JP2014220222A - 接地モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】サージ電圧を接地させる接地モジュールの提供。【解決手段】長手方向に沿って延びた接地体と、前記接地体の横断面中心部に配設された伝導性芯棒と、を備え、前記接地体は、前記長手方向に延びた抵抗体及び前記伝導性芯棒に沿って所定の間隔を隔てて隔設されるように抵抗体に挿入された多数枚の伝導性板を備えることを特徴とする接地モジュール。【選択図】図１
Description
本発明は、接地モジュールに関する。
通常の通信装備、電子計測装備、避雷装置及び電力装備は、過負荷または落雷などによるサージ電圧の影響を受けることがある。このようにサージ電圧から前記装備を保護するために接地装置が用いられることがある。
前記接地装置は、前記装備を大地に電気的に接続して前記装備に働くサージ電圧を地上に導くことができる。これにより、前記装備が前記サージ電圧から保護可能になる。
一方、落雷を形成する雷雲に含まれる電荷の成分が季節によって異なってくる。実際に、夏季には負電荷が雷雲に過剰に含まれ、これに対し、冬季には正電荷が雷雲に過剰に含まれる。その分、夏季には雷雲に含まれている負電荷が大地側に向かって急速に流入する必要があり、これに対し、冬季には大地の負電荷が雷雲側に向かって急速に流出する必要がある。
このように大地に対する負電荷の流入及び流出を可能にする接地装置が提案されている（例えば、下記の特許文献１参照）。前記特許文献１に記載の接地装置は、インピーダンス低減型低抵抗接地モジュールを備える。前記接地モジュールは、電気伝導性に優れた黒鉛などの炭素系非金属鉱物と電解質から構成された低抵抗体と、その内部に配設された銅芯棒と、を備える。しかしながら、このような構造の接地モジュールは、電気的な特性を限界値以上に向上させることが困難である。
前記銅は、空気または水分と結合して青緑色または黒色の酸化銅となる。また、前記銅は、湿気と二酸化炭素によって塩基性炭酸銅となる。その分、前記銅芯棒には緑色または青色の皮膜が形成されることがある。特に、地中に埋設される前記銅芯棒は、地中の水分に常に露出されることを余儀なくされ、炭素成分の黒鉛（すなわち、カーボン）と常に接触するように製作される。これにより、前記銅芯棒の表面層は腐食されて酸化銅皮膜および／または塩基性炭酸銅皮膜に変化せざるを得ない。
前記酸化銅は、半導体または絶縁体の性質を有する。その分、前記酸化銅皮膜は、銅芯棒の抵抗を大幅に高める。しかも、前記酸化銅皮膜は、前記銅芯棒の中心部と前記炭素接地体との間にキャパシターを形成する原因となる。その分、接地モジュールの静電容量が増大されざるを得ない。このような前記銅芯棒の表面層の酸化は、前記接地モジュールの抵抗及び静電容量を設計値と異ならせる。換言すれば、下記の特許文献１に記載の接地モジュールは、前記銅芯棒の表面層の酸化によって設計された接地特性を維持することができない。
また、前記酸化銅は、炭素接地体の主な構成成分である導電性セメントに含有されている水酸化カルシウムなどに含まれている水酸基と結合して水酸化銅（Ｃｕ（ＯＨ）および／またはＣｕ（ＯＨ）２）を生成する。その分、前記炭素接地体の強度（すなわち、耐久性）は弱化されざるを得ない。
さらに、前記接地モジュールは、少なくとも一部分が埋設される。その分、前記酸化銅及び水酸化銅は、地下水を汚染させる原因になりうる。
本発明の目的は、上述した問題点を解消することのできる接地モジュールを提供することである。
本発明の他の目的は、落雷時に発生する過渡インピーダンスの電気的な特性を限界値以上に向上させることのできる接地モジュールを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、設計された接地特性を安定的に維持することのできる接地モジュールを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、耐久性を向上させることのできる接地モジュールを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、地下水の汚染を防ぐことのできる接地モジュールを提供することである。
本発明の一実施形態に係る接地モジュールは、長手方向に沿って延びた接地体と、前記接地体の横断面中心部に配設された伝導性芯棒と、を備える。前記接地体は、前記長手方向に延びた抵抗体及び前記伝導性芯棒に沿って所定の間隔を隔てて隔設されるように抵抗体に挿入された多数枚の伝導性板を備える。
好ましくは、前記伝導性芯棒及び前記伝導性板は、腐食しない導電性物質から形成される。
本発明の実施形態に係る接地モジュールは、伝導性芯棒に沿って配設されるように抵抗体に伝導性板が挿入されることから、従来の接地モジュールに比べて、過渡インピーダンス特性が向上した電気的な特性が得られる。
また、本発明の実施形態に係る接地モジュールは、前記伝導性芯棒及び前記伝導性板が腐食しない導電性物質から製作されることから、地下水の汚染を防ぐことができ、しかも、耐久性を向上させることができる。加えて、本発明の実施形態に係る接地モジュールは、腐食によって引き起こされる電気的な特性（例えば、抵抗率及び静電容量）の変化を防ぐことができる。これにより、本発明の実施形態に係る接地モジュールは、設計された電気的な特性を安定的に維持することができる。
以下、添付図面に基づき、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度に本発明の好適な実施形態に係る接地モジュール及びその製造方法について詳述する。本発明の実施形態の詳細な説明において、関連する公知の構成または機能に関する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にする虞があると認められる場合にはその具体的な説明を省略する。
図１は、本発明の実施形態に係る接地モジュールの外観を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係る接地モジュールの他の構成を示す断面図である。
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る接地モジュールは、長手方向に沿って延びた接地体１０と、前記接地体１０の横断面中心部に配設された伝導性芯棒２０と、を備えていてもよい。なお、前記接地モジュールは、上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂ及び上部及び下部接続部材４０Ａ、４０Ｂを備えていてもよい。
また、芯棒２０と上部及び下部接続部材４０Ａ、４０Ｂは、同じ材質から一体に製作されてもよい。
前記接地体１０は、落雷などのサージ電圧が前記上部または補強板３０Ａまたは３０Ｂ及び前記上部または下部接続部材４０Ａまたは４０Ｂを介して速やかに大地に伝わる。また、前記接地体１０は、所定の長さに形成されてもよい。例えば、前記接地体１０は、約１０００ｍｍの長さに形成されてもよい。このような接地体１０は、抵抗体１２及び多数枚の伝導性板１４を備えていてもよい。
前記抵抗体１２は、長手方向に沿って延設されてもよい。また、前記抵抗体１２の上面及び底面は、中心部及び前記中心部から外側に突き出た少なくとも３つの羽根部を有するように形成されてもよい。このような抵抗体１２は、多数の抵抗体層１２Ａ、１２Ｂを備えていてもよい。具体的に、前記抵抗体１２は、上部及び下部抵抗体層１２Ａと、これらの間に積層された中間抵抗体層１２Ｂと、を備えていてもよい。
また、本発明においては、説明の便宜のために、図１に示す接地体１０及び伝導性板１４の形状が風車形状であることを想定して説明しているが、これは、説明の便宜のためのものであり、この形状に限定されるものではなく、必要に応じて、円筒状、矩形状など種々に変形可能である。
図３Ａに示すように、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂのそれぞれは、風車形状の平面を有するように形成されてもよい。換言すれば、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂのそれぞれは、平面的に、中心部１２０及びこの中心部１２０から外側に突き出た３つの羽根部１２２を有するように形成されてもよい。前記中心部１２０は、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂの中心点を基準として第１の半径Ｓｄ１によって画成される領域を占めてもよい。前記羽根部１２２は、相互に対して１２０°の角度を維持したままで前記中心部１２０から外側に突き出てもよい。また、前記羽根部１２２は、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂの中心点から第１の長さＬｄ１だけ突設されてもよい。例えば、前記羽根部１２２は、抵抗体層１２Ａ、１２Ｂの中心点から約１３０ｍｍ突設されてもよい。なお、前記羽根部１２２は、約６０ｍｍの幅を有するように形成されてもよい。
さらに、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂのそれぞれは、第１の貫通孔１２４を有するように形成される。前記第１の貫通孔１２４は、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂの中心に配設される。また、前記第１の貫通孔１２４は、正方形状に形成されてもよいが、これに限定されるものではない。例えば、前記第１の貫通孔１２４は、長円状に形成されてもよい。
図１及び図２に戻ると、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂは、黒鉛と、セメントと、長石と、硫酸マグネシウム及び添加剤を含む第１の組成物から形成されてもよい。具体的に、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂは、約５５〜７７重量％の黒鉛と、約２０〜３０重量％のセメントと、約６〜１５重量％の長石と、約２〜４重量％の硫酸マグネシウム及び約１〜３重量％の添加剤を混合して得られる合計１００重量％の第１の組成物から形成されてもよい。
あるいは、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂは、黒鉛と、コールタールピッチ及び塩化銅（ＣｕＣｌ２）を含む第２の組成物から形成されてもよい。換言すれば、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂは、７０〜８４重量％の黒鉛と、１５〜３０重量％のコールタールピッチ及び０．５〜０．７重量％の塩化銅を混合して得られる合計１００重量％の前記第２の組成物から形成されてもよい。第２の組成物は、下記のようにして得る。１００ｋｇの接地成形体を得るために、「黒鉛粉末７０ｋｇと、粉末状のコールタールピッチ２０ｋｇ及び粉末状のＣｕＣｌ２１ｋｇに蒸留水（水）１０Ｌ（リットル）を添加して混合し、１００℃において５時間保持した後に、成形器に投入し、次いで、約８００℃において５時間加熱して炭化させて成形品を製造する。また、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂは、第３の組成物から形成されてもよく、第３の組成物は、下記のようにして得る。黒鉛５０〜５５％と、ベントナイト８〜１２％と、セメント３０〜４０％と、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）０．８％と、亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ２）０．３％と、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）０．２５％と、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）０．２５％と、酸化カルシウム（ＣａＯ）０．２％及び酸化マグネシウム（ＭｇＯ）０．２％から構成され、黒鉛は、炭素含量が低い鱗状黒鉛または土状黒鉛を採用する。しかしながら、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂの構成物質は、上記の２つの組成物によって限定されるものではない。換言すれば、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂは、低い抵抗率を有する炭素抵抗物質から形成されてもよい。
前記上部及び下部抵抗体層１２Ａは、前記中間抵抗体層１２Ｂよりも厚く形成されてもよい。好ましくは、前記上部及び下部抵抗体層１２Ａは、前記中間抵抗体層１２Ｂに比べて少なくとも２倍の厚さを有するように形成されてもよい。例えば、前記上部及び下部抵抗体層１２Ａは、約５０ｍｍの厚さを有するように形成されてもよく、前記中間抵抗体層１２Ｂは、約２０ｍｍの厚さを有するように形成されてもよい。
前記多数枚の伝導性板１４は、前記抵抗体１２の長手方向に沿って所定の間隔を隔てて隔設されるように前記抵抗体１２内に挿入されてもよい。換言すれば、前記多数枚の伝導性板１４は、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂの間に配設されてもよい。このように前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂの間に配設された前記多数枚の伝導性板１４は、接地体１０の抵抗を減少させるとともに、静電容量を増大させる。
前記伝導性板１４のそれぞれは、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂと同じ形状を有するように形成されてもよい。また、前記伝導性板１４のそれぞれは、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂに比べて小さく形成されてもよい。その分、前記伝導性板１４のそれぞれは、隣り合う抵抗体層１２Ａおよび／または１２Ｂによって十分に包み込まれる。
図３Ｂを参照すると、前記伝導性板１４は、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂと同様に、風車形状に形成されてもよい。具体的に、前記伝導性板１４は、平面的に、中心部１４０及びこの中心部１４０から外側に突出した３つの羽根部１４２を有するように形成されてもよい。前記中心部１４０は、前記伝導性板１４の中心点を基準として前記第１の半径Ｓｄ１よりも短い第２の半径Ｓｄ２によって画成される領域を占めてもよい。その分、前記伝導性板１４の中心部１４０は、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂの中心部１２０よりも小さく形成されてもよい。前記羽根部１４２は、相互に対して１２０°の角度を維持したままで前記中心部１４０から外側に突出してもよい。また、前記羽根部１４２は、前記伝導性板１４の中心点から前記第１の長さＬｄ１よりも短い第２の長さＬｄ２に見合う分だけ突設されてもよい。例えば、前記羽根部１４２は、伝導性板１４の中心点から約１２５ｍｍ突設されてもよい。さらに、前記伝導性板１４の羽根部１４２は、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂの羽根部１２２に比べて狭い幅を有するように形成されてもよい。例えば、前記羽根部１４２は、約５０ｍｍの幅を有するように形成されてもよい。その分、小さな前記伝導性板１４の中心部１４０及び前記羽根部１４２は、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂの中心部１２０及び羽根部１２２によって完全に覆われうる。
また、前記伝導性板１４のそれぞれは、第２の貫通孔１４４を有するように形成される。前記第２の貫通孔１４４は、前記伝導性板１４の中心に配設される。換言すれば、前記第２の貫通孔１４４は、前記第１の貫通孔１２４と対応する個所に形成されてもよい。また、前記第２の貫通孔１４４は、前記第１の貫通孔１２４と同じ形状及び大きさを有するように形成されてもよい。その分、前記第２の貫通孔１４４は、前記第１の貫通孔１２４と連結されてもよい。
さらに、前記伝導性板１４のそれぞれは、歯部１４６を有するように形成されてもよい。前記歯部１４６は、前記伝導性板１４の羽根部１４２の外周縁に形成されてもよい。これらの歯部１４６は、当該伝導性板１４と、これと隣り合う抵抗体層１２Ａおよび／または１２Ｂとの結合力を増大させることができる。
図１及び図２に戻ると、前記伝導性板１４は、銅ではなく、高い導電率を有する伝導性物質から形成されてもよい。例えば、前記伝導性板１４は、ステンレス鋼から形成されてもよい。その分、前記伝導性板１４は、大地に埋設されても腐食しないことはもとより、抵抗体１２に含まれうる水酸化カルシウムとも結合されない。これにより、前記伝導性板１４は、地下水の汚染を防ぐことができ、しかも、接地モジュールの耐久性を向上させることができる。これらに加えて、前記伝導性板１４は、前記接地モジュールの電気的な特性（例えば、抵抗率及び静電容量）の変化を防ぐことができる。ひいては、前記伝導性板１４は、前記接地モジュールの抵抗率を下げるのに対し、前記接地モジュールの静電容量を高める。
また、前記伝導性板１４は、約０．５〜２ｍｍの厚さを有するように形成されてもよい。好ましくは、伝導性板１４は、０．５ｍｍの厚さに形成されることが好ましい。この場合、接地モジュールの製作コストが節減される。
前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂ及び前記伝導性板１４を備える前記接地体１０は、前記下部抵抗体層１２Ａの上に１枚の伝導性板１４及び一つの中間抵抗体層１２Ｂを積層及び押圧する積層／押圧過程を前記上部抵抗体層１２Ａが積層及び押圧されるまで繰り返し行うことにより形成されてもよい。この場合、前記伝導性芯棒２０は、前記伝導性板１４が前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂの間に配設された前記接地体１０の中心に挿入されてもよい。
前記伝導性芯棒２０は、前記接地体１０の中心に挿入される。換言すれば、前記伝導性芯棒２０は、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂの第１の貫通孔１２４及び前記伝導性板１４の前記第２の貫通孔１４４を貫通するように前記接地体１０の中心に挿入される。その分、前記伝導性芯棒２０は、正方形棒または楕円棒の形状を有するように形成されてもよい。このような伝導性芯棒２０は、約４０ｍｍの横／縦の幅または直径を有するように形成されてもよい。前記接地体１０の中心に挿入された伝導性芯棒２０は、前記多数枚の伝導性板１４と電気的に接続される。
前記伝導性板１４と同様に、前記伝導性芯棒２０は、銅ではなく、高い導電率を有する伝導性物質から形成されてもよい。例えば、前記伝導性芯棒２０は、ステンレス鋼から形成されてもよい。その分、前記伝導性芯棒２０は、大地に埋設されても腐食しないことはもとより、抵抗体１２に含まれうる水酸化カルシウムとも結合されない。これにより、前記伝導性芯棒２０は、地下水の汚染を防ぐことができ、接地モジュールの耐久性を向上させることができる。前記伝導性芯棒２０は、前記接地モジュールの電気的な特性（例えば、抵抗率及び静電容量）の変化を防ぐことができる。ひいては、前記伝導性芯棒２０は、前記接地モジュールの抵抗率を下げるのに対し、前記接地モジュールの静電容量を高める。
さらに、前記伝導性芯棒２０の両端には雌ねじ部が形成されてもよい。さらに、前記伝導性芯棒２０は、前記接地体１０と同じ長さを有するように形成されてもよい。換言すれば、前記伝導性芯棒２０は、約１０００ｍｍの長さに形成されてもよい。
前記伝導性芯棒２０の挿入された前記接地体１０は、一回の製作工程を経て得られてもよい。具体的に、前記伝導性芯棒２０の挿入された前記接地体１０は、前記伝導性芯棒２０に所定の間隔を隔てて前記伝導性板１４をはめ込み、その伝導性芯棒２０と伝導性板１４の組立体を金型に設け、スラリー状態の前記第１及び第２の組成物を前記金型に注入及び押圧することによって形成されてもよい。
また、前記伝導性芯棒２０、接地体１０、伝導性板１４は、それぞれ別々に生産した後に、それぞれを組み合わせて、図１に示す接地体を形成してもよい。
本発明においては、接地体を生成するために接地体の成形に必要な粉末を混合し且つ成形する工程などは、前記大韓民国登録特許第１０−１０６４３４２号（２０１１年０９月０５日）などの従来の技術の欄に開示されているように公知であるため、その具体的な説明を省く。
前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂは、前記接地体１０の両端から前記接地体１０の中心部に向かって圧力を加えてもよい。その分、前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂは、前記接地体１０の強度を向上させることができる。換言すれば、前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂは、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂ及び前記伝導性板１４間の結合力を増大させることができる。
また、前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂは、銅ではなく、高い導電率を有する伝導性物質から形成されてもよい。例えば、前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂは、ステンレス鋼から形成されてもよい。その分、前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂは、大地に埋設されても腐食しないことはもとより、抵抗体１２に含まれうる水酸化カルシウムとも結合されない。これにより、前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂは、地下水の汚染を防ぐことができ、接地モジュールの耐久性を向上させることができる。これらに加えて、前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂは、腐食によって引き起こされる前記接地モジュールの電気的な特性（例えば、抵抗率及び静電容量）の変化を防ぐことができる。さらに、前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂは、前記接地モジュールの抵抗率を下げるのに対し、前記接地モジュールの静電容量を高める。
図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂのそれぞれは、前記抵抗体層１２Ａ、１２Ｂの中心部１２０はもとより、前記伝導性板１４の中心部１４０よりも小さな円板状に形成されてもよい。なお、前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂのそれぞれは、第３の貫通孔を有するように形成されてもよい。前記第３の貫通孔は、前記第１及び第２の貫通孔１２４、１４４と対応する前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂの中心に形成されてもよい。より具体的に、前記第３の貫通孔は、前記伝導性芯棒２０の雌ねじ部と対応する前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂの中心に形成されてもよい。なお、前記第３の貫通孔は、前記伝導性芯棒２０の雌ねじ部と同じ直径を有するように形成されてもよい。換言すれば、前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂのそれぞれは、前記伝導性芯棒２０の雌ねじ部と同じ内側半径Ｉｄと、前記伝導性板１４の中心部１４０の半径Ｓｄ２よりも短い外側半径Ｅｄによって画成される大きさを有するように形成されてもよい。
図１及び図２に戻ると、前記上部及び下部接続部材４０Ａ、４０Ｂは、前記伝導性芯棒２０を図示しない電気設備または電気機器に電気的に接続するために用いられてもよい。このために、前記上部及び下部接続部材４０Ａ、４０Ｂは、銅ではなく、高い導電率を有する伝導性物質から形成されてもよい。例えば、前記上部及び下部接続部材４０Ａ、４０Ｂは、ステンレス鋼から形成されてもよい。その分、前記上部及び下部接続部材４０Ａ、４０Ｂは、大地に埋設されても腐食しない。これにより、前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂは、地下水の汚染を防ぐことができる。これらに加えて、前記上部及び下部接続部材４０Ａ、４０Ｂは、腐食によって引き起こされる前記接地モジュールの電気的な特性（例えば、抵抗率及び静電容量）の変化を防ぐことができる。さらに、前記上部及び下部接続部材４０Ａ、４０Ｂは、前記接地モジュールの抵抗率を下げるのに対し、前記接地モジュールの静電容量を高める。
また、前記上部及び下部接続部材４０Ａ、４０Ｂは、対応する前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂに押付力を供給してもよい。このために、前記上部及び下部接続部材４０Ａ、４０Ｂは、対応する前記上部及び下部補強板３０Ａ、３０Ｂの第３の貫通孔を経て対応する前記伝導性芯棒２０の雌ねじ部に挿入されて前記伝導性芯棒２０の雌ねじ部と咬合する。これらの上部及び下部接続部材４０Ａ、４０Ｂのそれぞれは、自分の一方の端に形成された雄ねじ部を備える。前記接続部材４０Ａ、４０Ｂの雄ねじ部は、前記接続部材４０Ａ、４０Ｂの残りの部分よりも小さな直径を有するように形成される。なお、前記接続部材４０Ａ、４０Ｂの雄ねじ部は、前記伝導性芯棒２０の前記雌ねじ部と同じ直径を有するように形成される。
下記表１及び表２は、伝導性板１４のない従来の接地モジュールと、伝導性板１４付き本発明の実施形態に係る接地モジュールに対して電気的な実験を行って得られた抵抗及び静電容量の特性を示している。
前記電気的な実験に供された従来の接地モジュール及び本発明の実施形態に係る接地モジュールは、図５及び図６に示す構成を有する。図５及び図６の接地モジュールは、図２における伝導性芯棒２０の中心からいずれかの羽根部の外側面に向かって切断した切断面に相当する。
図６に示す本発明の実施形態に係る接地モジュールは、伝導性板１４に０．５ｍｍ、１．０ｍｍ及び２．０ｍｍの厚さを交互に持たせて前記電気的な実験に供した。図５及び図６に示す伝導性芯棒２０及び図６に示す伝導性板１４は、約１．３８×１０６Ｓ／ｍの導電率を有する。
さらに、図５及び図６に示す従来の接地モジュール及び本発明の実施形態に係る接地モジュールの抵抗体１２として、約３〜５Ｓ／ｍの導電率の炭素抵抗物質からなる第１の抵抗体と、約０．３〜０．５Ｓ／ｍの導電率の炭素抵抗物質からなる第２の抵抗体とを交互に用いて前記電気的な実験を行った。前記第１の抵抗体を備える従来の接地モジュール及び本発明の実施形態に係る接地モジュールの抵抗及び静電容量の特性に関する実験結果を上記表１に示す。なお、前記第２の抵抗体を備える従来の接地モジュール及び本発明の実施形態に係る接地モジュールの抵抗及び静電容量の特性に関する実験結果を上記表２に示す。
図５に示す前記伝導性芯棒２０及び前記抵抗体１２の外面にそれぞれ１０Ｖ及び接地電圧を印加する電気的な実験が行われるときに、図７Ａ及び図７Ｂに示すような電気力線分布が観測された。これに対し、図６に示す前記伝導性芯棒２０及び前記抵抗体１２の外面にそれぞれ１０Ｖ及び接地電圧を印加する電気的な実験が行われた場合には、図８Ａ及び図８Ｂに示すような電気力線分布が観測された。図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂにおいて、等高線は電気力線に相当し、矢印は電場の作用方向を示す。等高線が赤色から青色に変色するに伴い、電気力が弱くなる。
図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、強い電気力線が前記伝導性芯棒２０と隣り合う抵抗体領域に分布し、電場は伝導性芯棒２０と垂直な方向にしか作用しない。これは、サージ電圧の大地への接地が前記伝導性芯棒２０と隣り合う抵抗体１２の一部を介してしか行われないことを示す。これにより、従来の接地モジュールは、サージ電圧を効果的に接地させることができない。これとは異なり、図８Ａ及び図８Ｂにおいては、強い電気力線が前記抵抗体１２の外面に隣り合う抵抗体の領域に分布し、電場は放射状に作用する。これは、サージ電圧の大地への接地が抵抗体の全部を介して行われることを示す。その分、本発明の実施形態に係る接地モジュールは、従来の接地モジュールとは異なり、サージ電圧を効果的に接地させることができる。
これは、上記表１及び表２に示す抵抗及び静電容量の特性の実験結果から明らかになる。上記表１及び表２において、「抵抗比」は、従来の接地モジュールの抵抗に対する本発明の実施形態に係る接地モジュールの抵抗の割合であり、「静電容量比」は、従来の接地モジュールの静電容量に対する本発明の実施形態に係る接地モジュールの静電容量の割合である。
上記表１及び表２を参照すると、接地モジュールに含まれている抵抗体の導電率が変化するに伴い、接地モジュールの抵抗及び静電容量が導電率の変化率に見合う分だけ変化してもよい。それにも関わらず、本発明の実施形態に係る接地モジュールは、従来の接地モジュールに比べて、抵抗を約１／１０以下に下げることができ、静電容量を少なくとも１０倍以上増大させることができる。換言すれば、本発明の実施形態に係る接地モジュールは、従来の接地モジュールに比べて少なくとも１０倍以上向上した電気的な特性を提供することができる。
以上述べたように、本発明の実施形態に係る接地モジュールは、伝導性芯棒に沿って配設されるように抵抗体に伝導性板が挿入される。その分、本発明の実施形態に係る接地モジュールは、従来の接地モジュールに比べて向上した電気的な特性を提供することができる。
また、本発明の実施形態に係る接地モジュールは、前記伝導性芯棒及び前記伝導性板が腐食しない導電性物質から形成される。その分、本発明の実施形態に係る接地モジュールは、地下水の汚染を防ぐことができ、耐久性を向上させることができる。これらに加えて、本発明の実施形態に係る接地モジュールは、腐食によって引き起こされる電気的な特性（例えば、抵抗率及び静電容量）の変化を防ぐことができる。これにより、本発明の実施形態に係る接地モジュールは、設計された電気的な特性を安定的に維持することができる。
以上、本発明に係る接地モジュール及びその製造方法について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の本発明の要旨及び技術的な精神を逸脱することなく、当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、誰でも種々に変更して実施可能な範囲まで保護されるべきである。
１０：接地体
１２：抵抗体
１２Ａ、１２Ｂ：抵抗体層
１４：伝導性板
２０：伝導性芯棒
３０Ａ、３０Ｂ：上部及び下部補強板
４０Ａ、４０Ｂ：上部及び下部接続部材
１２：抵抗体
１２Ａ、１２Ｂ：抵抗体層
１４：伝導性板
２０：伝導性芯棒
３０Ａ、３０Ｂ：上部及び下部補強板
４０Ａ、４０Ｂ：上部及び下部接続部材
Claims (8)
- 長手方向に沿って延びた接地体と、
前記接地体の横断面中心部に配設された伝導性芯棒と、
を備え、
前記接地体は、前記長手方向に延びた抵抗体及び前記伝導性芯棒に沿って所定の間隔を隔てて隔設されるように抵抗体に挿入された多数枚の伝導性板を備えることを特徴とする接地モジュール。 - 前記伝導性芯棒及び前記伝導性板は、腐食しない導電性物質から製作されることを特徴とする請求項１に記載の接地モジュール。
- 前記伝導性芯棒及び前記伝導性板は、ステンレス鋼から製作されることを特徴とする請求項２に記載の接地モジュール。
- 前記接地モジュールは、
前記伝導性芯棒（２０）に所定の間隔を隔てて前記伝導性板（１４）を嵌め込んで前記伝導性芯棒（２０）と前記伝導性板（１４）との組立体を得、
前記伝導性芯棒（２０）と前記伝導性板（１４）との前記組立体を金型に設け、
スラリー状態の抵抗物質を前記金型に注入して押し付けることによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の接地モジュール。 - 前記抵抗体は、多数の抵抗体層を備え、
前記多数枚の伝導性板は、前記抵抗体層の間に介装されることを特徴とする請求項１に記載の接地モジュール。 - 前記抵抗体は、約５５〜７７重量％の黒鉛と、約２０〜３０重量％のセメントと、約６〜１５重量％の長石と、約２〜４重量％の硫酸マグネシウム及び約１〜３重量％の添加剤を混合して得、合計１００重量％からなることを特徴とする請求項１に記載の接地モジュール。
- 前記抵抗体は、黒鉛７０〜８５重量％と、コールタールピッチ１５〜３０重量％及び塩化銅０．５〜０．７重量％を混合して得、合計１００重量％からなることを特徴とする請求項１に記載の接地モジュール。
- 前記抵抗体は、黒鉛５０〜５５％と、ベントナイト８〜１２％と、セメント３０〜４０％と、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）０．８％と、亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ２）０．３％と、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）０．２５％と、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）０．２５％と、酸化カルシウム（ＣａＯ）０．２％及び酸化マグネシウム（ＭｇＯ）０．２％からなり、黒鉛は、炭素含量の低い鱗状黒鉛または土状黒鉛であることを特徴とする請求項１に記載の接地モジュール。
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