(57)【要約】【課題】高低圧変圧器が稼動中であっても複数の接地極の直列合成接地抵抗値を測定することができる接地抵抗測定器を提供することを課題とする。【解決手段】接地抵抗測定器１は、高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路ＬＬから低圧機器ＬＭの筐体に漏洩電流が流れた場合、低圧機器ＬＭの筐体から可変抵抗器Ｒを流れる電流Ｉ１と、低圧機器ＬＭの筐体から機器用接地極ＥＤ、大地、Ｂ種接地極ＥＢを流れる電流Ｉ２とが逆極性で変流器ＺＣＴにより検出されると、制御回路３は変流器ＺＣＴから出力される電流検出信号がゼロとなるように可変抵抗器Ｒの抵抗値を調整するため、そのときの可変抵抗器Ｒの抵抗値を、Ｂ種接地極ＥＢと機器用接地極ＥＤの直列合成接地抵抗値として測定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高低圧変圧器の低圧側端子の一つもしくは中性線を接地するためのＢ種接地極と、前記高低圧変圧器の低圧側電路で使用される低圧機器の筐体を接地するための機器用接地極との直列合成接地抵抗値を測定するための接地抵抗測定器であって、
前記高低圧変圧器の低圧側電路から前記低圧機器の筐体に漏洩電流が流れた場合、前記低圧機器の筐体から前記機器用接地極、大地、及び前記Ｂ種接地極を介して前記低圧側電路に戻る第１の通電路を流れる漏洩電流と、前記低圧機器の筐体から可変電気抵抗を介して当該高低圧変圧器の低圧側電路に戻るように接続された第２の通電路を流れる漏洩電流とを、前記第１の通電路を流れる漏洩電流の通電方向と反対の通電方向で同時に検出する電流検出手段と、前記電流検出手段から出力される電流検出信号がゼロになるように前記可変電気抵抗の抵抗値を自動的に調整する調整手段と、前記調整手段で調整された可変電気抵抗の抵抗値を外部に出力する出力手段とを備え、前記電流検出手段の電流検出値がゼロになるように前記可変電気抵抗の抵抗値が自動的に調整された場合の当該可変電気抵抗の抵抗値に基づいて前記Ｂ種接地極と前記機器用接地極の直列合成接地抵抗値を測定することを特徴とする接地抵抗測定器。
【請求項２】
高低圧変圧器の低圧側端子の一つもしくは中性線を接地するためのＢ種接地極と、前記高低圧変圧器の低圧側電路で使用される低圧機器の筐体を接地するための機器用接地極との直列合成接地抵抗値を測定するための接地抵抗測定方法であって、
前記高低圧変圧器の低圧側電路から前記低圧機器の筐体に漏洩電流が流れた場合、前記低圧機器の筐体から前記機器用接地極、大地、及び前記Ｂ種接地極を介して前記低圧側電路に戻る第１の通電路を流れる漏洩電流と、前記低圧機器の筐体から可変電気抵抗を介して当該高低圧変圧器の低圧側電路に戻るように接続された第２の通電路を流れる漏洩電流とを検出する行程と、前記第１、第２の二つの通電路を流れる漏洩電流が等しくなるように前記第２の通電路の可変電気抵抗の抵抗値を調整する行程と、前記第１、第２の二つの通電路を流れる漏洩電流が等しくなるように前記第２の通電路の可変電気抵抗の抵抗値が調整された場合の当該抵抗値に基づいて前記Ｂ種接地極と前記機器用接地極の直列合成接地抵抗値を測定する行程とを有することを特徴とする接地抵抗測定方法。
【請求項３】
高低圧変圧器の低圧側端子の一つもしくは中性線を接地するためのＢ種接地極と、前記高低圧変圧器の低圧側電路で使用される低圧機器の筐体を接地するための機器用接地極との直列合成接地抵抗値を測定するための接地抵抗測定方法であって、
前記高低圧変圧器の低圧側電路から前記低圧機器の筐体に漏洩電流が流れた場合、前記低圧機器の筐体から前記機器用接地極、大地、及び前記Ｂ種接地極を介して前記低圧側電路に戻る第１の通電路を流れる漏洩電流と、前記低圧機器の筐体から前記Ｂ種接地極と前記機器用接地極の想定直列合成接地抵抗値より大きい抵抗値の固定電気抵抗を介して前記高低圧変圧器の低圧側電路に戻るように接続された第２の通電路を流れる漏洩電流とを、それぞれの漏洩電流の通電方向が反対になるように変流器により検出する行程と、前記第２の通電路の変流器への巻数を調整して前記第１、第２の二つの通電路を流れる漏洩電流の検出電流がゼロになるように調整する行程と、変流器の検出電流がゼロになるように前記第２の通電路の変流器への巻数が調整された場合の巻数と前記固定電気抵抗の抵抗値に基づいて前記Ｂ種接地極と前記機器用接地極の直列合成接地抵抗値を求める行程とを有することを特徴とする接地抵抗測定方法。
【請求項４】
Ｂ種接地極と機器用接地極の直列合成接地抵抗値の測定を定期的に行なったその測定結果から季節的変動率を計算し、Ｂ種接地極及び機器用接地極それぞれの予め測定されている接地抵抗値に上記季節的変動率を乗じることによってＢ種接地極及び機器用接地極それぞれの接地極の接地抵抗値を計算する行程を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の接地抵抗測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気設備技術基準で定められているＢ種接地極と、低圧機器の筐体を接地するための機器用接地極との直列合成接地抵抗値を測定する接地抵抗測定器及び接地抵抗測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高低圧変圧器の低圧側端子の一つもしくは中性線を接地するためのＢ種接地極や、高低圧変圧器の低圧側電路に接続される低圧機器の筐体等を接地するためのＤ種接地極やＣ種接地極の接地抵抗値を接地抵抗計２０で測定する場合、図２に示すような電位降下法に基づいて行なわれる。この電位降下法とは、大地に埋設された測定対象接地極２１と電流補助極２２の間に交流電源２３から出力された交流電圧を計測用標準電圧として印加することにより、測定対象接地極２１と電流補助極２２の間に流れる電流Ｉを電流計２４で測定すると同時に、測定対象接地極２１と電流補助極２２の間の設置した電位補助極２５と測定対象接地極２１の間の電圧Ｖを電圧計２６で測定したうえ、電圧Ｖ／電流Ｉの計算をすることによって測定対象接地極２１の接地抵抗値を求める方法である。（例えば、非特許文献１参照。）
【０００３】
【非特許文献１】
高橋健彦著「接地技術入門」株式会社オーム社出版、昭和６３年２月１０日    ｐ１５０−１５３
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の接地抵抗計２０で測定対象接地極２１、例えばＢ種接地極の接地抵抗値を測定する場合、高低圧変圧器等の電気設備の竣工時、あるいは年次点検時に需要家構内を停電にし、測定対象接地極２１を高低圧変圧器から電気的に切り離して測定しなければならない。そのため、測定対象接地極２１の接地抵抗値を随時、測定することは現実的に困難である。また、計測用標準電圧を出力するための交流電源２３を必要とする。
尚、一般に接地極の接地抵抗値は、気温や大地の水分量により季節的に変動するため、年間を通して一定値にはならないことが知られている。このため、高低圧変圧器の竣工時、あるいは年次点検時にのみ、接地極の接地抵抗値を測定するだけでは、接地極の接地抵抗値が電気設備技術基準で定められている許容値以下に常に保たれていることを保証することができない。
【０００５】
そこで本発明では、計測用標準電圧が不要で、且つ、１次側が特別高圧もしくは高圧の高低圧変圧器が稼動中であっても、Ｂ種接地極と低圧機器を接地するための機器用接地極との直列合成接地抵抗値を測定することができる接地抵抗測定器及び接地抵抗測定方法を提供するとともに、測定した直列合成接地抵抗値に基づいて計算した季節変動率を、高低圧変圧器の竣工時に予め測定されているＢ種接地極及び機器用接地極それぞれの接地抵抗値に乗じることによって、それぞれの接地極の接地抵抗値が電気設備技術基準で定められている許容値以下に保たれているか否かを判断することができる接地抵抗測定方法を提供することを解決すべき課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、特許請求の範囲の欄に記載した接地抵抗測定器及び接地抵抗測定方法により解決することができる。
【０００７】
請求項１記載の接地抵抗測定器によれば、高低圧変圧器の低圧側電路から低圧機器の筐体に漏洩電流が流れた場合、電流検出手段により、低圧機器の筐体から機器用接地極、大地、及びＢ種接地極を介して低圧側電路に戻る第１の通電路を流れる漏洩電流と、低圧機器の筐体から可変電気抵抗を介して当該高低圧変圧器の低圧側電路に戻るように接続された第２の通電路を流れる漏洩電流とが反対の通電方向で同時に検出されると、調整手段は、電流検出手段から出力される電流検出信号がゼロになるように可変電気抵抗の抵抗値を自動的に調整するため、出力手段は、その抵抗値を出力する。このように、電流検出手段の電流検出値がゼロになるように可変電気抵抗の抵抗値が自動的に調整された場合に出力手段から出力された可変電気抵抗の抵抗値を、Ｂ種接地極と機器用接地極の直列合成接地抵抗値として測定する。
これにより、計測用標準電圧が不要で、且つ高低圧変圧器が稼動中であっても、Ｂ種接地極と低圧機器を接地するための機器用接地極の直列合成接地抵抗を測定することができる。
【０００８】
請求項２記載の接地抵抗測定方法によれば、高低圧変圧器の低圧側電路から低圧機器の筐体に漏洩電流が流れた場合、低圧機器の筐体から機器用接地極、大地、及びＢ種接地極を介して低圧側電路に戻る第１の通電路を流れる漏洩電流と、低圧機器の筐体から可変電気抵抗を介して当該高低圧変圧器の低圧側電路に戻るように接続された第２の通電路を流れる漏洩電流とが検出されると、第１、第２の二つの通電路を流れる漏洩電流が等しくなるように第２の通電路の可変電気抵抗の抵抗値が調整されるため、当該可変電気抵抗の抵抗値に基づいてＢ種接地極と機器用接地極の直列合成接地抵抗値を測定することができる。
これにより、計測用標準電圧が不要で、且つ高低圧変圧器が稼動中であっても、Ｂ種接地極と低圧機器を接地するための機器用接地極の直列合成接地抵抗を測定することができる。
【０００９】
請求項３記載の接地抵抗測定方法によれば、高低圧変圧器の低圧側電路から低圧機器の筐体に漏洩電流が流れた場合、低圧機器の筐体から前記機器用接地極、大地、及び前記Ｂ種接地極を介して低圧側電路に戻る第１の通電路を流れる漏洩電流と、Ｂ種接地極と前記機器用接地極の想定される直列合成接地抵抗値より大きい抵抗値の固定電気抵抗を有する第２の通電路を流れる漏洩電流とを、それぞれの漏洩電流の通電方向が反対になるように変流器により検出した状態で、第２の通電路の変流器への巻数を、第１、第２の二つの通電路を流れる漏洩電流の変流器による検出電流がゼロになるように調整する。この状態での第２の通電路の変流器への巻数と当該固定電気抵抗の抵抗値に基づいてＢ種接地極と機器用接地極の直列合成接地抵抗値を求めることができる。
これにより、計測用標準電圧が不要で、且つ高低圧変圧器が稼動中であっても、Ｂ種接地極と低圧機器を接地するための機器用接地極の直列合成接地抵抗を求めることができる。
【００１０】
請求項４記載の接地抵抗測定方法によれば、Ｂ種接地極と機器用接地極の直列合成接地抵抗値が定期的に測定されると、直列合成接地抵抗値の季節変動率が計算されるため、Ｂ種接地極及び機器用接地極それぞれの予め測定されている接地抵抗値に上記季節変動率を乗じることによってＢ種接地極及び機器用接地極それぞれの接地極の接地抵抗値を計算することができる。
これにより、Ｂ種接地極及び機器用接地極それぞれの接地抵抗値を簡易的に求めることができるため、Ｂ種接地極及び機器用接地極それぞれの接地抵抗値が電気設備技術基準に定められている許容値以下に保たれているか否かを判断することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、電気設備技術基準で定められているＢ種接地極ＥＢと、１次側が特別高圧もしくは高圧の高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路ＬＬに接続される低圧機器ＬＭの筐体を接地するための機器用接地極（Ｄ種接地極、もしくは４００ボルト回路が存在すればＣ種接地極）ＥＤとの直列合成接地抵抗値を測定するための接地抵抗測定器１の構成を説明するための系統図である。
尚、上記低圧機器ＬＭは、電動機、電熱機器、照明機器等の電気機器や、電子機器、事務機器等の弱電機器、及び金属製電線管や金属製配線ダクト等を総称したものである。
【００１２】
Ｂ種接地極ＥＢは、高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側端子の一つもしくは中性線を接地するための接地極であり、Ｂ種接地極ＥＢと高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側端子の一つもしくは中性線とは接地線ＥＢＬで接続されている。また、低圧機器ＬＭの筐体と機器用接地極ＥＤとは接地線ＥＤＬで接続されている。
尚、接地線ＥＤＬは、一般的に良好な接地特性を有する建物の基礎Ｇに接続されることが多い。
【００１３】
図１に示すように、接地線ＥＢＬは電流検出手段である変流器ＺＣＴを貫通するようにセットされる。また、接地線ＥＢＬと接地線ＥＤＬの間に通電路２が接続されており、通電路２の中間部には可変抵抗器Ｒが直列に接続されている。尚、可変抵抗器Ｒに対して接地線ＥＢＬ側の配線２Ｌは、接地線ＥＢＬを流れる電流と反対の方向に流れる電流が検出されるように変流器ＺＣＴをセットされる。
【００１４】
変流器ＺＣＴにより検出される電流は、前記低圧側電路ＬＬから低圧機器ＬＭの筐体に漏洩した漏洩電流であり、その漏洩電流の一部Ｉ１は、接地線ＥＤＬから、通電路２の配線２Ｒ、可変抵抗器Ｒ、配線２Ｌ、接地線ＥＢＬを流れ、低圧側電路ＬＬに戻る回路を流れ、残りの漏洩電流Ｉ２は、接地線ＥＤＬから、機器用接地極ＥＤ、大地、Ｂ種接地極ＥＢ、接地線ＥＢＬを流れ、低圧側電路ＬＬに戻る回路を流れる。この場合、漏洩電流Ｉ１と漏洩電流Ｉ２は流れる方向が反対の状態で変流器ＺＣＴにより同時に検出される。
【００１５】
変流器ＺＣＴは調整手段である制御回路３に接続されており、漏洩電流Ｉ１と漏洩電流Ｉ２の電流検出信号が変流器ＺＣＴから制御回路３に入力される。制御回路３は、変流器ＺＣＴから出力された電流検出信号がゼロとなるように前述の可変抵抗器Ｒの抵抗値を調整する。制御回路３が可変抵抗器Ｒの抵抗値を調整する手段としては、フィードバック制御により可変抵抗器Ｒをサーボモータで駆動する手段や、リレースイッチ等を利用して、いくつかの抵抗素子を直並列に接続替えを行い、抵抗値を変化させる手段などがある。
【００１６】
上記のように、制御回路３が変流器ＺＣＴから出力される電流検出信号をゼロにするように前述の可変抵抗器Ｒの抵抗値を調整した場合、この状態での可変抵抗器Ｒの抵抗値がＢ種接地極ＥＢと機器用接地極ＥＤの直列合成接地抵抗値となる。この可変抵抗器Ｒの抵抗値は、制御回路３から表示装置等の出力手段４に出力される。尚、図１に示すように機器用接地極ＥＤと建物基礎Ｇが並列的に接続されている場合、可変抵抗器Ｒの抵抗値は、機器用接地極ＥＤの接地抵抗値ＲＤと建物基礎Ｇの接地抵抗値ＲＸとを並列合成した接地抵抗値とＢ種接地極ＥＢの接地抵抗値ＲＢを直列に合成した直列合成接地抵抗値と等しくなる。
Ｒ＝｛ＲＤ・ＲＸ／（ＲＤ＋ＲＸ）｝＋ＲＢ・・・・・式（１）
尚、前述の接地線ＥＤＬが建物基礎Ｇに接続されていない場合、当然、可変抵抗器Ｒの抵抗値は、機器用接地極ＥＤの接地抵抗値ＲＤとＢ種接地極ＥＢの接地抵抗値ＲＢとを直列に合成した直列合成接地抵抗値と等しくなる。
Ｒ＝ＲＤ＋ＲＢ・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（２）
【００１７】
以上のように、変流器ＺＣＴで前述の漏洩電流Ｉ１と漏洩電流Ｉ２が同時に検出されて変流器ＺＣＴから出力される電流検出信号がゼロとなるように可変抵抗器Ｒが調整された場合、制御回路３は、式（１）で示される抵抗値を、Ｂ種接地極ＥＢと機器用接地極ＥＤと建物基礎Ｇの合成接地抵抗値として測定する。
また、前述の接地線ＥＤＬが建物基礎Ｇに接続されていない場合、制御回路３は、式（２）で示される抵抗値を、Ｂ種接地極ＥＢと機器用接地極ＥＤの直列合成接地抵抗値として測定する。
【００１８】
接地抵抗測定担当者は、接地抵抗測定器１を用いることにより、上記式（１）、式（２）で示される直列合成接地抵抗値を高低圧変圧器Ｔｒ１の竣工時から定期的に測定することによって、その直列合成接地抵抗値の季節的変動幅と季節的変動率を計算する。
【００１９】
Ｂ種接地極ＥＢ、及び、機器用接地極ＥＤは、それぞれの接地極の竣工時に、高低圧変圧器Ｔｒ１に関する電気設備と接続されていない状態でそれぞれの接地極の接地抵抗値が従来の接地抵抗計により測定されている。
Ｂ種接地極ＥＢ、及び、機器用接地極ＥＤそれぞれの接地抵抗値が、上記直列合成接地抵抗値と同様に季節的に変動するものと仮定すれば、既に測定されているＢ種接地極ＥＢ、及び、機器用接地極ＥＤそれぞれの竣工時の接地抵抗値に上記直列合成接地抵抗値の季節的変動率を乗算することによって、それぞれの接地極の接地抵抗値が電気設備技術基準で定められている許容値以下となっているか否かを判断することが可能である。
【００２０】
以上の説明した接地抵抗測定器１では、制御回路３により自動的に直列合成接地抵抗値を求めるものであるが、制御回路３を無くすとともに、変流器ＺＣＴの代わりに漏れ電流計測用の表示付き携帯型クランプセンサを用い、その表示値がゼロとなるように、即ち、前述の漏洩電流Ｉ１と漏洩電流Ｉ２が等しくなるように可変抵抗器Ｒを調整し、表示値がゼロとなったときの可変抵抗Ｒの抵抗値を機器用接地極ＥＤとＢ種接地極ＥＢの直列合成接地抵抗値としてもよい。
【００２１】
また、図１における可変抵抗器Ｒを、測定対象となるＢ種接地極ＥＢと機器用接地極ＥＤの想定される直列合成接地抵抗値の１０倍程度の固定抵抗器に代えるとともに、変流器ＺＣＴを、漏れ電流計測用の表示付き携帯型クランプセンサに代えた状態で、その表示値がゼロとなるように、表示付き携帯型クランプセンサに巻きつける配線（図１に示した配線２Ｌに相当する）の巻数Ｎを増やす。そして、その固定抵抗の抵抗値を上記配線の巻数Ｎで除した値を、機器用接地極ＥＤとＢ種接地極ＥＢの直列合成接地抵抗値としてもよい。尚、この場合、固定抵抗の抵抗値は、測定対象となるＢ種接地極ＥＢと機器用接地極ＥＤの想定される直列合成接地抵抗値より大きいほど、直列合成接地抵抗値の測定精度が高くなる。その理由は、表示付き携帯型クランプセンサに巻きつける配線の巻数Ｎが増えて検出電流の分解能が高くなるためである。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、計測用標準電圧が不要で、且つ高低圧変圧器が稼動中であってもＢ種接地極と機器用接地極の直列合成接地抵抗値を測定することができる。また、定期的に測定した直列合成接地抵抗値に基づいて計算した直列合成接地抵抗値の季節変動率を、Ｂ種接地極及び機器用接地極それぞれの竣工時に既に測定されている接地抵抗値に乗じることによって、それぞれの接地極の接地抵抗値が電気設備技術基準で定められている許容値以下に保たれているか否かを判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】接地抵抗測定器の全体的な構成と接地抵抗値を測定するための方法を説明するための系統図である。
【図２】接地抵抗値を測定するための従来の手段を説明した説明図である。
【符号の説明】
１    接地抵抗測定器
２    通電路
３    制御回路
４    出力手段
Ｔｒ１    高低圧変圧器
ＥＢ    Ｂ種接地極
ＥＤ    機器用接地極
ＥＢＬ    Ｂ種接地線
ＥＤＬ    接地線
Ｒ    可変抵抗器
ＬＬ    低圧側電路
ＬＭ    低圧機器
【図１】
2004309182.tif 000003
【図２】
2004309182.tif 000004