、大地地表部付近まで導出したものであり、第４は、測定用導体を、複数本としたものである。

接地装置を、大地中に配置される接地電極と該接地電極に被接地体を接続する接地導体とにより構成するとともに、前記接地電極に、コイル状に巻回された測定用導体の一端を接続したので、接地導体と接地電極との接続部の接続部端部の測定用導体は、高電位になるが、雷電流は、高周波のため、コイル状に構成された測定用導体は、インピーダンスＺ＝Ｒ＋ｊωＬの関係式（式中、Ｒ＝直流抵抗値、Ｌ＝リアクタンス、ω＝２πｆ、ｆ＝周波数）から高抵抗体としてのリアクトル回路として作用し、従って、雷電流は、測定用導体には流れず、雷電流は、接地電極を介して大地に放流されて、測定用導体には流れないことになる。従って、大地中深く位置する接続部は、高電圧となっても、この接続部を介して、測定点を、極めて容易に、安価で、且つ、無電圧又は接地抵抗の測定に何らの影響を加えない電圧で取り出すことができる。

測定用導体を、接地導体の外周部に巻回したので、容易に、測定用導体を接続部より取り出すことができる。

測定用導体を、大地地表部付近まで導出したので、測定用導体を、接地抵抗測定器に、極めて安全で容易に、且つ、接地電極と接地導体の接続部と接続することができ、従って、短時間で、特別な技術を要することなく、安全に、且つ、経済的に、接地抵抗を測定することができる。

測定用導体を、複数本としたので、測定用導体の導体抵抗に関係なく、導体抵抗を無視して、接地抵抗測定器の指示値を直読みすることができ、安全で、容易に、接地抵抗を測定することができる。

以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明の趣旨を越えない限り何ら、本実施例に限定されるものではない。

図１及び図２において、１は、高電圧高電流に対応する接地導体であり、この接地導体１は、従来から用いられているものであって、中心部に位置する金属導体と、該金属導体の外周面に配置された内部半導電層と、内部半導電層の外周面に配置された絶縁体と、絶縁体の外周面に配置された外部半導電層と、外部半導電層の外周面に配置された銅テープ遮蔽層と、銅テープ遮蔽層の外周面に配置された半導電性押さえテープと、半導電性押さえテープの外周面に配置された半導電性シ−スとから構成されている。

上述したような接地導体１から、中心部に位置する金属導体１ａ以外の部分である内部半導電層や絶縁体や外部半導電層や銅テープ遮蔽層や半導電性押さえテープや半導電性シ−スを剥離して、金属導体１ａを露出させて、接地電極２として使用する。接地電極２としての金属導体１ａは、予め決められた接地抵抗を得るに必要な分だけ露出されることになる。

金属導体１ａの根元部分（金属導体１ａが露出していない接地導体１側に位置する部分）に、測定用導体３の一端を電気的に接続するとともに、金属導体１ａと測定用導体３の接続部４を、接地導体１を含め端末処理する。

次に、端末処理された接続部４から導出された測定用導体３を、所定の間隔にて、接地導体１の外周部１’に、コイル状に巻回し、コイル部３’を形成する。コイル状に巻回される測定用導体３の巻回数は、雷サ−ジの大きさや巻径寸法等で異なるが、本実施例においては、測定用導線３として、断面積５．５ｍｍ² の絶縁電線を使用し、巻線径を直径３ｃｍとして、接地導体１の外周部１’に、巻回ピッチが１ｃｍで巻回し、また、雷サージが５００ＫＶとした場合、測定用導体３の巻線回数は、約２１０程度である。また、接地導体１の外周部１’に、コイル状に巻回された測定用導体３の最終巻回付近に位置する部分は、接地導体１と一緒に、適当な端末処理５が施される。

上述したように、接地電極２としての金属導体１ａと、接地導体１の金属導体１ａに電気的に接続されるとともに、接地導体１の外周部１’に、コイル状に巻回された測定用導体３のコイル部３’とにより、接地構成部Ｃが構成される。

図２に示されているように、大地６に、所定の深さの縦穴状の削掘穴６ａを掘削し、この削掘穴６ａに、接地電極２を下にして、少なくとも、接地構成部Ｃの全部を挿入し、接地構成部Ｃより上方に位置する接地導体１は、大地地表部６ｂから導出される。また、端末処理５から上に位置する測定用導体３は、大地地表部６ｂ付近に配設された、端子部を有するハンドホール７に電気的に接続される。その後、接地構成部Ｃが設置された削掘穴６ａを、削掘時の削掘土壌６ｃで埋め戻して、接地装置Ｄが構築されることになる。

図３には、別の実施例の接地装置が示されているが、本接地装置の主要構成は、図２に示されている接地装置と同じであり、以下には、相違する構成についてのみ説明し、他の説明は省略する。

この実施例においては、測定用導体３は、接地導体１に巻回するものではなく、絶縁管８を使用し、この絶縁管８の外周部にコイル状に巻回されて、測定用導体３のコイル部３’が形成されている。コイル状に測定用導体３が巻回された絶縁管８は、適当な取着部材９により、接地導体１に取り付けられる。その他の構成は、図２と同じ構成であるので、その説明は省略する。

図４に示されている実施例は、プラスチックスで成形された管体１０の壁内に、コイル状に測定用導体３を埋設したものであり、管体１０内に、測定用導体３のコイル部３’が形成されることになる。このような測定用導体３のコイル部３’が埋設された管体１０を、接地導体１に被せるとともに、管体１０の下端から出ている測定用導体３を、上述した実施例と同様に、接地電極２としての金属導体１ａに電気的に接続し、また、管体１０の上端から出ている測定用導体３を、ハンドホール７の端子部に電気的に接続する。その他の構成は、図２と同じ構成であるので、その説明は省略する。

上述したように、本発明は、接地電極２として機能する接地導体１の金属導体１ａと、接地電極２としての金属導体１ａに、その一端が接続されるとともにコイル状に巻回された測定用導体３とを有する接地装置Ｄを、大地６に埋設し、また、測定用導体３の他端を、ハンドホール７の端子部に電気的に接続したものである。

上述したように構成したので、測定用導体３を、無電圧又は接地抵抗の測定に何らの影響を加えない電圧とすることができ、従って、大地中深く位置する接続部４を介して、測定点を、極めて容易に、安価で、且つ、無電圧又は接地抵抗の測定に何らの影響を加えない電圧で取り出すことができる。

また、大地中に配置される接地電極２としての金属導体１ａと、接地電極２としての金属導体１ａに被接地体を接続した接地導体１の接続部４に、測定用導体３を接続し、且つ、測定用導体３を、接地導体１の外周部１’にコイル状に巻回して導出したので、接続部４からの測定点の取り出しが容易に行えるとともに、測定用導体３の削掘穴を別に削掘したり、削掘穴を大径にすることもなく、更には、測定用導体３を、接地導体１と一体に施工することができるので，接地装置Ｄの施工時間を短縮することができ、ひいては、接地装置Ｄの施工費用を低減することができる。

更に、コイル状に巻回された測定用導体３を、大地地表部６ｂ付近まで導出したので、大地中に埋設される接地装置Ｄの深さに関係なく、また、接地電極２としての金属導体１ａの電圧に関係なく、接地抵抗の測定を、大地地表部６ａまで導出された測定用導体３が接続されたハンドホール７において行うことができ、従って、接地抵抗の測定を、簡単に、極めて容易に、且つ、安全に行うことができる。

コイル状に巻回された測定用導体３は、少なくとも、１本からなるものであり、コイル状に巻回された測定用導体３を２本とした場合、接地抵抗測定器に、２本の測定用導体３を接続することで、測定用導体３の導体抵抗に関係なく、導体抵抗を無視して、接地抵抗測定器の指示値を直読みすることができ、安全で、容易に、接地抵抗を測定することができる。なお、図２及び図３には、一例として、２本の測定用導体３（実線と破線で示されている。）が使用されている例が示されている。

なお、上述した実施例には、接地装置Ｄを、縦方向に掘削された削掘穴に設置した例が示されているが、接地装置Ｄを、横方向に掘削された削掘穴に設置することもできる。

また、コイル状に巻回される測定用導線３の巻回数は、接地電極２としての金属導体１ａに印加される電圧により、適宜、変更されるものであり、更に、コイルの寸法径や巻回ピッチを、適宜、変えることで、巻回数を増減することができる。

更に、上述した実施例には、接地導体１を剥離して、露出した金属導体１ａを接地電極２とした例が示されているが、このような接地電極ではなく、接地電極を、別個のものとし、この別個の接地電極に接地導体１を接続してもよい。また更には、接地導体は、被接地体に帯電する電圧に対応した接地導体であって、接地導体は、適宜、選択して使用される。

なお、図２及び図３において、１１は、接地導体１を囲むように、大地６中に配置されるとともに、その一部が、大地地表部６ｂから排出されている保護管である。

図１は、本発明の接地装置を構成する接地構成部等の正面図である。 図２は、本発明の接地装置が、掘削穴に配置された状態の正面図である。 図３は、本発明の別の接地装置が、掘削穴に配置された状態の正面図である。 図４は、本発明の接地装置を構成する測定用導線の別の実施例の斜視図である。 図５は、従来の被接地体を用いた接地抵抗の測定を説明するための概略図である。

符号の説明

Ｃ・・・・・接地構成部
Ｄ・・・・・接地装置
１・・・・・接地導体
１ａ・・・・金属導体
２・・・・・接地電極
３・・・・・測定用導体
６・・・・・大地
６ａ・・・・削掘穴
７・・・・・ハンドホール

Claims (4)

1. 大地中に配置される接地電極と該接地電極に被接地体を接続する接地導体とを有するとともに、前記接地電極に、コイル状に巻回された測定用導体の一端を接続したことを特徴とする接地装置。
2. 前記測定用導体を、前記接地導体の外周部に巻回したことを特徴とする請求項１に記載の接地装置。
3. 前記測定用導体を、大地地表部付近まで導出したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接地装置。
4. 前記測定用導体を、複数本としたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の接地装置。

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