JP3751658B2 - 変動磁場シールド工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高圧送電線近傍の建物において、送電線からの漏洩磁場によるブラウン管ディスプレイ等の機器への磁気障害を防ぐために実施される、建物の変動磁場シールド工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧送電線近傍の建物は、常時大きな漏洩磁場の環境下にあり、内部の機器や人体への影響が懸念されている。このうち、人体に関しては定量的な影響度は明らかになっていないが、機器に対してはコンピューター等の電子機器を中心に磁気障害が明らかになっている。例えば、コンピューター用のブラウン管方式のディスプレイは、１０ｍＧ程度の変動磁場で画面のちらつき障害が生じる。
一例として、高圧送電線近傍に建つ建物内部の磁場の実測例を紹介する。建物は２階建軽量鉄骨造の事務所ビルで、送電線は複導体２回線同相１５４ＫＶの特別高圧架空送電線である。両者は、送電線センターから水平距離で１８．１ｍ離れた位置関係にある。図６は、建物２階に位置する送電線に最も近い部屋の実測結果を元に作成した等磁場強度分布図である。図中の右斜め下を右上りに送電線が走っている。これをみると、ブラウン管ディスプレイの変動磁場に対する磁気障害の閾値である１０ｍＧ以下の領域はほとんどないことがわかる。
【０００３】
従来から、このような建物における対策として、対象の機器が小さい場合は、本体周辺のみ磁気シールドする方法が採られている。例えば、ディスプレイであれば、正面部が開口になっている磁気シールドボックスで覆う方法が採られる。また、対象の機器が大きく、あるいは複数台設置されて、広い面積に渡ってシールドする必要がある場合は、磁気シールドルームを設置する方法が採られている。さらに、重要な建物においては、所要の部屋あるいは建物全体を磁気シールドするケースもある。この場合、壁・天井・床の６面に磁気シールドを施すことになる。いずれも、磁気シールド用の材料としては、パーマロイ・アモルファス・珪素鋼板等の強磁性体が使われている。これらの材料で必要箇所を覆い、外部からの侵入磁場を強磁性体内部に吸収する形で磁気の侵入を防いでいる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記磁気シールドボックスは、機器単体を個別に覆うもので簡易な方法であるが、機器の操作性を損なうとともに、見栄えが良くない。また、人体に関しては何の対策にもなっていない。
また、上記磁気シールドルームは、磁気の侵入を防ぐ目的でシールド扉が設置されるが、特殊の機構を用いて開閉するため出入りが大変である。また、窓がない閉ざされた空間になることが多く、採光面・換気面で不利であると共に、中の人間に与える心理的悪影響も大きい。
部屋あるいは建物全体の磁気シールドは、広範囲に渡って効果が大きい反面、コストが高くなる。また、窓がない閉ざされた空間になることについては、磁気シールドルームと同様である。このような状況下、居住性を確保しながら建物全体を効率的にかつ簡単にシールドする工法が望まれていた。
【０００５】
そこで、本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、居住性を確保しながら建物全体を効率的にかつ簡単にシールド可能な変動磁場シールド工法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１では、送電線近傍の建物に対して、送電線からの漏洩磁場をシールドするために実施される変動磁場のシールド工法において、上記建物内のシールドすべき対象空間の上下平面に、磁気シールド層をサンドイッチ状に配置し、上記建物の外壁部に、磁気シールド層を設けないようにした。また、請求項２では、前記磁気シールド層は、強磁性材料あるいは導電性材料からなり、前記磁気シールド層を配置すべき上下平面は、建物の所望階の床面あるいは天井面である。また、請求項３では、前記シールド層の外周部は、所望角度だけ内方に折曲げられた状態で、前記建物の外壁より所望長さだけ外方にはね出ている。また、請求項４では、前記磁気シールド層は折板状に構成されている折板であり、当該折板の敷設方向は前記送電線の方向に一致している。また、請求項５では、前記折板は、前記送電線からの漏洩磁場に対し複数の角度で面している。
【０００７】
【作用】
本発明では、まず、建物内のシールドすべき対象空間の上下平面に、磁気シールド層をサンドイッチ状に配置することにより、送電線からの漏洩磁場をシールドするようにした。変動磁場をシールドするための磁気シールド層の材料としては、強磁性材料あるいは導電性材料を使用した。強磁性材料は、パーマロイ・アモルファス・珪素鋼板・純鉄等のように高透磁率を有する材料で、磁気を内部に吸収する強磁性体シールド効果により変動磁場をシールドする。一方、導電性材料は、アルミニウム・銅等のように高導電率を有する材料で、電磁誘導により発生する渦電流の導体シールド効果により変動磁場をシールドする。
【０００８】
また、本発明では、磁気シールド層を、対象空間の上下平面にのみ配置するようにした。この場合、広範囲に渡って大きなシールド効果を得るためには、対象空間の壁・天井・床の６面に磁気シールドを施すことが効果的である。しかし、このような配置にしてしまうと、コストが高くなると同時に窓がない閉ざされた空間になり居住性が悪化してしまう。そこで、本発明では、コスト及び居住性の点を考慮して、外壁部に関しては磁気シールド層を設けないようにしたのである。この結果、居住性を確保しながら建物全体を効率的にかつ簡単にシールドすることが可能になる。
【０００９】
上記磁気シールド層を配置すべき上下平面は、建物の所望階の床面あるいは天井面である。例えば、１階であれば１階床面及び２階床面、２階であれば２階床面及び３階床面である。なお、床面の代わりに天井面でも構わない。上下２層の間隔が狭いほど、外周部からの磁気の侵入が抑えられ、全体としてシールド効果が大きくなる。
【００１０】
上述のように、本発明では、外壁部に関しては、コスト及び居住性の点から磁気シールド層は設けないことにした。よって、磁気の回り込みにより外周部から磁気が侵入するおそれがある。そこで、本発明では、磁気シールド層の外周部を建物外壁より適当な長さだけはね出させると共に、端部に折り曲げ部を設けたのである。この折り曲げ部は、所要の空間方向に向かって適当な角度で折り曲げるもので、４５度〜９０度が適当である。この結果、外壁部に磁気シールド層を設けなくても、部屋内への磁気の侵入を抑えることができる。
【００１１】
また、強磁性体シールドは、磁場に対して強磁性材料が平行方向に位置しておれば効果が大きい。これは、図７に示すように、強磁性材料７０の内部に大きな反磁場７１が生じ、元の漏洩磁場７２を打ち消す効果を持つからである。垂直方向であれば、反磁場が小さくシールド効果は小さい。一方、導体シールドは、磁場に対して導電性材料が垂直方向に位置しておれば効果が大きい。これは、図８に示すように、導電性材料８０の内部に発生する渦電流８１が大きくなるためである。渦電流８１は、電磁誘導により生じ、漏洩磁場８２の変化の大きさに比例して、磁場８２の変化を妨げる方向に流れるものである。垂直方向であれば、平面内に渦電流が流れることになり、抵抗が少ないため大きな値になる。それに対して、平行方向であれば、シールド層の厚さ方向に渦電流が流れることになり、シールド層自体が相対的に薄いことから大きな渦電流にはなり得ず、従って、シールド効果は小さくなる。
【００１２】
そこで、磁場の方向に応じて、強磁性材料であれば平行方向、導電性材料であれば垂直方向に配してやれば大きなシールド効果が期待できる。ただ、漏洩磁場の方向は同一建物においても単一でなく、一方向に揃えるには無理がある。そこで、本発明では、磁気シールド層を折板状に構成し、複数の角度で漏洩磁場に面するようにした。また、折板の角度を変えたものを幾つか作り、変動磁場の方向に応じて一定の範囲毎に種類を変えてもよい。その結果、効率的なシールド効果を得ることが可能になる。
【００１３】
なお、漏洩磁場は３次元で表されるものであるが、折板を３次元形状で対応させることは難しい。そこで、本発明では、折板の敷設方向を送電線の方向に一致させる。すなわち、送電線では同心円状に漏洩磁場が発生しており、磁場の送電線電流方向の成分は極めて少ない。よって、建物に付加される磁場の成分としては、電流方向と垂直なる方向及び鉛直方向のみを考えればよいことになる。この結果、電流方向に垂直な２次元平面で折板形状になり電流方向に連続な折板を考えれば、効率的なシールド効果を得ることが可能になる。
【００１４】
【実施例】
本発明の実施例を図により説明する。
本発明のシールド本工法を採用した建物の断面図を図１に示す。
建物Ａの近傍には、送電線１が設置されている。この送電線１は、２回線の高圧架空送電線で、その周辺には漏洩磁場Ｂが存在している。漏洩磁場Ｂは、距離減衰により遠くになるに従って小さくなる。シールドすべき対象空間Ｃ（必要空間）は、送電線１の近傍に建つ３階建ての建物Ａの２階部分である。そして、建物Ａの２階床面と３階床面に磁気シールド層２が設けられている。建物Ａの２階部分の外壁部ａに対しては磁気シールド層２は設けられていない。これにより、居住性を確保した状態で対象空間Ｃ（２階部分）に磁気シールドを施すことができる。
【００１５】
磁気シールド層２は、パーマロイ・アモルファス・珪素鋼板・純鉄等のように高透磁率を有する強磁性材料、あるいはアルミニウム・銅等のように高導電率を有する導電性材料で形成されている。これらは、分離して考えるのではなく、組み合わせて使ってもよい。また、鉄系の材料は導電率が比較的大きく、導体シールド機能をも併せ持っており、複合材料と考えることもできる。
【００１６】
２層からなる磁気シールド層２の端部２０は、建物Ａの外壁部ａより適当な長さだけはね出させると共に、端部２０の先端が９０度折り曲げられている。この結果、磁場等高線が示すように、必要空間Ｃ内への磁気の侵入を防ぐことが可能になる。また、図１では、磁気シールド層２の端部２０は９０度折り曲げられているが、本発明はこれに限定されず、折曲角を４５度〜９０度の範囲で適宜設定してもよい。
【００１７】
また、上記磁気シールド層２は、図２及び図３に示すように、折板状に構成されている。この図２及び図３は、折板を採用した時の漏洩磁場の方向に対するシールド効果の大きい面を示したものである。ここで、図２は強磁性体シールド（シールド材として強磁性材料を使用）を示し、図３は導体シールド（シールド材として導電性材料を使用）をそれぞれ示す。図中、網掛け部がシールド効果の大きい面である。但し、これは理想的な面を示したもので、多少の角度のズレがあっても効果はあり、強磁性体シールド・導体シールドとも効果の低い面でも連続することにより総合的なシールド効果を持つものである。不連続箇所があると、反磁場・渦電流とも切断されることになり、シールド効果は低下する。
【００１８】
図２に示す折板３は、強磁性体シールドのためのものであり磁気シールド層２の材料として強磁性材料を使用している。ここで、（ａ）は送電線１からの漏洩磁場Ｂが平行磁場の場合であり、（ｂ）は漏洩磁場Ｂが垂直磁場の場合であり、（ｃ）は漏洩磁場Ｂが斜め磁場の場合をそれぞれ示している。
強磁性体シールドは、漏洩磁場Ｂに対して強磁性材料が平行方向に位置しておれば効果が大きい。これは、図７に示すように、強磁性材料７０の内部に大きな反磁場７１が生じ、元の漏洩磁場７２を打ち消す効果を持つからである。従って、平行磁場の場合（ａ）は、網掛けが施されている折板３の上下面がシールド効果の大きい面となる。一方、垂直磁場の場合（ｂ）は、網掛けが施されている折板３の両側面がシールド効果の大きい面となる。また、斜め磁場の場合（ｃ）は、網掛けが施されている折板３の片側面がシールド効果の大きい面となる。
【００１９】
図３に示す折板３は、導体シールドのためのものであり磁気シールド層２の材料として導電性材料を使用している。ここで、（ａ）は漏洩磁場Ｂが平行磁場の場合であり、（ｂ）は漏洩磁場Ｂが垂直磁場の場合であり、（ｃ）は漏洩磁場Ｂが斜め磁場の場合をそれぞれ示している。
導体シールドは、漏洩磁場Ｂに対して導電性材料が垂直方向に位置しておれば効果が大きい。これは、図８に示すように、導電性材料８０の内部に発生する渦電流８１が大きくなるためである。従って、平行磁場の場合（ａ）は、網掛けが施されている折板３の両側面がシールド効果の大きい面となる。一方、垂直磁場の場合（ｂ）は、網掛けが施されている折板３の上下面がシールド効果の大きい面となる。また、斜め磁場の場合（ｃ）は、網掛けが施されている折板３の片側面がシールド効果の大きい面となる。
【００２０】
次に、高圧送電線１と建物Ａの位置関係に応じた折板３の敷設方向を図４に示す。ここで、（ａ）は建物Ａの短手方向が高圧送電線１と平行に設置されている場合、（ｂ）は建物Ａの長手方向が高圧送電線１と平行に設置されている場合、（ｃ）は建物Ａが高圧送電線１と傾斜した状態で設置されている場合をそれぞれ示す。
折板３の敷設方向Ｘは、高圧送電線１の方向、つまり電流方向（図４の矢印Ｙ方向）に一致している。このように、折板３の敷設方向Ｘを電流方向Ｙに合わせると、電流方向Ｙに垂直に２次元平面で、折板形状になり電流方向Ｙに連続な折板３において効率的なシールド効果を得ることができる。すなわち、高圧送電線１では同心円状に漏洩磁場Ｂが発生しており、磁場Ｂの送電線電流方向Ｙの成分は極めて少ない。よって、建物Ａに付加される磁場Ｂの成分としては、電流方向Ｙと垂直なる方向及び鉛直方向のみを考えればよいことになる。この結果、電流方向Ｙに垂直な２次元平面で折板形状になり電流方向Ｙに連続な折板３を考えれば、効率的なシールド効果を得ることが可能になる。
【００２１】
次に、本発明の効果を表す解析例で、建物Ａ内平面の等磁場強度分布を図５に示す。ここで、（ａ）は建物Ａに磁気シールド層２を設けない時の分布であり、（ｂ）は建物Ａに平板の磁気シールド層２を設けた時の分布であり、（ｃ）は建物Ａに折板状の磁気シールド層２（図２及び図３に示す形状）を設けた時の分布である。また、図中の右斜め下を右上りに高圧送電線１が走っている。これをみると、磁気シールド層２なしの状態（ａ）に対して、平板でサンドイッチ状に磁気シールド層２を設けた場合（ｂ）には、シールド効果と距離減衰効果が重なり、部屋Ｃ内で磁場が小さくなっていることがわかる。しかし、ブラウン管型のディスプレイの磁気障害の閾値である１０ｍＧ以下の範囲は半分程度である。
【００２２】
それに対して、折板状の磁気シールド２を採用した場合（ｃ）は、シールド効果が一層上がり、大部分で１０ｍＧ以下になっていることがわかる。従って、折板状の磁気シールド２を採用することにより、部屋内に配置されているブラウン管型のディスプレイの磁気障害を抑制することができる。なお、折板３において、磁気シールド層３の総重量が平板と同一になるように厚さを調整している。
【００２３】
図１の実施例では、シールドすべき対象空間Ｃは、高圧送電線１の近傍に建つ３階建ての建物Ａの２階部分であが、本発明はこれに限定されず、所望階の建物Ａの任意の階に磁気シールド層２を設けてもよい。また、図１の実施例では、建物Ａの床面に磁気シールド層２を設置したが、本発明はこれに限定されず、床面の代わりに天井面に設置してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、居住性を確保しながら建物全体を効率的にかつ簡単にシールドすることができる。また、外観上は一般の建物と変わりなく、磁気シールドを意識することなく使用できる。この際、磁気シールドにより建物の使い勝手等の諸機能が落ちることはない。さらに、建物全体の磁気シールドに比べて、コストが安くなる。また、磁気シールド層を折板状に構成することにより、効率的なシールド効果が得られる。この結果として、磁気シールド層の軽量化が図られ安価になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシールド工法を採用した建物の断面図である。
【図２】強磁性体の折板を採用した時の漏洩磁場の方向に対するシールド効果の大きい面を示したものである。
【図３】導体の折板を採用した時の漏洩磁場の方向に対するシールド効果の大きい面を示したものである。
【図４】高圧送電線と建物の位置関係に応じた折板の敷設方向を示す図である。
【図５】建物内平面の等磁場強度分布を示す図である。
【図６】従来の高圧送電線近傍に建つ建物内部の等磁場強度分布図を示す図である。
【図７】強磁性体シールドにおいて漏洩磁場を打ち消す効果を示す図である。
【図８】導体シールドにおいて漏洩磁場を打ち消す効果を示す図である。
【符号の説明】
Ａ 建物
Ｂ 漏洩磁場
１ 高圧送電線
２ 磁気シールド層
３ 折板

Claims (5)

1. 送電線近傍の建物に対して、送電線からの漏洩磁場をシールドするために実施される変動磁場のシールド工法において、
   上記建物内のシールドすべき対象空間の上下平面に、磁気シールド層をサンドイッチ状に配置し、
   上記建物の外壁部に、磁気シールド層を設けないようにしたことを特徴とする変動磁場シールド工法。
2. 前記磁気シールド層は、強磁性材料あるいは導電性材料からなり、前記磁気シールド層を配置すべき上下平面は、建物の所望階の床面あるいは天井面であることを特徴とする請求項１に記載の変動磁場シールド工法。
3. 前記シールド層の外周部は、所望角度だけ内方に折曲げられた状態で、前記建物の外壁より所望長さだけ外方にはね出ていることを特徴とする請求項１に記載の変動磁場シールド工法。
4. 前記磁気シールド層は折板状に構成されている折板であり、当該折板の敷設方向は前記送電線の方向に一致していることを特徴とする請求項１に記載の変動磁場シールド工法。
5. 前記折板は、前記送電線からの漏洩磁場に対し複数の角度で面していることを特徴とする請求項４に記載の変動磁場シールド工法。

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