(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカゾル100重量部、炭素物質１〜100重量部、及びゲル化物質0.1〜10重量部を含有してなる接地抵抗低減剤。
【請求項２】
請求項１記載の接地抵抗低減剤を使用することを特徴とする接地抵抗低減方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気工事等の接地工事で使用する接地抵抗低減剤及びそれを用いた接地抵抗低減方法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
従来、通信設備や電力設備などを設置する場合に接地電極が敷設される。
この接地電極を敷設する際、接地抵抗が低ければ低いほど、大電流を円滑に地中に放電することができるため、各種接地抵抗低減処理が実施され、例えば、接地電極の周辺土壌に接地抵抗低減剤を充填・処理し、接地抵抗の低減を図る試みが行われてきた。
【０００３】
ここで使用される接地抵抗低減剤としては、炭素系、エトリンンガイト系、変性尿素樹脂系、アルミナゲル系、及び導電コンクリート系等の各種接地抵抗低減剤が挙げられる。
炭素粉と生石灰を主成分とする炭素系接地抵抗低減剤やアルミナゲル系接地抵抗低減剤は粉状で充填施工する場合があり、アルミナゲル系接地抵抗低減剤、エトリンガイト系接地抵抗低減剤、及び導電剤を主成分とする導電コンクリート系接地抵抗低減剤は練り混ぜ水を混合してスラリー状として充填施工するもので、変性尿素樹脂系接地抵抗低減剤は重合反応を利用して網状構造の硬化体を形成するものである。
【０００４】
一般的には、これら接地抵抗低減剤を用いた処理方法は、例えば、接地電極を敷設する箇所を深さ75cm程度になるように掘削し、接地電極を敷設し、接地抵抗低減剤を粉末で又はスラリーで充填し、固化し、掘削土を埋め戻す方法等が挙げられる。
接地抵抗低減剤を粉末で施工する場合は、接地抵抗低減剤粉末を掘削孔底部にそのまま充填し、掘削土を埋め戻す方法が実施されている。
しかしながら、風が強いときは粉末が飛散したり、気象条件の影響が大きく、確実な低減処理が困難となるという課題があった。
また、スラリー状で施工する場合は、水が採取できない場合があったりして、施工場所が制限されるという課題があった。
【０００５】
また、水を使用し混練するセメント系の接地抵抗低減剤を使用する場合、硬化させるために水が必要であり、山岳地帯の接地工事では、水を採取できる場所がないために水が使用できない場合もあった。
さらに、変性尿素樹脂系接地抵抗低減剤を使用する場合は、長期的な耐久性が悪く、価格的にも高価であった。
【０００６】
本発明者は、種々検討を重ねた結果、ある特定の材料を使用することで上記課題が解決できる知見を得て本発明を完成するに至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、シリカゾル100重量部、炭素物質１〜100重量部、及びゲル化物質0.1〜10重量部を含有してなる接地抵抗低減剤であり、該接地抵抗低減剤を使用した接地抵抗低減方法である。
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明は、粉末の接地抵抗低減剤の課題を解決し、施工現場で水を採取できない場合でも充分な接地抵抗低減効果のある接地抵抗低減剤を提供する、おのであり、ゲル化させることにより、必要範囲以外の地中に浸透し、流出する割合が少なく、長期間安定して接地抵抗低減剤を滞留できる接地抵抗低減剤を提供するものである。
【００１０】
本発明で使用するシリカゾルとは、コロイド粒径が10〜20ｎｍ程度であり、長期間分散安定性に優れているもので、土壌のpHがアルカリ性又は酸性になっていればゲル化するもので、一般に、水ガラスからナトリウムイオンを除去あるいは低減したものである。例えば、水ガラスを水で希釈し、イオン交換樹脂を通してナトリウムイオンを除去したものや、水ガラスを硫酸で中和してシリカゲルを作り、これを水洗してナトリウムイオンや硫酸イオンを除去し、加熱してコロイド状としたもの、さらに、製造したシリカゾルを重合濃縮したもの等が使用可能である。
代表的には、SiO2として30〜31重量％、Na2Oとして0.6 重量％以下のコロイド溶液として入手可能である。
【００１１】
本発明で使用する炭素物質とは、導電性を向上させるもので、具体的には、アセチレンを加熱分解して得られる炭素粉末、重油、ピッチオイル、及びクレオソート油等を燃焼させて得られる炭素粉末、天然ガス、石炭ガス、及び発生炉ガスを燃焼させて得られる炭素粉末、コークスを粉砕して得られる炭素粉末、並びに、炭素繊維等が挙げられる。
炭素粉末の粒度は特に限定されるものではないが、接地抵抗低減効果の面で１mm以下が好ましく、炭素繊維の繊維長が30mm以下が好ましい。
炭素物質の使用量は、シリカゾル100 重量部に対して、１重量部以上が好ましく、５〜50重量部がより好ましい。１重量部未満では接地抵抗低減効果が小さく、50重量部を越えるとそれ以上加えても低減効果の向上が期待できない。
【００１２】
本発明で使用するゲル化物質とは、シリカゾルの流動性を低下させてゲル化させる物質である。
具体的には、ポルトランドセメント、混合セメント、及びカルシウムアルミネート系鉱物等の水の存在下で水硬性を示すセメント系鉱物、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、及びアルミン酸リチウム等のアルミン酸塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、及び消石灰等の水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、及び炭酸リチウム等の炭酸塩、並びに、炭酸水素ナトリウムや炭酸水素カリウムなどの炭酸水素塩等の水溶液でアルカリ性を示す物質が挙げられる。
ゲル化物質の使用量は、シリカゾル100 重量部に対して、0.1 〜10重量部が好ましく、0.5 〜５重量部がより好ましい。0.1 重量部未満ではゲル化させることが難しい傾向があり、10重量部を越えるとゲル化時間が早く、添加量効果が期待できない。
【００１３】
本発明で使用する分散剤とは、炭素物質をスラリーとしたとき凝集し、粒子サイズが大きくなるのを防止し、スラリーの分散安定性を高める作用のあるものであり、具体的には、セメント混和剤として一般的に使用されているナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、アルキルアリルスルホン酸塩ホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、及びポリカルボン酸塩系化合物等のセメント減水剤、トリポリリン酸ナトリウム、リン酸一ナトリム、リン酸二ナトリウム、及びリン酸三ナトリウム等のリン酸塩、並びに、アルキルベンゼンスルホン酸塩等のアニオン性界面活性剤、四級アンモニウム塩等のカチオン性界面活性剤、及びポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等の非イオン性界面活性剤等の各種界面活性剤も使用可能である。
分散剤は、液状で使用してもよく、粉末で使用してもよく、これらの併用も可能である。
分散剤の使用量は、炭素物質が流動性のあるシリカゾル中で、沈降したり、炭素物質粒子どうしが凝集せずに、長期間均一に分散する分散安定性の面から、炭素物質100 重量部に対して、固形分換算で0.1 〜３重量部が好ましく、0.3 〜２重量部がより好ましい。0.1 重量部未満では、分散安定性の効果が小さい傾向があり、３重量部を越えると接地抵抗低減効果が低下する場合がある。
【００１４】
本発明では、凝結遅延剤を使用してもよく、特にゲル化物質を添加したときのゲル化時間の調整に有効である。
【００１５】
本発明では、決して水を使用できないものではなく、場合によっては市販のシリカゾルを薄めるために水を使用することも可能である。
【００１６】
本発明の接地抵抗低減剤の使用方法は、特に限定されるものではないが、例えば、低減処理箇所を削孔し接地電極を固定後、炭素物質を孔底部に散布し、その後、シリカゾルを適量流し込み土を埋め戻す方法、又は、バケツ等の容器に、炭素物質、シリカゾル、及び分散剤を加えよく混合し、これを孔底部に流し込み土を埋め戻す方法、又は、バケツ等の容器に炭素物質、シリカゾル、及び分散剤を加え混合し、さらにゲル化物質を加え混合し、これを孔底部に流し込み土を充填する方法等が挙げられる。
バケツ等の容器に炭素物質、シリカゾル、及び分散剤を加え混合し、さらにゲル化物質を加え混合する場合は、凝結遅延剤を併用することが流動性確保の面から好ましい。
場合によっては、掘削で生じた土を本発明の接地抵抗低減剤と一緒にバケツ等の容器に加え土含有スラリーとし、それを孔に埋め戻す方法でもよい。
ゲル化物質の使用は、特に、粒径が５mm以上の石で構成されるレキ質地盤や砂質土地盤などのすぐに浸透してしまい接地抵抗低減剤が滞留しずらい地盤のときには有効である。
さらに、比較的大規模な低減処理を行う時などは、練り混ぜ用のミキサ−や充填用のポンプを使用して低減処理を行っても良い。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例に基づき詳細に説明する。
【００１８】
実施例１
シリカゾル100 重量部に対して、表１に示す炭素物質を加えよく混合し、型枠に流し込み、固有抵抗を測定した。結果を表１に併記する。
【００１９】
＜使用材料＞
シリカゾル：市販品、SiO230重量％、Na2O 0.2重量％、粒径14ｎｍ
炭素物質  ：市販品、粉状カーボン、炭素分99.8重量％以上、平均粒径45μｍ
【００２０】
＜測定方法＞
固有抵抗  ：両端に銅板を張り付けた４×４×10cmのアクリル板製型枠に流し込み測定
【００２１】
【表１】
0003753489.tif 000002
【００２２】
実施例２
シリカゾル100 重量部に対して、炭素物質の代わりに表２に示すゲル化物質を使用したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に併記する。
【００２３】
＜使用材料＞
ゲル化物質Ａ：アルミン酸ナトリウム、市販品
ゲル化物質Ｂ：炭酸カリウム、市販品
【００２４】
【表２】
0003753489.tif 000003
【００２５】
実施例３
シリカゾル100 重量部に対して、表３に示す炭素物質とゲル化物質Ａを使用したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表３に併記する。
【００２６】
【表３】
0003753489.tif 000004
【００２７】
実施例４
シリカゾル100 重量部に対して、炭素物質５重量部と表４に示す分散剤を使用したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表４に併記する。
【００２８】
＜使用材料＞
分散剤    ：トリポリリン酸ナトリウム、市販品
【００２９】
【表４】
0003753489.tif 000005
【００３０】
実施例５
粘性土地盤に孔径10cm、深さ100 cmの孔を削孔し、銅線電極を配置し、シリカゾル100 重量部と炭素物質５重量部をバケツで混合し孔底部へ流しみ、土を埋め戻した。この時の接地抵抗は10Ωであったが、接地抵抗低減処理をしない場合の接地抵抗は36Ωであった。
【００３１】
実施例６
シリカゾル100 重量部、炭素物質５重量部、及び分散剤１重量部を使用したこと以外は実施例５と同様に行った。その結果、接地抵抗は12Ωであった。
【００３２】
実施例７
シリカゾル100 重量部、炭素物質５重量部、及び分散剤１重量部をバケツで混合し、孔底部へ流し込み、すぐにゲル化物質を加えたこと以外は実施例５と同様に行った。この時のゲル化時間はおよそ15秒であり、完全浸透する前にゲル化させることができた。その時の接地抵抗は８Ωであった。
また、比較のために低減処理をしないで接地抵抗値を測定したところ36Ωであった。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の接地抵抗低減剤を使用することで、気象条件の影響により粉末が飛散したりすることが低減でき確実な施工を行うことができる。また、水を採取することが困難な山岳地帯での施工では、水を使用する必要がない。
また、ゲル化物質を使用することにより、無駄な流出が防止でき、滞留性のよい接地抵抗低減剤とすることが可能である等の効果を奏する。