(57)【要約】【課題】設置作業が簡単で、過渡接地抵抗を効果的に低減することができる接地構造及び接地構造の施工方法を提供する。【解決手段】被接地体と接地部２を介して電気的に接続されて、地中Ｇに略水平状に埋設された状態で被接地体からのサージ電流を導入する網状体１を備える接地構造である。網状体１は、所定間隔を隔てて平行状に配列した複数本の縦線３と、縦線３と直交して所定間隔を隔てて平行状に配列した複数本の横線４とで定常接地抵抗が所定の値となるように格子状の網目が形成される。接地部２は複数本の接地線６にて構成され、各接地線６の網状体側の先端が夫々網状体１に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被接地体と接地部を介して電気的に接続されて、地中に略水平状に埋設された状態で前記被接地体からのサージ電流を導入する網状体を備える接地構造であって、
前記網状体は、所定間隔を隔てて平行状に配列した複数本の縦線と、この縦線と直交して所定間隔を隔てて平行状に配列した複数本の横線とで定常接地抵抗が所定の値となるように格子状の網目が形成され、
前記接地部は複数本の接地線にて構成され、各接地線の網状体側の先端が夫々網状体に接続されることを特徴とする接地構造。
【請求項２】
前記接地部は３本の接地線からなり、前記網状体との接続部位を３箇所としたことを特徴とする請求項１の接地構造。
【請求項３】
被接地体と接地部を介して電気的に接続されて、地中に略水平状に埋設された状態で前記被接地体からのサージ電流を導入する網状体を備える接地構造の施工方法であって、
所定間隔を隔てて平行状に配列した複数本の縦線と、この縦線と直交して所定間隔を隔てて平行状に配列した複数本の横線とで定常接地抵抗が所定の値となるように格子状の網目が形成された網状体を地中に埋設し、
前記接地部は複数本の接地線にて構成され、各接地線の網状体側の先端を、前記網状体に接続することを特徴とする接地構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被接地体と大地とを電気的に接続するための接地構造及び接地構造の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
接地構造は、地中に埋設され、接地線を介して建築構造物（避雷針等）や電気設備等の被接地体に接続されて、建築構造物や電気設備に流入した雷電流等（サージ電流）を地中に放流する。これにより、大地電位の上昇を抑制し、歩幅電圧を軽減し、人身災害や電気機器の絶縁破壊を防ぐことができる。この接地構造において、サージ電流に対する過渡接地抵抗（サージインピーダンス）が低いほど、サージ電流を速やかに地中に放流でき、被接地体の保護効果が高くなる。
【０００３】
過渡接地抵抗を低減させる接地構造としては、種々のタイプのものがある（特許文献１）。特許文献１の接地構造は、所定間隔を隔てて平行状に配列した複数本の縦線と、この縦線と直交して所定間隔を隔てて平行状に配列した複数本の横線とで定常接地抵抗が所定の値となるように格子状の網目が形成された網状体であり、この網状体が地中に水平方向に延びるようにして埋設される。この網状体の縦線と横線との交点の１つには、立上げ接地線が接続されており、この立上げ接地線は、被接地体に接続されている。これにより、立上げ接地線が接続されている交点がサージ電流の導入部位となり、被接地体にサージ電流が流入すると、立上げ接地線を介してサージ電流を地中（網状体）の導入部位に導入することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６６２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１のものにおいて、１つの被接地体の立上げ接地線の接続口は通常１箇所であり、１本の立上げ接地線で網状体の導入部位と電気的に接続されている。このため、立上げ接地線と網状体との接続部位は１箇所となり、網状体におけるサージ電流の導入箇所は１箇所となる。サージ電流は大きく、周波数領域も数ＭＨｚと高く、１本の立上げ接地線では表皮効果により網状体にサージ電流を速やかに案内できないおそれがあり、この場合、過渡接地抵抗を十分に小さくすることは難しい。
【０００６】
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構成で、サージ電流を速やかに地中に放流し、過渡接地抵抗を効果的に低減することができる接地構造及び接地構造の施工方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の接地構造は、被接地体と接地部を介して電気的に接続されて、地中に略水平状に埋設された状態で前記被接地体からのサージ電流を導入する網状体を備える接地構造であって、前記網状体は、所定間隔を隔てて平行状に配列した複数本の縦線と、この縦線と直交して所定間隔を隔てて平行状に配列した複数本の横線とで定常接地抵抗が所定の値となるように格子状の網目が形成され、前記接地部は複数本の接地線にて構成され、各接地線の網状体側の先端が夫々網状体に接続されるものである。
【０００８】
一般に電流は、接地線の外径側を流れる一方で、内径側には流れにくい（表皮効果）。このため、接地線を太くして断面積を大きくするより、複数本の接地線を用いて接地線の表面積を大きくする方が、サージ電流を多く流すことができる。従って本発明のように接地部を複数本の接地線にて構成すれば、簡単な構成としながらも、サージ電流が案内される領域を増やすことができ、サージ電流が流れ易いものとなる。
【０００９】
前記接地部は３本の接地線からなり、前記網状体との接続部位を３箇所とすることができる。
【００１０】
本発明の接地構造の施工方法は、被接地体と接地部を介して電気的に接続されて、地中に略水平状に埋設された状態で前記被接地体からのサージ電流を導入する網状体を備える接地構造の施工方法であって、所定間隔を隔てて平行状に配列した複数本の縦線と、この縦線と直交して所定間隔を隔てて平行状に配列した複数本の横線とで定常接地抵抗が所定の値となるように格子状の網目が形成された網状体を地中に埋設し、前記接地部は複数本の接地線にて構成され、各接地線の網状体側の先端を、前記網状体に接続するものである。
【００１１】
本発明の接地構造の施工方法によれば、被接地体と網状体とを電気的に接続する既設の接地線に、複数本の接地線を追加し取付ければよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の接地構造は、複数本の接地線を用い、被接地体から網状体へサージ電流を流す導体部分の表面積を大きくして表皮効果を緩和し、サージ電流を速やかに網状体へ導入し、地中へ放流するので、簡単な構成としながらも、過渡接地抵抗を低減することができる。
【００１３】
前記接地部を構成する接地線は３本として、前記網状体と接地線との接続部位を３箇所とすると、同じ断面積の単線と比較してサージ電流が流れる有効断面積（表皮効果によって電流が流れる領域）を広げることができ、過渡接地抵抗を低減することができる。
【００１４】
本発明の接地構造の施工方法は、既設の網状体を使用することができるため、既設の設備を大幅に改造する必要がなく、低コストで効果的に過渡接地抵抗を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態を示す接地構造の簡略斜視図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示す接地構造の簡略斜視図である。
【図３】実施例及び比較例の接地構造の過渡接地抵抗を測定するための回路図である。
【図４】実施例及び比較例の接地構造の接地抵抗の周波数特性を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の接地構造の簡略斜視図である。この接地構造は、図１に示すように、地中Ｇに埋設されて、電気設備や建築構造物（避雷針等）の被接地体（図示省略）と地中Ｇとを電気的に接続するものである。本実施形態では、被接地体を変電所の避雷器としている。
【００１８】
本発明の接地構造は、図１に示すように、被接地体と電気的に接続されて、地中に略水平方向に埋設された状態で被接地体からの電流を導入する網状体１を備えている。
【００１９】
網状体１は、図１に示すように、所定間隔（例えば５ｍ）を隔てて平行状に配列した複数本（図示例では５本）の縦線３と、縦線３と直交して所定間隔（例えば５ｍ）を隔てて平行状に配列した複数本（図示例では５本）の横線４とで格子状の網目が形成されたものである。この所定間隔は、定常状態における定常接地抵抗が、所定の値（例えば１０Ω）となるような間隔に設定されている。本実施形態では、網状体１は硬銅より線１００ｓｑにて構成している。
【００２０】
網状体１の縦線３と横線４との外縁を除く交点の１つには、図１に示すように接地部２（導線）が接続されており、この接地部２の一方の端部は、被接地体としての避雷器に接続されている。
【００２１】
接地部２は、複数本（本実施形態では３本）の接地線６で構成され、各接地線６の網状体側の先端は網状体１に接続されている。なお、各接地線６は、網状体１と同じ導線を用いている。被接地体の接続線６の接続口は通常１箇所であるので、複数本の接地線６を接続する場合、複数本の接地線６を１つに束ねて１箇所の接続口に接続するか、あるいは接続口の追加等が必要となる。接地部２を複数本の接地線６で構成することで、１本の接地線６の場合と比較して、接地部２の表面積は接地線６の本数倍（本実施形態では３本）となる。
【００２２】
接地部２を構成する各接地線６の先端は、夫々近接した状態で網状体１に接続される。すなわち、図１に示すように、１本の接地線６ａは、外縁を除く縦線３と横線４との所定交点５に接続される。他の２本の接地線６ｂは、いずれも所定交点５を通る縦線３に接続されている。そして、これらの２本の接地線６ｂは、所定交点５に接続される接地線６ａを挟んでいる。このようにして、２本の接地線６ｂは所定交点５の近傍に接続される。接地部２を構成する各接地線６が網状体１に接続される３つの接続部位が夫々電流の導入部位となり、被接地体にサージ電流が流入すると、接地部２を介して接続部位に導き、サージ電流を網状体１に導入し地中へ放流する。
【００２３】
図１に示すように、接地部２に流入したサージ電流は、各接地線６により網状体１に導かれる。このとき、サージ電流は、周波数領域が数ＭＨｚと高いため、接地線６の外径側を流れ、内径側には流れない（表皮効果）。このため、接地部２を複数本の接地線６で構成し、接地部２の表面積を大きくすることにより表皮効果を緩和し、サージ電流を速やかに網状体１へ導入し地中へ放流するので、過渡接地抵抗を低減することができる。
【００２４】
本発明の接地構造の施工方法は、網状体１を地中に埋設し、その後、接地部２を構成する各接地線６の網状体側の先端を、夫々網状体１に接続する。例えば、変電所においては、図１に示すような網状体が埋設されており、縦線と横線との交点と被接地体とを接続する１本の接地線が設けられている。このため、既設の網状体をそのまま用い、接地線を追加して接地部２を複数本とすれば、本発明の接地構造を施工することができる。
【００２５】
本発明の接地構造では、複数本の接地線６ａ、６ｂを用い、被接地体から網状体１へサージ電流を流す導体部分の表面積を大きくして表皮効果を緩和し、サージ電流を速やかに網状体１へ導入し、地中へ放流するので、簡単な構成としながらも、過渡接地抵抗を低減することができる。
【００２６】
接続部２を構成する接地線６は３本として、網状体１と接地線６との接続部位を３箇所としているので、同じ断面積の単線と比較してサージ電流が流れる有効断面積（表皮効果によって電流が流れる領域）を広げることができ、過渡接地抵抗を低減することができる。
【００２７】
また、既設の網状体１を使用することができるため、既設の設備を大幅に改造する必要がなくなり、低コストで効果的に過渡接地抵抗を低減させることができる。
【００２８】
他の実施形態として、接地部２を図２に示すような構成としてもよい。すなわち、接地部２を構成する接地線１６ａ、１６ｂ、１６ｃを５本とする。これにより、接地部が１本の接地線で構成されている場合と比較して、接地部２の表面積は５倍となる。
【００２９】
接地部２を構成する接地線６の網状体側の先端において、図２に示すように、１本の接地線１６ａは、外縁を除く縦線３と横線４との所定交点５に接続される。他の２本の接地線１６ｂは、いずれも所定交点５を通る縦線３に接続されている。さらに、他の２本の接地線１６ｃは、いずれも所定交点５を通る横線４に接続されている。このようにして、４本の接地線１６ｂ、１６ｃは、所定交点５を囲むようにして接続される。この接地部２を構成する各接地線１６ａ、１６ｂ、１６ｃが接続される５つの接続部位がサージ電流の導入部位となり、被接地体にサージ電流が流入すると、接地部２を介して接続部位に導き、サージ電流を網状体１に導入し地中へ放流する。
【００３０】
以上、本発明の実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、網状体１の材質、断面積は種々のものとでき、単線であってもよい。網状体１の縦線３と横線４との間隔や数は種々設定することができる。縦線３と横線４との数は相違していてもよい。接地線は３本とするのが好ましいが、２本以上であればその本数は種々設定することができる。
【実施例１】
【００３１】
本発明に係る接地構造の有効性を検証するための実験について述べる。本実験は、図３に示す実験回路を用いて、図３に示すような接地構造を地中に埋設し、接地抵抗の周波数特性を測定した。実験は、接地部を構成する接地線の本数が（１）１本、（２）３本、（３）５本の場合について夫々行い、接地線の本数以外は、実験の条件は同一とした。（１）が比較例、（２）及び（３）が実施例である。網状体は、いずれも縦線と横線とが５ｍ×５ｍで配置される格子状のものとし、１００ｓｑの硬銅より線（ＨＤＣＣ）を使用し、地面から１ｍの深さに埋設した。大地抵抗率は１０９Ωｍである。その結果を図４及び表１に示す。
【表１】
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【００３２】
表１は、実施例１における過渡接地抵抗および定常接地抵抗の測定値を示す。
【００３３】
以下、実験結果について述べる。図４は、接地抵抗の周波数特性を示すもので、横軸は周波数［Ｈｚ］、縦軸は接地抵抗［Ω］をそれぞれ示している。サージ電流の周波数領域は数ＭＨｚと高く、有効性の検証は３ＭＨｚ（図４の矢印で示す）におけるサージインピーダンス値（本実施例では、この抵抗値を過渡接地抵抗とする）にて評価した。図中の破線は（１）、実線は（２）、一点鎖線は（３）を示している。この実験結果から、表１に示すように立上げ接地線を（１）のように構成した場合、過渡接地抵抗が８０Ωとなっている。一方、立上げ接地線を（２）のように構成した場合、過渡接地抵抗が６０Ω、（３）のように構成した場合、過渡接地抵抗が５０Ωとなった。さらに高周波域においては、いずれも接地抵抗は増加傾向にあるが、（２）と（３）は、（１）と比較して増加の傾きが小さく、周波数が高くなるほど（１）との接地抵抗の差は大きくなる。（２）と（３）の接地抵抗の増加は、同様の傾きであり、これにより、接地線を３本とすると、過渡接地抵抗を小さくでき、接地線の本数を３本より多くしても、それに比して大きな低減効果は得られないことがわかった。
【符号の説明】
【００３４】
１    網状体
２    接地部
３    縦線
４    横線
５    交点
６    接地線
Ｇ    地中
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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