(57)【要約】【課題】  中詰め材としていったん充填を完了すれば沈下せず、かつ電力線などからの発熱を効果的に外部に発散することができる技術を開示する。【解決手段】  電力線の埋設時に充填し、セメントと砕石微粉末を均一に混合した粉体からなる中詰め材である。また、フライアッシュとカーボン粉末を均一に混合した粉体からなる中詰め材である。このフライアッシュに代えて、フライアッシュの一部をセメントと置換した粉体を用いる。選択的には、フライアッシュに代えて、流動床ボイラから発生する加圧流動床灰（以下、ＰＦＢＣ灰という）や、常圧流動床灰（以下、ＡＦＢＣ灰という）を用いる。工法としては、電力地中線管路内に水分滴下のためのオリフィスを有する給水管を設けることによって、上記いずれかの中詰め材を使用する中詰め材の加湿方法である。【選択図】          図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線の埋設時に充填する中詰め材であって、セメントと砕石微粉末を均一に混合した粉体からなる中詰め材。
【請求項２】
電力線の埋設時に充填する中詰め材であって、フライアッシュとカーボン粉末を均一に混合した粉体からなる中詰め材。
【請求項３】
フライアッシュに代えて、フライアッシュの一部をセメントと置換した粉体を用いる請求項２記載の中詰め材。
【請求項４】
フライアッシュに代えて、流動床ボイラから発生する加圧流動床灰（以下、ＰＦＢＣ灰という）や、常圧流動床灰（以下、ＡＦＢＣ灰という）を用いる請求項２または３記載の中詰め材。
【請求項５】
電力地中線管路内に水分滴下のためのオリフィスを有する給水管を設けることによって、請求項１〜４のいずれかに記載の中詰め材を使用する粉体中詰工法における中詰め材の加湿方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力地中線管路の粉体充填工法において、中詰め材を充填した後に吸水等によって表面が沈下することがなく、かつ電力線からの発熱を有効に発散することができる中詰め材、および中詰め材の加湿方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電所からの地中電力線などは複数本をヒューム管などに設置している。この場合、電力線同士を安定して保持するためにスラリー材や粉体からなる中詰め材を封入する技術が知られている。しかしながら、中詰め材の組成によっては熱放散性が悪いこと、経時的に沈下が進み、上表面側に空隙が発生するという好ましくない現象が生じることがある。特に、粉体充填工法においては、熱放散性を確保するためには、加湿が必要であるが、吸水に伴う沈下が発生しやすい。一方、電力線には大電流が流れるために発熱量が大きい。これを効率よく外部に発散させることができない場合には送電能力が低下するという問題がある。したがって、これらの問題を解決する必要がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１０７３５２
【特許文献２】特開２００２−１５５５２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した公知技術は、出願人の一方の発明に係るものであるが、両者共に地下空洞などを充填するための素材が開示されているものの、電力線などのような発熱素材の封入は予定していないので、内部で発生した熱をどのように発散するかという技術に関しては言及していない。
【０００５】
本発明では、中詰め材としていったん充填を完了すれば沈下せず、かつ電力線などからの発熱を効果的に外部に発散することができる技術を開示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、電力地中線の内部で電力線が占める以外の隙間を充填する粉状の中詰め材と、これを充填した後の加湿方法について、効果的な技術を提供する。
【０００７】
中詰め材の具体的構成として、第１の中詰め材としてセメントと砕石微粉末を均一に混合した粉体からなる中詰め材を採用した。ここで、砕石微粉末は熱伝導性に優れているので、電力線からの発熱を有効に外部に伝達する機能を行う。また、砕石微粉末だけであれば充填後に吸水や振動によって沈下が発生するために、セメントを混合する。セメントは砕石微粉末より細かいことから、砕石微粉末の粒度を調整すること、また水分の供給によってこれを取り込み、水和固化反応によって砕石微粉末を拘束することにより、沈下を抑制するという作用を行う。
【０００８】
次に、第２の中詰め材として、フライアッシュに対して、カーボン粉末を均一に混合した粉体からなる中詰め材を採用した。フライアッシュはそれ自体、沈下の発生が極めて少ないものの、熱伝導性が低いため、これを補完するためにカーボン粉末を混合した。また、第３の中詰め材として、フライアッシュの沈下に対する性能をより向上させて固化レベルを向上させるために、その一部をセメントと置換した中詰め材を採用した。さらに上記フライアッシュに代えて、流動床ボイラから発生するＰＦＢＣ灰やＡＦＢＣ灰を用いる中詰め材を第４の中詰め材として採用した。
【０００９】
また、充填した粉体を湿潤化することで中詰材の熱放散性を確保することができる。そこで、水分を少量ずつ均等に加えるために、前記管路に適宜間隔で水分滴下のためのオリフィスを有する給水チューブを設けるといった手段を用いた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、上述した構成を採用したので、電力地中線の充填工法として粉体充填工法の適用が可能となり、スラリー材充填工法で行われるプラントにおける水と泥土やセメントの混合工程を省略することができ、簡便な施工法とすることができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。
まず、中詰め材の詳細について説明する。上述したように、中詰め材に求められる条件としては、（１）充填時にはある程度の流動性があって充填が容易であること、（２）充填後は位置が安定して吸水・振動などによって沈下しないこと、（４）電力線の発熱を閉じ込めずに外部に発散できること、が主となる。そこで、これらの条件を満足できる素材を開発した結果、発明者らは複数の組成を混合して得られた中詰め材を特定した。即ち、組成を構成する材料として、砕石微粉末、フライアッシュ、セメント、カーボン粉を適宜選択して混合する中詰め材を採用した。砕石微粉末は、採石場において製造する砕石、砕砂の製造過程において発生する粉末を、電気集塵機等で集め、分級乾燥させたものである。一般には硬質砂岩系、および炭酸カルシウム系があるが、本発明を検証するための実験では主に炭酸カルシウム系を採用する。ただし、アルミナなどを含む硬質砂岩系を排除するものではない。フライアッシュは、石炭発電プラントにおいて微粉砕した石炭をボイラ内で燃焼させることによって発生した灰の粒子であって、高温の燃焼ガス中を浮遊し、球形の粒子となった後に電気集塵機で集めたものである。あるいは、本発明では流動床ボイラで生じたＰＦＢＣ灰やＡＦＢＣ灰もフライアッシュの代替として使用することもあり、この灰も含む。セメントは通常の土木建築などに用いられるものである。本発明におけるカーボン粉末は、熱伝導性に優れるグラファイト等であり、人造カーボンおよび天然に得られるカーボンの何れも含む概念である。
【００１２】
さらに詳しく中詰め材を説明すると、本発明では第１の中詰め材として、上述した砕石微粉末にセメントを均等に混合したものを採用した。砕石微粉末は、熱伝導率が比較的高く、電力線から発生した熱を効率的に外部に発散することができる一方、粒子形状が粗いことから充填した後であっても吸水や振動などでずれが生じ、沈下するという物理的特性を有している。したがって、これに対して適度のセメントを混合して沈下を防止する。セメントは、周知のように微細な粒状組成であり、砕石微粉末の粒子間を埋め、さらに水分を適度に与えることによって水和・固化が進むため、砕石微粉末の滑りやずれを拘束する作用を行う。
【００１３】
上述した第１の中詰め材の詳細を説明する。第１の中詰め材は、上述したように砕石微粉末に対してセメントを混合したものであるが、有効な熱放出を示す土壌固有熱抵抗値（ｇ値というが、本発明では中詰め材の固有熱抵抗値を意味する）を℃・cm／Ｗで示すと、コストパフォーマンスを考慮すれば８０℃・cm／Ｗ以下を好ましいと判断した。また、沈下は中詰め材の収縮率で表現することができるが、その許容値は１〜３％以下が経験的に好ましい。そして、現実的な施工において中詰め材としての乾燥密度（ρ）は１．３５ｔ／ｍ３程度として、含水比３０〜４０％の水分吸水後のｇ値をセメント含有率を変化させて測定した結果を図１のグラフに示す。ここで、セメント含有率とともにｇ値が上昇するが、１５％以下であればｇ値は８０℃・cm／Ｗ以下になるといえる。また、図２にはセメントの含有率に応じた中詰め材の収縮率をグラフとして示したが、セメント含有率を５重量％以上とすることで収縮率３％以下を確保することができるといえる。セメント含有率を５〜１５％で変化させることで要求に応じてｇ値の調整が可能である。
【００１４】
続いて、第２、第３の中詰め材はフライアッシュまたはフライアッシュにセメントをあらかじめ適量混合したものに、さらにカーボン粉末を均一に混合したものである。セメントの混合量は、４重量％前後である。そして、このようにフライアッシュ、あるいはセメントを混合したフライアッシュは沈下が少ないが、熱伝導率が低いという傾向がある。したがって、熱伝導率を向上させることを目的としてカーボン粉末を混合することとしている。カーボン粉末の混合率については、第１の中詰め材で行ったと同様の試験によって特定した。ここで、カーボンはグラファイトである。また、フライアッシュにはセメントを混合している。図３のグラフにカーボン粉末の混合率に応じたｇ値の変動を示したように、カーボン粉末混合率５重量％以上でｇ値８０℃・cm／Ｗ以下を実現することができる。なお、収縮は見られなかった。カーボン粉末は、ｇ値調整用の材料として非常に優れているということができる。なお、図３の結果は、通常の充填工法で充填された場合の乾燥密度（ρ）が最大１．１５ｔ／ｍ３程度であるから、これに従ったものである。また、含水比は４０％とした。
【００１５】
次に、第２、第３の中詰め材の変形例として、フライアッシュ、またはフライアッシュにあらかじめセメントを混合するのではなく、フライアッシュに代えて流動床ボイラから発生する石炭灰であるＰＦＢＣ灰やＡＦＢＣ灰に対してカーボン粉末を混合する構成も可能である。ＰＦＢＣ灰やＡＦＢＣ灰はフライアッシュと類似した微粉末であるが、水和による自硬性を有しているため、セメントを節約することができる。
【００１６】
さらに、上述した中詰め材に対して水分を供給するための構成について詳述する。図４は本発明を適用したところを示す断面図であって、１は送電線として機能する電力線であって、複数の電力線が規則的に積載されている。２は電力線１を載置する管受け台、３は積層した電力線１を拘束するための管押さえ、４は電力線１を規則的に積層するための管枕である。管受け台２と管押さえ３は通しボルト５によって固定されている。これらがヒューム管６内を走行する。そして、ヒューム管６内の空隙部には中詰め材（図示せず）が充填される。７は中詰め材に対して水分を付与するための給水チューブである。管路に充填された中詰め材に均一に給水することを目的とするために、本実施形態では図４に示したように給水チューブ７をヒューム管６の内部に設けた。そして、給水チューブ７には適宜間隔で水滴の滴下のためのオリフィスを設けている。オリフィスの間隔および単位時間あたりの滴下量については限定的なものではないが、実験によるといずれの中詰め材に対しても、１．５リットルあたりの粉体に０．７ｍＬ／分の滴下速度が良好であった。したがって、実施においてはこれを参考にしてオリフィスの間隔、および滴下速度を設定することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明で採用する第１の中詰め材のセメント含有率に対するｇ値の変動グラフ
【図２】同、セメント含有率に対する収縮率のグラフ
【図３】第３の中詰め材のカーボン粉末混合率に対するｇ値の変動グラフ
【図４】本発明の埋設構造の一例を示す断面図
【符号の説明】
【００１８】
１  電力線
２  管受け台
３  管押さえ
４  管枕
５  通しボルト
６  ヒューム管
７  給水チューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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