JP2009094024A - Buried earth, and earth material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気機器や電気設備等を大地に接地して故障電流や落雷電流等々の障害電流を大地に放出すると共に、電柱や鉄塔周辺での雑草の生育を阻止する防草シートとしても使用し得るアース材に関するものである。 The present invention grounds electrical equipment and equipment to the ground and releases fault currents such as fault currents and lightning currents to the ground, and is also used as a weedproof sheet to prevent weed growth around utility poles and steel towers It relates to a possible earthing material.
障害電流を効果的に大地に放出するためには、アース材と大地との接触面積を広くして接地抵抗を少なくする必要があり、そのためにアース材を大地に深く埋設すると共にアース材と大地の間に流動性導電剤を注入する方法や(例えば、特許文献1参照)、大地に深く埋設するアース材の先端に接地電線を接続する方法(例えば、特許文献2参照)が提案されている。 In order to effectively discharge the fault current to the ground, it is necessary to increase the contact area between the grounding material and the ground to reduce the grounding resistance. For this reason, the grounding material is buried deep in the ground and the grounding material and the ground are There are proposed a method of injecting a fluid conductive agent in between (for example, see Patent Document 1), and a method of connecting a ground wire to the tip of a ground material deeply buried in the ground (for example, see Patent Document 2). .
防草シートには、織物、経編物、不織布等の布帛類が使用されている(例えば、特許文献3、4参照)。 Fabrics such as woven fabrics, warp knitted fabrics, and non-woven fabrics are used for the weedproof sheets (see, for example, Patent Documents 3 and 4).
アース材を大地に深く埋設するためには、大型設備を要し、アース材も大型化するので経済的負担も増え、市街地ではアース材の埋設穴を掘設して生じる土砂を積み上げるためのスペースの確保も難くなる。 In order to embed the earth material deeply in the ground, a large facility is required, and since the earth material is also enlarged, the economic burden increases, and in urban areas, a space for piled up the earth and sand generated by digging holes for earth material It will be difficult to secure.
織物、経編物、不織布等の布帛類に成る防草シートでは、布目や繊維間の隙間に植物が根を降ろし、それが大きく成長して布帛類を押し破り、それを引き抜くには多大な労力を要し、それを引き抜くことが出来たとしても防草シートも引き裂かれてしまう。そして、防草シートに防草剤や枯葉剤を担持させるときは、地下汚染の問題が生じる。 With herbicidal sheets made of fabrics such as woven fabrics, warp knitted fabrics, and non-woven fabrics, plants take roots in the gaps between the fabrics and fibers, and they grow so much that they break down the fabrics and take a lot of effort to pull them out. Even if it can be pulled out, the weedproof sheet will be torn. And when a herbicidal agent or a defoliant is carried on a herbicidal sheet, there is a problem of underground contamination.
そこで本発明は、大地に深く埋設することなく低い接地抵抗を確保することの出来るアース材を得ることを第1の目的とする。本発明の第2の目的は、防草シートとしても使用し得るアース材を得ることにある。 Accordingly, a first object of the present invention is to obtain a grounding material that can ensure a low ground resistance without being buried deeply in the ground. The second object of the present invention is to obtain a grounding material that can also be used as a weedproof sheet.
本発明は、厚みが20〜50μmの銅シート11と目付けが100〜400g/m2 の不織布12を接着剤13によって貼り合わせてアース材15を構成したことを第1の特徴とする。
The first feature of the present invention is that the
本発明の第2の特徴は、上記第1の特徴に加えて、アース材15の不織布12が、単繊維繊度1〜15dtexの捲縮を有する合成繊維の短繊維に成る繊維ウエブにニードルパンチングを施して繊維間14・14を交絡させて毛羽立たせたニードルパンチングフエルトである点にある。
The second feature of the present invention is that, in addition to the first feature described above, needle punching is performed on a fiber web in which the
本発明の第3の特徴は、上記第1、第2の何れかの特徴に加えて、アース材15の銅シート11が凹凸小皺16を有する点にある。
The third feature of the present invention resides in that the
本発明の第4の特徴は、上記第1、第2、第3の何れかの特徴に加えて、表裏両面が銅シート11・11に成り、その表裏の銅シート11・11が互いに向き合うそれぞれの内面に不織布12・12がそれぞれ貼り合わされて二重になっている点にある。
The fourth feature of the present invention is that, in addition to any of the first, second, and third features, both front and back surfaces are
本発明の第5の特徴は、上記第1、第2、第3、第4の何れかの特徴に加えて、アース材が、銅シートを垂直に向け且つ外側に向けて彎曲し、筒状を成している点にある。 According to a fifth feature of the present invention, in addition to any of the first, second, third, and fourth features, the grounding material is bent in a manner that the copper sheet is directed vertically and outward, and is cylindrical. Is in the point that
本発明の第6の特徴は、(1) 上記第1、第2、第3の何れかの特徴を具備するアース材15が、銅シートを下向きにし、不織布を上向きにして大地17に埋設されており、(2) その上向きにして不織布の上に土砂18による中間層24が積層されており、(3) その中間層24の上に、その土砂18よりも粒径の大きい砂利23を含む上積層25が積層されており、(4) 銅シートに直接触れるアース材15の下側に上積層25の砂利23よりも粒径の細かい土砂18による下地層26が積層されている点にある。
The sixth feature of the present invention is: (1) The grounding
不織布12に伸縮応力が作用する場合、織物や編物のように糸条の連続する一定方向に伸縮応力が集中して作用することがなく、その構成する一本一本の細かい繊維に分散して作用し、その伸縮応力が作用してズレ動いた個々の繊維が元の位置に戻ることはなく、織物や編物に比して塑性変形し易い。特に、単繊維繊度が1〜15dtexであり、捲縮している合成繊維短繊維に成る繊維ウエブにニードルパンチングを施して繊維間14・14を交絡させただけの毛羽立たせたニードルパンチングフエルト12は、その不織布内部における各繊維14は僅かな外力を受けてズレ移動し易く、極めて塑性変形し易い。
一方、銅シート11は、銅の物性として他の導電性物質に比して塑性変形し易く、又、その厚みが20〜50μmと極薄なことから極めて塑性変形し易い。
このため、本発明のアース材15は、僅かな外力によって極めて容易に曲折し塑性変形し、円筒形に巻き上げ易く、その円筒形に巻き上げた際に銅シート11と不織布12の間にアース材15の厚みに応じた内径と外径との寸法差に起因する層間剥離が発生することがなく、銅シート11と不織布12との密着状態が保たれる。
When the stretching stress acts on the
On the other hand, the
For this reason, the grounding
大地17に掘設した埋設穴にアース材15を配置して土砂を埋め戻し、地表20を押し固めるとき、その埋め戻した土砂18の一粒一粒に押圧され、細かく圧延されるように銅シート11の表面に凹凸小皺16が細かく発生し、土砂18の一粒一粒が凹凸小皺16に嵌合するかのように銅シート11に密着し、不織布12に土砂18が絡み付いて大地17とアース材15が一体化する。
When the
その凹凸小皺16が発生するとき、その凹凸小皺16に応じて不織布12が塑性変形し、その際、その凹凸小皺16の発生箇所において、銅シート11を押圧する土砂粒18に対抗する反力は、不織布12から銅シート11に向けて作用しない。そして、不織布12は、織地や編地のように糸条によってではなく、個々に分かれた無数の繊維によって構成されており、織目や編目のような隙間や凹凸がなく、全面が繊維毛羽19で覆われており、その毛羽立った繊維毛羽19と接着剤13とは一体になって強靱な皮膜を形成して銅シート11に密着するので、銅シート11が極薄であっても土砂18の一粒一粒に押圧され細かく破れたり、織目や編目のような隙間と土砂の間で銅シート11が挟圧されて剪断・亀裂することはない。
When the
予め凹凸小皺16の賦形された銅シート11では、その凹凸小皺16の起伏彎曲形状に応じて細かく伸縮変形しているので、土砂粒18に押圧されて窪むときは、埋設前の隆起部分が原形を回復する。それとは逆に、周囲から押し上げられて隆起するときは、埋設前の窪みが原形を回復することにもなる。その結果、土砂粒18に押圧されて凹凸小皺16を新たに発生する箇所では、その銅シート11に作用する局部的応力が、その予め賦形された凹凸小皺16に吸収緩和されることにもなる。従って、銅シート11が極薄でも、埋め戻す土砂18による亀裂が回避される。
Since the
本発明のアース材15は、埋め戻す土砂18に密着して塑性変形するので、大地17との接地抵抗を少なくすることが出来る。従って、アース材15を殊更深く埋設する必要がなく、それ故に、アース材15を埋設するために大型掘削装置や掘り上げた土砂を堆積するための広いスペースを必要とせず、アース材15を効率的に埋設することが出来る。
Since the grounding
そのようにアース材を比較的浅く埋設することが出来るので、土砂18を埋め戻した地表20をバイブレーター等で地固めするとき、その地表20への締圧力が押圧力となって土砂18からアース材15に伝わり易く、アース材15と大地17との有効接触面積を大きくすることが出来る。
Since the earthing material can be buried relatively shallow as described above, when the
本発明のアース材15は、電柱その他の支柱や支材21によって支えて埋設されるか(図1)、或いは、支材(21)を用いずに単独で埋設される(図2・図3)。単独で埋設する場合(図3)、不織布12が銅シート11と大地17との間に絶縁材として介在することになる。その点、本発明では、表裏両面を銅シート11・11とし、その表裏の銅シート11・11の向き合う表裏の銅シート11・11それぞれの内面に不織布12・12をそれぞれ貼り合わせた二重構造としたので、不織布12が絶縁材となることはなく、アース材15の表裏両面が大地17との接触面積となり、浅く埋設しても接地抵抗を低くすることが出来る。その場合、アース材15は表裏両面から押圧され、その二重になった不織布12・12の接合面22が曲折彎曲するので、アース材15は大地17に良く馴染み、アース材15と大地17の接触面に隙間が発生することがなく、その点でも接地抵抗を更に一層低くすることが出来る。
The grounding
そして、銅シート11を垂直に向け且つ外側に向けて彎曲させてアース材15を筒状に構成する場合、狭い土地にアース材15を浅く埋設しても、大地17との接触面積を広くすることが出来、その接地抵抗を低くすることが出来る。
When the
又、アース材15を水平に向けて埋設する場合、粒径の細かい土砂18によって整地された下地層26に銅シート11を下向きにし、不織布12を上向きにしてアース材15を敷き込み、その上向きになった不織布12の上に粒径の細かい土砂18による中間層24を積層し、その中間層24の上に粒径の粗い砂利23を含む上積層25を積層すると、上積層25の粗い砂利23が重しとなって銅シート11を下地層26に強く押圧することになるので、大地17との接触面積を広くすることが出来、その接地抵抗を低くすることが出来る。
Further, when the grounding
そのようにアース材15を水平に向けて埋設すると、銅シート11に遮られるので、植物がアース材15を突き抜けて根を降ろすことはなく、アース材15が防草シートを兼ねることになる。従って、電柱や鉄塔等の周辺にアース材15を埋設する場合には、その周辺に防草シートを施工せずに済む。
When the
このように、本発明のアース材15は、大地17に密着して良く馴染み、深く埋設することなく低い接地抵抗を確保することが出来、アース材を埋設する埋設穴を掘設ための大型設備も、その掘設して生じる土砂を積み上げるための広いスペースも必要とせず、而も、防草シートを兼ねて使用することが出来るので、防草施工を必要とする電柱や鉄塔等の周辺での埋設アースに頗る好都合である。
As described above, the grounding
本発明において不織布12の厚みは格別問題視されない。何故なら、単繊維繊度1〜15dtexの捲縮を有する合成繊維の短繊維に成る繊維ウエブにニードルパンチングを施して繊維間14・14を交絡させて毛羽立たせたニードルパンチングフエルト(12)では、地表20を地固めするとき、埋め戻した土砂18に押圧されて不織布(ニードルパンチングフエルト)12が目付けに応じた所定の厚みになるからである。
In the present invention, the thickness of the
しかし、その短繊維14の繊度が15dtexを超える場合や、不織布12の目付けが400g/m2 を超える場合には、地表20を地固めしただけでは所定の厚みに嵩を縮め難い。そして、歳月を経るにつれて不織布が所定の厚みに嵩を縮めるときは、その嵩を縮めた分だけアース材15と大地17の間に隙間が発生することになるので、歳月を経るにつれて接地抵抗が次第に増えることにもなる。それとは逆に、短繊維14の繊度が1dtex未満の場合や、不織布12の目付けが100g/m2 未満の場合には、銅シート11の亀裂発生緩和材としての不織布12の機能が低下する。又、本発明では、銅シート11に凹凸小皺16が発生し易くするために、銅シート11の厚みを50μm以下にしているが、その厚みが余りにも薄くなると亀裂し易くなる。
However, when the fineness of the
これらの点を考慮し、銅シート11の厚みを20〜40μmに、好ましくは30μm前後(25〜35μm)にし、不織布12の目付けを150〜300g/m2 にし、その短繊維14の繊度を3〜8dtexにすることが望まれる。又、リサイクルの点からして、不織布12にはポリエステル繊維を用いることが望ましい。接着剤13には、それが耐蝕性の点で他の樹脂に比して優れていることから、熱融着性ポリオレフィン系樹脂を使用するとよい。
Considering these points, the thickness of the
アース材15は、図1に示すように、支柱21に巻き付けて埋設することも、図2と図3に示すように支柱(21)を用いずに単独で埋設することも出来る。又、アース材15は、図1や図2に示すように、銅シート11を垂直に向けて埋設するほか、図3に示すように、銅シート11を防草シートを兼ねて水平に向けて埋設することも出来る。
As shown in FIG. 1, the grounding
銅シート11を水平に向けて埋設する場合、アース材15は、図3に示すように、縦横寸法が1m以下の定尺板状にし、不織布12を上向きにし、周縁を重ね合わせて下地層26に敷き詰めるように並べ、不織布12の上に土砂18を堆積して中間層24を積層し、その中間層24の上に粒径20mm以上の砂利(バラス)23を堆積して上積層24を積層するとよい。銅シート11に直接触れる下地層26の表面の土砂18の粒径は1mm以下にする。上積層24は、中間層24を地固めしてから積層する。
When the
砂利23は、銅シート11を下側の土砂18に強く圧着して銅シートと大地との隙間をなくし、銅シートと大地との接触面積を増やす重しとして適用される。そのためには、不織布12の上の中間層24の上に粒径の細かい砂利23を堆積し、その後堆積する砂利の粒径を次第に増やし、粒径の大きい砂利が地表20に現われるようにするとよい。
The
図1に示すように、アース材15を筒状にし、銅シート11を垂直に向けて使用する場合には、円筒形ではなく、三角形や五角形(星形)等の多角形断面形状にアース材15を変形して埋設することも出来る。その場合、その多角形筒状空洞内に、支柱(21)に代えてカーボン粉末、カーボン繊維、ステンレス繊維等の導電材と土砂との混合物を充填することも出来る。
As shown in FIG. 1, when the grounding
そのように多角形断面形状に組み立てて埋設し、その空洞内に土砂を充填する場合には、図2に示すように、アース材15を二重構造にするとよい。アース材15を二重構造にするためには、不織布12を内側にして1枚のアース材15を折り畳んでもよいし、不織布12・12を内側にして2枚のアース材15・15を重ね合わせてもよい。
In the case where such a polygonal cross-sectional shape is assembled and buried, and earth and sand are filled in the cavity, the grounding
図1と図2に示すように、銅シート11を垂直に向けてアース材15を埋設する場合にも、銅シート11に直接触れる土砂18の粒径を1mm以下にし、埋め戻した土砂18の地表20には粒径20mm以上の砂利(バラス)23を堆積するとよい。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, even when the grounding
[比較例]
直径10mm、長さ1500mm、表面積0.47m2 の鉄芯に銅メッキを施した市販のアース棒を大地に埋設して接地抵抗を測定する接地抵抗測定試験を3回行った。その3回の接地抵抗測定試験における平均接地抵抗は125Ωであった。
[Comparative example]
A grounding resistance measurement test was performed three times by measuring the grounding resistance by burying a commercially available earthing rod in which a copper core was plated on an iron core having a diameter of 10 mm, a length of 1500 mm, and a surface area of 0.47 m 2 . The average ground resistance in the three ground resistance measurement tests was 125Ω.
[実施例]
厚み30μmの銅シート11と、単繊維繊度5dtexの捲縮加工されたポリエステル短繊維14に成る目付け240g/m2 のニードルパンチングフエルト不織布12を、ホットメルト型ポリプロピレン接着剤13を介して貼り合わせ、縦横寸法360mm×1320mm、表面積0.47m2 のアース材15を調製した。そのアース材を、外径420mm(全周1320mm)の塩化ビニル樹脂管(21)に、銅シートを外側に向けて巻き付け、図2に示すように、大地17に埋設して接地抵抗を測定する接地抵抗測定試験を3回行った。その3回の接地抵抗測定試験における平均接地抵抗は85Ωであった。
[Example]
A needle punching felt
[評価]
上記の通り、本発明のアース材(実施例)と大地との間の接地抵抗が85Ωであるのに対し、市販のアース棒(比較例)と大地との間の接地抵抗は125Ωであり、本発明のアース材の接地抵抗が市販のアース棒の接地抵抗の70%以下であり、本発明のアース材を使用すると深く埋設せずに済む点でも、本発明は実利的であることが確認された。
[Evaluation]
As described above, the grounding resistance between the grounding material of the present invention (Example) and the ground is 85Ω, whereas the grounding resistance between the commercially available grounding rod (Comparative Example) and the ground is 125Ω, The grounding resistance of the grounding material of the present invention is 70% or less of the grounding resistance of a commercially available grounding rod, and it is confirmed that the present invention is practical in that it is not necessary to embed deeply when the grounding material of the present invention is used. It was done.
11:銅シート
12:不織布
13:接着剤
14:繊維
15:アース材
16:凹凸小皺
17:大地
18:土砂
19:繊維毛羽
20:地表
21:支材(支柱)
22:接合面
23:砂利(バラス)
11: Copper sheet 12: Non-woven fabric 13: Adhesive 14: Fiber 15: Ground material 16: Concavity and convexity 17: Earth 18: Earth and sand 19: Fiber fluff 20: Ground surface 21: Support material (support)
22: Joint surface 23: Gravel
Claims (6)
(b) 不織布(12)の上に土砂(18)に成る中間層(24)と砂利(23)を含む上積層(25)が順次積層されており、
(c) 銅シート(11)の下に土砂(18)に成る下地層(26)が積層されており、
(d) 上積層(25)の含む砂利(23)の粒径が中間層(24)と下地層(26)の土砂(18)の粒径よりも大きい埋設アース。 (A) A grounding material (15) formed by bonding a copper sheet (11) having a thickness of 20 to 50 μm and a nonwoven fabric (12) having a basis weight of 100 to 400 g / m 2 with an adhesive (13), the copper sheet (11). It is embedded in the earth 17 with the nonwoven fabric (12) facing upward,
(B) On the nonwoven fabric (12), an intermediate layer (24) consisting of earth and sand (18) and an upper laminate (25) including gravel (23) are sequentially laminated,
(C) A base layer (26) made of earth and sand (18) is laminated under the copper sheet (11),
(D) Embedded ground in which the particle size of gravel (23) included in the upper laminate (25) is larger than the particle size of earth and sand (18) of the intermediate layer (24) and the base layer (26).
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