JP4954250B2 - 接地電極 - Google Patents

Description

本発明は、送電線の鉄塔等に蓄積した電荷を地盤に放電するための接地電極の施工技術に関するものである。

鉄塔、電柱、電気機器、建築物等の構築物に蓄積する危険な電荷を大地に放電するために、接地棒、接地板、或いは埋設接地線等が接地電極として使用されている。例えば、図７（ａ）のように地盤内に基部を埋設することによって鉄塔１５０を立設した後に、鉄塔１５０の基部近傍の地盤内に接地電極１５１を別途埋設し、鉄塔ごとの接地抵抗を測定して規定値に達していない場合には、図７（ｂ）〜（ｄ）のように接地電極を追加するといった施工方法が採られていた（特許文献３参照）。
また従来技術として、特許文献１には、地盤に掘削した穴に電気伝導性物質を散布して、そこにアース線を埋め込んだ施工方法について開示されている。
また、特許文献２には、溝に薄板状に形成された銅条材を埋設して、各銅条材をリード線により接続して接地電極とした埋設工法について開示されている。

特開昭６１−１６５９７５号公報 特開平１０−６４６５０号公報 特開平４−７５２７８号公報

しかしながら、特許文献１〜３に開示されている従来技術は、いずれも鉄塔を立設した後に、鉄塔の近傍に接地電極を別途埋設するために新たに掘削工事が必要であり、また、掘削のための場所を確保しなければならないといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、送電線の鉄塔或いは電柱を立設する際に、各脚部の周囲に接地電極を配設すると共に、接地電極同士を接続可能とした接続部を設けることにより、接地電極の配設場所の確保と接地抵抗の低減化を容易とした接地電極を提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、基部を地盤に埋設される電線支持部材に蓄積する電荷を地盤に放電するための接地電極であって、前記電線支持部材の基部の外径側に略環状に配設された環状導体と、該環状導体に係る接地抵抗が規定値以上である場合に増設される他の環状導体を電気的に接続するための接続部材と、を備え、前記環状導体は、撚り線から成る線状導体であり、該線状導体の一部をほぐして複数の細線を多方向へ突出させることによりサージ電流の放電を容易とするサージ放電部を備えていることを特徴とする。
接地電極の接地抵抗は、十分に低いことが要求され、法令により設備の種類に応じた接地抵抗の上限が定められている。従って、接地電極を埋設した後に、実際の接地抵抗が規定値を満足しているか否かを測定により確認する必要がある。そのとき、接地抵抗が規定値に達していない場合、何らかの方法で接地抵抗を低減する方策を講じなければならない。そこで本発明では、少なくとも１つの接地電極を電線支持部材の埋設基部を中心として環状に配設し、接地抵抗が規定値以上の場合に、他の接地電極を追加して、その接地電極と電気的に接続するための接続部を備える。これにより、接地電極の配設場所の確保と接地抵抗の低減化を容易とすることができる。

また、送電線鉄塔には雷サージ電流が流れる。サージ電流は先端が細い部分から放電し易い性質がある。そこで本発明では、接地電極（環状導体）にサージ電流を放電しやすいサージ放電部を備える。これにより、雷サージが発生した場合に、接地電極から地中にサージ電流を放電し易くすることができる。
また、接地電極の一つの形態として、環状導体を同心状に配置し、各環状導体を接続部材により接続する。そのとき、線状導体から複数の細線を多方向へ突出させてサージ放電部とする。これにより、接地電極としての接地面積を確保しつつ、サージ放電を容易にすることができる。
また、線状導体を撚り線から構成し、撚り線の一部をほぐして針状の複数の細線をむき出しにしてサージ放電部とする。これにより、接地電極としての接地面積を確保しつつ、サージ放電を容易にすることができる。

請求項２は、基部を地盤に埋設される電線支持部材に蓄積する電荷を地盤に放電するための接地電極であって、前記電線支持部材の基部の外径側に螺旋状に配設された撚り線から成る線状導体と、該線状導体の一部をほぐして複数の細線を多方向へ突出させることによりサージ電流の放電を容易とするサージ放電部と、を備えていることを特徴とする。
本発明の接地電極は、螺旋状に構成した１本の線状導体を電線支持部材の基部を中心として離間配置した状態で埋設される。
線状導体を撚り線から構成し、撚り線の一部をほぐして針状の複数の細線をむき出しにしてサージ放電部とする。これにより、接地電極としての接地面積を確保しつつ、サージ放電を容易にすることができる。

本発明によれば、少なくとも１つの接地電極を電線支持部材（送電線鉄塔、又は電柱）の基部を中心として環状（周状）に離間配設し、測定した接地抵抗が規定値以上である場合に、他の接地電極を電気的に追加接続するための接続部を備えた。また、他の形態の接地電極は、１本の線状導体を埋設基部を中心として螺旋状に巻き回して構成した。このようにすることで、接地電極の配設場所の確保と接地抵抗の低減化を容易とすることができる。
また、接地電極にサージ電流を放電しやすいサージ放電部を備えるので、雷サージが発生した場合に、接地電極から地中にサージ電流を放電し易くすることができる。
また、線状導体の一部をほぐして細線をむき出しにし、この細線をサージ放電部とするので、接地電極としての接地面積を確保しつつ、埋設基部に接地電極を配設することを容易に行なうことができ、サージ放電を容易にすることができる。

本発明の第１の実施形態に係る接地電極の構成を示す図である。 図１の接地電極を地盤に埋設した場合の断面図である。 （ａ）は本発明の第２の実施形態に係る接地電極の構成を示す図であり、（ｂ）は細線部分の拡大側面図であり、（ｃ）は細線部分の拡大断面図である。 （ａ）は本発明の第３の実施形態に係る接地電極の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は接地電極の側面図、（ｃ）は接地電極の断面図、（ｄ）、（ｅ）は切り起こし部の形状の一例を示す図である。 （ａ）（ｂ）及び（ｃ）は図４に係る接地電極の変形例の正面図、平面図、及び要部構成図である。 本発明の第４の実施形態に係る接地電極の構成を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は従来の接地電極の施工方法を説明する図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の第１の実施形態に係る接地電極の構成を示す図である。
この接地電極５０は、送電線鉄塔、電柱等の電線支持部材５に蓄積する電荷を地盤に放電するための手段である。接地電極５０は、地盤に埋設される電線支持部材５の基部５ａの外径側に略環状に配設された環状導体２（２ａ）と、環状導体２（２ａ）に係る接地抵抗が規定値以上である場合に増設される他の環状導体２（２ｂ、２ｃ、・・）を電気的に接続するための接続部材３と、を備えている。
図１に示すように、電線支持部材の基部５ａを地中に埋設する際に、その外径方向に１又は複数本の環状導体２（２ａ、２ｂ、２ｃ）を離間配置した状態で埋設する。環状導体２ａ、２ｂ、２ｃ間は接続部材３により導通接続される。また、各環状導体は基部５ａと電気的に接続されることは勿論である。符号１は、工事中に地盤９が崩落するのを防ぐための防護フェンスであり、土を埋め戻す際に取り除かれる。
環状導体２と基部５ａとの関係は、厳密な意味で同心円状である必要はなく、また環状導体は厳密な意味で円環状である必要はない。基部５ａとの間に略等距離を保つことができる略環状であればよい。
環状導体２は、一定以上の導電性を有した導体であれば、どのような材質、形状であってもよいが、本例では、環状導体２として線状導体を用いている。電線支持部材の埋設基部５ａを中心として直径の異なる複数の環状導体２ａ、２ｂ、２ｃを同心円状に配設し、外径側の環状導体２ａから内径側の環状導体２ｃへ向けて放射状に伸びる線材としての接続部材３によって各環状導体間を接続している。線状導体としての環状導体２は、複数本の細線（細導線）４から成る撚り線である。接続部材３も同様に撚り線により構成してもよい。
そして、撚り線としての環状導体２の一部をほぐして複数の細線４とし、これらの細線４を多方向へランダムに突出させることにより、サージ放電部を形成している。撚り線から成る接続部材３についても同様に一部をほぐして細線を突出させる。
即ち、本実施形態では、円形又は矩形（図１では円形）の環状導体２ａ〜２ｃを同心状に配置し、各環状導体２ａ〜２ｃを接続部材（線状導体）３により接続する。そのとき、環状導体２、又は／及び、線状導体３の一部をほぐして細線４をむき出しにする。そしてこの細線４をサージ放電部とする。これにより、環状導体２としての接地面積を確保しつつ、サージ放電を容易にすることができる。

図２は図１の接地電極を地盤中に埋設した場合の縦断面図である。図２では、接地電極５０を三段状に配置した場合について説明する。この接地電極５０は、電線支持部材５の基部５ａを地盤（大地）９に埋設し、埋設基部５ａを中心として略同心円状に環状導体２を上下三段に配置している。各接地電極５０を構成する環状導体２は接続部８においてリード線６を介して接続されている。そして最上部の環状導体２の接続部８からリード線７により電線支持部材５に接続される。また、各環状導体２には、サージ放電部としての細線４が設けられており、この部分からサージ電流が地盤９に放電される。尚、図２では接地電極５０が３段設けた場合について説明したが、測定した接地抵抗により増減することがある。
即ち、環状導体２の接地抵抗は、十分に低いことが要求され、法令等により設備の種類に応じた接地抵抗の上限が定められている。従って、環状導体２を埋設した後に、実際の接地抵抗が規定値を満足しているか否かを測定により確認する必要がある。そのとき、接地抵抗が規定値に達していない場合、何らかの方法で接地抵抗を低減する方策を講じなければならない。そこで本実施形態では、少なくとも１つの環状導体２を電線支持部材５の埋設基部５ａを中心として同心円状に配設し、接地抵抗が規定値以上の場合に、他の環状導体２を追加して、各接地電極間をリード線６を介して接続部８により電気的に接続する。これにより、環状導体２の配設場所の確保と接地抵抗の低減を容易とすることができる。

図３（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る接地電極５１の構成を示す図であり、（ｂ）は細線部分の拡大側面図であり、（ｃ）は細線部分の拡大断面図である。この接地電極５１は、送電線鉄塔、又は電柱等の電線支持部材１５の埋設基部１１の外径側に、螺旋状に巻き回した環状導体としての線状導体１２を離間配置し、撚り線としての線状導体１２の一部をほぐして細線１３とし、この細線１３をサージ放電部とした。また、線状導体１２の先端（一部）は、リード線１４により鉄塔１５に接続される。また、細線１３は、図３（ｂ）、（ｃ）から明らかなとおり、線状導体１２を構成する細線の一部を細線１３として引き出し、線状導体１２の表面にサージ電流が放電しやすいように針状の突起部を設けたものである。
即ち、本実施形態の接地電極では、環状導体として、１本の線状導体１２を埋設基部１１を中心として螺旋状に巻き回して構成したものを使用する。そして、線状導体１２の一部をほぐして細線１３とし、この細線１３をサージ放電部とする。これにより、埋設基部１１に接地電極５１を容易に配設することができる。

図４（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る接地電極の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は接地電極の側面図、（ｃ）は接地電極の断面図、（ｄ）（ｅ）は夫々切り起こし部２３の形状の一例を示す図である。
この接地電極５２を構成する環状導体２０は、板状の導体から成る筒状体であり、連結部２４にて着脱可能な少なくとも２つ（本例では３つ）の円弧状導板（筒状導板）２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃにより構成され、各円弧状導板の面内、或いは端縁に少なくとも一つの切り起こし部２３を設け、切り起こし部を前記サージ放電部としている。
なお、環状導体２０は、円環状である必要はなく、楕円環状、長円環状、或いは多角環状であってもよい。
環状導体２０によって得られる接地抵抗の低減が一個のみで不十分な場合には、必要個数増設することができる。
本例では、図４（ａ）に示すように、筒状体である環状導体２０ａのＣ点をリード線２１により環状導体２０ｂのＢ点と接続し、環状導体２０ｂのＡ点からリード線２２により鉄塔１５と接続されている。また、円弧状導体間の連結部２４は、ボルト等により機械的に接続される。また、本実施形態では、図４（ｃ）のように、
更に、切り起こし部２３の形状を図４（ｄ）（ｅ）のように、先端を三角形状（２５）や山型形状（２６）のように先端を尖らせた形状にして、サージ電流が放電しやすい形状としている。
即ち、環状導体２０ａ、２０ｂの接地抵抗を低くするには、地盤との接地面積を可能な限り多くする必要がある。また、埋設基部１１を掘削する領域が少ないほど工事に要する時間が短くて済む。そこで本実施形態では、環状導体２０ａ、２０ｂを環状導体で構成し、且つ板状の環状導体の面内に複数の切り起こし部２３を設けて埋設基部１１の周囲に配設する。切り起こし部とは、環状導体に任意形状の切り込みを入れて、この切り込み内の板状部を外径方向へ折り曲げて立ち上げた状態を示す。これにより、埋設基部１１を掘削する領域を少なくして、工事に要する時間を低減することができる。また、サージ電流は先端が細い部分から放電し易い性質がある。そこで、切り起こし部２３の先端を、例えば、三角形状にして先鋭化する。これにより、切り起こし部２３からのサージ電流の放電を容易とすることができる。

次に、図５（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は図４に係る接地電極５２の変形例の正面図、平面図、及び要部構成図であり、環状導体２０上に切り起こし部２３を形成する位置を異ならせている。即ち、図４の実施形態における切り起こし部２３は、環状導体２０の面内に形成されていたが、本例に係る環状導体ではその端縁に沿った位置に切り起こし部２３を形成している。導板の面内に切り込みを形成して、切り込み線の内側部位を折り曲げる作業よりも、導板の端縁に沿った位置に切り込みを形成し、切り込み線の内側部分を折り曲げる作業の方が容易であり、作業性を高めることができる。なお、各環状導体２０から上下方向にリード線６０を延出させることにより、環状導体間の接続作業を容易化している。

次に、図６は本発明の第４の実施形態に係る接地電極の構成を示す斜視図である。この接地電極５３を構成する環状導体は、連結部３２から少なくとも２つに分離可能な平板導体３０、３３により構成され、各平板導体３０、３３の面内（或いは、端縁）に複数の切り起こし部３４を設け、この切り起こし部３４をサージ放電部とした。そして、各接地電極３０、３３は接続部３１と３５によりリード線３６を介して接続され、接続部３１からリード線３７を介して鉄塔１５と接続されている。尚、切り起こし部３４の形状は、図４（ｄ）（ｅ）と同様とする。即ち、接地電極５３を平板導体３０で構成して埋設基部１１の周囲に配設するためには、予め少なくとも２つに分離しておかなければならない。また、平板導体３０からサージ電流を放電しやすくするために、平板導体３０表面に複数の切り起こし部３４を設けて、それをサージ放電部とする。これにより、平板導体３０表面に容易にサージ放電部を構成することができる。
なお、図５の例では、一対の切り起こし部２３を夫々外径方向へ屈曲させた例を示したが、何れか一方、或いは双方を内径方向へ屈曲させてもよい。屈曲させる角度も任意である。

１…防護フェンス、２…環状導体、３…接続部材、４…細線、５…電線支持部材、５ａ…基部、５ａ…埋設基部、６…リード線、７…リード線、８…接続部、９…地盤、１１…埋設基部、１２…線状導体、１３…細線、１４…リード線、１５…電線支持部材、２０…環状導体、２０ａ…環状導体、２０ｂ…環状導体、２１…リード線、２２…リード線、２４…連結部、３０…平板導体、３１…接続部、３２…連結部、３４…切り起こし部、３６…リード線、３７…リード線、５０…接地電極、５１…接地電極、５２…接地電極、５３…接地電極、６０…リード線

Claims (2)

1. 基部を地盤に埋設される電線支持部材に蓄積する電荷を地盤に放電するための接地電極であって、
   前記電線支持部材の基部の外径側に略環状に配設された環状導体と、該環状導体に係る接地抵抗が規定値以上である場合に増設される他の環状導体を電気的に接続するための接続部材と、を備え、
   前記環状導体は、撚り線から成る線状導体であり、該線状導体の一部をほぐして複数の細線を多方向へ突出させることによりサージ電流の放電を容易とするサージ放電部を備えていることを特徴とする接地電極。
2. 基部を地盤に埋設される電線支持部材に蓄積する電荷を地盤に放電するための接地電極であって、
   前記電線支持部材の基部の外径側に螺旋状に配設された撚り線から成る線状導体と、
   該線状導体の一部をほぐして複数の細線を多方向へ突出させることによりサージ電流の放電を容易とするサージ放電部と、を備えていることを特徴とする接地電極。

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