JP4383288B2 - 接地装置の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、大地土壌に設置される接地装置の施工方法に関するものである。

従来、接地装置の施工にあたり、接地抵抗を構成する要因として、予め、大地抵抗率を計測する必要がある。大地抵抗率の計測法としては、コアー・ボーリング法やウェンナーの四電極法があり、これらのコアー・ボーリング法やウェンナーの四電極法から大地抵抗率を計測して、接地予定地の接地抵抗値を算出し、接地装置の構成部材の長さや太さ等を算出して、所望の接地抵抗を有する接地装置を施工していた。一例として、このような、大地抵抗率の計測法として、ウェンナーの四電極法が、一例として、非特許文献１に開示されている。
新版 電気工学ハンドブック 昭和６３年２月２８日初版発行 財団法人電気学会 頁１２０３ ７．２．５ 接地設計（ｂ）大地抵抗率の測定

しかしながら、上述した接地装置の施工方法においては、ウェンナー四電極法による大地抵抗率の計測には、測定電極間の間隔を大きくし、且つ、多数点計測を行い、更には、大地土壌の含水量や温度等による変化を考慮して、長期の測定の繰り返しによる測定を必要とする。従って、大地抵抗率の計測が、大掛かりなものとなり、手間と時間及び費用が掛かかり、このような大地抵抗率の計測の接地装置の施工費用に占める割合が大きくなり、ひいては、接地装置の施工費用が上昇するという問題があった。

また、費用を掛けて、上述した大地抵抗率の計測を実施し、接地装置を施工をしても、施工後の接地装置の実測値が、必ずしも、施工前の設計値と一致せず、費用と時間の割には、所定の抵抗値が得られないという問題があった。

本発明の目的は、上述した従来の接地装置の施工方法が有する課題を解決することにある。

本発明の目的は、上述した従来の目的を達成するために、第１には、接地装置の施工場所の大地土壌の接地抵抗値を計測した後、該計測した接地抵抗値と、接地装置の所望の接地抵抗値と、大地土壌に掘削された凹部の底部に打設される接地金属導体の本数及びその間隔とから、低い電気抵抗の導電性被覆外皮を有する導電性被覆導線と高い電気抵抗の絶縁性被覆外皮を有する絶縁性被覆導線との施工長を算出し、次いで、前記算出された施工長に基づいて同じ長さに切断された前記導電性被覆導線と絶縁性被覆導線とを、前記凹部の底部に互いに略平行に配置するとともに、前記導電性被覆導線と前記絶縁性被覆導線とを接続し、且つ、前記絶縁性被覆導線を、前記凹部の底部に、所定の間隔で打ち込まれた接地金属導体に、分岐絶縁性被覆導線を介して接続し、その後、前記凹部を、大地土壌で埋め戻すようにしたものであり、第２には、前記導電性被覆導線と絶縁性被覆導線の施工長を算出するための接地抵抗値の計測に使用される接地抵抗計測用電極が、大地表面から、前記導電性被覆導線と絶縁性被覆導線とが配置される前記凹部の底部にまで達するようにしたものである。

本発明は、上述した構成を有しているので、以下に記載する効果を奏することができる。

接地装置の大地土壌の施工場所の接地抵抗値を計測した後、該計測した接地抵抗値と、接地装置の所望の接地抵抗値と、大地土壌に掘削された凹部の底部に打設される接地金属導体の本数及びその間隔とから、低い電気抵抗の導電性被覆外皮を有する導電性被覆導線と高い電気抵抗の絶縁性被覆外皮を有する絶縁性被覆導線との施工長を算出したので、接地抵抗の算出が極めて容易にでき、従って、接地装置の施工が容易になるとともに、接地装置の施工時間を短縮することができる。

また、接地抵抗計測用電極が、大地表面から、導電性被覆導線と絶縁性被覆導線とが配置される、大地土壌に掘削された凹部の底部まで達するように構成したので、接地抵抗値の計測の正確性が増し、従って、所定の接地抵抗値を有する接地装置が得られる。

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において、１は、大地土壌２の後述する接地装置の施工予定地に、所定の深さと長さに亘たって削掘された凹部であり、１ａは、削掘された凹部１の底部である。凹部１付近の大地土壌２の大地地表面２ａから地中に、接地抵抗を計測するために、所定の長さを有する接地抵抗計測用電極Ａを打設し、接地装置の施工予定の大地土壌２の接地抵抗値ｒを、接地抵抗計Ｒにて測定する。以下、このようにして、計測された大地土壌２の接地抵抗値を、計測接地抵抗値ｒと称する。

図２において、３は、ポリ塩化ビニールやポリエチレン等の高分子ポリマーやゴム等に、アセチレンブラックやファネスブラックやケッチェンブラック等の導電性カーボン粉末を混合してなる低い電気抵抗を有する導電性被覆外皮４で、金属導線５を被覆することにより形成された導電性被覆導線である。

図３において、６は、高分子ポリマーやゴム等の絶縁性を有する高い電気抵抗を有する絶縁性被覆外皮７で、金属導線８を被覆することにより形成された絶縁性被覆導線である。

図４において、９’は、銅材や鉄材やステンレス材等の長尺の棒体からなり、棒体の上端の中心には、棒体の軸線方向に孔部９ａが形成されており、また、下端部には、先の尖った逆円錐状の先細部９ｂが形成されている接地金属導体本体である。９”は、接地金属導体本体９’の孔部９ａに嵌入されるピン端子であり、ピン端子９”の上端部には、ピン端子９”の軸線に垂直な水平孔９ｃが穿設されているとともに、孔部９ａへの嵌入を容易にするために、上述した接地金属導体本体９’の下端部に形成された先細部９ｂと同様の先細部９ｄが形成されている。上記の接地金属導体本体９’とピン端子９”とにより、接地金属導体９が構成されている。

１０は、上述した絶縁性被覆導線６と同様の、金属導線が絶縁性被覆外皮で被覆された分岐絶縁性被覆導線であり、分岐絶縁性被覆導線１０の外被が剥離された一方の端部の剥離部分（分岐絶縁性被覆導線１０の金属導線が露出した部分）１０ａが、上述したピン端子９”の水平孔９ｃに嵌入されるように構成されている。

図５等に示されているように、１１は、箱体１１ａと蓋１１ｂとで構成された防水性を有するジェルボックス等の接続ボックスであり、接続ボックス１１内には、後述するように、導電性被覆外皮４が剥離された導電性被覆導線３の剥離部分（導電性被覆導線３の金属導線５が露出した部分）と絶縁性被覆外皮７が剥離された絶縁性被覆導線６の剥離部分（絶縁性被覆導線６の金属導線８が露出した部分）との接続部分や、絶縁性被覆外皮７が剥離された絶縁性被覆導線６の剥離部分と分岐絶縁性被覆導線１０の外被が剥離された剥離部分（分岐絶縁性被覆導線１０の金属導線が露出した部分）との接続部分等が収納されることになる。

１２は、導電性被覆導体３の端末部分を防水処理するための防水キャップであり、導電性被覆導線３の切断部分への水の浸入を防止し、金属導線５の腐食等を防止するためのものであって、防水キャップ１２に代えて接続ボックス１１で処理するようにしてもよい。１３は、接地装置を被接地機器に接続する引き出し線であり、この引き出し線１３は、導電性被覆導線３と絶縁性被覆導線６が接続された端末にて、被接地機器等を接地装置に接続するものである。

次に、上述した構成部材から構成される接地装置の施工方法について説明する。

上述したように、大地土壌２の大地地表面２ａから地中に、所定の長さを有する接地抵抗計測用電極Ａを打設し、接地抵抗計Ｒにて、接地装置の施工予定場所の計測接地抵抗値ｒを計測する。接地抵抗計測用電極Ａの電極長は、その先端が、少なくとも、導電性被覆導線３及び絶縁性被覆導線６が配置される大地土壌２に削掘された凹部１の底部１ａに達する長さとする。

接地抵抗計Ｒで計測された計測接地抵抗値ｒ（Ω）と所望の接地抵抗値ｒ’（Ω）等の一例としての接地抵抗関係図である図６や図７から、施工する接地装置の接地抵抗に見合う導電性被覆導線３と絶縁性被覆導線６の施工長を求める。なお、接地抵抗関係図に示されている施工長は、導電性被覆導線３と絶縁性被覆導線６の共通の施工長であり、従って、導電性被覆導線３の施工長と絶縁性被覆導線６の施工長とは、同一長さに形成されるとともに、大地土壌２に削掘された凹部１の底部１ａに配置された場合には、導電性被覆導線３と絶縁性被覆導線６とは、互いに、略平行となるように並設されることになる。

例えば、大地土壌２の計測接地抵抗値ｒが、１００（Ω）で、施工する所望の接地抵抗値ｒ’が、１０（Ω）である場合、図６の接地抵抗関係図から、横軸の計測接地抵抗値ｒの１００（Ω）と縦軸の所望の接地抵抗値ｒ’の１０（Ω）の交差点に位置する施工長１２ｍを選択するか、或いは、同様にして、図７の接地抵抗関係図から、施工長９ｍを選択する。

なお、図６及び図７は、横軸が、計測接地抵抗値ｒで、縦軸が、施工する所望の接地抵抗値ｒ’であり、特定の計測接地抵抗値ｒと特定の所望の接地抵抗値ｒ’から、導電性被覆導線３及び絶縁性被覆導線６の施工長を求めるための接地抵抗関係図であり、図６と図７は、上述した接地金属導体９の長さと接地金属導体９の設置間隔が異なる場合の接地抵抗関係図である。このような接地抵抗関係図は、実験的に、予め作成されることになる。

次に、上述したように、図６と図７に示されているような接地抵抗関係図から求められた導電性被覆導線３と絶縁性被覆導線６の施工長に基づいて、導電性被覆導線３と絶縁性被覆導線６とは、それぞれ、同じ長さに切断する。なお、当然のことながら、大地土壌２には、接地抵抗関係図から算出された導電性被覆導線３と絶縁性被覆導線６の長さより長い凹部１が削掘されることになる。

次いで、図８に示されているように、導電性被覆導線３の一方の端部に、防水キャップ１２を被冠することにより、導電性被覆導線３の切断部分への水の浸入を防止し、金属導線５の腐食等を防止するための防水処理を施す。

大地土壌２に削掘された凹部１の底部１ａに、一方の端部が防水キャップ１２で被冠された所定の長さを有する導電性被覆導体３を設置するとともに、導電性被覆導体３に略平行に、導電性被覆導体３と略同じ長さの絶縁性被覆導線６を並設する。

次いで、絶縁性被覆導線６に沿って、所定の間隔で、接地金属導体本体９’を、孔部９ａを上にして、大地土壌２に削掘された凹部１の底部１ａに打ち込む。本実施例には、絶縁性被覆導線６の両端部付近と中央部付近の３箇所に、接地金属導体本体９’が打ち込まれた例が示されている。また、ピン端子９”の水平孔９ｃに、分岐絶縁性被覆導線１０の外被が剥離された一方の剥離部分１０ａを嵌入するとともに、このように分岐絶縁性被覆導線１０が接続されたピン端子９”を、接地金属導体本体９’の孔部９ａに打ち込むことにより、分岐絶縁性被覆導線１０と接地金属導体本体９’とを、ピン端子９”を介して接続する。そして、ピン端子９”と分岐絶縁性被覆導線１０の接続部分やピン端子９”が打ち込まれた接地金属導体本体９’の孔部９ａの付近を、ポリマー等で防水処理する。

一方、上述したように配設された接地金属導体本体９’とピン端子９”からなる接地金属導体９の本数に対応して、大地土壌２に削掘された凹部１の底部１ａに、接続ボックス１１を配置するとともに、図５に示されているように、接続ボックス１１の箱体１１ａに、絶縁性被覆導線６の絶縁性被覆外皮７が剥離された剥離部分６ａ及び該剥離部分６ａの両側に位置する絶縁性被覆導線６の一部を収納する。本実施例には、絶縁性被覆導線６の両端部付近と中央部付近の３箇所に、接地金属導体９が配置された例が示されているので、絶縁性被覆導線６には、一方の端部と、中央部と、もう一方の端部から所定の長さ中央部寄り部分の３箇所に、剥離部分６ａが形成されることになる。このように、もう一方の端部付近に形成された剥離部分６ａから、もう一方の端部までの絶縁性被覆導線６は、後述するように、導電性被覆導体３との接続部分６ｂとして使用されることになる。

次いで、図５に示されているように、接続ボックス１１の箱体１１ａに収納された絶縁性被覆導線６の剥離部分６ａに、分岐絶縁性被覆導線１０の外被が剥離されたもう一方の端部の剥離部分１０ｂを、コネクタ接続や圧接接続や半田接続等の適当な接続手段を用いて接続する。また、導電性被覆導体３の一方の端部の導電性被覆外皮４を剥離するとともに、図９に示されているように、この剥離部分３ａを、上記の絶縁性被覆導線６に沿って配置された接続ボックス１１とは別の接続ボックス１１の箱体１１ａに収納するとともに、該箱体１１ａに収納された導電性被覆導体３の剥離部分３ａに、絶縁性被覆導線６の上述した接続部分６ｂの端部に形成された剥離部分６ｃを、コネクタ接続や圧接接続や半田接続等の適当な接続手段を用いて接続する。更に、導電性被覆導体３の剥離部分３ａと絶縁性被覆導線６の接続部分６ｂの剥離部分６ｃとの接続部分に、引き出し線１３の一端の剥離部分（引き出し線１３の金属導体が露出した部分）１３ａを接続する。この引き出し線１３の他端には、被接地機器が接続されることになる。その後、接続ボックス１１の箱体１１ａを、蓋１１ｂで被蓋する。

次いで、図８に示されているように、大地土壌２に削掘された凹部１に、セメントと砂利からなるコンクリート、又は、セメントにカーボンブラック等を混合した導電性を有する導電性コンクリート１４を、少なくとも、導電性被覆導線３の全体を覆うように配設し、その後、大地土壌２を、凹部１に埋め戻して接地装置の施工を終了する。なお、コンクリート１４は、接続ボックス１１を含め、導電性被覆導線３及び絶縁性被覆導線６を覆うように配設してもよく、要は、少なくとも、導電性被覆導線３をコンクリート１４で被覆するようにすればよい。

上述したように、接地装置の施工場所の接地抵抗値（計測接地抵抗値）ｒを計測し、計測接地抵抗値ｒと施工する接地装置の所望の接地抵抗値ｒ’との接地抵抗関係図から、導電性被覆導線３及び絶縁性被覆導線６の施工長とを求めるように構成したので、大掛かりな大地抵抗率を測定することがなく、簡易な接地抵抗計による計測接地抵抗値ｒの計測により、所望の接地抵抗値が得られる接地装置の施工ができ、従って、接地装置の施工時間を短縮することができるとともに、接地装置の施工コストを低減することができる。

接地装置の施工予定場所の計測接地抵抗値ｒを計測するために、大地地表面２ａから地中に打設される接地抵抗計測用電極Ａの電極長を、その先端が、導電性被覆導線３及び絶縁性被覆導線６が配置される大地土壌２に削掘された凹部１の底部１ａに達する長さとしたので、導電性被覆導線３と絶縁性被覆導線６を配置する深度の大地土壌２を測定できるので、所望する接地抵抗値の信頼性を高める。

なお、接地装置の施工方法において、導電性被覆導体３に被冠される防水キ１ップ１２は、大地土壌２に削掘された凹部１内で被冠することも、或いは、予め、地上にて被冠することもできる。

また、絶縁性被覆導線６を、大地土壌２に削掘された凹部１の底部１ａに配置後に、絶縁性被覆導線６への分岐絶縁性被覆導線１０の接続作業を行う例を説明をしたが、地上にて予め、絶縁性被覆導線６への分岐絶縁性被覆導線１０の接続作業を行い、また、接地金属導体本体９’を、凹部１の底部１ａに打設するとともに、分岐絶縁性被覆導線１０が接続された絶縁性被覆導線６を、凹部１の底部１ａに配置し、その後、分岐絶縁性被覆導線１０が接続されたピン端子９”を、接地金属導体本体９’の孔部９ａに打ち込むことにより、接地金属導体９と分岐絶縁性被覆導線１０とを接続してもよい。

更に、導電性被覆導線３や絶縁性被覆導線６の接続ボックス１１内での接続等も、予め、地上にて接続してもよい。要は、作業性を考慮して適宜を決めればよい。

図１は、本発明の接地装置の施工予定地等の斜視図である。 図２は、本発明の接地装置の施工方法に基づいて施工された接地装置を構成する低い電気抵抗の導電性被覆外皮を有する導電性被覆導線の断面図である。 図３は、本発明の接地装置の施工方法に基づいて施工された接地装置を構成する高い電気抵抗の絶縁性被覆外皮を有する絶縁性被覆導線の断面図である。 図４は、本発明の接地装置の施工方法に基づいて施工された接地装置を構成する接地金属導体及び分岐絶縁性被覆導線の分解斜視図である。 図５は、本発明の接地装置の施工方法に基づいて施工された接地装置を構成する絶縁性被覆導線と接地金属導体との接続状態を説明するための絶縁性被覆導線や接地金属導体等の概略斜視図である。 図６は、接地抵抗計で計測された計測接地抵抗値と所望の接地抵抗値等の一例としての接地抵抗関係図である。 図７は、接地抵抗計で計測された計測接地抵抗値と所望の接地抵抗値等の別の接地抵抗関係図である。 図８は、本発明の接地装置の施工方法に基づいて施工された接地装置の斜視図である。 図９は、本発明の接地装置の施工方法に基づいて施工された接地装置を構成する導電性被覆導線と絶縁性被覆導線と引き出し線との接続状態を説明するための導電性被覆導線や絶縁性被覆導線や引き出し線等の概略平面図である。

符号の説明

Ａ・・・・・・・接地抵抗計測用電極
Ｒ・・・・・・・接地抵抗計
１・・・・・・・凹部
２・・・・・・・大地土壌
３・・・・・・・導電性被覆導線
４・・・・・・・導電性被覆外皮
５・・・・・・・金属導線
６・・・・・・・絶縁性被覆導線
７・・・・・・・絶縁性被覆外皮
８・・・・・・・金属導線
９・・・・・・・接地金属導体
１０・・・・・・分岐絶縁性被覆導線
１１・・・・・・接続ボックス
１２・・・・・・防水キャップ
１３・・・・・・引き出し線
１４・・・・・・コンクリート

Claims (2)

1. 接地装置の施工場所の大地土壌の接地抵抗値を計測した後、該計測した接地抵抗値と、接地装置の所望の接地抵抗値と、大地土壌に掘削された凹部の底部に打設される接地金属導体の本数及びその間隔とから、低い電気抵抗の導電性被覆外皮を有する導電性被覆導線と高い電気抵抗の絶縁性被覆外皮を有する絶縁性被覆導線との施工長を算出し、次いで、前記算出された施工長に基づいて同じ長さに切断された前記導電性被覆導線と絶縁性被覆導線とを、前記凹部の底部に互いに略平行に配置するとともに、前記導電性被覆導線と前記絶縁性被覆導線とを接続し、且つ、前記絶縁性被覆導線を、前記凹部の底部に、所定の間隔で打ち込まれた接地金属導体に、分岐絶縁性被覆導線を介して接続し、その後、前記凹部を、大地土壌で埋め戻すようにしたことを特徴とする接地装置の施工方法。
2. 前記導電性被覆導線と絶縁性被覆導線の施工長を算出するための接地抵抗値の計測に使用される接地抵抗計測用電極が、大地表面から、前記導電性被覆導線と絶縁性被覆導線とが配置される前記凹部の底部まで達することを特徴とする請求項１に記載の接地装置の施工方法。

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