石油灰接地電極材を用いた接地電極における接地抵抗の経年変化○杉本仁志，金谷賢一（北陸電力(株)），戸栗和広，郷津宏之（(株)ホクデン）
Annual Variation of Grounding Resistance of Grounding Electrodes using Material Made of EP Ashes
SUGIMOTO Hitoshi, KANATANI Kenichi (Hokuriku Electric Power Co.),TOGURI Kazuhiro and GOUZU Hiroyuki (Hokuden Co.)
キーワード：接地抵抗，経年変化，接地電極材，導電性コンクリート，接地抵抗低減剤

１．はじめに接地は，人体の安全や電気設備の安全・安定稼動のため，低い抵抗値を長く持続することが求められる。接地抵抗の安定性については，季節変動や経年変化の課題があるが，その実態を示すデータは少ない 1)。筆者らは，石油火力発電所から排出される石油灰（電気集塵器で捕集した原油，重油の燃焼灰，主成分は炭素）を活用した接地電極材 2)（導電性コンクリート，ホクデン EP-1）を用いた帯状接地電極の評価試験を実施している。過去に約5年間の接地抵抗測定結果から,この接地電極の経年変化が小さいことを報告した 3)。今回は，継続してきた 12年以上の接地抵抗測定結果を基に，この接地電極の経年変化について改めて検討した結果について報告する。

表 1 測定した接地電極と大地抵抗率
地 電極
点 数
1A101B
1電極 No.

接地電極

No.1No.2-No.11No.12

銅ﾒｯｼｭ電極+石油灰接地電極材
上記に，長さ 1.5m，直径 14mm 銅棒 8 本並列接続

No.13電極長10m1m16m

大地抵抗率148Ω･m183Ω･m140Ω･m15m140Ω･m

包んだ帯状電極である。B 地点の接地電極は，A 地点と同様の帯状電極に，長さ 1.5m，直径 14mm の棒状銅電極8 本を並列に接続している。測定した接地電極の詳細を
表 1 に示す。接地電極の施工年月日は，A 地点が 2004
年 10 月 4 日，B 地点が 2004 年 4 月 1 日である。

２．測定した接地電極

３．接地抵抗の経年変化
図 1 に，2005 年 1 月から 2018 年 3 月の間に A 地点の11 極の接地電極で測定した接地抵抗と月平均気温を示

富山県内の 2 地点にある接地電極を測定した。A 地点と B 地点は礫混じり砂主体の土質で，土粒子の平均密度はそれぞれ 2.656g/cm3，2.660g/cm3 と同程度である。両地点とも冬季に凍土とならない場所で，接地電極の埋設深さ約 0.8m まで地下水の上昇がないことも確認し，接地抵抗への凍結，地下水の影響はないものと考えた。A 地す。図 2 に，2005 年 8 月から 2018 年 3 月の間に B 地点の 2 極の接地電極で測定した接地抵抗と月平均気温を示す。接地抵抗は定常接地抵抗である。積雪により接地抵抗測定を行えなかった期間などは，測定データが欠落している。月平均気温は，測定地点に最も近い気象庁観測点のデータを用いている。図 1，2 から，接地抵抗の季節

点の接地電極は，銅メッシュ電極を石油灰接地電極材で変動は月平均気温の変化と増減が逆であるが，良く対応

14035No.2
No.8

No.3
No.9

No.4
No.10

No.5
No.11No.6
月平均気温3010025

定常接地抵抗 [Ω ]12080206015401020500
1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月

20052006200720082009201020112012201320142015

2016

図 1 A 地点の接地抵抗の測定結果（2005 年 1 月～2018 年 3 月，2004 年 10 月 4 日施工）

2017

2018

月平均気温 [℃]No.1No.7

1435No.13

月平均気温301025

定常接地抵抗 [Ω ]12820615410250

月平均気温 [℃]No.1207月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月 4月 7月 10月 1月

2005200620072008

200920102011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

している。また，接地抵抗は経年により増加している傾向が見られる。
接地抵抗の季節変動と月平均気温や湿度，降水量などの気象データとの相関を検討した文献4)では，接地抵抗と月平均気温の相関が最も強く，月平均気温のみでも接地抵抗の季節変動を推定できることが示されている。この結果を参考に，接地抵抗（Y ）について，月平均気温（X1 ）と，経年（X2：施工日からの経過日数）の 2 つの説明変数による (1) 式の重回帰式を求めた。これより，接地抵抗と相関が強い月平均気温の影響を考慮した上での経年の影響を検討した。

Y  R0  k1  X 1  k 2  X 2 ..................................... (1)
ここで，R0 は定数項，k1 と k2 は月平均気温と経過日数の偏回帰係数。
A，B 地点の 13 接地電極について，重回帰分析から求めた R0，k1 および k2 を表 2 に示す。1 年当たりに上昇するであろう接地抵抗ΔRは，k2 より (2) 式で算出できる。

R  k 2  365 ............................................................ (2)(1)式において，X1 を月平均気温の平均値 14℃，X2 を 0として各接地抵抗の初期値 Y0 を推定し，(3) 式より 1 年当たりの接地抵抗変化率 V（以下，「接地抵抗変化率」と記す）を算出した。各接地電極の ΔR と V を表 2 に示す。

地点AB

No.

12345678910111213

定数項

R0
19.11
94.40
97.43
75.15
73.31
80.68
106.73106.45
99.08
67.72
88.89
6.60
10.09

k1-0.26604-1.95427-2.06203-1.42873-1.49016-1.47126-2.27857-2.11161-2.02628-1.31992-1.71037-0.11571-0.16641

k20.00038
0.00285
0.002520.00199
0.003710.001840.004780.000390.00109
0.00204
0.001760.000180.00026

141210

最大値
平均値
最小値

86420
石油灰

例A：石炭灰 例B：薬剤
例C：薬剤
接地電極材，接地低減剤の種類

図 3 1 年当たりの接地抵抗変化率V  R / Y0  R /(R0  k1  14) ........................... (3)石油灰接地電極材の接地電極における接地抵抗変化率
V は，平均値で 1.3％となった。接地電極長が 10m 程度の No.1，No.12，No.13 と，1m の No.2 から No.11 の接地抵抗変化率を比べても大差がなく，接地電極の大きさに依らず接地抵抗の安定性があると考えられる。この結果と，他の接地抵抗低減剤を用いた接地電極の約 3 年間の測定結果から求められた接地抵抗変化率 5)を図3 に示す。
石油灰の接地電極は，他の接地電極よりも，経年変化が小さい結果となった。

上昇接地抵抗／年
ΔR

抵抗変化率／年
V

４．おわりに今後も，これらの接地抵抗測定を継続して，更に長期の接地抵抗の経年変化を把握する予定である。

0.14
1.04
0.92
0.73
1.35
0.67
1.75
0.14
0.40
0.75
0.64
0.07
0.09

0.89%
1.55%
1.34%
1.31%
2.58%
1.12%
2.33%
0.19%
0.56%
1.51%
0.99%
1.32%
1.21%
1.30%

1) 例えば，武馬，高橋：「接地抵抗の季節変動に関する考察」，
電気設備学会誌，Vol.22, No.8, pp.637-642 (2002.8)
2) 酒井，郷津，萩原：「EP 灰を利用した接地電極素材の開発」，
電気現場技術，Vol.38, No.441, pp.12-16 (1999.2)
3) 杉本，戸栗，郷津：「接地抵抗の経年変化に関する一考察－
EP 灰接地電極材を用いた接地電極－」，2010 年電気設備学会全国大会，No.A-14, pp.29-30 (2010.8)4) 新庄，戸栗，郷津：「接地抵抗季節変動の要因分析」，平成20 年電気学会全国大会，No.7-110, pp.171-172 (2008.3)
5) 栗田：「石炭灰を活用した接地抵抗低減剤の研究」，電気評論，
Vol.88, No.1, pp.225-227 (2003.1)

表 2 接地抵抗説明のための偏回帰係数
偏回帰係数
月平均気温
経過日数

1年当たりの接地抵抗変化率[%]

図 2 B 地点の接地抵抗の測定結果（2005 年 8 月～2018 年 3 月，2004 年 4 月 1 日施工）

平均値