(57)【要約】【課題】ボーリング孔内に充分に接地抵抗低減材が充填でき、小さなボーリング径を確保しつつ大径の高耐圧ケーブルを適用可能とした高性能な接地装置を提供すると共に、接地抵抗低減材充填用の注入管の施工等が容易に行える接地装置の施工方法を提供する。【解決手段】大地に掘削したボーリング孔と、該ボーリング孔に挿通される避雷針接地用の高耐圧ケーブルと、該高耐圧ケーブルの端末部の外皮を剥離して露出した中心導体に結束される金属性の接地電極と、前記高耐圧ケーブルに沿って前記ボーリング孔に挿通されると共に、端末部が前記接地電極又は前記高耐圧ケーブルの中心導体に結束されるホースと、前記ボーリング孔に充填される接地抵抗低減材とから接地装置を構成した。【選択図】図１
2005142135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大地に掘削したボーリング孔と、該ボーリング孔に挿通される避雷針接地用の高耐圧ケーブルと、該高耐圧ケーブルの端末部の外皮を剥離して露出した中心導体に結束される金属性の接地電極と、前記高耐圧ケーブルに沿って前記ボーリング孔に挿通されると共に端末部が前記接地電極又は前記高耐圧ケーブルの中心導体に結束されるホースと、前記ボーリング孔に充填される接地抵抗低減材と、から成ることを特徴とする接地装置。
【請求項２】
前記高耐圧ケーブルは、導体を中心にして外周方向に順次半導電層、絶縁層、外部導電層、絶縁層又は半導電シース層を有した高耐圧ケーブルであることを特徴とする請求項１に記載の接地装置。
【請求項３】
前記ホースは、布若しくはプラスチック等の柔軟性を有する繊維材料、薄肉プラスチック材料又は軟質ゴム材料から成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接地装置。
【請求項４】
前記ホースは、扁平形状から成ることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の接地装置。
【請求項５】
大地にボーリング孔を掘削する第１の工程と、
前記第１の工程に次いで又は前段に行う工程であって、高耐圧ケーブルの端部の外皮を剥離して中心導体を露出すると共に、該中心導体に金属製の接地電極及びホースの一端を結束して結束部を構成する第２の工程と、
前記結束部が前記ボーリング孔の深淵底部に配置されるよう、前記高耐圧ケーブル、前記接地電極及び前記ホースをボーリング孔に挿通する第３の工程と、
前記ホースの上端より液状の接地抵抗低減材を注入することにより、深淵に配置された前記ホースの下端より接地低抗低減材を流出させてボーリング孔を接地抵抗低減材で充填する第４の工程と、
接地抵抗低減材を注入するための前記ホースの他端を切断し、切断部をボーリング孔に埋設する第５の工程と、
から成ることを特徴とする接地工法。
【請求項６】
前記高耐圧ケーブルは、導体を中心にして外周方向に順次半導電層、絶縁層、外部導電層、絶縁層又は半導電シース層を有した高耐圧ケーブルを使用したことを特徴とする請求項５に記載の接地工法。
【請求項７】
前記ホースは、布若しくはプラスチック等の柔軟性を有する繊維材料、薄肉プラスチック材料又は軟質ゴム材料から成るホースを使用したことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の接地工法。
【請求項８】
前記ホースは、扁平形状から成るホースを使用したことを特徴とする請求項５から請求項７の何れかに記載の接地工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、無線鉄塔その他建造物に配設される避雷針への雷撃電流を高耐圧ケーブルを介して大地に放流する接地装置及びその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、接地電極を施工する場合、大地にボーリング孔を掘削し、この掘削したボーリング孔へ銅より線や高耐圧ケーブル等から成る接地電極を挿入し、その後、地表面より接地抵抗低減剤を投入する方法が知られている。【０００３】  また、図３のように、大地１０にボーリング孔１１を掘削し、この掘削したボーリング孔１１へ接地電極としての銅より線２や亜鉛メッキ鋼管等から成る注入管８を挿通する方法も行われている。注入管８の下端の管内には、接地電極である銅より線２が折り返して挿入されると共に、注入管８に沿って銅より線２が添設されている。注入管８と銅より線２とは、所定の間隔で締め付けバンド等の結束部材６にて結束されており、ボーリング孔１１内に配設されるものである。なお、注入管８は、例えば一本が長さ４メートルのパイプ部材であり、このパイプ部材を必要数繋ぎ合わせることにより構成されている。そして、注入管８に添設された銅より線２には、地表近くのボーリング孔１１内にて、電気機器等の被接地機器から敷設される絶縁被覆導線７（以下、ＩＶ線という。）の一端が接続されている。このようにしてボーリング孔１１に注入管８、接地電極である銅より線２及びＩＶ線７が配設された後、注入管８の上端から接地抵抗低減材９を注入し、注入管８の下端の開放口から接地抵抗低減材９を流出させ、ボーリング孔１１の内部が完全に接地低抗低減材９で充填されたら注入を終了する。なお、注入した接地抵抗低減材９が大地１０の内部に浸透するため液面が低下する場合があるが、この場合には、大地１０の表面のボーリング孔１１から接地低抗低減材９を補充する。その後、複数のパイプ部材が連接された注入管８の最上部のパイプ部材を外して施工完了となる。【０００４】  上述のような接地装置又は接地工法は、種々公知となっており、例えば以下の特許文献にも記載されている。
【特許文献１】特開平８−２３６１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  大地にボーリング孔を掘削し、この掘削したボーリング孔へ銅より線や高耐圧ケーブル等から成る接地電極を挿入し、その後、地表面より接地抵抗低減剤を投入する方法では次のような問題があった。すなわち、ボーリング孔内の地表面から遠い深層部分には、特に接地低抗を低減させるために接地抵抗低減材を充分に充填する必要があるのであるが、地表面より接地抵抗低減材を投入する方法であると、深層部分にまで接地抵抗低減材を満たすことができないことが多い。このように、接地低抗低減材が深層部分にまで到達せず充填されない場合は、施工直後に得られた接地抵抗値が、施工のわずか数日後に上昇してしまう問題があった。【０００６】  一方、図３を用いて説明した従来の接地装置及び接地装置の施工方法においても次のような問題があった。すなわち、亜鉛メッキ鋼管等から成る注入管８は、上述のように例えば一本が長さ４メートルのパイプ部材を必要の長さの分だけ繋ぎ合わせて構成する必要があるが、パイプ部材は重量が重く、繋ぎ合わせれば繋ぎ合わせるほど更に重量が嵩むため工事に手間取るという問題があった。特に、ボーリング孔１１の深さが数十メートル等深淵にまで及び場合には、注入管８を挿通する際に重機を使用しなければならず、作業に手間取ると共にコストも大きくなるという問題があった。【０００７】  また、銅より線２が滞ることなく大地深淵まで挿通できるよう、注入管８には銅より線２を所定の間隔で結束する必要もあり、更に、接地抵抗低減材注入後には注入管８を構成する最上部のパイプ部材を外す作業もあり、作業が煩雑になるという問題もあった。【０００８】  ところで、土質によっては大地抵抗率が小さい大地深淵にまでボーリング孔を掘削し、小さな接地低抗を確保することが必要とされるが、ボーリング工事は高額なコストが伴うものである。なお、ボーリング工事は、掘削容積によってコストが決定される。従って、ボーリング孔の口径は、極力小さいことが望ましい。他方、高耐圧ケーブルは、高電圧・高電流の雷サージに耐え得るように性能面を求めると、ケーブル径が太いことが望ましい。また、銅より線等の接地電極は、低い接地抵抗を確保するために大地と接触する表面積が大きい形状であることが望ましい。よって、ボーリングによる接地装置を構築する際には、ボーリング径、高耐圧ケーブル径、銅より線等の接地電極径、接地抵抗低減材を注入するための注入管径について総合的に最適に設計する必要がある。なお、ボーリング径は、６６ｍｍ程度とすることが従来の主流である。【０００９】  しかし、従来の接地装置においては、小さいボーリング径を確保しつつ大径の高耐圧ケーブルを使用しようとすると、注入管が挿通できなくなり、接地抵抗低減材を満足に充填できなくなるという問題があった。従って、大径の高耐圧ケーブルを使用する場合には、ボーリング径を例えば８８ｍｍ程度にまで大きくする必要があり、ボーリングコストが嵩むという問題があった。【００１０】  本発明は、以上のような従来の接地装置及び接地装置の施工方法が有する欠点に鑑み、ボーリング孔内に充分に接地抵抗低減材が充填でき、また、小さなボーリング径を確保しつつ大径の高耐圧ケーブルを適用可能とした高性能な接地装置を提供すると共に、接地低抗低減材充填用の注入管の施工等が容易に行える接地装置の施工方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  上述の課題を解決するために、
第１には、大地に掘削したボーリング孔と、該ボーリング孔に挿通される避雷針接地用の高耐圧ケーブルと、該高耐圧ケーブルの端末部の外皮を剥離して露出した中心導体に結束される金属性の接地電極と、前記高耐圧ケーブルに沿って前記ボーリング孔に挿通されると共に端末部が前記接地電極又は前記高耐圧ケーブルの中心導体に結束されるホースと、前記ボーリング孔に充填される接地抵抗低減材と、から成ることを特徴とする接地装置としたものであり、
第２には、前記高耐圧ケーブルは、導体を中心にして外周方向に順次半導電層、絶縁層、外部導電層、絶縁層又は半導電シース層を有した高耐圧ケーブルであることを特徴とする請求項１に記載の接地装置としたものであり、
第３には、前記ホースは、布若しくはプラスチック等の柔軟性を有する繊維材料、薄肉プラスチック材料又は軟質ゴム材料から成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接地装置としたものであり、
第４には、前記ホースは、扁平形状から成ることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の接地装置としたものであり、
第５には、大地にボーリング孔を掘削する第１の工程と、前記第１の工程に次いで又は前段に行う工程であって、高耐圧ケーブルの端部の外皮を剥離して中心導体を露出すると共に、該中心導体に金属製の接地電極及びホースの一端を結束して結束部を構成する第２の工程と、前記結束部が前記ボーリング孔の深淵底部に配置されるよう、前記高耐圧ケーブル、前記接地電極及び前記ホースをボーリング孔に挿通する第３の工程と、前記ホースの上端より液状の接地抵抗低減材を注入することにより、深淵に配置された前記ホースの下端より接地抵抗低減材を流出させてボーリング孔を接地抵抗低減材で充填する第４の工程と、接地抵抗低減材を注入するための前記ホースの他端を切断し、切断部をボーリング孔に埋設する第５の工程と、から成ることを特徴とする接地工法としたものであり、
第６には、前記高耐圧ケーブルは、導体を中心にして外周方向に順次半導電層、絶縁層、外部導電層、絶縁層又は半導電シース層を有した高耐圧ケーブルを使用したことを特徴とする請求項５に記載の接地工法としたものであり、
第７には、前記ホースは、布若しくはプラスチック等の柔軟性を有する繊維材料、薄肉プラスチック材料又は軟質ゴム材料から成るホースを使用したことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の接地工法としたものであり、
第８には、前記ホースは、扁平形状から成るホースを使用したことを特徴とする請求項５から請求項７の何れかに記載の接地工法としたものである。
【発明の効果】
【００１２】  本発明は、接地装置及びその施工方法に関し以下に記載の効果を奏することができる。【０００３】  接地抵抗低減材をボーリング孔の底部に配置されたホースの下端から流出するようにしたので、地上部から投入すると到達しないことの多い深層部への充填が滞りなく行われ、ボーリング孔内全体に接地抵抗低減材を充分に充填することができる。【００１４】  また、接地低抗低減材の注入部材として、布若しくはプラスチック等の柔軟性を有する繊維材料、薄肉プラスチック材料若しくは軟質ゴム材料からなるホース、又は扁平形状のホースを採用したため、重量が軽く、施工性の良い接地装置とすることができる。なお、接地抵抗低減材をホース上端の開口部から注入している間は、ホースがボーリング孔に形成された隙間の分だけ膨張又は変形するため、ボーリング孔内の隙間を最大限に利用して効率よく接地抵抗低減材を充填させることができる。【００１５】  更に、接地抵抗低減材の注入部材として、布若しくはプラスチック等の柔軟性を有する繊維材料、薄肉プラスチック材料若しくは軟質ゴム材料からなるホース、又は扁平形状のホースを採用したため、径が小さなボーリング孔に対しても無理なく挿通することができる。特に、高性能な接地装置とするために径の太い高耐圧ケーブルを使用する場合であっても、ホースが場所をとらないため、径の太い高耐圧ケーブルとホースとを、径の小さいボーリング孔に対して挿通することができる。従って、ボーリング工事のコストを抑えつつ、高性能な接地装置を提供することができる。【００１６】  更にまた、ホース、高耐圧ケーブルの先端部及び銅棒等の接地電極を結束し、これらを同時にボーリング孔内に挿入するので、別々に挿入する際に起こりがちな、後から挿入するホース若しくは高耐圧ケーブルが引っかかったり、入らない等の難点が無い。従って、ボーリング孔の径を広げる必要もなく、作業効率も良く、費用の増大を防ぐことができる。【００１７】  なお更に、接地抵抗低減材の注入完了後は、ホースの残余分を切断し、ボーリング孔の地表面より突出している部分を埋め戻して完了となる。このように、ホースの撤去作業も特に必要ないため、工事を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明の趣旨を越えない限り何ら下記形態に限定されるものではない。【００１９】  図１は、大地内部に配設された本発明の接地装置の様子を表す概略図である。１１は、ボーリングによって大地１０に掘削されたボーリング孔であり、ボーリング孔１１には、高耐圧ケーブル１が挿通されている。高耐圧ケーブル１は、導体を中心にして外周方向に順次半導電層、絶縁層、外部導電層、絶縁層又は半導電シース層を有したケーブルであって、高電圧・高電流に耐え得る高性能な高耐圧ケーブルである。そして、この高耐圧ケーブル１の大地深淵側の端部は、外皮を剥離して中心導体を構成する銅より線２が所定の長さの分だけ露出されており、銅より線２が接地電極としての役割も果たすものである。なお、高耐圧ケーブル１の他端は、図示しない被接地機器に接続されるものであり、例えば、避雷針に結線されている。【００２０】  また、高耐圧ケーブル１の外皮を剥離して露出させた銅より線２の端部には、接地電極としての銅棒３が締め付けバンド等の結束部材６にて結束されている。本実施例では、このように接地電極が銅より線２のみならず銅棒３と共に構築されている。銅棒３を省略しても良いが、接地電極を銅棒３と共に構築することで、より安定した接地電極とすることができる。なお、接地電極は銅棒に限らず、鉄材やチタン材等を用いてもよい。【００２１】  ５は、後述する接地低抗低減材を注入するためのホースであって、高耐圧ケーブル１に併設する形でボーリング孔１１内に配設される。ホース５の大地深淵側の端部は、高耐圧ケーブル１の中心導体である銅より線２及び銅棒３に、締め付けバンド等の結束部材６にて結束されており、他端は、接地抵抗低減材を圧入するための図示しないポンプに接続されているものである。このホース５は、布やプラスチック等の繊維材料、薄肉プラスチック材料若しくは軟質ゴム材料から成るものであり、柔軟性や非破断性を有するものである。簡易型の排水ホースや消防ホース等を適用しても良い。このように、布やプラスチック等の繊維材料、薄肉プラスチック材料若しくはゴム材料から成るホース５は、柔軟性があるため、ボーリング孔１１に挿通する際には、高耐圧ケーブル１に添えられて、ホース管内がしぼんで薄い帯状の状態で挿通される。従って、径の小さなボーリング孔に対しても適応が可能となっている。【００２２】  また、ホース５は、布やプラスチック等の繊維材料、薄肉プラスチック材料若しくは軟質ゴム材料から成るものに代えて、扁平形状のホースを用いても良い。扁平形状から成るホース５は、非円形で、薄肉厚部を有することから、高耐圧ケーブル１に添えてボーリング孔１１に挿通される際には、高耐圧ケーブル１とホース５とで形成される全体径を小さくすることができ、従って、径の小さなボーリング孔に対しても適応が可能となっている。【００２３】  そして、高耐圧ケーブル１、銅棒３及びホース５が配設されたボーリング孔１１の内部には、接地抵抗低減材９が充填されている。この接地抵抗低減材９は、例えば、炭素粉末を混合したセメントに水を加えて液状にしたものであり、時間の経過と共に固化するものである。【００２４】  図２は、大地内部に配設された本発明の別の接地装置の様子を表す概略図である。図２に示される接地装置は、図１に示される接地装置と同様の概ね構成であるが、高耐圧ケーブル１の端部の外皮が剥離された銅より線２に対して接続される接地電極部材が異なっている。銅棒３に代えて銅管４が採用されており、銅管４の管内に銅より線２が挿通されるよう配設されているものである。なお、銅より線２と銅管４とは、適当な接続部材にて電気的に接続されている。このように、銅管４を用いることにより、銅より線２を保護すると共に接地面積を大きくすることができ、更に安定した接地装置とすることができる。【００２５】  次に、本発明の接地装置の施工方法について説明する。先ず始めに、第１の工程として、大地１０にボーリング孔１１を掘削する。ボーリング孔１１の径は、例えば６６ｍｍ程度の小さな孔径とする。【００２６】  この第１の工程に次いで又は前段に、第２の工程として、高耐圧ケーブルの端部の外皮を剥離して中心導体を露出すると共に、該中心導体に金属製の接地電極及びホースの一端を結束して結束部を構成する。具体的には、図１に示されるように、中心導体である銅より線２の端部に対して金属製の接地電極である銅棒３及びホース５の端部を締め付けバンド等の結束部材６にて結束したり、図２に示されるように、中心導体である銅より線２の端部に対して金属製の接地電極である銅管４を挿通接続し、更にこれらとホース５の下端部５ａとを締め付けバンド等の結束部材６にて結束するものである。なお、この工程は、作業性の良い地上で行うことができる。【００２７】  続いて、第３の工程では、前段の工程で構成した結束部がボーリング孔１１の深淵底部に配置されるよう、高耐圧ケーブル１、銅棒３若しくは銅管４の接地電極、及びホース５をボーリング孔１１に挿通する。この際、ホース５は、高耐圧ケーブル１に添えられながらボーリング孔１１に挿通されていくこととなるが、ホース５が布又はプラスチック製の繊維材料、薄肉プラスチック材料若しくは軟質のゴム材料から成るホースの場合は、柔軟性があるためホース管内がしぼんで薄い帯状の状態で挿通される。従って、高耐圧ケーブル１が太い径であったとしても、径の小さなボーリング孔に対してホース５を挿通することが可能となっている。また、ホース５が扁平形状の場合も、ホース５が薄厚であることから、高耐圧ケーブル１に添えてボーリング孔１１に挿通される際には、高耐圧ケーブル１とホース５とで形成される全体径を小さくすることができ、従って、径の小さなボーリング孔に対しても適応が可能となっている。【００２８】  次に、第４の工程では、ホース５の上端の注入部５ｂより液状の接地抵抗低減材９を注入し、大地１０の深淵に配置された前記ホース５の下端の排出スリット５ｄより接地抵抗低減材９を流出させてボーリング孔１１の内部を接地抵抗低減材９で充填する。接地抵抗低減材９をホース５内に注入している間は、ホース５が布やプラスチック等の柔軟な繊維材料、薄肉プラスチック若しくは軟質のゴム材料から成る場合には、管内がしぼんだ薄い帯状の状態から膨らんだ状態となることから滞り無く接地抵抗低減材９が注入されることとなる。また、ホース��が扁平形状の場合には、ホース５の管内は、もともと空間部を有しており流入経路が確保されていることから滞り無く接地抵抗低減材９が注入されることとなる。【００２９】  そして、第５の工程では、接地抵抗低減材を注入するためのホース５の上端５ｂを切断して切断部５ｃを形成し、このホース５の切断部５ｃを図２に示されるようにボーリング孔１１内に埋設する。こうして接地装置の施工が完了する。【００３０】  以上のように、本発明によれば、次のような利点がある。【００３１】  接地抵抗低減材をボーリング孔の底部に配置されたホースの下端から流出するようにしたので、地上部から投入すると到達しないことの多い深層部への充填が滞りなく行われ、ボーリング孔内全体に接地抵抗低減材を充分に充填することができる。【００３２】  また、接地抵抗低減材の注入部材として、布若しくはプラスチック等の柔軟性を有する繊維材料、薄肉プラスチック材料若しくは軟質ゴム材料からなるホース、又は扁平形状のホースを採用したため、重量が軽く、施工性の良い接地装置とすることができる。なお、接地抵抗低減材をホース上端の開口部から注入している間は、ホースがボーリング孔に形成された隙間の分だけ膨張又は変形するため、ボーリング孔内の隙間を最大限に利用して効率よく接地抵抗低減材を充填させることができる。【００３３】  更に、接地抵抗低減材の注入部材として、布若しくはプラスチック等の柔軟性を有する繊維材料、薄肉プラスチック材料若しくは軟質ゴム材料からなるホース、又は扁平形状のホースを採用したため、径が小さなボーリング孔に対しても無理なく挿通することができる。特に、高性能な接地装置とするために径の太い高耐圧ケーブルを使用する場合であっても、ホースが場所をとらないため、径の太い高耐圧ケーブルとホースとを、径の小さいボーリング孔に対して挿通することができる。従って、ボーリング工事のコストを抑えつつ、高性能な接地装置を提供することができる。【００３４】  更にまた、ホース、高耐圧ケーブルの先端部及び銅棒等の接地電極を結束し、これらを同時にボーリング孔内に挿入するので、別々に挿入する際に起こりがちな、後から挿入するホース若しくは高耐圧ケーブルが引っかかったり、入らない等の難点が無い。従って、ボーリング孔の径を広げる必要もなく、作業効率も良く、費用の増大を防ぐことができる。【００３５】  なお更に、接地抵抗低減材の注入完了後は、ホースの残余分を切断し、ボーリング孔の地表面より突出している部分を埋め戻して完了となる。このように、ホースの撤去作業も特に必要ないため、工事を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】  図１は、大地内部に配設された本発明の接地装置の様子を表す概略図である。
【図２】  図２は、大地内部に配設された本発明の別の接地装置の様子を表す概略図である。
【図３】  図３は、大地内部に配設された従来の接地装置の様子を表す概略図である。
【符号の説明】
【００３７】１    ……  高耐圧ケーブル
２    ……  銅より線
３    ……  鋼棒
４    ……  銅管
５    ……  ホース
５ａ  ……  ホース下端部
５ｂ  ……  注入孔
５ｃ  ……  切断部
５ｄ  ……  排出スリット
６    ……  結束部材
７    ……  絶縁被覆導線（ＩＶ線）
８    ……  注入管
９    ……  接地抵抗低減材
１０  ……  大地
１１  ……  ボーリング孔
【図１】
2005142135.tif 000003
【図２】
2005142135.tif 000004
【図３】
2005142135.tif 000005