JP2009031927A - 接地工事の工法選択システム - Google Patents

Abstract

【課題】工事対象の接地箇所を含む所定の範囲の接地工事の情報から土質毎、工法毎、極数毎に抵抗値を推定して提示する接地工事の工法選択方法、及び、この方法が実装された工法選択システムを提供する。
【解決手段】本発明に係る接地工事選択システム１を、接地工事毎に、抵抗値、土質、工法及び極数からなる接地情報が記憶された接地情報データベース１０と、このデータベース１０から、所定の範囲にある接地情報を抽出する第１のステップ、抽出された接地工事の抵抗値の各々を、基準となる工法で施工され且つ極数が１極のときの抵抗値に変換する第２のステップ、変換された前記抵抗値の中から基準となる抵抗値を選択する第３のステップ、及び、基準となる抵抗値から土質毎、工法毎、極数毎の推定された抵抗値を算出する第４のステップが実行される工法選択部３０とから構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、配電設備の接地工事において所定の抵抗値を得るための最適な工法を選択するための工法選択システムに関する。

電気を需要家に供給する配電システムにおいては、電気使用者の安全を確保するために、電柱に取り付けられた配電設備と大地とを電気的に接続する接地工事が行われている。この接地は、配電設備に何らかの異常が生じたときに故障電流を大地に流して安全を確保するものである。このとき、故障電流による電位上昇が人体や機器に影響を与えないように、接地抵抗値は所定の値より小さくなるよう法令で義務づけられている。そのため、既に施工されている接地工事の情報のうち、現在接地工事を行うとしている土質と同じ土質の工事における抵抗値を検索して提示し、これらの抵抗値から最適な接地工事の方法を提供するシステムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−７９４００号公報

しかしながら、土質や工法が同一であっても同じ抵抗値になる保証はなく、結局、工事を行った後にその接地抵抗値を計測して、規定値より大きい場合には再度工事を行う必要がある。このため、最初の工事で規定の抵抗値を確保できない場合は、工事完了までに時間と労力が増大するという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、工事対象の接地箇所の周りに接地された接地工事の情報から、土質毎、工法毎、極数毎に推定した抵抗値を提示する接地工事の工法選択システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る接地工事の工法選択システムは、接地工事毎に、当該接地の抵抗値、当該接地がされている地面の土質、当該接地の工法及び当該接地の極数からなる接地情報が記憶された接地情報記憶手段（例えば、実施形態における接地情報データベース１０）と、この接地情報記憶手段に記憶された接地情報から、土質別、工法別、極数別の推定された抵抗値を算出する工法選択手段（例えば、実施形態における工法選択部３０）とを有し、工法選択手段が、接地情報記憶手段から、所定の範囲にある接地工事の接地情報を抽出する第１のステップ、第１のステップで抽出された接地工事の抵抗値の各々を、基準となる工法で施工され且つ極数が１極のときの抵抗値に変換する第２のステップ、第２のステップで変換された抵抗値の中から基準となる抵抗値を選択する第３のステップ、及び、第３のステップで選択された基準となる抵抗値から土質毎、工法毎、極数毎の推定された抵抗値を算出する第４のステップを実行するように構成される。

このような本発明に係る接地工事の工法選択システムは、第３のステップにおいて、変換された抵抗値を昇順に並び替え、予め決められた順位にある抵抗値を基準となる抵抗値として選択するように構成されることが好ましい。

また、このような本発明に係る工法選択システムにおいて、接地情報記憶手段が、接地工事を管理する地域を複数のメッシュに分割し（当該地域を方眼状のエリアに分割したときの各々のエリアを「メッシュ」と呼ぶ）、接地情報を接地工事が行われたメッシュに対応付けて記憶するように構成され、工法選択手段が、メッシュを指定して当該メッシュ内にある接地工事の接地情報を接地情報記憶手段から抽出するように構成されることが好ましい。

本発明に係る接地工事の工法選択システムを以上のように構成すると、接地工事を行おうとしている地点を含む所定の範囲内（例えば、上述のメッシュ内）に既に接地されている接地情報、すなわち、この工事対象地点を含む所定の範囲の接地情報から、土質別、工法別、極数別の推定された抵抗値を得ることができるため、当該接地工事の対象となる地面の土質等を考慮して所定の基準を満足する抵抗値となる工法及び極数を選択することができる。このため、工事後の抵抗値が基準を満足せず、再度の工事を実施しなければならない状況を減少させることができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１〜図３を用いて本発明に係る工法選択方法により接地工事の土質毎、工法毎及び極数毎の抵抗値の推定値を算出して提示する工法選択システム１の構成について説明する。この工法選択システム１は、既に接地されている接地工事毎の工事情報が記憶された接地情報データベース１０と、以下に説明する工法選択方法で用いられるパラメータの情報が記憶されているパラメータ情報データベース２０と、接地情報データベース１０及びパラメータ情報データベース２０から情報を読み出して土質毎、工法毎及び極数毎の抵抗値の推定値（選択情報４０）を算出する工法選択部３０とから構成される。なお、これらの接地情報データベース１０、パラメータ情報データベース２０及び工法選択部３０は、同一のコンピュータに実装されていても良いし、それぞれがネットワークに接続されたコンピュータに実装されていても良い。

接地情報データベース１０は、接地工事毎に、識別情報（接地ＩＤ１０ｂ）をキーにして、その接地の抵抗値１０ｃ、接地工事が行われた土地の土質１０ｄ、接地工事の工法１０ｅ及び接地の極数１０ｆに関する情報（この情報を「接地情報」と呼ぶ）を管理するように構成されている。なお、本実施例においては、接地工事の管理対象のエリアを方眼状に区分けして（区分けされた各々のエリアを「メッシュ」と呼ぶ）、それぞれのメッシュにメッシュ番号１０ａを付与し、各々の接地工事をこのメッシュ番号１０ａに対応付けて管理するように構成されている。

パラメータ情報データベース２０は、後述する工法選択方法において使用するパラメータを管理するものであり、図３に示すように、抵抗値変換係数Ｋ１が管理される抵抗値変換テーブル２０ａ、工法別抵抗値変換係数Ｋ２が管理される工法別抵抗値変換テーブル２０ｂ、集合係数ηが管理される集合テーブル２０ｃ及び判定閾値ＴＨが管理される閾値テーブル２０ｄから構成される。抵抗値変換係数Ｋ１は、複数ある接地工事の工法のうちの何れか一つの工法を基準となる工法（「基準工法」と呼ぶ）として選定し（図３においては、「浅打ち工法」を選定）、他の工法による抵抗値をこの基準工法で施工されたときの抵抗値に変換するための係数であり、それぞれの工法において土質毎に定義されている。また、工法別抵抗値変換係数Ｋ２は、上述の基準工法による抵抗値を他の工法による抵抗値に変換するための係数であり、抵抗値変換係数Ｋ１の逆数である。また、集合係数ηは、工法毎に、２極以上の接地の抵抗値を１極の接地としたときの抵抗値に変換するための係数である。さらに、判定閾値ＴＨは、後述するように、最終的に算出される推定抵抗値の基礎となる基準抵抗値を決定するための閾値である（図３（ｄ）の場合は、閾値ＴＨとして「８０％」が設定されている場合を示している）。なお、本実施例においては、工法として「連結式１連」、「連結式２連」、「浅打ち」、「深打ち」の４種類があり、土質として「普通土」、「砂」、「砂礫」の３種類があり、極数として１〜４極がある場合について示している。

それでは、図４及び図５を用いて、この工法選択システム１の工法選択部３０の処理（この処理を「工法選択処理」と呼ぶ）について説明する。この工法選択部３０において工法選択処理が開始されると、まず、パラメータ情報データベース２０から工法選択のためのパラメータ（抵抗値変換係数Ｋ１、工法別抵抗値変換係数Ｋ２、集合係数η及び判定閾値ＴＨ）が読み出される（ステップＳ１００）。なお、これらのパラメータは、予め工法選択部３０に設定されていても良い（ハードディスク等の外部記憶装置に記憶されていて、上述のように処理の実行において読み込むようにしても良いし、予めメモリ上に設定されていても良いし、プログラムに埋め込まれていても良い）。次に、推定抵抗値を算出しようとするメッシュのメッシュ番号１０ａをキーに、このメッシュに属する接地情報を接地情報データベース１０から抽出する（ステップＳ１１０）。図２に示す接地情報がこの接地情報データベース１０に管理されている場合に、例えば、メッシュ番号「Ａ００１」が指定されると、図５（ａ）に示すように５個のデータが読み出される。

このようにして指定された工事対象のメッシュに属する接地情報が読み出されると、それぞれの接地工事における抵抗値Ｒ0を、極数が１極のときの抵抗値Ｒnに変換する（ステップＳ１２０）。具体的には、各接地情報に含まれる工法と極数から、これらに対応する集合係数ηを集合テーブル２０ｃから決定し、次式（１）により算出される。

Ｒn ＝ Ｎ × Ｒ0 ／ η （１）
但し、Ｎ：極数

次に、上述のようにして１極の場合に変換された抵抗値Ｒnを、基準工法（「浅打ち工法」）で施工されたとしたときの抵抗値Ｒn′に変換する（ステップS１３０）。具体的には、各接地情報に含まれる土質と工法から、これらに対応する抵抗値変換係数Ｋ１を抵抗値変換テーブル２０ａから決定し、次式（２）により算出される。

Ｒn′ ＝ Ｒn × Ｋ１ （２）

そして、ステップＳ１３０で算出された抵抗値Ｒn′（データベース１０から読み出された接地情報に含まれる抵抗値が、１極で且つ基準工法（浅打ち）のときの抵抗値に変換されたもの）をその値が小さい順（昇順）に並び替え、全体に対して判定閾値ＴＨの順位にある抵抗値を基準抵抗値Ｒxとして決定する（ステップＳ１４０）。図５（ａ）の場合では、５個の接地工事に関するデータがあり、判定閾値ＴＨとして８０％が設定されているため、小さい方から順に４番目（８０％）に位置する抵抗値Ｒn′（接地ＩＤが「００４」の接地工事であって、その抵抗値Ｒn′は５２．６）が基準抵抗値Ｒxとなる。

最後に、基準抵抗値Ｒx、すなわち、基準工法（浅打ち）で且つ１極の時の抵抗値から、土質毎、工法毎及び極数毎の推定抵抗値Ｒsnを算出する（ステップＳ１５０）。具体的には、想定される全ての土質、工法及び極数の組み合わせの各々に対して、工法及び土質に対する工法別抵抗値変換係数Ｋ２を工法別抵抗値変換係数テーブル２０ｂから決定し、また、極数及び工法に対する集合係数ηを集合係数テーブル２０ｃから決定して、次式（３）により算出する。

Ｒsn ＝ Ｒx × Ｋ２ × η ／ Ｎ （３）

このような本実施例に係る工法選択システム１によると、接地工事を行おうとするエリア（例えば、上述のメッシュ）における接地情報から、図５（ｂ）に示すように、土質毎、工法毎及び極数毎に、その推定抵抗値Ｒsnが算出され、選択情報４０として出力される。なお、この選択情報４０は紙面に打ち出して出力しても良いし、表示装置に表示しても良いし、他のシステム（例えば、接地工事のためのシミュレーションシステム）に渡して、さらに処理を続けるように構成しても良い。

以上のように、本実施例で説明した工法選択方法によると、接地工事を行おうとしているメッシュにおいて、既に接地されている接地工事の接地情報から、土質別、工法別、極数別の推定された抵抗値を得ることができるため、この推定抵抗値から、当該接地工事の対象となる地面の土質等を考慮して、所定の基準を満足する抵抗値となる工法及び極数を選択することができる。この推定抵抗値は、当該メッシュに属する接地工事の、実際の抵抗値から算出されているため、当該接地工事の施工後の実際の抵抗値に近くなる可能性が高く、このため、抵抗値が基準を満足しないときの再度の工事の実施を減少させることができる。

なお、以上の実施例においては、接地工事を管理するエリアを複数のメッシュに分割し、接地工事を行おうとするメッシュに属する接地情報から推定抵抗値を算出するように構成した場合について説明したが、本発明がこの抽出方法に限定されることはなく、例えば、接地工事を、その接地工事の対象となる配電線及び電柱の電気的つながりで分割されたグループ（「配電ブロック」と呼ぶ）で分割管理し、これから接地工事を行おうとする電柱が含まれる配電ブロックに属する接地情報を抽出して、推定抵抗値を算出するように構成することも可能である。あるいは、これから接地工事を行おうとしている電柱を中心に所定の半径を有する円内にある接地情報を抽出して、推定抵抗値を算出するように構成することも可能である。

本発明に係る工法選択システムの構成を示すブロック図である。 接地情報データベースのデータ構造を示す説明図である。 パラメータ情報データベースの構成を示す説明図である。 本発明に係る工法選択方法の処理内容を示すフローチャートである。 工法選択方法の過程を説明するための説明図であって、（ａ）基準抵抗値を選定する過程を示し、（ｂ）は、土質別、工法別、極数別の推定抵抗値を算出した結果である。

符号の説明

１ 工法選択システム
１０ 接地情報データベース（接地情報記憶手段）
３０ 工法選択部（工法選択手段）

Claims (3)

1. 接地工事毎に、当該接地の抵抗値、当該接地がされている地面の土質、当該接地の工法及び当該接地の極数からなる接地情報が記憶された接地情報記憶手段と、
   前記接地情報記憶手段に記憶された前記接地情報から、土質別、工法別、極数別の推定された抵抗値を算出する工法選択手段とを有し、
   前記工法選択手段が、
   前記接地情報記憶手段から、所定の範囲にある前記接地工事の前記接地情報を抽出する第１のステップ、
   前記第１のステップで抽出された前記接地工事の前記抵抗値の各々を、基準となる工法で施工され且つ極数が１極のときの抵抗値に変換する第２のステップ、
   前記第２のステップで変換された前記抵抗値の中から基準となる抵抗値を選択する第３のステップ、及び、
   前記第３のステップで選択された前記基準となる抵抗値から土質別、工法別、極数別の推定された抵抗値を算出する第４のステップを実行するように構成された接地工事の工法選択システム。
2. 前記第３のステップにおいて、変換された前記抵抗値を昇順に並び替え、予め決められた順位にある前記抵抗値を前記基準となる抵抗値として選択するように構成された請求項１に記載の接地工事の工法選択システム。
3. 前記接地情報記憶手段が、前記接地工事を管理する地域を複数のメッシュに分割し、前記接地情報を前記接地工事が行われた前記メッシュに対応付けて記憶するように構成され、
   前記第１のステップにおいて、前記メッシュを指定して当該メッシュ内にある前記接地工事の前記接地情報を前記接地情報記憶手段から抽出するように構成された請求項１または２に記載の工法選択システム。

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