(57)【要約】【課題】近接する埋設物に影響を与えることなく地中に容易に付設できる接地装置を提供することである。【解決手段】接地極本体１１は、接地棒より長さが短く直径が大きく筒体に形成され接地棒の表面積と同等の表面積を有し、補強材１３は接地極本体１１の空洞部１２内に設けられる。これにより、地中深く接地極本体１１を布設する必要がなくなり、短時間で接地抵抗を設置できる。また、接地極本体１１は、接地棒の表面積と同等の表面積を有しているので、接地抵抗値を接地棒と同程度とすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地棒より長さが短く直径が大きく筒体に形成され前記接地棒の表面積と同等の表面積を有した接地極本体と、
前記接地極本体の空洞部内に設けられた補強材とを備えたことを特徴とする接地装置。
【請求項２】
接地棒より長さが短く直径が大きく筒体に形成され前記接地棒の表面積と同等の表面積を有した接地極本体と、
前記接地極本体の空洞部内に設けられた補強材と、
前記接地極本体の外周面の筒体の軸方向に設けられた突起部とを備えたことを特徴とする接地装置。
【請求項３】
接地棒より長さが短く直径が大きく筒体に形成され前記接地棒の表面積と同等の表面積を有した接地極本体と、
前記接地極本体の空洞部内に設けられた補強材と、
前記接地極の外周面の筒体の軸方向に切り起こされた切り起こし爪とを備えたことを特徴とする接地装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器や通信機器あるいは避雷器などの機器を接地するための接地装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気機器や通信機器はリード線を介して接地棒により接地されている。例えば、電力用ハンドホール（地下埋設コンクリート構造物）でのケーブルの接地においても、そのマンホール内でリード線を介して接地棒により接地されている。このような接地棒の施工は、新設マンホールの施工時においては、躯体外部の地山側に接地棒を地中に挿入し、リード線を躯体内部に渡らせるようにしている。また、既設マンホールの場合は、マンホール内部より躯体を削孔して接地棒を挿入するようにしている。
【０００３】
狭い接地現場でも地面を掘ることなく、接地棒を極めて容易に打込め、人手がいらず作業性もよく、けがの心配もなく、打ち込み時の安全性が高く、地表部から地中側への打ち込み作業が一貫して行えるようにものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１６４３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、道路に埋設する新設マンホールにおいては、近年、既設埋設埋設物（ガス管路、水道管路、通信線路など）が輻輳し、接地棒を設置するスペースの確保ができないことがある。また、１本の接地棒を設置することができたとしても、接地抵抗値が所望の値を下回ることができない場合は、複数本の接地棒を打設することになるので、このような複数本の接地棒を設置する場所の確保が難しくなることがある。
【０００５】
一方、既設マンホールにおいては、特に、老朽化したレンガマンホールなどでは、経年劣化による接地棒の腐食の影響で、法律で定められた基準値は満足しているが、接地抵抗値が当初の値よりも上昇しているマンホールが存在する。このような場合は、マンホール内部の一部を削孔して接地棒を設置するが、既設ケーブルが存在するなどの理由により作業スペースに制約が生まれ、施工が困難となる場合が多い。
【０００６】
また、当該マンホールに近接して、水道設備や通信設備等の地下埋設物が設けられている場合は、安易に接地棒を地中に設置することはできない。なぜならば、通常、接地棒は、直径が１４mm〜２５mmで長さが１５００mm程度であるので、接地棒を安易に打設すると、近接する水道設備や通信設備等の地下埋設物の損傷の恐れがあるためである。また、近接して地下埋設物がある場合は、接地棒を打設するスペースの確保が難しくなり、地下埋設物を避けて設置することが難しくなることがある。
【０００７】
本発明の目的は、近接する埋設物に影響を与えることなく、地中に容易に設置可能であって、かつ、所望の接地抵抗値を得ることができる接地装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明に係わる接地装置は、接地棒より長さが短く直径が大きく筒体に形成され前記接地棒の表面積と同等の表面積を有した接地極本体と、前記接地極本体の空洞部内に設けられた補強材とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明に係わる接地装置は、接地棒より長さが短く直径が大きく筒体に形成され前記接地棒の表面積と同等の表面積を有した接地極本体と、前記接地極本体の空洞部内に設けられた補強材と、前記接地極本体の外周面の筒体の軸方向に設けられた突起部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明に係わる接地装置は、接地棒より長さが短く直径が大きく筒体に形成され前記接地棒の表面積と同等の表面積を有した接地極本体と、前記接地極本体の空洞部内に設けられた補強材と、前記接地極の外周面の筒体の軸方向に切り起こされた切り起こし爪とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、接地極本体は筒体に形成され、接地棒より長さが短く直径が大きく形成されているので、地中深く接地極本体を布設する必要がなくなり、短時間で設置できる。また、接地極本体は、接地棒の表面積と同等の表面積を有しているので、接地抵抗値を接地棒と同程度とすることができ、所望の値を得ることが可能となる。
【００１２】
また、接地極本体の外周面の筒体の軸方向に、突起部や切り起こし爪を設けた場合には、突起部や切り起こし爪の形状は先端が尖っているので、放電し易くなり接地抵抗値も小さくなる。従って、接地極本体を小さく形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる接地装置の構成図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は底面図である。接地極本体１１は導電性の部材（例えば銅）で筒体に形成され、図１では八角形の筒体で形成されたものを示している。
【００１４】
筒体に形成された接地極本体１１の空洞部１２の内部には補強材１３が設けられ、接地極本体１１に対して機械的な補強を行うようになっている。接地極本体１１の上面には空洞部１２の一部を覆う縁取り部１４が設けられ、接地極本体１１を地中に挿入して埋設する際に、空洞部１２に土が入り込み、空洞部１２全体に土が入り込んだときに土が縁取り部１４に当接する。従って、土が縁取り部１４に当接したことで接地極本体１１の埋設が完了したことを知ることができる。
【００１５】
この縁取り部１４にはリード線を取り付けるためのリード線取付部１５が設けられ、接地対象機器にリード線で接続される。また、接地極本体１１の底部にはギザギザ部１６が設けられ、接地極本体１１を地中に挿入して埋設させるときに地中に突き刺さり易いようにするとともに、地中に向かって放電し易いようにしている。
【００１６】
次に、接地極本体１１の大きさについて説明する。接地極本体１１が内接する円の直径ｒ２は、接地棒の直径１４mm〜２５mmより大きい８０mmで形成され、接地極本体１１の長さＬ２は接地棒の長さ１５００mm程度より短い１５０ｍｍで形成されている。これにより、接地棒の表面積と同等の表面積を確保するようにしている。
【００１７】
ここで、接地棒の表面積Ｓ１は、接地棒の直径をｒ１、長さをＬ１としたとき、（１）式の近似式で示される。
【００１８】
Ｓ１≒πｒ１×Ｌ１  …（１）
一方、本発明の接地極本体１１の表面積Ｓ２は、接地極本体１１が筒体に形成されており筒体の空洞部内面も地中に接触することから、接地極本体１１の直径をｒ２、長さをＬ２としたとき、（２）式の近似式で示される。
【００１９】
Ｓ２≒（πｒ２×Ｌ２）×２  …（２）
（１）式及び（２）式から分かるように、概算として、接地極本体１１の直径ｒ２を接地棒の直径ｒ１の５倍程度にしたときは、接地極本体１１の長さＬ２を接地棒の長さＬ１の約１／１０とすると、接地極本体１１の表面積Ｓ２は接地棒の表面積Ｓ１と同等の表面積となる。
【００２０】
このような接地装置を地中に埋設するにあたっては、例えば、既設マンホールベースに土が露出するまで埋設用の穴を削孔する。そして、接地装置をその穴から挿入し押し込んで地中に埋設する。この場合、接地極本体１１の底部のギザギザ部１６が地中に突き刺さり、地中への挿入をし易くしている。また、接地極本体１１を地中に挿入していく過程で空洞部１２に土が入り込み、空洞部１２全体に土が入り込んだときは土が縁取り部１４に当接する。これにより、接地極本体１１の埋設が完了したことを知ることができる。また、埋設が完了した状態ではギザギザ部１６が地中の内部方向に向かっているので、そのギザギザ部１６から地中の内部に向かって放電し易くなっている。
【００２１】
第１の実施の形態によれば、接地極本体１１は筒体に形成され、筒体の空洞部１２に補強材１３を設けるとともに、接地極本体１１の底部にギザギザ部１６を設けているので、接地極本体１１を地中に挿入して埋設させるときに、接地極本体１１が歪むことなく地中に容易に挿入できる。また、接地棒より長さが短く形成されているので、地中の奥深くに接地極本体１１を布設する必要がなくなり、接地抵抗の設置の作業時間を短時間で行える。また、接地極本体１１は、接地棒の表面積と同等の表面積を有しているので、接地抵抗値を接地棒と同程度とすることができる。
【００２２】
なお、このギザギザ部１６の構成はなくても、接地棒と同程度の接地抵抗値は得られる。しかし、ギザギザ部１６の構成により接地抵抗値はより低減する効果が発生するため、ギザギザ部１６の構成を有することはより好ましい形態である。
【００２３】
（第２の実施の形態）
図２は本発明の第２の実施の形態に係わる接地装置の構成図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は底面図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、接地極本体１１の筒体を八角形に代えて円形とするとともに、接地極本体１１の外周面の筒体の軸方向に突起部１７を設けたものである。図１と同一要素は同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００２４】
図２に示すように、接地極本体１１の外周面には、筒体の軸方向に１／４周面の間隔を保って４個の突起部１７が設けられている。突起部１７は鋸歯状に形成されており、接地極本体１１が地中に挿入され埋設されるときは、突起部１７は接地極本他１１の回動を阻止する役目をしながら縦方向に挿入される。そして、接地極本体１１が地中に埋設されたときは、突起部１７の鋸歯の先端は地中の横方向に向く位置となる。
【００２５】
ここで、突起部１７を設けたのは接地抵抗値をさらに低減するためである。一般的に電気の流れ方として、先端が尖っている形状部分に放電が起こりやすい。例えば、送電鉄塔上にある雷撃防止用アークホーンの形状は先端が尖っており、この部分で放電させて逆フラッシオーバによるがいしの保護を行っている。そこで、筒状の接地極本体１１にも先端部が尖った鋸歯状の突起部１７を設け、筒状の接地極本体１１の表面の電荷量を突起部１７で放電し易くするようにし、接地極１１の接地抵抗値が小さくなるようにしている。
【００２６】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態に効果に加え、接地極本体１１の外周面に先端が尖った突起部１７を設け、接地極本体１１が地中に埋設されたときは、突起部１７の先端が地中の横方向に向く位置となるので、地中の横方向への放電がし易くなり接地抵抗値をさらに小さくできる。
【００２７】
（第３の実施の形態）
図３は本発明の第３の実施の形態に係わる接地装置の構成図であり、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は側面図、図３（ｃ）は底面図である。この第３の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、接地極本体１１の外周面の筒体の軸方向に切り起こし爪１８を切り起こしたものである。図１と同一要素は同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００２８】
図３に示すように、接地極本体１１の外周面には、筒体の軸方向の八角面には、それぞれ上下方向に２個ずつの切り起こし爪１８が切り起こされている。切り起こし爪１８は三角形状に形成されており、接地極本体１１が地中に挿入され埋設されるときは、切り起こし爪１８は地中を引っ掻きながら挿入される。そして、接地極本体１１が地中に埋設されたときは、切り起こし爪１８の先端は地中の斜め下方向に向く位置となる。この切り起こし爪１８を接地極本体１１に設けた理由は接地抵抗値をさらに低減させるためである。
【００２９】
第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態に効果に加え、接地極本体１１の外周面に先端が尖った切り起こし爪１８を設け、接地極本体１１が地中に埋設されたときは、切り起こし爪１８の先端が地中の斜め下方向に向く位置となるので、地中の斜め下方向への放電がし易くなり接地抵抗値をさらに小さくできる。
【００３０】
ここで、接地棒と本発明の実施の形態における接地装置との接地抵抗値の比較を行う。まず、接地棒として表１に示す仕様のものを用意し、図４に示すように埋設して接地抵抗値を測定した。図４は接地棒１９の地中への埋設状態の説明図であり、図４（ａ）は接地棒１９を地表面近傍に地表面に対して平行に設置して埋設した状態の説明図、図４（ｂ）は接地棒１９を地表面に対して略垂直方向の地中に打設して埋設した状態の説明図である。
【表１】
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【００３１】
すなわち、接地棒として、直径が２３．７mmで長さが１５３０mmである接地棒を用い、測定箇所として、図４（ａ）に示すように地表面の１５０mmに埋設した場合と、図４（ｂ）に示すように地中に打設して地中の１５３０mmに埋設した場合との双方で接地抵抗値を測定した。この場合の接地抵抗の測定は、１０ｍの間隔を保ってＰ電極およびＣ電力を布設しなくても接地抵抗値を測定できる特開２００６−２３４８００号公報に示される接地抵抗測定装置を用いて測定した。その測定結果は、表１に示すように、図４（ａ）に示すように地表面の埋設した場合は、接地棒の接地抵抗値は２９．５Ωであった。また、図４（ｂ）に示すように地中に打設して埋設した場合は、接地棒の接地抵抗値は２０．０Ωであった。
【００３２】
次に、本発明の接地装置として、表２に示す仕様については、第１の実施の形態の接地装置（突起部なし）及び第２の実施の形態の接地装置（突起部あり）を用意し、図５に示すように埋設して接地抵抗値を測定した。図５は本発明の接地装置２０の地中への埋設状態の説明図であり、図５（ａ）は第１の実施の形態の接地装置（突起部なし）２０ａを地表面近傍の１５０mmに埋設した状態の説明図、図５（ｂ）は第２の実施の形態の接地装置（突起部あり）２０ｂを地表面近傍の１５０mmに埋設した状態の説明図である。
【表２】
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【００３３】
すなわち、本発明の接地装置として、直径が８０mmで長さが１５０mmである接地装置を用い、図５（ａ）に示すように第１の実施の形態の接地装置（突起部なし）２０ａを地表面近傍の１５０mmに埋設した場合と、図５（ｂ）に示すように第２の実施の形態の接地装置（突起部あり）２０ｂを地表面近傍の１５０mmに埋設した場合との双方で接地抵抗値を測定した。この場合の接地抵抗の測定も特開２００６−２３４８００号公報に示される接地抵抗測定装置を用いて測定した。その測定結果は、表２に示すように、第１の実施の形態の接地装置（突起部なし）の接地抵抗値は３０．０Ωであった。第２の実施の形態の接地装置（突起部あり）の接地抵抗値は２６．２Ωであった。
【００３４】
地表面近傍の１５０mmに埋設した場合同士を比較すると、本発明の接地装置の接地抵抗値（３０．０Ω、および、２６．２Ω）は、接地棒の接地抵抗値（２９．５Ω）とほぼ同程度か、やや小さいことが分かる。この場合の接地棒は直径が２３．７mmであり、本発明の接地装置の表面積よりも表面積が大きいことから、相対的にみて、本発明の接地装置の接地抵抗値を低減させる効果が高いと言える。特に、突起部１７を設けた本発明の接地装置の場合は、地表面近傍の１５０mmに埋設した接地棒よりも接地抵抗値は明らかに低減されることが分かる。
【００３５】
一方、接地棒を地中に打設し１５３０mmに埋設した場合と、地表面に本発明の接地装置を設置した場合とを比較すると、接地棒の接地抵抗値（２０．０Ω）が小さい。しかし、本発明の接地装置は地中の１５３０mmまで深く埋設しなくても、接地抵抗値を小さくできるので接地抵抗として十分に使用可能なものである。
【００３６】
なお、接地装置を設置する箇所の土の性状の関係から、所望の接地抵抗値が得られない場合には、複数の接地装置を設置したり、接地装置の埋め戻しの土に接地抵抗低減剤を併用することになる。複数の接地装置を設置する場合であっても、本発明の接地装置は接地棒のように深く埋設する必要がないため、容易に設置できる。このため、作業時間が大幅に必要とすることはない。
【００３７】
また、接地抵抗低減剤を併用する場合には、さらに接地抵抗値が小さくなる。これは、接地抵抗低減剤が疑似電極として作用するため、接地極本体１１の直径が擬似的に大きくなる方向に作用することから接地抵抗値が小さくなり、所望の接地抵抗値を得ることが可能となるためと考えられる。接地棒を用いる場合において、接地抵抗低減剤を併用するときは、接地棒の周辺に接地抵抗低減剤を存在させるために、接地棒周辺の土壌を、接地棒の埋設深さまで掘削する必要があり、大変な手間と作業時間とを要し、特に、作業スペースが確保しにくい場所では、極めて困難な作業であった。しかし、本発明では、地表面付近にのみに接地抵抗低減剤を存在させればよいため、大幅な作業量と作業時間は必要ない。
【００３８】
このように、本発明を用いれば、従来技術と比べて、極めて容易に所望の接地抵抗値を得ることが可能となる。
【００３９】
なお、この接地装置は、マンホールに限らず、洞道、トラフ、管路など、どのような地下埋設物に対して有効に用いることができることは言うまでもない。また、地表に存在する電気工作物などの接地にも用いることは可能である。
【００４０】
また、接地棒については、本明細書で記載した寸法のものに限らず、従来必要とされていた寸法の接地棒に対して、本発明の思想による装置を用いれば同様の効果が得られることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる接地装置の構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係わる接地装置の構成図。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係わる接地装置の構成図。
【図４】接地棒の地中への埋設状態の説明図。
【図５】本発明の接地装置の地中への埋設状態の説明図。
【符号の説明】
【００４２】
１１…接地極本体、１２…空洞部、１３…補強材、１４…縁取り部、１５…リード線取付部、１６…ギザギザ部、１７…突起部、１８…切り起こし爪、１９…接地棒、２０…接地装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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