JPS59129787A - 地下孔設置型電気機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、開口部を有する地下孔に電気機器本体を設置
した地下孔設置型電気機器に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、都市における配電用変圧器などの油入電気機器は
都市の美観、安全性、用地難などから地中に設置する傾
向が強くなっている。電気機器を地中に設置する場合、
あらかじめ、鉄筋コンクリート製の空間を地中に設け、
この中に電気機器本体を設置している。この地中に設け
た空間を地下孔と称し、その構造は第１図で示すように
、地下孔の上部の一部に地上に通ずる開口部１５を設け
るとともに電気機器本体を設置する地下孔内床面の隅に
、地下孔内に流入した雨水１７や地下水１８などの汚水
を一時貯水するための汚水部ピット１９を設けている。

この開口部１５は電気機器本体から発生した熱を自然対
流によって地上に放散して冷却効果を良くするために設
けられている。

ところが、この開口部１５からは雨水１７などが地上の
塵埃とともに、地下孔内へ流れ込む。また、地下孔内の
側壁には電気機器本体の配線１１を通すケーブルダクト
１６があるが漏水防止策が不十分で水密の悪い場合には
このダクト１６からも地下水１８などの汚水が流入する
こともある。そして、これらの汚水は地下孔内のピット
１２内に溜シ、ある水位に彦ると、フロートスイッチ１
３により排水ポンプ１４が作動し、汚水１９を地下孔外
に排出するようにしている。しかし、時には、この排水
ポンプ１４が故障することもあり、排水不能になって孔
すの水位が上昇し、電気機器本体の一部あるいは全体が
その汚水に浸かることが予測される。

一方、電気機器本体は、コイルや鉄心などが入っている
機器本体１とこの機器本体１則面に取付けである放熱器
２で構成されており、放熱器２は上下の７う／ジ連結部
３．３を介して機器本体ｌに連通ずるとともに機器本体
側面の座４と放熱器２の支え金具５を連結する支持棒６
及び上下フランジ連結部３．３を介して機器本体１に固
定されている。支持棒６は一端をフック部、他端をネジ
部で構成され、フック部は機器本体側面の座４のフ゛ツ
ク穴へ引っかけ、ネジ部は支え金具５よシ突出させて六
角ナツトで締付けている。

このような電気機器本体の外面はクールエポキシ樹脂な
どの重防食塗装が施されており、その塗膜によって電気
機器本体の腐食を防止している。

この塗膜が充分に施されていれば、長期間の浸水でも通
常は安全な状態に保持される。しかし、地下孔内への電
気機器本体の搬入時、組立作業時あるいはその後の点検
作業時などで塗膜を損傷し、素地が露出する可能性があ
る。

電気機器本体は、安全上、そのアース端子部７よりリー
ド線８を介して地中に埋設しである接地棒（多くは銅）
９と接続されでいるが、上記したような理由で素地の露
出している部分を有する電気機器本体が浸水あるいは冠
水すると、第２図に示すように接地棒９の銅と電気機器
本体の素地露出部局の鉄とは汚水１９を介して電気的に
つながり、その汚水１９中での両者の電位の違い、すな
わち電位差によシ接地棒９→リード線８→アース端子部
　　゛７→電焦電気本体の素地露出部茄→汚水１９→接
地棒９という経路で電流２１が流れる。この電流２１に
よって電気機器本体の素地露出部局は単に汚水に浸った
時の腐食よりも非常に大きな腐食を生ずることになシ、
短期間に侵食し、場合によっては、その部分が貫通する
こともある。

表１に地下孔ビット内汚水中に電気機器本体の塗膜損傷
を模擬したサンプルを接地棒と接続した状態で約８０日
間浸し、その損傷部の侵食深さなどを測定した結果の一
例を示す。

表　　　　　１ この表１によれば、接地棒からの電流による腐食は、素
地の露出面積が小さい程侵食深さが大きくなり、単純な
腐食の約１３０倍にも達することが分る。このように、
塗膜損傷などによって生じた素地露出の面積が小さい時
には、接地棒からの電流がその部分に集中し、孔食状と
なシ、短期間に素地を貫通する事故を起こし、電気機器
本体の機能を喪失する場合さえある。地下孔は車道の下
に設けられることが多く、電気機器本体が一度事故を起
こすと、道路を閉鎖して地下孔の上部を堀り起こし、そ
の電気機器本体を搬送し、代品を搬入して元の状態に修
復する作業が必要となる。したがって、その修復作業の
時間と経費、さらに一時的な電力の供給ストップによる
多方面への影響等その経費は莫大であり、大きな損害を
与えることが予測される。

これを防止する方法として、拐料の板厚の増大があるが
電池作用による腐食においては、浸水期間や素地の露出
程度が把握しに＜＜、これらを考慮した板厚の算出は難
しい。仮に、その腐食に耐える板厚にしたとしてもその
価格は現行の敬倍乃至９１０倍にもなり、製造面あるい
は重量、コスト面などで非常に不利益となる。また、電
池作用による腐食は電位差があるために起こるので、接
地電位の銅と同程度の電位を有する銅やステンレスなど
の材料を使用して電気機器本体を構成する方法もあるが
、製造、強度および価格などを考えると、これらの材料
を使用することも難しい。なお、浸水や塗膜損傷を完全
になくすれは、この種の腐食は生じないが現状ではこれ
を皆無にすることは不可能であるので、浸水や塗膜損傷
があることを前提にした腐食対策が必要となる。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、電気機器本体が浸水または冠水したとき、この電気
機器本体の素地露出部と接地棒との間に流れる電流によ
って、この電気機器本体の素地露出部が異常に早く侵食
するのを防止し、長期間安全でかつ信頼性のある地下設
置型電気機器を提供するにある０ 〔発明の概要〕 本発明は、上記目的を達成するために、外気と連通ずる
開口部を有する地下孔内に電気機器を設置し、この電気
機器本体のアース端子部と接地棒とをリード線にて接続
するとともに前記地下孔の内側壁にケーブル支持金具を
固定して々る地下孔設置型電気機器において、前記ケー
ブル支持金具の表面に前記電気機器本体よりも電位の低
い利料からなる被覆層を形成し、との被梳層が露出した
状態のケーブル支持金具を前記電気機器本体の一部また
はアース端子部と接続したものである０そして、前記被
覆層としては亜鉛またはアルミニウムが用いられる。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を図面を参照して説明するＯ第３図は
本発明の地下孔設置型電気機器の一部拡大側面図で、第
１図、第２図と同一箇所には同一符号を附して説明する
０ 機器本体１は地下孔内床面１０上に設置し、この床面１
０の端には図示していないが従来と同様ビットが設けら
れており、地下孔内に流れ込んだ雨水や地下水などの汚
水をこのピット内に溜め、排水ポンプ等により地下孔外
に排水するＯ放熱器２は機器本体１の上下の７ランジ連
結部３．３と図示しない支持棒とで固定されている。ま
た、第４図に示すように、地下孔内を通ってケーブルダ
クト１６から図示しない他の地下孔に設置されている電
気機器等に接続するケーブル２２を支持するために、地
下孔の側壁にケーブル支持余興ル、冴が固定されている
。支持金具るは断面アングル形の棒状で、地下孔の側壁
の数ケ所で直に接触し、垂直にボルト締めなどで固定さ
れており、この金具乙の上部および下部に平板状の支持
金真列がボルト締め々どで固定されている。この平板状
の支持金具Ｕには数本のケーブル２２がのっており、地
下孔の両側壁に設けたケーブルダクト１６．１６を介し
て地下孔間を連結している。ところで、これらの支持金
具路、冴の材質は通常、軟鋼製でその表面に溶融押釦メ
ッキを施こし、無塗装で使用されている。本実施例では
溶融亜鉛メッキしている支持金真列と機器本体のアース
端子部７とをリード線δで電気的に接続するものである
。この場合リード線δの一端を機器本体１の一部あるい
はアース端子部７に圧着端子で接続し、他端も支持金具
囚、あの一部に圧着端子で接続し、導通状態にする。支
持金具ｎと冴とはボルト締めで接触しているからリード
線５の固定はどちらの支持金具でもよく、また、隣接す
る支持金具間の接続もリード線を用いて圧着端子などで
接続してもよい。

さらに、機器本体と接続する支持金具は所定の１箇所で
も良いが、一定間隔で側壁に固定されている全ての支持
金具を機器本体に接続した方がより良い。支持金具にリ
ード線を取付ける箇所はその取付けが容易でしかも機器
の点検などに支障のない部分であれはどこでもよく特に
限定する必要もない。−１：た、機器本体と支持金具と
を接続するリード線は地下孔内の床面をはわせ、できる
だけ点検作業に支障のない場所にすることが望ましい。

なお、圧着端子と接する支持金具部分は固定用のボルト
が入る穴を事前にあけておく必要がある。

圧着端子による方法以外では溶接、ハンダ付けなどがあ
る。

本発明による地下孔設置型電気機器は、上記のように構
成されているので、第５図に示すように地下孔内に汚水
が溜シ、電気機器本体の塗膜損傷による素地露出部加が
汚水１９に浸った場合、電流がは接地棒９→リ一ド線８
→アース端子部７→リード線δ→支持金具２３．２４→
接地＃９の順に流れ素地露出部加には流れない。これは
機器本体１の鉄や接地棒９の銅よシも支持金具２３．２
４の被覆層の亜鉛の方が電位が低く、また、被橢層の表
面荘が素地露出部印の面積よシ大きいからである。従っ
て、支持金具の亜鉛が腐食、消耗する寸で素地露出部肋
は完全な防食状態が維持される。

長期間の浸水によって被（Ｍ層の亜鉛が消失すると、そ
の支持金具囚、冴は機器本体１と同材質であるため接地
棒９からの電流は電気機器本体の素地露出部加と支持金
具の両方に流れるようになるが従来（第２図参照）のよ
うに電気機器本体の素地露出部のみに流れるのではない
から、電流の集中による異常腐食などは生じない。この
ととを第６図の等価回路を用いて説明する。第６図（イ
）は電気機器本体の素地露出部と接地棒を接続したとき
の等価回路で、このとき素地露出部に流れる電流をＩａ
とする。また、第６図（ロ）は第６図（イ）の状態にさ
らに被覆層の亜鉛が消失し、素地が露出した状態の支持
金具を接続したときの等価回路で、このとき素地露出部
に流れる電流を１６とする。ただし、Ｅは素地露出部と
接地棒との電位差、ｒは接地棒と素地露出部とによって
構成される電池の内部抵抗、Ｒは接地棒の接地抵抗、Ｒ
ｓ　は素地露出部の接水抵抗、Ｒｏは支持金具の接地抵
抗とする。そうすると、第６図（イ）および（ロ）の各
等価回路から電流Ｉａおよび■ａ′を求めると下記（１
）式および（２）が得られる。

Ｉａ＝□　　　・・・・・　（１） ｒ＋Ｒ＋Ｒｓ Ｒｏ＋Ｒｓ −（Ｒ十ｒ　）　＋　Ｒｓ Ｒ。

上記（１）式および（２）式を比較すると、Ｒｏすなわ
ち支持金具の接水抵抗が正のとき必ずＩａ’（Ｉａが成
　　立する。この等価回路による電流計算からも分るよ
うに、支持金具の被覆層が消失してその素地が露出した
状態になっても電気機器本体の素地露出部に流れる電流
は低減され、したがって電流の集中による腐食が非常に
緩和されるため電気機器本体への影響は少ない。また、
被覆層である亜鉛が消失した時点で、その支持金具の表
面に溶射などの方法により再度被株層である亜鉛を付着
すれば初期の状態とな）、電気機器本体の腐食を完全に
防止することができる。

なお、支持金具の被覆層は通常亜鉛が使用されているが
、電気機器本体よシも電位の低い′＄Ａ料例えばアルミ
ニウムなども使用できることは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、開口部を有する地下孔に設置する電気
機器の一部またはアース端子部に、地下孔内を通ってケ
ーブルダクトから他の地下孔に接続しているケーブルを
支持するために地下孔の側壁に固定されている亜鉛層の
被覆層を有する支持金具をリード線で接続し、電気機器
本体と接地棒と支持金具とを導通状態とすることによっ
て、地下孔内で浸水あるいは冠水した電気機器本体の素
地露出部の腐食あるいは素地貫通による腐食事故を防止
するとともに、このよう々事故の発生による多額の損害
をなくシ、長期間安心して使用可能な地下孔設置型電気
機器を提供することができる。

さらに、ケーブル支持金具は地下孔の側壁に設置されて
おり、電気・機器本体の腐食防止の観点からこれを有効
に活用するもので電気機器本体との接続あるいは唾鉛が
消失したとき、再度、亜鉛メッキする勢の経費は事故を
起こしたときの経費と比較すれば非常にわずかであり問
題にならないものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の地下孔設Ｍ型電気機器の概略側面図、第
２図は、第１図の従来の電気機器が汚水により冠水した
場合の電流経路の説明図、＠３図は本発明の一実施例の
概略側面図、第４図は本発明に係るケーブル支持金具と
ケーブルとの配置を説明する平面図、第５図は、本発明
の地下孔設置型電気機器が浸水した場合の電流経路の説
明図、第６図（イ）および（ロ）はそれぞれ第２図およ
び第５図の等価回路図である。 １・・機器本体、２・・放熱器、３・・・フランジ連結
部、４・・・機器側面の座、５・・・支え金具、６・・
支持棒、７・・・アース端子部、９・・・接地棒、加・
・・素地露出部、２２・・・ケーブル、２３，２４・・
・ケーブル支持金具。 （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか１
名） 第１図 第３図 プ 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　外気と連通ずる開口部を有する地下孔内に電
   気機器本体を設置し、こ゛の電気機器本体のアース端子
   部と接地棒とをリード線にて接続するとともに前記地下
   孔の内側壁にケーブル支持金具を固定してなる地下孔設
   置型電気機器において、前記ケーブル支持金具の表面に
   前記電気機器本体よシも電位の低い材料からなる被覆層
   を形成し、この被櫟層が露出した状態のケーブル支持金
   具を前記電気機器本体の一部またはアース端子部と接続
   したことを特徴とする地下孔設置型電気機器。
2. （２）被積層は亜鉛またはアルミニウムである特許請求
   の範囲第１項記載の地下孔設置型電気機器。