JP2721866B2 - 低抵抗接地体 - Google Patents

低抵抗接地体

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JP2721866B2 JP63111789A JP11178988A JP2721866B2 JP 2721866 B2 JP2721866 B2 JP 2721866B2 JP 63111789 A JP63111789 A JP 63111789A JP 11178988 A JP11178988 A JP 11178988A JP 2721866 B2 JP2721866 B2 JP 2721866B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上利用分野〕 本発明は低抵抗接地体及び接地方法、さらに詳細には
高吸水性材料を用いた接地工法において、作業性の良い
低抵抗接地体及び接地方法に関するものである。
〔従来技術〕
電力設備の接地抵抗は第一、第三種接地工事等におい
て、10Ω以下または100Ω以下にするように定められて
おり、また通信施設の接地抵抗は、10Ω〜100Ω等の低
抵抗接地が要求されている。これらの接地抵抗を実現す
るため、金属製の接地板、接地網あるいは接地棒を地中
に埋設する接地工法が行われている。
金属接地板または金属接地網を用いた接地工法におい
て、接地抵抗をできるだけ低くするため、埋設面積を広
くするようにしており、また接地抵抗値を安定にするた
め、約10m×10m以上の広さにして使用するすることが望
ましいとされている。
また、接地抵抗をさらに減少させるために、金属接地
板または金属接地網の周囲にベントナイト処理剤を埋設
したりする方法が用いられていた。
ベントナイト処理剤は、ベントナイト:水:食塩:セ
メント=1:1:0.1:0.1の配合比で作製したものである。
これは、ベントナイト(粘土の一種)の保水性が良いこ
とと、さらに食塩を入れて電気伝導度を良くすることに
より、接地抵抗を減少させたものである。
第1図(a)に金属接地板または金属接地網を用いた
接地工法の構成を示している。図中において、1は大
地、2はリード線、3は金属接地板または金属接地網で
ある。また、第1図(b)に金属接地板または金属接地
網の周囲にベントナイト処理剤を埋設した構成を示して
おり、1は大地、2はリード線、3は金属接地板または
金属接地網、4はベントナイト処理剤である。
第1図(a)、(b)から明らかなように、金属接地
板または金属接地網3はリード線2に接続しており、金
属接地板または金属接地網3は大地1中に埋設されてい
る。さらに接地抵抗を減少するために、ベントナイト処
理剤4を接地板または接地網3の周囲に埋設しているた
め、湿気と食塩による電気伝導性が良く、接地板または
接地網が太ったものと電気的に等価になり、接地抵抗が
減少する。
〔発明が解決する問題点〕
しかしながら、第1図(a)に示すように接地板また
は接地網だけを用いる場合には、埋設面積を広くする必
要があり、実際には約10m×10m以上の大きさにして用い
ている。このため、非常に重くなり、作業性が悪いとい
う欠点があった。また、接地板または接地網周辺の大地
が乾燥してくると接地抵抗が上昇してしまう欠点もあっ
た。
さらに、ベントナイト処理剤を用いた場合には、数年
以上の長期間経ると食塩が次第に周囲の大地中に溶け出
して井戸水等に悪影響を与えたり、塩分により接地板ま
たは接地網が腐食して、アースの切断が起こる欠点があ
った。さらに、正確なデータはないが、経験的に乾燥が
続くとベントナイトの保水力も少なくなり、接地抵抗が
上昇する欠点もあった。また、実際の作業ではベントナ
イトを非常に大量に使うことが多く、食塩や水を混ぜ合
わせる作業が大変な労働であるという欠点もあった。
本発明の目的は、上記問題点を解決することであり、
さらに詳細には高吸水性材料をシート状にして、これを
吸水させ接地体として、従来の接地板または接地網を用
いた接地工法の作業性の向上および接地板または接地網
の腐食防止とを図った低接地抵抗を提供することにあ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するため、本発明による低抵抗接地
は、ポリアクリル酸塩系、無水マレイン酸系、ポリエチ
レンオキサイド系高吸水性材料より選択された一種以上
をシート状として、これを吸水させ、接地体としたこと
を特徴としている。
本発明をさらに詳しく説明する。
本発明に使用する高吸水性材料は、本発明においては
基本的に限定されるものではないが、好ましくは吸水倍
率が100以上のものを用いるのが望ましい。このような
高吸水性材料としては、さらに腐食しないものが好まし
く、本発明においてはポリアクリル酸塩系、無水マレイ
ン酸系、ポリエチレンオキサイド系材料より選択された
一種以上が使用される。
上記高吸水性材料の形態も限定されるものでなく、例
えば、繊維状、テープ状、粉末状等の形態であることが
できる。但し、接地体として使用する場合には繊維状、
テープ状のものが望ましい。
従来の金属接地板、金属接地網とは、その材料が全く
異なるとともに、接地抵抗低減剤として従来用いられて
いるベントナイト処理剤とはその材料が全く異なる。
また、接地体の接地抵抗を長期間安定に保つことが必
要であるから、土中に埋設した高吸水性材料が腐食しな
い材料を選定するとともに、場所によって高吸水性材料
の電気伝導度を良くするために、水以外のイオン性溶液
を吸水させることもできる。このようなイオン性溶液は
本発明において、基本的に限定されるものではなく、例
えば、KOH、HaCl、NaOH、HCl、H2SO4、HNO3等の一種以
上の溶液であることができる。
これは、従来の接地抵抗低減剤では多量の食塩を用い
てたことが大きく異なる。
さらに、接地体あるいは金属接地板または金属接地網
の周囲に埋設して接地抵抗低減剤として用いる場合に強
度を増すために、高吸水性材料にセメント、石膏、プラ
スチック硬化剤等の一種以上を混ぜて固化することもで
きる。
前述のプラスチック硬化剤としては、例えば、エポキ
シ系樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニール系樹脂、オ
レフィン系樹脂、アクリル系樹脂、フラン樹脂、フェノ
ール樹脂、ポリウレタン樹脂等を挙げることができる。
また、氷点降下作用を持つ物質を水とともに高吸水性
材料に吸水させ使用することにより氷点下になる際に大
地導電率が高くなることを防ぐことができる。この氷点
降下作用を持つ物質は、限定されるものではないが、例
えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウ
ム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム等の種類および
エチレングリコール、グリセリン、エタノール、ブドウ
糖、ショ糖、可溶性澱粉等の有機化合物よりなる群から
選択された一種以上であることができる。
〔実施例〕
本発明の第1の実施例を第2図に示しており、1は大
地、2はリード線、3′は高吸水性材料を吸水させた接
地シートである。
本発明では、シート状にした高吸水性材料を吸水さ
せ、接地体として使用し、低接地抵抗を得るものであ
る。
第2図において、実験では高吸水性材料として、アク
リル酸塩系吸水性材料を用い、長さL=60cm、幅W=60
cm、厚さt=1mm程度の接地シートを大地に埋める深さ
dを変え、また、長さLを変えて接地抵抗を測定した。
比較のために、金属接地板として銅板および金属接地網
として亜鉛鍍金金網(目の大きさ3mm×3mm)を接地シー
トと同じ大きさにして接地抵抗を測定した。その結果を
第3図に示す。
第3図から、接地面積S、また埋設深さdを増加させ
ると接地抵抗は減少することがわかる。特に、高吸水性
材料を吸水させた接地シートを用いた場合には、埋設深
さdが10cm、20cmのとき、銅板および金網とほぼ同程度
の接地抵抗だが、大地表面に置いたとき(即ちd=0)
には、接地抵抗が低くなっている。これは、大地表面の
凹凸により、銅板および金網は接触面積が小さく、これ
らに比べて高吸水性材料を吸水させた接地シートは、柔
軟性があるため接触面積が多くなっているための考えら
れる。但し、○印銅板、△印は金網、●印は高吸水性材
料を吸水させた接地シートにより測定した接地抵抗値を
示している。
高吸水性材料を用いた接地シートでは銅板および金網
より非常に軽く作業性が良い。また、高吸水性材料は、
一旦吸水すると自然状態では6ヵ月程度水を含んだまま
なので、周囲が乾燥しても保水性が良く接地抵抗の増加
が起こらない。例として、吸水している水が次第に減少
しても雨が降ると再び高吸水性材料は即時に吸水する。
実際には6ヵ月間雨が降らないことは考えにくいので、
結果として長期間保水したままとなり、接地抵抗を一定
の状態に保つことができる。
第4図に本発明の第2の発明の実施例を示しており、
1は大地、2はリード線、3は金属接地板または金属接
地網、4′は吸水させた高吸水性材料である。第1の発
明の実施例で示すように、接地体として使用することも
できるが、金属接地板または金属接地網の周囲に吸水し
た高吸水性材料を埋設し、接地抵抗低減剤として用いる
こともできる。この場合、高吸水性材料の吸水倍率が非
常に高いため(水の量の0.5〜1%(重量比))、少量
の高吸水性材料を加えるだけでよく、従来のベントナイ
ト処理剤に比べ、運搬、作業性が良い。
また、食塩を使用しないため、金属接地板または金属
接地網の腐食も起こらない。
次に、高吸水性材料を選定するためにあたっては大地
中に存在する微生物、バクテリアによって、腐食するも
のと腐食しないものがあるため、注意することが必要で
ある。
第5図は、高吸水性材料の微生物の腐食試験方法を示
しており、5はフラスコ、6はコック、7は高吸水性材
料と土壌抽出液とリン酸アンモニウム(微生物の栄養
剤)を混ぜたものであり、30℃程度に約1ヵ月放置して
おくと微生物が高吸水性材料を分解して繁殖し、フラス
コ内の空気中の酸素を消費して水素等を発生することが
知られている(文献:ELECTRONICS LETTERS 26th Septem
ber 1985 Vol.21 No.20pp.902−903,“HYDROGEN GENERA
TION DUE TO DECOMPOSITION OF CARBOX YMETHYL−CELLU
LOSE IN MUDDY WATER")。
この試験法を用いて、腐食する高吸水性材料と腐食し
ない高吸水性材料を調べた結果腐食する高吸水性材料は
セルロース系吸水材(例えばカルボキシメチルセルロー
ス)、澱粉系吸水材(例えば澱粉とアクリル酸ソーダの
共重合物)、ポリビニルアルコールなどがある。一方、
腐食しない高吸水性材料としては、ポリアクリル酸塩系
材料、無水マレイン酸系材料、ポリエチレンオキサイド
系材料などがあった。
次に、本発明の第1および第2の発明で示したように
高吸水性材料に加える水に水道水を用いても十分効果が
発揮できるが、効果をより向上するために、高吸水性ポ
リマーの電気伝導度を良くすることが望ましい。
高吸水性材料の伝導率を良くするためわずかのイオン
性水溶液を加えても良い。
例えば、0.01mol/のKOHを加えると吸水性ポリマー
は0.2s/mとなり、一般の大地の0.01s/mより吸水材料の
抵抗を1桁も小さくできる。
また、高吸水性材料は機械的強度が弱いため、リード
線あるいは金属接地板、金属接地網を固定するため、プ
ラスチック硬化剤等を混ぜ、機械的強度を増加すること
もできる。
さらに、高吸水性材料に水と氷点降下作用のる物質で
ある不凍液として例えば塩化ナトリウム、塩化カリウ
ム、塩化アンモニウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシ
ウム、硫酸ナトリウム等の塩類およびエチレングリコー
ル、グリセリン、エタノール、ブドウ糖、ショ糖、可溶
性澱粉等を一種類または複数種類混ぜ合わせ、氷点下以
下の温度に対しても低接地抵抗を得ることができた。
〔発明の効果〕
以上説明したように、高吸水性材料はシート状にして
接地体としても、また金属接地板または金属接地網の周
囲に埋設して使用しても、約100倍以上の水を吸水する
ため親水性が良く接地周辺部を湿潤し、接地抵抗を低下
させる。
水を含ませた場合には、柔軟性があるため、隙間を十
分埋めることができる。
また、長期に乾燥しないので、一時減少効果のみなら
ず経時変化を少なくする上で効果がある。
さらに、吸水倍率が100倍以上もあるため、材料が少
量でよく経済的であるという利点がある。
また、水と混ぜ合わせるだけで接地体および接地抵抗
低減剤が作成でき、作業時間も短縮できるという利点が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)は従来の実施例の斜視図、第2図
は本発明の第1の発明の実施例、第3図は接地体の埋設
深さをパラメータとして、埋設面積と接地抵抗との関係
を示す図、第4図は本発明の第2の発明の実施例、第5
図は腐食試験の実験方法である。 1……大地、2……リード線、3……金属接地板または
金属接地網、3′……高吸水性材料をシート状にして吸
水させた接地体、4……ベントナイト処理剤、4′……
吸水させた高吸水性材料、5……フラスコ、6……コッ
ク、7……高吸水性材料と土壌抽出液とリン酸アンモニ
ウムを混ぜた混合物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−157074(JP,A) 特開 昭63−291376(JP,A) 特開 昭59−86409(JP,A) 特開 昭64−3974(JP,A) 特開 平1−130483(JP,A) 特開 昭50−22248(JP,A) 実開 昭56−147571(JP,U) 実開 昭57−16172(JP,U) 実開 昭57−48571(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリアクリル酸塩系、無水マレイン酸系、
    ポリエチレンオキサイド系高吸水性材料より選択された
    一種以上をシート状として、これを吸水させ、接地体と
    したことを特徴とする低抵抗接地体。
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