JP4448404B2

JP4448404B2 - 接地装置

Info

Publication number: JP4448404B2
Application number: JP2004237876A
Authority: JP
Inventors: 誠石崎; 稔米田; 淳一高部
Original assignee: 株式会社サンコーシヤ
Priority date: 2004-08-18
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2024-08-18
Also published as: JP2006059579A

Description

本発明は、大地土壌に設置される被接地体を接地するための接地装置に関するものである。

従来、接地装置を構成する接地導体としては、主に裸銅材が使用されており、接地導体としての裸銅材を、大地土壌の所定の深さに掘削した凹部に配置してメッシュ電極からなる接地装置を構成している。一例として、このような裸導線を使用した接地導体からなる接地装置が、特許文献１に開示されている。また、従来、接地装置の接地導体としては、アース線の周面に、樹脂にカーボン等の導電性粉末を混練した導電性被覆体を形成し、更に、導電性被覆体の周面に、カーボン粉粒体を包み込んだ包体が配設された接地導体を有する接地装置が知られている。一例として、このような接地導体から構成された接地装置が、特許文献２に開示されている。
特開昭５９−２１１９７５号公報特許第３２３８２８４号公報

しかしながら、上述したメッシュ電極を構成する接地導体として、裸状態の金属導体を使用した従来の接地装置においては、裸状態の金属導体からなる接地導体が、大地土壌に直接に配置されているために、土壌の水分や酸性度や塩分濃度等の影響により、裸状態の金属導体からなる接地導体の腐食が促進されて、大地土壌に設置された接地導体に断線等が生じ、接地装置の接地機能を失い、接地の役目を果たせないという問題を有していた。

また、他の従来の接地装置を構成する接地導体として、アース線の周面に、樹脂にカーボン等の導電性粉末を混練した導電性被覆体を形成し、更に、導電性被覆体の周面に、カーボン粉粒体を包み込んだ包体が配設された接地導体を用いた接地装置においては、アース線を被覆する導電性被覆体が、導電性被覆体の周面に配置されたカーボン粉粒体を介して大地土壌に接触するので、アース線を被覆する導電性被覆体が大地土壌に接触して生じる電解伝導が起こらず、導電性被覆体の化学変化もなく、よって、アース線の腐食や断線を防止できるが、アース線の構造が複雑で製作に手間と時間が掛かり、高価格であるとともに、大径構造で、重量も重く、運搬や施工に重機を必要とし、施工費用が掛かるという種々の問題を有していた。

本発明の目的は、上述した従来の接地装置が有する課題を解決することにある。

本発明は、上述した目的を達成するために、接地装置において、第１には、大地土壌に掘削された凹部の底部には、互いに接続された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が配置されており、前記絶縁性被覆導線が、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されているとともに、少なくとも、前記導電性被覆導線を、コンクリートで被覆したものである。

また、本発明は、上述した目的を達成するために、接地装置において、第２には、前記コンクリートを、導電性コンクリートとしたものである。

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。

大地土壌に掘削された凹部の底部には、互いに接続された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が配置されており、前記絶縁性被覆導線が、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されているので、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は、導電性被覆外皮を介して大地土壌と接触しており、導電性被覆導線の腐食や電食の恐れはないが、大地土壌に大きな直流電流が連続して流れ込んでいる場所においては、導電性被覆外被と大地土壌との接触により生じる電解伝導で、電食や腐食が生じることが考えられるが、大きな直流電流が、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に接続された接地金属導体を介して、大地土壌に流れるので、導電性被覆導線の腐食等が防止されるとともに、大きな直流電流が接地金属導体を介して流れることで、導電性被覆導体に流れる電流を小さくでき、従って、導電性被覆導線の腐食等を更に防止することができる。

少なくとも、導電性被覆導線を、コンクリートで被覆したので、大地土壌の水分を受けて比抵抗の低いコンクリートを介して、導電性被覆導線が大地土壌と接触するとともに、接触面が拡大するので、導電性被覆導線の腐食及び電食を防止することができ、更に、接地抵抗を低減することができる。

前記コンクリートを、導電性コンクリートとしたので、コンクリート自体の抵抗が低く、従って、接地抵抗を更に低くすることができ、接地電位を低くできるとともに、導電性被覆導線の腐食等をより確実に防止することができる。

大地土壌に、所定の深さと長さを有する凹部を削掘し、該凹部に、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を配置するとともに、前記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、凹部を、土壌で埋め戻すように構成し、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接地金属導体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を、同一凹部に設置したので、別個の凹部を削掘する必要もなく、且つ、電位差も小さくできるとともに、接地装置の施工時間を大幅に短縮化でき、施工コストを低減することができる。また、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補助導線として、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接地金属導体とが、分担して接地装置として機能するので、信頼性の高い、且つ、接地抵抗の低い接地装置を施工することができる。

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、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に、所定の深さと長さに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。

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、上述した構成部材が配設された接地装置について説明する。

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６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、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。

なお、接地装置において、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。

上述したように、本発明の接地装置においては、低い電気抵抗を有する導電性被覆外皮４で被覆された導電性被覆導線３と高い電気抵抗を有する絶縁性被覆外皮７で被覆された絶縁性被覆導線６とを、大地土壌２に掘削された凹部１の底部１ａに、互いに略平行となるように並設するとともに、導電性被覆導体３の一方の端部の導電性被覆外皮４が剥離された剥離部分３ａと絶縁性被覆導線６の一方の端部の導電性被覆外皮７が剥離された剥離部分６ｃとを、接続ボックス１１内において接続し、更に、接続ボックス１１内において、絶縁性被覆導線６に、分岐絶縁性被覆導線１０を介して、接地金属導体９が接続されている。

接地装置は、上述したように構成されているので、導電性被覆導線３の金属導線５は、低い電気抵抗を有する導電性被覆外皮４を介して大地土壌２と接触しており、金属導線５と大地土壌２とは、電気的には接続されているが、直接に、接触しておらず、従って、金属導線５を、大地土壌２の水分等による腐食等から防止することができ、断線事故等を防止することができる。

また、導電性被覆導線３の付近の大地土壌２に、大きい直流電流が流れている場合、その直流電流によって、低い電気抵抗を有する導電性被覆外皮４が、電気分解等で、電気抵抗が大きくなる恐れがあるが、接地金属導体９が、高い電気抵抗を有する絶縁性被覆外皮７で被覆された絶縁性被覆導線６に接続されているので、接地金属導体９が、直流電流を大地に放流して、導電性被覆導線３の導電性被覆外皮４の電気抵抗が大きくなることが防止されるとともに、導電性被覆外皮４の電食や腐食が防止される。また、絶縁性被覆導線６が、接地金属導体９を介して接地されているので、接地装置の機能を保持することができる。

更に、低い電気抵抗を有する導電性被覆外皮４で被覆された導電性被覆導線３と高い電気抵抗を有する絶縁性被覆外皮７で被覆された絶縁性被覆導線６とを、大地土壌２に掘削された凹部１内に並設するようにしたので、別個の凹部１を削掘する必要がなく、従って、接地装置の施工時間の短縮化と施工コストの低減化を実現することができる。

なお、長さの異なる接地金属導体９を、複数種、用意し、その中から、適当な長さの接地金属導体９を、適宜、選択するとともに、導電性被覆導線３と絶縁性被覆導線６を適当な長さにすることにより、所望の接地抵抗を得ることができる。また、金属接地導体９の長さを所望に選択することで、導電性被覆導線３と絶縁性被覆導線６の施工長を短くすることができる。

なお、上述した実施例には、一例として、図５に示されているように、絶縁性被覆導線６の剥離部分６ａと分岐絶縁性被覆導線１０の剥離部分１０ｂとが、クリップＣにより緊諦され、また、図６に示されているように、導電性被覆導体３の剥離部分３ａと絶縁性被覆導線６の剥離部分６ｃと引き出し線１３の剥離部分１３ａとが、同じく、クリップＣにより緊諦されている例が示されている。

図１は、本発明の接地装置の斜視図である。図２は、本発明の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、本発明の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。

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

大地土壌に掘削された凹部の底部には、互いに接続された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が配置されており、前記絶縁性被覆導線が、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されているとともに、少なくとも、前記導電性被覆導線が、コンクリートで被覆されていることを特徴とする接地装置。
前記コンクリートが、導電性コンクリートであることを特徴とする請求項１に記載の接地装置。