(57)【要約】      （修正有）【解決手段】接地電極の接地抵抗を測定する接地抵抗測定装置１を、測定対象である接地電極の２個を直列接続してなる直列回路と、交流電源からの交流を、直列回路に注入する既知インピーダンス９を有する電流注入部と、直列回路に流れる電流を検出する電流検出部８とから構成した。【効果】従来の接地抵抗測定装置のように、補助電極を必要とせず、容易に、簡単に、且つ、短時間に、接地電極の接地抵抗を測定し、接地電極の劣化を判別することができる。【選択図】図１
2010032460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象である接地電極の２個を直列接続してなる直列回路と、交流電源からの交流を、前記直列回路に注入する既知インピーダンスを有する電流注入部と、前記直列回路に流れる電流を検出する電流検出部とから構成されていることを特徴とする接地抵抗測定装置。
【請求項２】
測定対象とする接地電極の２個を直列接続してなる直列回路と、交流電源からの交流を、前記直列回路に注入する既知インピーダンスを有する電流注入部と、前記直列回路に流れる電流を検出する電流検出部とから、予め、前記直列回路に流れる比較電流値を測定し、その後、前記比較電流値とその後の前記直列回路に流れる電流値とを比較して、前記接地電極の劣化を判別するように構成されていることを特徴とする接地抵抗測定方法。
【請求項３】
測定対象とする接地電極が３個以上の場合、前記接地電極の２個を互換に組み合わせた直列接続してなる直列回路と、交流電源からの交流を、前記直列回路に注入する既知インピーダンスを有する電流注入部と、前記接地電極の２個を互換に組み合わせてなる、それぞれの直列回路の電流を電流検出部で検出して、前記直列回路に流れる電流値を測定し、その後、予め、測定しておいた比較電流値の電流値とその後の前記直列回路に流れる電流値とを比較して、前記接地電極の劣化を判別するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の接地抵抗測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接地抵抗測定装置及びその測定方法に係わり、特に、簡易に、測定対象である接地電極の劣化を判別することができる接地抵抗測定装置及びその測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気機器等の設備は、漏電や雷サージ等から保護するため、接地電極を介して、大地に接地されている。そして、電気機器等が収容された施設には、電気機器等が１個以上収容されており、それぞれ、大地に設置された接地電極に接続されて、電気機器等を雷サージ等から保護している。
【０００３】
接地電極の接地抵抗は、低いほど好ましいが、電気機器等の状況により、電気機器等に支障が生じない程度の低い抵抗値にし、且つ、それを維持管理する必要がある。
【０００４】
従来、接地電極の接地抵抗は、時間の経過につれて、腐食や断線等により大となり、接地電極としての機能を果たせなくなることがある。大地に設置された接地電極の接地抵抗を定期的に測定して、所望の接地抵抗で有るか否を確認して、否と判断した場合、所定の接地電極に対策を講じる必要がある。
【０００５】
ところで、接地電極の接地抵抗を測定する場合には、接地電極に接続されている電気機器等を切り離し、測定対象の接地電極Ａから所定距離離れて、大地土壌に補助電極Ｂと補助電極Ｃとを設置して、接地抵抗計にて、測定対象の接地電極Ａと補助電極Ｃ間に交流信号を印加して電流を流し、その電流の振幅値と、測定対象の接地電極Ａと補助電極Ｂ間の電圧の振幅値を計測し、電圧と電流の比から接地抵抗値を接地抵抗計から読み取っている。このような接地抵抗測定装置及びその測定方法は、一例として、特許文献１に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の測定方法では、測定対象の接地電極Ａから、補助電極Ｂと補助電極Ｃとを、長距離離れて設置する必要があり、接地抵抗計から数十ｍの長さのリード線の布設が必要であり、従って、接地抵抗の測定作業に時間と手間がかかるという問題があった。
【０００８】
また、鉄道施設、例えば、鉄道線路の施設においては、鉄道線路に沿って、種々の電気設備や、安全に、且つ、正確に列車を運行するための設備が設置されており、これらにも雷サージから保護するために、接地がなさている。これらの鉄道線路の設備においては、列車の運行に支障が生じないよう、且つ、列車の運行時、作業者の安全を確認しながらの作業となり、見張り要員を配置し、列車の通過毎に、作業を一時中断させることなり、接地電極の接地抵抗の測定に、想像を越える時間と手間がかかるという問題があった。
【０００９】
更に、鉄道線路沿線は、コンクリートや割り石等が敷設されており、これらの割り石等のために、接地電極の接地抵抗を測定するための補助電極の大地への施設が困難であり、従って、遠方に補助電極を施設することとなり、従って、リード線の施設距離が長大となり、接地電極の接地抵抗の測定に、更に時間と手間がかかるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上述した従来の接地抵抗測定装置及びその測定方法が有する課題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述した目的を達成するために、接地電極の劣化を測定する接地抵抗測定装置を、測定対象である接地電極の２個を直列接続してなる直列回路と、交流電源からの交流を、前記直列回路に注入する既知インピーダンスを有する電流注入部と、前記直列回路に流れる電流を検出する電流検出部とから構成したものである。
【００１２】
また、接地電極の劣化を測定する接地抵抗測定方法において、第１には、測定対象とする接地電極の２個を直列接続してなる直列回路と、交流電源からの交流を、前記直列回路に注入する既知インピーダンスを有する電流注入部と、前記直列回路に流れる電流を検出する電流検出部とから、予め、前記直列回路に流れる比較電流値を測定し、その後、前記比較電流値とその後の前記直列回路に流れる電流値とを比較して、前記接地電極の劣化を判別するように構成したものであり、第２には、測定対象とする接地電極が３個以上の場合、前記接地電極の２個を互換に組み合わせた直列接続してなる直列回路と、交流電源からの交流を、前記直列回路に注入する既知インピーダンスを有する電流注入部と、前記接地電極の２個を互換に組み合わせてなる、それぞれの直列回路の電流を電流検出部で検出して、前記直列回路に流れる電流値を測定し、その後、予め、測定しておいた比較電流値の電流値とその後の前記直列回路に流れる電流値とを比較して、前記接地電極の劣化を判別するように構成したものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上述した構成を有しているので、以下に記載する効果を奏することができる。
【００１４】
上述したように、接地抵抗測定装置を、測定対象である接地電極の２個を直列接続してなる直列回路と、交流電源からの交流を、前記直列回路に注入する既知インピーダンスを有する電流注入部と、前記直列回路に流れる電流を検出する電流検出部とから構成したので、測定対象である接地電極から、接続機器を取り外し、測定対象である接地電極を、接地抵抗測定装置の端子に接続して、この接地抵抗測定装置により、大地を介して直列接続された接地電極と既知インピーダンスとの合成電流値を計測して、接地電極の接地抵抗を測定するように構成したので、従来の接地抵抗測定装置のように、補助電極を必要とせず、容易に、簡単に、且つ、短時間に、接地電極の接地抵抗を測定し、接地電極の劣化を判別することができる。
【００１５】
上述したように、接地抵抗測定方法を、測定対象とする接地電極の２個を直列接続してなる直列回路と、交流電源からの交流を、前記直列回路に注入する既知インピーダンスを有する電流注入部と、前記直列回路に流れる電流を検出する電流検出部とから、予め、前記直列回路に流れる比較電流値を測定し、その後、前記比較電流値とその後の前記直列回路に流れる電流値とを比較して、前記接地電極の劣化を判別するように構成したので、従来の接地抵抗測定装置のように、補助電極を必要とせず、容易に、簡単に、且つ、短時間に、接地電極の接地抵抗を測定し、接地電極の劣化を判別することができる。
【００１６】
また、上述したように、接地抵抗測定方法を、測定対象とする接地電極が３個以上の場合、前記接地電極の２個を互換に組み合わせた直列接続してなる直列回路と、交流電源からの交流を、前記直列回路に注入する既知インピーダンスを有する電流注入部と、前記接地電極の２個を互換に組み合わせてなる、それぞれの直列回路の電流を電流検出部で検出して、前記直列回路に流れる電流値を測定し、その後、予め、測定しておいた比較電流値の電流値とその後の前記直列回路に流れる電流値とを比較して、前記接地電極の劣化を判別するように構成したので、正確に、容易に、且つ、短時間に、劣化した接地電極を見出すことができる。
【実施例】
【００１７】
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明の趣旨を越えない限り何ら、本実施例に限定されるものではない。
【００１８】
図１において、１は、接地抵抗測定装置であり、この接地抵抗測定装置１を構成する電気部品等は、運搬に便利なように、適当な箱体内に収納されている。２は、電源を接続する電源端子である。
【００１９】
３は、電源開閉器であり、電源端子２に接続されている。４は、変圧器であって、定電圧の安定電源を供給するためのものであり、５は、インバータであって、例えば、ＡＣ５０Ｈｚの電源周波数を、６００Ｈｚの高周波に変換するもので、６００Ｈｚの高周波が、周辺の５０Ｈｚ等の機器に、障害を与えないようにしている。６は、変圧器であり、インバータ５から出力された高電圧を、低電圧にするとともに、定電圧を供給する機能を有している。７は、測定用開閉器であり、８は、電流検出部としての電流計であり、９は、電流注入部としての既知のインピーダンス（主として、回路調整用の抵抗、コイル又はコンデンサから算出されるインピーダンス）であり、１０は、トグルスイッチ等からなる開閉器であり、１１は、出力端子である。上記の電気部品は、電源端子２から出力端子１１間において、適宜、線路１２で接続されて、接地抵抗測定装置１が構成されている。
【００２０】
次に、上述したような構成を有する接地抵抗測定装置１を用いて、３個の接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の接地抵抗の測定について説明する。
【００２１】
今、測定対象である接地電極Ｅ１、接地電極Ｅ２及び接地電極Ｅ３の３個の接地抵抗を測定する場合、図２に示すように、これら接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３に接続されていた電気機器等を、端子板１３から取り外し、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を、それぞれ、端子板１３の端子１３ａ、１３ｂ、１３ｃに接続するとともに、接地抵抗測定装置１の出力端子１１を、２本のリード線１４を介して、端子板１３に接続する。また、接地抵抗測定装置１の電源端子２を、交流電源１５に接続する。図２には、接地電極Ｅ１及び接地電極Ｅ２が、それぞれ、２本のリード線１４を介して、接地抵抗測定装置１の出力端子１１の端子１３ａ、１３ｂに接続されている場合が示されており、接地電極Ｅ３が接続されている端子板１３の端子１３ｃと接地抵抗測定装置１の出力端子１１とは接続されていない。なお、１６は、端子板１３の端子１３ａ、１３ｂ、１３ｃと接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３とを、それぞれ、接続する接地線である。なお、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の接地抵抗の測定は、接地線１６の抵抗を含んだものであり、以下において、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の接地抵抗と称する場合には、この接地線１６の抵抗も含まれている。
【００２２】
次に、電源開閉器３をＯＮ（閉回路）にし、変圧器４とインバータ５により、所定の周波数を供給し、また、測定開閉器７をＯＮ（閉回路）にして、既知インピーダンス９及びトグルスイッチ等からなる開閉器１０を介して、出力端子１１から、接地電極Ｅ１と接地電極Ｅ２の直列回路に通電する。この時、接地電極Ｅ１と接地電極Ｅ２とは、大地土壌を介して直列接続されている。そして、測定開閉器７を、２〜３回、開閉反復して、電流計８の指示電流値を読み取る。
【００２３】
次に、一方のリード線１４を、例えば、接地電極Ｅ２から外して、取り外したリード線１４を、接地電極Ｅ３が接続されている端子板１３の端子１３ｃに、接続換えして、今度は、接地電極Ｅ１と接地電極Ｅ３との直列回路に、上述したと同様に、既知インピーダンス９を介して、出力端子１１から通電する。そのとき流れた電流の指示電流値を、接地抵抗測定装置１の電流計８から読み取る。
【００２４】
次に、上述したと同様に、接地電極Ｅ１に接続されているリード線１４を取り外して、このリード線１４を、接地電極Ｅ２が接続されている端子板１３の端子１３ｂに、接続換えして、今度は、接地電極Ｅ２と接地電極Ｅ３との直列回路に、上述したと同様に、既知インピーダンス９を介して、出力端子１１から通電する。このとき流れた電流の指示電流値を、接地抵抗測定装置１の電流計８から読み取る。
【００２５】
上述したようにして測定された指示電流値を、新規に接地電極を設置した際に、上述したと同様に、接地抵抗測定装置１で測定した指示電流値と比較して、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の劣化を判断することになる。
【００２６】
そして、今回、接地抵抗測定装置１で測定した電流値と、新規に接地電極を設置した際に、接地抵抗測定装置１で測定した電流値、或いは、前回、接地抵抗測定装置１で測定した電流値とを比較して、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の劣化を判断する。
【００２７】
数値を交えて、図３の等価回路を用いて、より詳細に説明する。
【００２８】
今、従来の接地抵抗計で計測した接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の接地抵抗を、それぞれ、１００Ωとする。この１００Ωを、比較接地抵抗値と仮定する。
【００２９】
次に、上述したように、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の接続を互換して、それぞれ、接地電極Ｅ１と接地電極Ｅ２の直列回路、接地電極Ｅ１と接地電極Ｅ３の直列回路及び接地電極Ｅ２と接地電極Ｅ３の直列回路とし、これら直列回路に、既知インピーダンス９の３００Ωを接続するとともに、接地抵抗測定装置１から交流６００Ｈｚで１０Ｖの電圧を加える。図３の等価回路に示すように、３個の接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３のうちの２個の接地電極の合計接地抵抗２００Ω（１００Ω＋１００Ω）と既知インピーダンス９の３００Ωとの合計５００Ωの抵抗値となり、従って、接地抵抗測定装置１の電流計８は、電流２０ｍＡ（１０Ｖ／５００Ω＝０．０２Ａ＝２０ｍＡ）を指示する。そして、この接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３において、それぞれ、２０ｍＡの電流値を比較対象の標準電流とする。
【００３０】
次に、定期検査等において、接地抵抗測定装置１にて、上述したと同様にして、接地抵抗測定装置１で測定した結果、電流値が同様の値であれば、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の劣化はないものと判断できる。
【００３１】
今、仮に、接地電極Ｅ１が劣化して、その接地抵抗が２００Ωとなり、また、その他の接地電極Ｅ２，Ｅ３の接地抵抗が、それぞれ１００Ωであるとする。この場合に、上述したと同様に、接地抵抗測定装置１のリード１４線を、接地電極Ｅ１と接地電極Ｅ２に接続し、次いで、接地電極Ｅ１と接地電極Ｅ３に接続し、更に、接地電極Ｅ２と接地電極Ｅ３に接続して、それぞれ、２個の接地電極からなる直列回路を構成し、既知インピーダンス９を介して、電圧を印加すると、接地電極Ｅ１と接地電極Ｅ２からなる直列回路に流れる電流は、約１７ｍＡ（１０Ｖ／既知インピーダンス９の抵抗３００Ω＋接地電極Ｅ１の接地抵抗２００Ω＋接地電極Ｅ２の接地抵抗１００Ω＝１０Ｖ／６００Ω≒１７ｍＡ）となり、また、接地電極Ｅ１と接地電極Ｅ３からなる直列回路に流れる電流は、同様に、約１７ｍＡとなり、更に、接地電極Ｅ２と接地電極Ｅ３からなる直列回路に流れる電流は、２０ｍＡ（１０Ｖ／既知インピーダンス９の抵抗３００Ω＋接地電極Ｅ２の接地抵抗１００Ω＋接地電極Ｅ３の接地抵抗１００Ω＝１０Ｖ／５００Ω＝２０ｍＡ）となる。このことから、接地電極Ｅ１の接地抵抗が大（電圧と抵抗値から、抵抗が大になると電流は小）であることから、接地電極Ｅ１が劣化していることが判り、接地電極Ｅ１が、交換修理等をすることが必要であると判断されることになる。
【００３２】
なお、接地電極が、１個の接地電極しか存在しない場合には、図４に示されている等価回路のように、電気機器等が収容された施設の鉄筋フレームＦの接地を利用して、接地電極と鉄筋フレームＦの接地を直列回路として利用することができる。
【００３３】
上述したように、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の直列抵抗に、既知インピーダンス９を接続したので、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の劣化の可否を判別する場合、電流計８の指示の比較差が判別し易くなり、従って、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の接地抵抗の増大の確認が容易にできる。
【００３４】
上述したように、新規に接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を構築する際に、予め、接地抵抗測定装置１で電流を測定しておき、また、メンテナンス等の時に、接地抵抗測定装置１で電流を測定し、新規に接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を構築した際の電流とメンテナンス等の際の電流とを比較して、差がなければ、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の接地抵抗に変化がなく、従って、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３が、劣化してないと判断でき、新規に接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を構築した際の電流とメンテナンス等の際の電流とを比較して、差があれば、所定の接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３が、劣化している判断することができる。このように、接地抵抗測定装置１に、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を接続するだけで、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の劣化を判別することできる。従って、従来の接地抵抗測定装置及びその測定方法のように、補助電極を設け、更に、長大な距離のリード線を敷設する必要がないので、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の劣化を判断するための接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の接地抵抗測定の作業時間を短縮化することができるとともに、接地抵抗測定の作業工程を簡素化することができ、ひいては、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の接地抵抗測定の作業コストを低減化することができる。
【００３５】
また、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の接地抵抗測定を、箱体として構成された接地抵抗測定装置１の端子板１１付近でおこなうことができるので、作業者の作業範囲を小さくすることができるとともに、接地抵抗測定装置１の取扱いを、少人数で、しかも、簡単容易に行うことができるので、従って、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の接地抵抗測定の作業コストを更に低減化することができる。
【００３６】
なお、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３に接続されている接地線１６が断線している場合には、接地抵抗が無限大となるので、上述した接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３からなる直列回路に流れる電流は、略零になるので、接地線１６が断線しているか否かを判別することができる。また、同様にして、接地電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３と接地線１６との接続部の不良も判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明の接地抵抗測定装置の構成図である。
【図２】図２は、本発明の接地抵抗測定装置を用いて、接地電極の接地抵抗を測定する構成図である。
【図３】図３は、本発明の接地抵抗測定装置を用いて、接地電極の接地抵抗を測定する際の等価回路である。
【図４】図４は、本発明の接地抵抗測定装置及び鉄筋フレームを用いて、接地電極の接地抵抗を測定する際の等価回路である。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・・・・・・・・・・・接地抵抗測定装置
２・・・・・・・・・・・・・電源端子
３・・・・・・・・・・・・・電源開閉器
４・・・・・・・・・・・・・変圧器
５・・・・・・・・・・・・・インバータ
６・・・・・・・・・・・・・変圧器
７・・・・・・・・・・・・・測定用開閉器
８・・・・・・・・・・・・・電流計
９・・・・・・・・・・・・・既知インピーダンス
１０・・・・・・・・・・・・トグルスイッチ等からなる開閉器
１１・・・・・・・・・・・・出力端子
１２・・・・・・・・・・・・線路
１３・・・・・・・・・・・・端子板
１４・・・・・・・・・・・・リード線
１５・・・・・・・・・・・・交流電源
１６・・・・・・・・・・・・接地線
Ｅ１〜Ｅ３・・・・・・・・・接地電極
【図１】
2010032460.tif 000003
【図２】
2010032460.tif 000004
【図３】
2010032460.tif 000005
【図４】
2010032460.tif 000006