(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末粒子Ａ及び粉末粒子Ｂとからなる接地抵抗低減剤であって、該粉末粒子Ａは少なくともポリビニルアルコールを含み、該粉末粒子Ｂはホウ酸及び／又はホウ砂からなる橋掛け剤粉末を少なくとも含み、電解質物質が該粉末粒子Ａ及び該粉末粒子Ｂの一方又は両方に含まれる接地抵抗低減剤であって、
上記粉末粒子Ａ及び上記粉末粒子Ｂは、少なくとも上記電解質物質を保持する高吸水性樹脂を含み、該粉末粒子Ａは該高吸水性樹脂及び上記ポリビニルアルコールを水中で分散させた後、乾燥させて粉末とし、該粉末粒子Ｂは該高吸水性樹脂及び上記橋掛け剤粉末を水中で分散させた後、乾燥させて粉末とすることを特徴とする接地抵抗低減剤。
【請求項２】
請求項１記載の接地抵抗低減剤の使用方法であって、該接地抵抗低減剤の使用時に水を加えて混合し、ゲル化したものを接地電極の周囲に投入することを特徴とする接地抵抗低減剤の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信設備及び電力設備等の接地工事で敷設される接地電極の接地抵抗値を長期間に渡って低くすることができる接地抵抗低減剤及びその使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信設備及び電力設備等の接地工事において、敷設する接地電極の接地抵抗を低減させる目的のために、図１に示すように接地電極１周辺に接地抵抗低減剤２を投入し、共に埋設することが従来から行われている（例えば、特開昭６３−２９１３７６号公報を参照）。
この接地抵抗低減剤は、接地抵抗を下げるための電解質物質等からなる導電性物質と、この導電性物質を接地電極の周囲に留めさせて土中へ流出するのを防ぐ保持物質とを備える。また、導電性物質は任意の電解液が用いられ、保持物質はポリアクリル酸塩や、無水マレイン酸等からなる保湿性能を備える高吸水性ポリマーが用いられることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記保持物質は導電性物質を取り込んだ形でゲル化するが、粘性が徐々に低下して流動化するため、保持できなくなった導電性物質が地面中に失われ、接地抵抗の低減効果が劣化する問題点がある。このため、長期的な接地抵抗の上昇分を見越して余分に接地抵抗低減剤を投与することが行われている。
更に、保持できなくなった導電性物資により、接地電極周辺の土壌が汚染する恐れがあった。
【０００４】
本発明は、このような問題点を解決するものであり、導電性物質の保持性能を高め、長期間に渡って導電性物質を保持することができるとともに、施工性を高めた接地抵抗低減剤及びその使用方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の接地抵抗低減剤及びその使用方法を以下に説明する。
【０００６】
本請求項１の接地抵抗低減剤は、粉末粒子Ａ及び粉末粒子Ｂとからなる接地抵抗低減剤であって、該粉末粒子Ａは少なくともポリビニルアルコールを含み、該粉末粒子Ｂはホウ酸及び／又はホウ砂からなる橋掛け剤粉末を少なくとも含み、電解質物質が該粉末粒子Ａ及び該粉末粒子Ｂの一方又は両方に含まれる。
また、上記粉末粒子Ａ及び上記粉末粒子Ｂは、少なくとも上記電解質物質を保持する高吸水性樹脂を含み、該粉末粒子Ａは該高吸水性樹脂及び上記ポリビニルアルコールを水中で分散させた後、乾燥させて粉末とし、該粉末粒子Ｂは該高吸水性樹脂及び上記橋掛け剤粉末を水中で分散させた後、乾燥させて粉末とすることを特徴とする。
【０００７】
本請求項２の接地抵抗低減剤の使用方法は、請求項１記載の接地抵抗低減剤の使用方法であって、該接地抵抗低減剤の使用時に水を加えて混合し、ゲル化したものを接地電極の周囲に投入することを特徴とする。
【０００８】
上記「電解質物質」は、水溶状態で導電性を備えるものであればよく、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、硫酸第一鉄、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化アンモニウム及び硫酸アンモニウム等を例示することができる。このうち、容易に入手することができ毒性が少ない塩化ナトリウムを好例として挙げることができる。
【０００９】
上記「高吸水性樹脂」は、水及びその溶解物を取り込み、容易に放出することがない樹脂であればよく、マレイン酸系、ポリアクリル酸系、ポリエチレンオキサイド系、セルロース系、デンプン系等を例示することができる。このうち、マレイン酸系のイソブチレン−マレイン酸共重合体を好例として挙げることができる。
【００１０】
以下の説明において「ゲル化組成物」は、高吸水性樹脂が地中に流出するのを防ぐものであり、例えば、ポリビニルアルコールと、ホウ酸又はホウ砂とを反応させたものを示すことができる。
【００１１】
本接地抵抗低減剤は、請求項１に示すように、高吸水性樹脂及びポリビニルアルコールを溶解混合後、乾燥させたものと、高吸水性樹脂及びホウ酸等を溶解混合後、乾燥させたものとの２種の粉体により構成することができる。また、これら粉体を混合したものとしてもよい。
【００１２】
本接地抵抗低減剤に含まれる高吸水性樹脂、ポリビニルアルコール及びホウ酸等の混合比率は、その原料及び用途に応じて任意に選択することができる。例えば、高吸水性樹脂にイソブチレン−マレイン酸共重合体を使用し、９７質量％ポリビニルアルコール及び０．２ｍｏｌホウ酸水溶液を用いる場合の混合比率として、（高吸水性樹脂）：（ポリビニルアルコール）：（ホウ酸水溶液）＝３０ｇ：２〜４５０ｍｌ：１〜３０ｍｌ（好ましくは３０ｇ：５．５〜１６５ｍｌ：２〜１０ｍｌ）を挙げることができる。
また、接地抵抗低減剤を使用する際に加える水の量は、必要とされる粘性に合わせて任意の範囲で増減させることができる。
【００１３】
〔作用〕
本接地抵抗低減剤は、高吸水性樹脂の他にゲル化組成物を形成することで、電解質物質の保持能力を高め、地中に染み込みにくいものとしたものである。
また、ゲル化組成物を形成するポリビニルアルコールとホウ酸は、そのゲル化反応は粉体では反応せず水溶液で反応するが、反応性が非常に早いため、水溶液の状態で混ぜた場合、局部的にゲル化が進み、ゲル化している部分としていない部分が混在する不均一なゲル化状態となる。
このため、本接地抵抗低減剤では、ポリビニルアルコール及びホウ酸等をそれぞれ別個に高吸水性樹脂と溶解混合後、乾燥させ、粉体化するものとした。これにより、両者を混合した粉体であってもゲル化反応が起きず、長期保存が容易になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜２を用いて本接地抵抗低減剤及びその使用方法を実施例により更に詳しく説明する。
１．本接地抵抗低減剤の製造
始めにイソブチレン−マレイン酸共重合体からなる高吸水性樹脂１５ｇと、２４ｍｌの橋掛け剤である０．２ｍｏｌホウ酸水溶液とを混合し、高吸水性樹脂にホウ酸を吸着させる。次いで、この高吸水性樹脂を熱風乾燥機等の任意の乾燥手段を使用して乾燥させ、その後、粉砕して粉体Ｂとした。
【００１５】
また、粉体Ｂで用いたものと同種の高吸水性樹脂１５ｇと、電解質物質である塩化ナトリウム３．７５ｇと、アルキルアセタール化ポリビニルアルコール９７質量％水溶液２．７５ｍｌとを４５０ｍｌの水で混合し、高吸水性樹脂に塩化ナトリウム及びポリビニルアルコールを吸着させる。次いで、この水溶液を熱風乾燥機等の任意の乾燥手段を使用して乾燥させ、その後、粉砕して粉体Ａとした。
更に、上記作成した粉体Ａ及び粉体Ｂを塩化ナトリウム１１ｇと共に混合し、粉体状の接地抵抗低減剤を製造した。
【００１６】
２．本接地抵抗低減剤の使用方法
上記製造した接地抵抗低減剤を使用した接地工事例を、図１を基に説明する。始めに、大地３に直径３０〜５０ｃｍ、深さ４０〜１００ｃｍ程度の穴を掘り、この穴にリード線４を設けた接地電極１を打ち込む。次いで、「１．本接地抵抗低減剤の製造方法」にて製造した接地抵抗低減剤２に水を投入して混合し、ゲル化したものを穴に投入する。その後、この穴を盛土５で塞ぎ、施工完了とする。
【００１７】
３．本接地抵抗低減剤の効果
本接地抵抗低減剤は、高吸水性樹脂であるイソブチレン−マレイン酸共重合体と、ゲル化組成物であるポリビニルアルコール樹脂及びホウ酸を反応させたゲルとにより、電解質物質である塩化ナトリウムを保持し、接地電極の接地抵抗を長期に渡って低減する。
【００１８】
また、製造時に高吸水性樹脂とポリビニルアルコール及びホウ酸等を別個に混合させ、使用時にそのポリビニルアルコールとホウ酸等を加水により反応させてゲル化させることにより、高吸水性樹脂とゲル化組成物の橋掛け構造を複雑に絡み合わせ、均一な粘度のゲルを得ることができるため、両者の粘性の低下を長期に渡り抑制することができる。また、粘性の低下を長期に渡り抑制することで電解質物質を含む接地抵抗低減剤が地中に浸透しにくくすることができるため、周辺土壌の汚染を防ぐことができる。
【００１９】
更に、ポリビニルアルコール、ホウ酸等を予め高吸水性樹脂に吸着させた二種の粉体Ａ、Ｂを作製し、その後、混合するため、ポリビニルアルコールとホウ酸等が反応してゲル化することなく高吸水性樹脂に吸着させることができ、使用時に均一な粘度のゲルを得ることが容易となる。また、高吸水性樹脂及びポリビニルアルコール、ホウ酸等を水溶させて混合することができるため、粉体混合より均一に混合することが可能であり、高吸水性樹脂及びゲル化組成物が部分的に固まって玉が生じることがない。
特に、ポリビニルアルコールとホウ酸のゲル化反応は粉体では反応することはなく、水溶液中で非常に早く反応するものであるため、上記製造方法が特に有効である。
また、本接地抵抗低減剤は、粉体として供給され、水を加えて混合するのみで使用可能となるため、接地工事の施工が容易である。
【００２０】
【実施例】
本接地抵抗低減剤の性能を確かめるため、次の試験を行った。
（１）粘性の安定性試験
施工後の経過に伴う粘性の劣化を調べるため、次の試験を行った。この試験は「１．本接地抵抗低減剤の製造方法」にて製造した接地抵抗低減剤３０ｇに水１５００ｍｌを加えて混合して得られた実施例をビーカに入れ、パラフィン紙で蓋をし、室温で保管した。また、比較例１としてイソブチレン−マレイン酸共重合体３０ｇ、塩化ナトリウム２２．５ｇ及び水１５００ｍｌを混合し、実施例と同様にビーカに入れて蓋をし、保管した。
その後、所定の期間毎にスパイラル粘性計によって粘性を測定した。また、測定条件は回転数２０ｒｐｍ、測定時間１分間で行った。この結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
0004620917.tif 000002
【００２２】
表１に示すように、比較例１は一年間で５．８から２．９に低下しているが、本接地抵抗低減剤は５．５を維持し、粘性が低下せず、安定したゲルであることがわかる。
【００２３】
（２）接地抵抗値の安定性試験
更に、施工後の経過に伴う接地抵抗値の劣化を調べるため、次の試験を行った。この試験は図２に示すように、弊社技術研究所内の実験用地に、直径３０ｃｍ、埋没深さ４０ｃｍの円筒形状の穴を設け、次いで１５０ｍｍ角で１ｍｍの銅板である接地電極１と接地抵抗低減剤２を埋設し、その上に盛土５を設けた状態を用意し、所定の期間毎に接地抵抗を測定した。
【００２４】
また、接地抵抗低減剤２は、本実施例として「１．本接地抵抗低減剤の製造方法」にて製造した接地抵抗低減剤３０ｇに水１５００ｍｌを加えて混合して得られたものを用いた。更に、比較例２として、石膏と石灰を用いた接地抵抗低減剤（商品名；チューゲル、日本地工（株）製）を同体積分水と混合したものを用いた。また、比較例３として０．１７ｍｏｌ％の塩化ナトリウム溶液を同体積分用いた。
この結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
0004620917.tif 000003
【００２６】
表２に示すように、本実施例では５００日を経過しても５０〜５２Ωの範囲に収まっているのに対し、比較例２では、６０Ω強から７０Ωへと約１０Ω上昇している。また、単なる塩化ナトリウム水溶液である比較例３では３５０Ωまで上昇している。
このように、本実施例の接地抵抗値は５００日経過後においても比較例２より約３５％も小さいものとなった。また、抵抗値の時間変化も比較例２と比べても１／５程度と小さくなった。更に、本発明の実施例は５００日経過後においても施工初期の状態を持統しており、接地抵抗低減効果が長期に渡って維持されることがわかる。
【００２７】
尚、本発明においては、上記実施例に限らず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、本接地抵抗低減剤の高吸水性樹脂、ポリビニルアルコール、ホウ酸等及び電解質物質の混合割合は実施例に示したものに限られず、任意の範囲で変更することができる。また、接地抵抗低減剤を使用する際に加える水の量は、必要とされる粘性に合わせて任意の範囲で増減させることができる。
【００２８】
更に、電解質物質は粉体Ａのみに含むことができるし、粉体Ａ及び粉体Ｂの両方に含むことができる。また、本接地抵抗低減剤は、橋掛け剤としてホウ酸を用いたが、これをホウ砂としても同様の効果を得ることができる。更に、電解質物質、高吸水性樹脂、ポリビニルアルコール及び橋掛け剤の粉末を混合した接地抵抗低減剤としてもよい。このような接地抵抗低減剤は、製造が簡素となり安価に製造することができる。
更に、本接地抵抗低減剤は、地中にそのまま投入するに限らず、織布や不織布等（導電性の有無は問わない）で作製した袋中に本接地抵抗低減剤を入れ、この袋を投入することができる。このような方法で施工することで、接地抵抗低減剤の流出を更に妨げ、より長期に渡って接地抵抗の低減効果を維持することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の効果は、以下のとおりである。
【００３０】
請求項１に記載の接地抵抗低減剤によれば、ポリビニルアルコール、ホウ酸等を予め高吸水性樹脂に吸着させた二種の粉体Ａ、Ｂを作製し、その後、混合するため、ポリビニルアルコールとホウ酸等が反応してゲル化することなく高吸水性樹脂に吸着させることができ、使用時に均一な粘度のゲルを得ることが容易となる。
【００３１】
また、請求項２に記載の接地抵抗低減剤の使用方法によれば、粉体として接地抵抗低減剤を供給し、水を加えて混合するのみで使用可能となるため、接地工事の施工が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】接地抵抗低減剤を用いて接地工事を行った状態を説明するための模式断面図である。
【図２】接地抵抗低減剤を用いて接地工事を行った状態を説明するための模式断面図である。
【符号の説明】
１；接地電極、２；接地抵抗低減剤、３；大地、４；リード線、５；盛土。
【図１】
0004620917.tif 000004
【図２】
0004620917.tif 000005