JPS6123628B2

JPS6123628B2 -

Info

Publication number: JPS6123628B2
Application number: JP7498679A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Ichise; Rikuo Watanabe
Original assignee: GOSEI KAGAKU KENKYUSHO
Current assignee: GOSEI KAGAKU KENKYUSHO
Priority date: 1979-06-14
Filing date: 1979-06-14
Publication date: 1986-06-06
Also published as: JPS56878A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は送配電線、電力機器、鉄道、通信設
備、避雷設備、電気防蝕設備等の電気に関する諸
設備の保安と事故防止に不可欠な接地工事に際
し、法規等に定められた接地抵抗値を得ると共
に、該抵抗値を持続させるための接地抵抗低減剤
及びその施工法に関するものである。従来、大地の比抵抗が大きく規定の接地抵抗値
が得られない場合の対策には、物理的には、 (1) 対地接触面積の大きい電極を地中深く埋設し
たり、 (2) 規定の接地抵抗値が得られるまで数多くの接
地電極を並列に設置したり、又は、 (3) 接地電極周辺に木炭、コークスなどの導電性
の良好な物質の砕片を埋設するか、あるいは接
地電極周辺の土壌を抵抗値の小さな他の土壌と
入れ換えること等により行なわれていたり、
又、化学的には (4) 電解質である導電性物質と、この導電性物質
を接地電極の周辺に留めておくための保持剤と
からなる接地抵抗低減剤を電極周辺に注入、あ
るいは介在させることによつて行なわれてい
た。この場合、上記の導電性物質としては、 (1) NaCl，CaCl₂，NH₄Cl などの塩化物や (2) Na₂SO₄，MgSO₄，CuSO₄などの硫酸塩等が用いられ、又、保持剤としては (1) 水ガラスなどのケイ酸塩、クロムリグニン、
アクリル、アクリル酸塩類、尿素樹脂などのゲ
ル形成物質、又は (2) ベンンナイト、あるいは (3) セメント等を使用し、これらの導電性物質と保持剤とを種
種組合わせて混合し、これを大地に注入し、散布
して接地抵抗を低減させていた。しかしながら、これら従来の方法及び物質で
は、物理的方法においては、 (1) 所要資材、多電極接地での用地面積の確保
や、所要工数で多大な労力と費用を要したり、 (2) 木炭、コークスなどの砕片を使用する場合で
は、接地電極→砕片→砕片相互間→土壌にいた
る接触で粗密が生じ長い年月にわたつて安定し
た抵抗値を得難く、さらに木炭は銅電極を腐蝕
させてしまう欠点があつたり、又、化学的処理方法においては、 (1) ゲル状低減剤では砂質土、砂礫土などの土壌
内空隙の大きい土質の場合、低減剤の流失が顕
著で、所要の値が得られず、このため不経済
で、適用範囲が狭く、 (2) ベントナイトは本質的に水硬性が無く、又、
セメントでは硬化速度が遅く、硬化するまでに
導電性物質が流出してしまい、更には強力アル
カリ性のため、銅、アルミニウム、亜鉛系の接
地電極を腐蝕させてしまつたり、 (3) 使用される無機薬剤および有機高分子ゲル形
成物質は動植物に悪影響をおよぼし、さらには
無機塩による電極金属の化学的腐蝕が大きく、
このため、低減剤の施工直後は接地抵抗の低減効果が良好
であつても、降雨や地下水などで導電性物質が失
なわれていき、低減効果の持続性を失なつて行く
という欠点を有していた。この発明はこれらの欠点を解決するためになさ
れたものであり、接地抵抗低減剤として、水和膨
潤性合成無機質層状構造物を使用することによ
り、接地電極周辺の土壌に作用して接地抵抗を低
減せしめると共に、接地抵抗値を土壌含水率や季
節による大地の比抵抗の変動に左右されずに長い
年月にわたつて常に低い値に維持できるばかりで
なく、動植物に対しても無毒性となつたものであ
る。以下にこれを詳細に説明する。この発明の水和膨潤性合成無機質層状構造物
は、一般式

【式】（式中、Ｘ＝Na、Li又はCa、Ｙ＝Mg又はMgとLiの
共存、Ｚ＝Si又はGe）で示される物質であつ
て、例えば以下のようなものが使用される。 (1) ヘクトライト系層状構造物１ナトリウム・ヘクトライト２ナトリウム・ゲルマネート・ヘクトライト３リチウム・ヘクトライト４リチウム・ゲルマネート・ヘクライト (2) テニオライト系層状構造物１ナトリウム・テニオライト NaMg₂Li（Si₄O₁₀）F₂ ２ナトリウム・ゲルマネート・テニオライト NaMg₂Li（Ge₄O₁₀）F₂ ３リチウム・テニオライト LiMgLi（Si₄O₁₀）F₂ ４リチウム・ゲルマネート・テニオライト LiMg₂Li（Ge₄O₁₀）F₂ ５カルシウム・テニオライト６カルシウム・ゲルマネート・テニオライト (3) テトラマイカ系層状構造物１ナトリウムテトラシリシツクマイカ NaMg₂.₅（Si₄O₁₀）F₂ ２ナトリウム・テトラ・ゲルマネート・マイ
カ NaMg₂.₅（Ge₄O₁₀）F₂ これらの合成無機質層状構造物の結晶は水中に
つけると膨潤し、その容積は膨潤前に比較して約
20倍に膨張するものもあるが、水中のみならず、
大気中の水分或いは土壌中の水分をも吸収し、結
晶の層間域に水分子を吸収して、より安定な構造
になろうとする特性を有し、又、乾燥時において
も導電性を保持し続ける作用を有している。又、
これらの合成無機質層状構造物は、天然に存在す
る組成の膨潤性物質に比べ、層間イオンの電荷が
２〜５倍あり、その保水力は天然の膨潤性物質よ
り２〜５倍となり、大気中の相対湿度が60％以下
の場合でも含水重量百分率８〜９％で構造的に安
定し、その抵抗は極めて低い値となるものであ
る。更に、これらの合成無機質層状構造物は水溶
性塩類に遭遇すると著しいイオン吸着性と自己凝
集性を示す。結局、これ等の合成無機質層状構造
物の結晶内層間水には結晶と静電的に結合してい
る層間イオンの親水性による保水力が作用し、優
れた接地抵抗の低減効果が発揮される。従つて、
この層状構造物を硬化物と配合して接地電極周辺
に強固に保持させることにより長期間の持続安定
性を確保し得るものである。この発明は、上記の特性を持つ水和膨潤性合成
無機質層状構造物を主導電性物質とし、これに中
和剤として活性白土、酸性白土等のベントナイト
類、あるいは合成または天然層状構造物の水素置
換体の一種又は二種以上を、又、硬化剤として石
膏類又はセメント類を混合して使用するものであ
り、更にはアルカリ類、アルカリ土類、アンモニ
ウム、金属類等の硫酸塩、塩酸塩、硝塩酸あるい
は燐酸塩などの塩類を混合したものである。これ等を適正量比に配合する事によつて、イオ
ンを吸着し、保水力を持ち、自己凝集性を示す混
合体となる。この混合体は接地抵抗の低減効果を
有しその効果を長期間にわたり保持する事が出来
るうえ、総合的に中和中性点に調節されていて、
電極腐蝕も防げると同時に環境に汚染を与える事
のない接地抵抗低減剤となるのである。次に、この接地抵抗低減剤を施工するには、上
記の粉体成分を混合したものに水を加えて撹拌
し、接地電極の周辺へ流し込むか、或いは土質に
よつては接地電極の埋設される穴に粉体のまま投
入後、水を流し込み、その後掘削土を埋戻すこと
により行なえばよく、施工も極めて簡単で工数も
少なくて済む。次にこの発明品を110℃の恆温室で乾燥し含水
率と比抵抗値の変化を市販品と比較した実施例を
示す。実施例１重量比でナトリウム・テトラシリシツク・マイ
カ９部、活性白土７部、塩化カリウム１部に半水
石膏15部を混合し、これに水を同重量加えて撹拌
して成形硬化せしめ、含水率と電気抵抗の相関を
測定した。結果は第１図Ａに示され、同様にして
製造された市販品（第１図Ｄ）に比べ著しく小さ
な比抵抗が得られた。実施例２実施例１と同様に、重量比で合成リチウム・ヘ
クトライト８部、活性白土７部、硫酸ナトリウム
0.5部に半水石膏12部を混合し、この混合物に同
重量の水を加えて撹拌の後、成形硬化せしめ、測
定を行なつた。結果は第１図Ｂに示されるように
なつた。実施例３実施例１と同様に、重量比で合成リチウム・テ
ニオライト９部、酸性白土12部、塩化カルシウム
1.5部に市販セメント10部を混合し、この混合物
に同重量の水を加えて撹拌した後、成形硬化せし
め測定を行なつた。結果は第１図Ｃに示されるよ
うになつた。従つて、この発明の接地抵抗低減剤は比較例の
市販品にくらべ、同一含水率の場合でも1/10〜1/
３０の比抵抗値にすぎない、本発明品が特に少い含
水分の場合でも優れた性能を示す事が判る。実施例４この発明品の実施例１、２、３、に使用したも
のをそれぞれ50ｇづつ秤量し500mlのビーカー中
に各々入れた後、蒸溜水500mlを添加し約20分間
マグネチツクスタラーを使用して十分撹拌した
後、撹拌を停止して約48時間静置し凝集物を沈降
降させた上澄水のPH値をデジタル型PHメータで測
定した結果はいづれもPH＝6.8〜7.4の範囲に入つ
ており、良好な中性物である事を示した。一方比
較市販品は6.2〜6.4のPH値であり、弱い酸性を示
した。従つて、この発明品は電極腐蝕も少く、環境汚
染の面でも植物、生物などに影響を与える恐れが
無い事が判る。次に、この発明品を地中に施工した場合の実施
例について説明する。実施例５実施例１、２、３で示した本発明品と市販品を
処理したもの及び無処理の場合について、山地平
坦部（風化岩砂土質）、原野平坦部（半粘土々
質）の両土質状箇所に、以下に示す方法で施工を
行ない接地抵抗の実測を行なつた。〔施工例〕地表面に相互間隔約７ｍで直径50
cm、深さ120cmの穴を５箇掘り、この穴に直径1.4
cm、長さ150cmの銅被覆鉄製接地棒を地表面下75
cmの深さに打設し、接地棒１、２、３の穴には上
記実施例１、２、３に示されるものを10Kgに水20
を加えて撹拌した懸濁液を流し込み、接地棒４
の穴には同様の処理をした同量の市販品を流し込
み、接地棒５は無処理のまま、それぞれ埋戻した
後、接地抵抗の経時変化を測定した。山地平坦部に施工した結果は第１表及び第２図
に、原野平坦部に施工した結果は第２表及び第３
図に示してある。

【表】

【表】実施例６施工時の接地抵抗低減剤の硬化性を早め、固化
後の強度を増すと共に埋め戻し迄の待ち時間を少
くするために硬化剤に石膏系とアルミン酸カルシ
ウム系のものを併用した。重量比でナトリウム・テトラシリシツクマイカ
10〜30部、酸性硫酸カリウム２〜５部、硫酸カリ
ウム10〜20部、半水石膏20〜60部、アルミン酸カ
ルシウム20〜60部を混合し、水同重量から1.2倍
量を加えて撹拌後、成形硬化せしめた。このものについて硬化時間および固有抵抗値、
圧縮強度等を実施例１、実施例３のものと比較し
て調べたところ下記の結果を得た。

【表】固有抵抗の測定固有抵抗値の測定サンプルの容積は３×３×
12cmで銅板３×3.5×0.2cm2枚を９cm間隔で対峙
させ埋め込んで硬化させた。この銅板の間の抵抗
値を交流ブリツジ式抵抗測定器で測定した。圧縮強度の測定固有抵抗値の測定サンプルと同様にして３×３
×３cmの硬化体をつくり、24時間室内放置後―軸
圧縮試験機で測定した。硬化剤にアルミン酸カルシウム系のものと石膏
系のものとを併用して硬化させた場合には、硬化
速度を早め、圧縮強度も増加し、固有抵抗値が実
施例１、３のものと殆んど同時のものが得られ
た。実施例３同様本発明品はアルミン酸カルシウ
ム系硬化剤を使用しても、優れた性能を示すこと
が判る。このように、この発明の接地抵抗低減剤を施工
した場合には、合成無機質層状構造物は低抵抗物
質であり、水和性が大きく、施工時に土壌間隙へ
の浸透性に優れるため、接地電極およびこの周辺
土壌に固粒状態となつて介在し、電極の対地接触
面積を拡大するばかりでなく、結晶層間に吸収さ
れた水分に対しては大きな保水力が作用し、日照
り等による周辺土壌含水率の低下にも低い接地抵
抗値を保持でき、さらには降雨時や地下水流によ
る導電性物質の流失もなく、従つて長期の間使用
できる。又、この発明品は公害性もなく安全で取
扱いが簡単しかも高性能で少い電極本数で低い接
地抵抗値が得られる点、施工が簡便となり施工
費、説置面積なども少くする事が出来る等優れた
効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の接地抵抗低減剤と市販品を
比較した特性図、第２図、第３図は施工した場合
の特性図である。

Claims

【特許請求の範囲】１次式：Ｘ_1/3〜1・Ｙ_2〜3・Ｚ₄・Ｏ₁₀・Ｆ₂ （式中、ＸはNa、LiまたはCaを表わし、Ｙは
MgまたはMg＋Liを表わし、そしてＺはSiまたは
Geを表わす。）で表わされる水和膨潤性合成無機
質層状構造物を有効成分とする接地抵抗低減剤。２次式：Ｘ_1/3〜1・Ｙ_2〜3・Ｚ₄・Ｏ₁₀・Ｆ₂ （式中、ＸはNa、LiまたはCaを表わし、Ｙは
MgまたはMg＋Liを表わし、そしてＺはSiまたは
Geを表わす。）で表わされる水和膨潤性合成無機
質層状構造物を有効成分とし、これに中和剤及び
硬化剤を混合してなる接地抵抗低減剤。３上記中和剤は、水和膨潤性合成無機質状構造
物の水素置換体又は天然活性白土、酸性白土等の
ベントナイト類である特許請求の範囲第２項記載
の接地抵抗低減剤。４上記硬化剤は石膏又はセメントである特許請
求の範囲第２項記細の接地抵抗低減剤。５次式：Ｘ_1/3〜1・Ｙ_2〜3・Ｚ₄・Ｏ₁₀・Ｆ₂ （式中、ＸはNa、LiまたはCaを表わし、Ｙは
MgまたはMg＋Liを表わし、そしてＺはSiまたは
Geを表わす。）で表わされる水和膨潤性合成無機
質層状構造物を有効成分とし、これに塩類、中和
剤及び硬化剤を混合してなる接地抵抗低減剤。６上記中和剤は、水和膨潤性合成無機質層状構
造物の水素置換体又は天然活性白土、酸性白土等
のベントナイト類である特許請求の範囲第５項記
載の接地抵抗低減剤。７上記硬化剤は、石膏又はセメントである特許
請求の範囲第５項記載の接地抵抗低減剤。８上記塩類は、アルカリ、アルカリ土類、アン
モニウム、金属元素等の硫酸塩，塩酸塩、硝酸塩
又は燐酸塩である特許請求の範囲第５項記載の接
地抵抗低減剤。９次式：Ｘ_1/3〜1・Ｙ_2〜3・Ｚ₄・Ｏ₁₀・Ｆ₂ （式中、ＸはNa、LiまたはCaを表わし、Ｙは
MgまたはMg＋Liを表わし、そしてＺはSiまたは
Geを表わす。）で表わされる水和膨潤性合成無機
質層状構造物に塩類、中和剤及び硬化剤を混合
し、これに水を加えて地中に埋設することを特徴
とする接地抵抗低減剤の施工法。１０上記中和剤は、水和膨潤性合成無機質層状
構造物の水素置換体又は天然活性白土、酸性白土
等のベントナイト類である請求の範囲第９項記載
の接地抵抗低減剤の施工法。１１上記硬化剤は、石膏又はセメントである特
許請求の範囲第９項記載の接地抵抗低減剤の施工
法。１２上記塩類は、アルカリ、アルカリ土類、ア
ンモニウム、金属元素等の硫酸塩、塩酸塩、硝酸
塩又は燐酸塩である特許請求の範囲第９項の接地
抵抗低減剤の施工法。