JP2011179871A - 接地抵抗測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】架空配電線路の接地極の接地抵抗値が精度良く測定でき、共同接地系の合成接地抵抗も求めることができる接地抵抗測定装置を提供する。
【解決手段】切替回路２０は、架空配電線路の接地極接続端子１４、補助接地極接続端子１６、共同接地線接続端子１５と電圧電源１７との接続を切り替えて２通りの回路を形成し、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣ及び共同接地系の系統接地抵抗ＲＡを求める際に必要となる電流を測定する第１の電流検出部１８の検出抵抗の抵抗値ｒａ及び第２の電流検出部１９の検出抵抗の抵抗値ｒｂは、系統接地抵抗ＲＡが０．２〜１０Ω、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが１〜３００Ω、補助接地極の接地抵抗１６が１〜５００Ωの範囲で測定可能となるように選定された検出抵抗を有し、また、ノイズ除去のためのフィルタ部、抵抗測定のための演算部を有し合成抵抗を測定できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、架空配電線路の接地抵抗を測定する接地抵抗測定装置に関する。

配電系統の配電線路の接地抵抗の測定は、電圧（電位）降下法による測定が一般的に行われ、その際には、日本工業規格（ＪＩＳ Ｃ１３０４：接地抵抗計）に規格化されている接地抵抗計を用いて、電圧補助接地極（Ｐ電極）及び電流補助接地極（Ｃ電極）を測定時に施設し、当該の接地極（Ｅ電極）の接地抵抗値を測定している。また、多数の接地極が架空共同地線等で繋がって施設された共同接地系を構成している架空配電線路の場合には、クランプ式接地抵抗計を用いて接地抵抗を求めることもある。

日本工業規格（ＪＩＳ Ｃ１３０４：接地抵抗計）に規定されている測定手法では、１０ｍの間隔を保ってＰ電極及びＣ電極を付設しなければならないので、都市部など舗装整備された地域においては大地への補助接地極の施設が極めて困難となっている。一方、架空配電線路の場合には、多数の接地極による共同接地系が構成されていないと合成接地抵抗値の影響を無視できず、クランプ式接地抵抗計による測定方法は適用ができない。

また、従来の配電線路の接地抵抗の測定方法は、各々の接地極の接地抵抗を個別に測定するものであり、例えば、共同接地系の合成接地抵抗値は各接地極の接地抵抗測定値から計算により求めており、共同接地系の合成接地抵抗を一括で測定できるものではなかった。

そこで、出願人は、配電線路の接地極の接地抵抗値が容易に測定でき、しかも共同接地系の合成接地抵抗も求めることができる接地抵抗測定装置を開発した（例えば、特許文献１参照）。

この接地抵抗測定装置は、配電線路の接地抵抗の測定対象接地極に接続される接地極接続端子と、接地抵抗の測定の際に施設される補助接地極に接続される補助接地極接続端子と、共同接地系の共同接地線に接続される共同接地線接続端子とを有し、これらの接続端子と電圧電源との接続を切り替えて第１の回路と第２の回路との２通りの回路を形成する切替回路を備え、２通りの回路を流れる電流の中から、測定対象接地極の接地抵抗ならびに共同接地系の合成接地抵抗を求める際に必要となる電流を第１の電流検出器及び第２の電流検出器で測定し、これらの電流から接地極の接地抵抗値及び共同接地系の合成接地抵抗を求めるものである。

特開２００６−２３４８００号公報

しかし、特許文献１のものでは地中電線路の場合には精度良く検出できるが、架空配電線の場合には誤差が大きくなる。架空配電系統は地中配電系統と比較して個々の接地抵抗の管理基準値（６５Ω）が高く、共同接地系の合成接地抵抗値が小さいことから検出電流が小さくなることに加え、高低圧配電線からの電磁誘導や共架される通信線等からの影響により接地線に各種ノイズが存在しているからである。従って、架空配電線に適用するには、接地線に重畳するノイズの影響を抑制し、検出電流を精度を高める必要がある。

本発明の目的は、架空配電線路の接地極の接地抵抗値が精度良く測定でき、しかも共同接地系の合成接地抵抗も求めることができる接地抵抗測定装置を提供することである。

請求項１の発明に係る接地抵抗測定装置は、共同接地線にて共同接地系を形成した架空配電線路の接地抵抗を測定する接地抵抗測定装置において、接地抵抗の測定対象接地極に接続される接地極接続端子と、前記測定対象接地極の接地抵抗の測定の際に施設される補助接地極の接地抵抗に接続される補助接地極接続端子と、前記共同接地系の共同接地線に接続される共同接地線接続端子と、前記共同接地線接続端子、前記接地極接続端子及び前記補助接地極接続端子と電圧電源との接続を切り替える切替回路と、前記切替回路の接続切り替えにより形成され、前記共同接地線接続端子と前記接地極接続端子との間及び前記補助接地極接続端子と前記接地極接続端子との間に並列に電圧電源から所定周波数の測定用電圧を印加する第１の回路と、前記切替回路の接続切り替えにより形成され、前記共同接地線接続端子と前記補助接地極接続端子との間に前記電圧電源から所定周波数の測定用電圧を印加する第２の回路と、前記切替回路で形成された前記第１の回路の前記共同接地線接続端子と前記接地極接続端子との間に流れる電流、及び前記切替回路で形成された前記第２の回路の前記共同接地線接続端子と前記補助接地極接続端子との間に流れる電流を検出する第１の電流検出部と、前記切替回路で形成された第１の回路の前記補助接地極接続端子と前記接地極接続端子との間に流れる電流を検出する第２の電流検出部とを備え、第１の電流検出部及び第２の電流検出部は、それぞれ検出対象の電流に対応した信号を検出する検出抵抗と、前記検出抵抗で検出された検出信号を入力し前記測定用電圧の所定周波数成分を通過させる第１の帯域フィルタと、第１の帯域フィルタの出力信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された増幅信号を入力し前記測定用電圧の所定周波数成分を通過させる第２の帯域フィルタとを有し、前記測定用電圧の電圧値を所定の低電圧とし、前記共同接地系の合成接地抵抗から前記測定対象接地極の接地抵抗を除いた系統接地抵抗が０．２〜１０Ω、前記測定対象接地極の接地抵抗が１〜３００Ω、前記補助接地極の接地抵抗が１〜５００Ωの範囲で測定可能となるように、前記第１の電流検出部の検出抵抗の抵抗値及び前記第２の電流検出部の検出抵抗の抵抗値を選定したことを特徴とする。

請求項２の発明に係る接地抵抗測定装置は、請求項１の発明において、前記第１の電流検出部及び第２の電流検出部で測定された電流に基づいて、前記測定対象接地極の接地抵抗及び前記系統接地抵抗を求める演算部を備えたことを特徴とする。

請求項３の発明に係る接地抵抗測定装置は、請求項２の発明において、前記演算部は、前記測定対象接地極の接地抵抗及び前記系統接地抵抗に基づいて前記共同接地系の合成接地抵抗を求めることを特徴とする。

請求項３の発明に係る接地抵抗測定装置は、請求項１または２の発明において、前記電圧電源の測定用電圧の所定周波数は、前記共同接地線に重畳する商用周波数の誘導電圧成分が無視できる周波数帯域とすることを特徴とする。

本発明によれば、接地極接続端子と共同接地線接続端子との間及び接地極接続端子と補助接地極接続端子との間に並列に電圧電源から所定の測定用電圧を印加する第１の回路と、補助接地極接続端子と共同接地線接続端子との間に電圧電源から所定の測定用電圧を印加する第２の回路とを切り替えて形成し、第１の回路及び第２の回路に流れる電流を計測して接地抵抗や共同接地系の合成接地抵抗を求めるにあたり、測定用電圧の所定周波数成分を通過させる第１の帯域フィルタ及び第２の帯域フィルタを設けたので、架空配電線の接地線に存在する各種ノイズの影響を除去できる。

また、電圧電源の測定用電圧の電圧値を所定の低電圧とし、共同接地系の合成接地抵抗から測定対象接地極の接地抵抗を除いた系統接地抵抗が０．２〜１０Ω、測定対象接地極の接地抵抗が１〜３００Ω、補助接地極の接地抵抗が１〜５００Ωの範囲で測定可能となるように、第１の電流検出部の検出抵抗の抵抗値及び第２の電流検出部の検出抵抗の抵抗値を選定したので、周囲環境への影響を小さくでき、しかも、補助接地極の接地抵抗が１〜５００Ωの広い範囲であっても、共同接地系の合成接地抵抗から測定対象接地極の接地抵抗を除いた系統接地抵抗を広範囲の０．２〜１０Ω、測定対象接地極の接地抵抗を広範囲の１〜３００Ωで測定できる。

本発明の実施の形態に係る接地抵抗測定装置の構成図。 本発明の実施の形態における切替回路で形成される第１の回路の回路図。 本発明の実施の形態における切替回路で形成される第２の回路の回路図。 本発明の実施の形態に係る接地抵抗測定装置の他の一例の構成図。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係る接地抵抗測定装置の構成図である。架空配電線路には複数の電柱１１が設けられ、各々の電柱１１はそれぞれ接地極で接地されている。また、電柱１１には架空配電線である高圧配電線１２及び低圧配電線３０が設けられ、低圧配電線３０は共同接地線３０Ａにて共同接地系を形成している。図１では低圧配電線３０が単相三線式の配電線であり、中性線を共同接地線３０Ａとして共同接地系を形成した場合を示している。

また、図１では、中央の電柱１１の接地極の接地抵抗を測定する場合を示しており、その測定対象接地極の接地抵抗がＲＣであり、その他の接地極の接地抵抗がＲ１〜Ｒｎである場合を示している。後述するように、これらの接地極の接地抵抗Ｒ１〜Ｒｎ及び測定対象接地極の接地抵抗ＲＣの合成接地抵抗はＲで示され、共同接地系の合成接地抵抗Ｒから測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを除いた系統接地抵抗はＲＡで示している。

接地抵抗測定装置１３は、測定対象となる電柱１１の接地極と、その測定対象電柱１１における低圧配電線３０の共同接地線３０Ａとの間に接続される。接地抵抗測定装置１３は、接地極接続端子１４、共同接地線接続端子１５及び補助接地極接続端子１６を有し、接地極接続端子１４は測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを測定する際に測定対象接地極に接続され、共同接地線接続端子１５は共同接地系の共同接地線３０Ａに接続される。また、補助接地極接続端子１６には補助接地極が接続される。補助接地極は測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを測定する際に、例えば電柱１１の周辺の地面に施設される。

接地抵抗測定装置１３は、電圧電源１７、第１の電流検出部１８及び第２の電流検出部１９を有し、切替回路２０により電圧電源１７と測定系との間で形成される２通りの回路を切り替え、切替回路２０の切り替えにより形成された回路毎に、第１の電流検出部１８や第２の電流検出部１９でその回路に流れる電流を検出する。第１の電流検出部１８や第２の電流検出部１９は、切替回路２０で形成された２通りの回路を流れる電流の中から測定対象接地極の接地抵抗ＲＣ及び共同接地系の系統接地抵抗ＲＡを求める際に必要となる電流を検出する電流検出部である。

第１の電流検出部１８及び第２の電流検出部１９は、それぞれ検出対象の電流に対応した信号を検出抵抗ｒａ、ｒｂを介して検出部２１ａ、２１ｂで検出する。すなわち、検出部２１ａ、２１ｂは検出抵抗ｒａ、ｒｂを流れる電流に比例した電圧を検出することによって検出対象の電流を検出する。検出部２１ａ、２１ｂで検出された検出信号は、測定用電圧の所定周波数成分を通過させる第１の帯域フィルタ２２ａ、２２ｂに入力されてノイズが除去され、増幅器２３ａ、２３ｂで信号増幅される。そして、さらに、測定用電圧の所定周波数成分を通過させる第２の帯域フィルタ２４ａ、２４ｂでノイズが除去される。第２の帯域フィルタ２４ａ、２４ｂの出力信号は、それぞれの検出対象の電流である。

次に、主スイッチ２５は、切替回路２０で回路を形成した後に投入されるスイッチであり、主スイッチ２５が投入されることにより、電圧電源１７から測定用電圧が測定系に供給される。切替回路２０は、切替スイッチ２６、１個のａ接点２７及び２個のｂ接点２８ｂ１、２８ｂ２を有し、切替スイッチ２６がオフであるときは、図２に示した第１の回路を形成し、切替スイッチ２６がオンのときは、図３に示した第２の回路を形成する。

まず、第１の回路は、図２に示すように、電圧電源１７からの測定用電圧Ｅにより電流Ｉａが流れる第１の閉回路と、電圧電源１７からの測定用電圧Ｅにより電流Ｉｂが流れる第２の閉回路との並列回路である。電流Ｉａが流れる第１の閉回路は、電圧電源１７から共同接地線接続端子１５を介して共同接地線及び測定対象接地極を通り接地極接続端子１４を介して電圧電源１７に戻る閉回路である。ここで、共同接地線の系統接地抵抗ＲＡは、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを除いた他の接地極の各々の抵抗Ｒ１〜Ｒｎの合成接地抵抗ＲＡ｛ＲＡ＝１／Σ（１／Ｒｎ）｝である。地中配電線路の場合には系統接地抵抗ＲＡを無視できるほどの多数の接地極が設けられていないので、この共同接地系の系統接地抵抗ＲＡは無視できない有限の値を持つことになり、第１の閉回路は共同接地系の系統接地抵抗ＲＡと測定対象接地極の接地抵抗ＲＣとの直列回路となる。一方、電流Ｉｂが流れる第２の閉回路は、電圧電源１７から補助接地極接続端子１６を介して補助接地極及び測定対象接地極を通り接地極接続端子１４を介して電圧電源１７に戻る閉回路である。

測定対象接地極の接地抵抗ＲＣ及び補助接地極の接地抵抗ＲＢはそれぞれ有限の値である。第１の電流検出部１８は、第１の回路における第１の閉回路の電流Ｉａを検出し、第２の電流検出部１９は、第１の回路における第２の閉回路に流れる電流Ｉｂを検出する。

ここで、低圧配電線３０の場合、共同接地系の系統接地抵抗ＲＡは小さく、補助接地極の接地抵抗ＲＢ及び測定対象接地極の接地抵抗ＲＣは系統接地抵抗ＲＡより大きく、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣは共通の抵抗であるので、第１の回路に流れる電流Ｉａは第２の回路に流れる電流Ｉｂより大きくなる。例えば、共同接地系の系統接地抵抗ＲＡは０．２〜１０Ωであり、補助接地極の接地抵抗ＲＢは１〜５００Ωであり、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣは１〜３００Ωであるとすると、取り得る組合せとして、共同接地系の系統接地抵抗ＲＡが０．２Ωで、補助接地極の接地抵抗ＲＢが５００Ωで、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが３００Ωある場合には、第２の回路に流れる電流Ｉｂが小さくなってしまう。

そこで、後述するように、第２の回路に流れる電流Ｉｂの検出精度を向上させるべく、第１の電流検出部１８の検出抵抗ｒａ及び第２の電流検出部１９の検出抵抗ｒｂを適切な値に選定して、第１の回路に流れる電流と第２の回路に流れる電流の比率がなるべく大きくならないようにすることが必要となる。

次に、第２の回路は、図３に示すように、電圧電源１７からの測定用電圧Ｅにより電流Ｉｃが流れる閉回路である。すなわち、電圧電源１７から共同接地線接続端子１５を介して共同接地線及び補助接地極を通り補助接地極接続端子１６に戻る閉回路である。共同接地線の系統接地抵抗ＲＡは、図２に示した場合と同様に、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを除いた他の接地極の各々の抵抗Ｒ１〜Ｒｎの合成接地抵抗ＲＡ｛ＲＡ＝１／Σ（１／Ｒｎ）｝であり、無視できない有限の値を持つことになる。また、同様に、補助接地極の接地抵抗ＲＢは有限の値である。この場合、第１の電流検出部１８は、第２の回路に流れる電流Ｉｃを検出する。

次に、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを測定するにあたっては、測定対象接地極の接地線を切り離す。そして、接地抵抗測定装置２１の接地極接続端子１４を測定対象接地極に接続し、共同接地線接続端子１５を共同接地系の共同接地線（低圧配電線３０の共同接地線３０Ａ）に接続する。また、補助接地極接続端子１６を電柱１１が設置されている近傍の地面に施設する。この補助接地極接続端子１６は、電柱１１の近傍の接地できる箇所に施設できればよい。

この状態で、切替回路２０の切替スイッチ２６はオフのままとしておき、主スイッチ２５を投入すると、図２に示す第１の回路が測定系に形成される。この第１の回路においては、第１の閉回路に電流Ｉａが流れ、第２の閉回路に電流Ｉｂが流れる。電流Ｉａを第１の電流検出部１８で測定し、電流Ｉｂを第２の電流検出部１９で測定する。この場合、下記の（３）式及び（４）式が成立する。

Ｅ＝Ｉａ・ＲＡ＋（Ｉａ＋Ｉｂ）・ＲＣ …（３）
Ｅ＝Ｉｂ・ＲＢ＋（Ｉａ＋Ｉｂ）・ＲＣ …（４）
次に、切替回路２０の切替スイッチ２６はオンとして、図３に示す第２の回路を形成する。第２の回路が形成されると、閉回路に電流Ｉｃが流れるので、この電流Ｉｃを第１の電流検出部１８で測定する。この状態では、下記の（５）式が成立する。

Ｅ＝Ｉｃ・（ＲＡ＋ＲＢ） …（５）
ここで、電圧電源１７の測定用電圧Ｅは既知であり、電流Ｉａ及び電流Ｉｃは第１の電流検出部１８で測定され、電流Ｉｂは第２の電流検出部１９で測定されるので既知である。そこで、（３）式、（４）式及び（５）式の連立方程式により、共同接地系の系統接地抵抗ＲＡ、補助接地極の接地抵抗ＲＢ、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを求めることができる。共同接地系の系統接地抵抗ＲＡは（６）式、補助接地極の接地抵抗ＲＢは（７）式、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣは（８）式でそれぞれ示される。

ＲＡ＝Ｅ・Ｉｂ／（Ｉａ・Ｉｃ＋Ｉｂ・Ｉｃ） …（６）
ＲＢ＝Ｅ・Ｉａ／（Ｉａ・Ｉｃ＋Ｉｂ・Ｉｃ） …（７）
ＲＣ＝Ｅ・（Ｉａ・Ｉｃ＋Ｉｂ・Ｉｃ−Ｉａ・Ｉｂ）
／（Ｉａ＋Ｉｂ）・（Ｉａ・Ｉｃ＋Ｉｂ・Ｉｃ） …（８）
このように、接地抵抗測定装置２１の切替回路２０により、第１の回路と第２の回路との２通りの測定回路を作成し、各回路に電圧電源１７から測定用電圧Ｅを印加し、測定された電流値Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃから、キルヒホッフの法則に基づく（３）式、（４）式及び（５）式の関係式を立てて、この連立方程式を解くことにより、当該の測定対象接地極の接地抵抗ＲＣならびに共同接地系の系統接地抵抗ＲＡを求める。

これら測定対象接地極の接地抵抗ＲＣならびに共同接地系の系統接地抵抗ＲＡを求めることにより、最終的に求めたい合成接地抵抗Ｒを（９）式により求めることができる。

Ｒ＝ＲＡ・ＲＣ／（ＲＡ＋ＲＣ） …（９）
ここで、電圧電源Ｅの周波数は、共同接地線に重畳する商用周波数の誘導電圧成分が無視できる周波数帯域、例えば３００Ｈｚまたは３６０ＨＺとする。これは、商用周波数である５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの周波数に近い周波数の場合には、商用周波数の誘導電圧あるいは奇数倍の高調波が共同接地線に誘起され、共同接地系の系統接地抵抗ＲＡを求める際に必要となる電流値Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃにノイズが重畳するので、それを避けるためである。

前述したように、本発明の実施の形態に係わる接地抵抗測定装置では、共同接地線（低圧配電線３０の共同接地線３０Ａ）に重畳するノイズの影響を考慮せざるを得ない。また、低圧配電線３０の場合、測定される合成抵抗値ＲＡが配電系統の規模や当該接地極の抵抗値ＲＣにより変わるため、共同接地系の系統接地抵抗ＲＡ、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣ、補助接地極の接地抵抗ＲＢが取り得る最大範囲を対象とした。すなわち、共同接地系の系統接地抵抗ＲＡは０．２〜１０Ω、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣは１〜３００Ω、補助接地極の接地抵抗ＲＢは１〜５００Ωの範囲とした。

このことから、本発明の実施の形態では、共同接地系の系統接地抵抗ＲＡは０．２〜１０Ω、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣは１〜３００Ω、補助接地極の接地抵抗ＲＢは１〜５００Ωの範囲で、共同接地系の系統接地抵抗ＲＡ及び測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが精度良く測定可能となるように、第１の電流検出部１８及び第２の電流検出部１９を構成するべく、対策１として検出電流に重畳するノイズをさらに除去するためのフィルタを強化すること、対策２として検出電流の信号レベルを高くすること、対策３として検出抵抗ｒａ、ｒｂを適切な抵抗値に選定することを検討した。

対策１として、本発明の実施の形態に係わる接地抵抗測定装置では、ノイズの影響を低減するため、実際の接地抵抗の測定にあたっては、第１の電流検出部１８及び第２の電流検出部１９に、電圧電源の測定用電圧Ｅの周波数３００Ｈｚもしくは３６０Ｈｚだけを通す第１の帯域フィルタ２２ａ及び第２の帯域フィルタ２４ａを設けノイズを除去することとした。対策２については、検出電流の信号レベルを高くするには電圧電源１７の測定用電圧Ｅを高くする必要があるが、電圧電源１７の測定用電圧Ｅを高くすると周囲への影響が大きくなるので、本発明では所定の低電圧として２Ｖ〜２０Ｖの低電圧とした。また、対策３としては、共同接地系の合成接地抵抗が０．２〜１０Ω、測定対象接地極の接地抵抗が１〜３００Ω、補助接地極の接地抵抗が１〜５００Ωの範囲で測定可能となるように、つまり、前述したように、第２の回路に流れる電流Ｉｂの検出精度を向上させるべく、第１の電流検出部１８の検出抵抗ｒａ及び第２の電流検出部１９の検出抵抗ｒｂを適切な値に選定することとした。

そこで、低圧配電線３０の模擬回路を用いて、第１の電流検出部１８の検出抵抗の抵抗値ｒａ及び第２の電流検出部１９の検出抵抗の抵抗値ｒｂの選定を検討するにあたり、以下の実験を行った。まず、実験条件として、下記のように設定した。

ノイズは、図２に示す第１の閉回路の電流Ｉａにおいて、５０Ｈｚの０．０５６２Ａ、１５０Ｈｚの０．００６２Ａ、２５０Ｈｚの０．０２３４Ａ、３５０Ｈｚの０．０１９５Ａとし、共同接地線の系統接地抵抗ＲＡ、補助接地極の接地抵抗ＲＢ、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣの模擬抵抗（真値）は、誤差±５％以下の固定抵抗器とした。ノイズは、実系統のある配電系統のノイズを実測して、その測定したノイズと同じ程度のものを選択した。

接地抵抗測定装置の試作器として、第１の帯域フィルタ２１及び第２の帯域フィルタ２４は抽出周波数ｆ０が３００ＨｚでＱ値が５、電圧電源１７の測定用電圧Ｅは２Ｖ、第１の電流検出部１８の検出抵抗の抵抗値ｒａは３Ω、第２の電流検出部１９の検出抵抗の抵抗値ｒｂは３０Ωとし、試作器Ａは１個の第１の帯域フィルタ２１と２個の第２の帯域フィルタ２４とを有し、試作器Ｂは１個の第１の帯域フィルタ２１と１個の第２の帯域フィルタ２４とを有した２つのものを用意した。電圧電源１７の測定用電圧Ｅを２Ｖとしたのは測定用電圧Ｅが低電圧であるほど条件が厳しいためである。

そして、共同接地線の系統接地抵抗ＲＡ及び補助接地極の接地抵抗ＲＢを１Ωとし、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを１Ω、１００Ω、３００Ωに変化させた場合に、接地抵抗測定装置の試作器Ａ、Ｂにより、共同接地線の系統接地抵抗ＲＡ、補助接地極の接地抵抗ＲＢ、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを測定した。なお、測定誤差の許容値はＪＩＳＣ１３０４（接地抵抗計）に準拠し、測定対象の最大スケールの５%以内とした。その測定結果を表１に示す。

表１に示すように、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが１Ωのときは、試作器Ａ、Ｂはともに、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、ノイズが２倍の場合のいずれの場合も、合成接地抵抗ＲＡ及び接地抵抗ＲＣは真値を測定できている。ここで言うノイズ有りとは、ノイズが多いと考えられる夏季の重負荷時に、実際の商用線路４３カ所でノイズ測定を行い、得られた最大値をノイズ有りのレベル、厳しめの条件としてその２倍のレベルをノイズ２倍とした。補助接地極の接地抵抗ＲＢは真値より小さい値を測定しているが、接地抵抗計の測定対象の最大スケールの５%以内である。

測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが１００Ωのときは、試作器Ａは、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、ノイズが２倍の場合のいずれの場合も、系統接地抵抗ＲＡ及び接地抵抗ＲＣは真値に近い値を測定しており、接地抵抗ＲＢも真値に近い値を測定している。試作器Ｂはノイズが２倍の場合に系統接地抵抗ＲＡが真値の約２倍の値を測定しており、接地抵抗ＲＢは真値よりかなり小さい値を測定しているが、接地抵抗計の測定対象の最大スケールの５%以内である。これは試作器Ｂは第２の帯域フィルタ２４が１個であり、第２の帯域フィルタ２４が２個である試作器Ａと比較してノイズの影響を受けているためであると考えられる。

測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが３００Ωのときは、試作器Ａは、ノイズ無しの場合には、系統接地抵抗ＲＡ及び接地抵抗ＲＣは真値に近い値を測定できているが、ノイズ有りの場合には系統接地抵抗ＲＡは小さめの値（０．６）を測定しており、接地抵抗ＲＣは真値に近い値を測定している。ノイズが２倍の場合には、測定結果が系統接地抵抗ＲＡは測定範囲外の小さい値（０．１以下）となり測定中止とした。また、試作器Ｂは、ノイズ無しの場合には、系統接地抵抗ＲＡ及び接地抵抗ＲＣは真値に近い値を測定しているが、接地抵抗ＲＢは真値より高い値を測定している。ノイズ有りの場合、ノイズが２倍の場合には、測定結果が系統接地抵抗ＲＡの測定範囲外の（０．１以下）となり測定中止とした。

表１から分かるように、試作器Ａの方が試作器Ｂより共同接地系の系統接地抵抗ＲＡ及び測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを精度良く検出できているので、帯域フィルタが多いほど良いことが分かる。３個の帯域フィルタ（１個の第１の帯域フィルタ２１と２個の第２の帯域フィルタ２４）を有した試作器Ａ（抵抗値ｒａは３Ω、抵抗値ｒｂは３０Ω）であると、共同接地線の系統接地抵抗ＲＡ及び補助接地極の接地抵抗ＲＢが１Ωのとき、つまり、補助接地極の接地抵抗ＲＢが小さい場合であっても、系統接地抵抗ＲＡ及び測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを試作器Ｂより精度良く測定できること分かる。

次に、共同接地線の系統接地抵抗ＲＡを１Ωとし、補助接地極の接地抵抗ＲＢを１００Ω、５００Ωのときの測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを５０Ω、１００Ω、３００Ωに変化させた組み合わせの場合に、接地抵抗測定装置の試作器Ａ、Ｂにより、共同接地線の系統接地抵抗ＲＡ、補助接地極の接地抵抗ＲＢ、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを測定した。なお、測定誤差の許容値はＪＩＳＣ１３０４（接地抵抗計）に準拠し、測定対象の最大スケールの５%以内とした。その測定結果を表２に示す。

表２に示すように、共同接地線の系統接地抵抗ＲＡが１Ω、補助接地極の接地抵抗ＲＢが１００Ω、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが５０Ωのときは、試作器Ａ、Ｂはともに、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、ノイズが２倍の場合のいずれの場合も、系統接地抵抗ＲＡ及び接地抵抗ＲＣは真値に近い値を測定できている。補助接地極の接地抵抗ＲＢも真値に近い値を測定できている。

共同接地線の系統接地抵抗ＲＡが１Ω、補助接地極の接地抵抗ＲＢが１００Ω、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが１００Ωのときは、試作器Ａは、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、ノイズが２倍の場合のいずれの場合も、系統接地抵抗ＲＡ及び接地抵抗ＲＣは真値に近い値を測定しており、接地抵抗ＲＢも真値に近い値を測定している。試作器Ｂはノイズが２倍の場合に系統接地抵抗ＲＡが真値の約２倍の値を測定している。

共同接地線の系統接地抵抗ＲＡが１Ω、補助接地極の接地抵抗ＲＢが１００Ω、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが３００Ωのときは、試作器Ａは、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、ノイズが２倍の場合のいずれの場合も、系統接地抵抗ＲＡ及び接地抵抗ＲＣは真値より高めであるが真値に近い値を測定しており、接地抵抗ＲＢも真値に近い値を測定している。試作器Ｂは、ノイズ有りの場合やノイズが２倍の場合に系統接地抵抗ＲＡが真値よりかなり高い値を測定している。

次に、共同接地線の系統接地抵抗ＲＡが１Ω、補助接地極の接地抵抗ＲＢが５００Ω、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが５０Ωのときは、試作器Ａは、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、ノイズが２倍の場合のいずれの場合も、系統接地抵抗ＲＡ及び接地抵抗ＲＣは真値もしくはそれに近い値を測定できている。補助接地極の接地抵抗ＲＢも真値に近い値を測定できている。試作器Ｂは、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、系統接地抵抗ＲＡ及び接地抵抗ＲＣは真値に近い値を測定できており、ノイズが２倍の場合にはやや高めの値（１．６）を測定している。補助接地極の接地抵抗ＲＢは真値に近い値を測定できている。

共同接地線の系統接地抵抗ＲＡが１Ω、補助接地極の接地抵抗ＲＢが５００Ω、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが１００Ωのときは、試作器Ａは、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、ノイズが２倍の場合のいずれの場合も、系統接地抵抗ＲＡ及び接地抵抗ＲＣは真値もしくはそれに近い値を測定できている。補助接地極の接地抵抗ＲＢも真値に近い値を測定できている。試作器Ｂは、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、ノイズが２倍の場合の順に、系統接地抵抗ＲＡは真値に近い値から大きくなり、接地抵抗ＲＣ及び補助接地極の接地抵抗ＲＢは真値に近い値を測定できている。

共同接地線の系統接地抵抗ＲＡが１Ω、補助接地極の接地抵抗ＲＢが５００Ω、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが３００Ωのときは、試作器Ａは、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、ノイズが２倍の場合の順に、系統接地抵抗ＲＡは真値に近い値から大きくなり、接地抵抗ＲＣ及び補助接地極の接地抵抗ＲＢも真値に近い値を測定できている。試作器Ｂは、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、ノイズが２倍の場合の順に、系統接地抵抗ＲＡは真値より小さい値から大きくなり、接地抵抗ＲＣ及び補助接地極の接地抵抗ＲＢは真値に近い値を測定できている。

このように、共同接地線の系統接地抵抗ＲＡを１Ω、補助接地極の接地抵抗ＲＢを１００Ωまたは５００Ωとし、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを５０Ω、１００Ω、３００Ωに変化させたとき、試作器Ｂよりも試作器Ａの方が精度良く、系統接地抵抗ＲＡ及び測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを許容範囲で測定できること分かる。

表２から分かるように、試作器Ａの方が試作器Ｂより共同接地系の系統接地抵抗ＲＡ及び測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを精度良く検出できているので、帯域フィルタが多いほど良いことが分かる。また、試作器Ａは、抵抗値ｒａは３Ω、抵抗値ｒｂは３０Ωであり、この場合には、系統接地抵抗ＲＡ及び測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを精度良く測定できること分かる。

次に、３個の帯域フィルタ（１個の第１の帯域フィルタ２１と２個の第２の帯域フィルタ２４）を有した試作器Ａについて、抵抗値ｒａが３Ωで抵抗値ｒｂが３０Ωである場合と、抵抗値ｒａが５Ωで抵抗値ｒｂが５０Ωである場合とを比較した。その比較結果を表３に示す。

表３に示すように、共同接地線の系統接地抵抗ＲＡ、補助接地極の接地抵抗ＲＢ、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣのいずれもが１Ωである場合、５／５０Ω試作器Ａは、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、ノイズが２倍の場合のいずれの場合も、系統接地抵抗ＲＡ及び接地抵抗ＲＣは真値を測定できている。補助接地極の接地抵抗ＲＢは真値より小さい値を測定しているが、接地抵抗計の測定対象の最大スケールの５%以内である。３／３０Ω試作器Ａは、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、ノイズが２倍の場合のいずれの場合も、系統接地抵抗ＲＡ及び接地抵抗ＲＣは真値もしくはそれに近い値を測定できている。補助接地極の接地抵抗ＲＢは真値より大きい値あるいは小さい値を測定しているが、接地抵抗計の測定対象の最大スケールの５%以内である。

共同接地線の系統接地抵抗ＲＡが１Ω、補助接地極の接地抵抗ＲＢが１Ω、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが３００Ωである場合、５／５０Ω試作器Ａは、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、系統接地抵抗ＲＡは真値に近い値及び小さめの値（０．６）を測定できており、接地抵抗ＲＣも真値に近い値を測定できている。また、補助接地極の接地抵抗ＲＢは真値より大きめの値を測定している。そして、ノイズが２倍の場合には系統接地抵抗ＲＡは測定結果が合成抵抗値ＲＡの測定範囲外の（０．１以下）となり測定中止とした。

３／３０Ω試作器Ａは、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合は、系統接地抵抗ＲＡ及び接地抵抗ＲＣは真値もしくはそれに近い値を測定できている。補助接地極の接地抵抗ＲＢは真値もしくは大きめ値を測定している。ノイズが２倍の場合のいずれの場合、系統接地抵抗ＲＡは小さい値を測定し、接地抵抗ＲＣは真値より大きめの近い値を測定できている。補助接地極の接地抵抗ＲＢは真値より大きい値を測定しているが、いずれも接地抵抗計の測定対象の最大スケールの５%以内である。

共同接地線の系統接地抵抗ＲＡが１Ω、補助接地極の接地抵抗ＲＢが１００Ω、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが３００Ωである場合、５／５０Ω試作器Ａ及び３／３０Ω試作器Ａはともに、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、ノイズが２倍の場合の順に、系統接地抵抗ＲＡは真値もしくは真値に近い値から大きめの値を計測している。補助接地極の接地抵抗ＲＢ及び接地抵抗ＲＣは、いずれの場合も真値もしくはそれに近い値を測定できている。

共同接地線の系統接地抵抗ＲＡが１Ω、補助接地極の接地抵抗ＲＢが５００Ω、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが３００Ωである場合も同様であり、共同接地線の系統接地抵抗ＲＡが１１Ω、補助接地極の接地抵抗ＲＢが５００Ω、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣが３００Ωである場合には、ノイズ無しの場合、ノイズ有りの場合、ノイズが２倍の場合のいずれの場合も、系統接地抵抗ＲＡ、補助接地極の接地抵抗ＲＢ、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣは、真値もしくはそれに近い値を測定できている。

このように、第１の電流検出部１８の検出抵抗ｒａ及び第２の電流検出部１９の検出抵抗ｒｂを、３／３０Ωとした場合と、５／５０Ωとした場合とでは大きな差は見られなかった。

以上の実験結果から、第２の回路に流れる電流Ｉｂの検出精度を向上させるべく、第１の電流検出部１８の検出抵抗ｒａ及び第２の電流検出部１９の検出抵抗ｒｂは、３／３０Ωあるいは５／５０Ωに選定することが望ましいことが分かる。これから、第１の電流検出部１８の検出抵抗ｒａ及び第２の電流検出部１９の検出抵抗ｒｂは、１対１０の比率が望ましいと考えられる。

このように、電圧電源の測定用電圧の電圧値を所定の低電圧２Ｖ〜２０Ｖとし、電圧電源の測定用電圧Ｅの周波数をノイズの影響を受けにくい３００Ｈｚとし、測定用電圧Ｅの周波数成分３００Ｈｚを通過させる第１の帯域フィルタ２２及び第２の帯域フィルタ２４を設けたので、架空配電線の接地線に存在する各種ノイズの影響を除去できる。また、共同接地系の合成接地抵抗が０．２〜１０Ω、測定対象接地極の接地抵抗が１〜３００Ω、補助接地極の接地抵抗が１〜５００Ωの範囲で測定可能となるように、第１の電流検出部の検出抵抗の抵抗値及び第２の電流検出部の検出抵抗の抵抗値を３／３０Ωあるいは５／５０Ωに選定したので、周囲環境への影響を小さくでき、しかも、補助接地極の接地抵抗が１〜５００Ωの広い範囲であっても、共同接地系の系統接地抵抗ＲＡを広範囲の０．２〜１０Ω、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを広範囲の１〜３００Ωで測定できる。

なお、ノイズが２倍の場合には、共同接地系の系統接地抵抗ＲＡ及び測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを測定できない場合があったが、通常、ノイズが２倍になることはほとんどないので、実用的には、共同接地系の系統接地抵抗ＲＡを広範囲の０．２〜１０Ω、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを広範囲の１〜３００Ωで測定できる。

次に、本発明の実施の形態の他の一例を説明する。図４は本発明の実施の形態に係る接地抵抗測定装置の他の一例の構成図である。この一例の接地抵抗測定装置は、図１に示した接地抵抗測定装置に対し、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣ、補助接地極の接地抵抗ＲＢ、
測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを除いた他の接地極の各々の抵抗Ｒ１〜Ｒｎの合成接地抵抗である系統接地抵抗ＲＡ、及び共同接地系の合成接地抵抗Ｒを求める演算部２９を追加して設けたものである。

演算部２９は、第１の電流検出部１８で検出された第１の回路の共同接地線接続端子１５と接地極接続端子１４との間に流れる電流Ｉａ、第２の回路の共同接地線接続端子１５と補助接地極接続端子１６との間に流れる電流Ｉｃ、第２の電流検出器２７で検出された第１の回路の補助接地極接続端子１６と接地極接続端子１４との間に流れる電流Ｉｂ、電圧電源１７の測定用電圧Ｅを入力し、（３）式、（４）式及び（５）式の連立方程式を解いて、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣ、補助接地極の接地抵抗ＲＢ、測定対象接地極を除いた他の接地極の合成接地抵抗ＲＡを求める。求めた測定対象接地極の接地抵抗ＲＣ、補助接地極の接地抵抗ＲＢ、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣを除いた他の接地極の合成接地抵抗である系統接地抵抗ＲＡは、図示省略の記憶部に記憶し、必要に応じて図示省略の表示部に表示する。

以上の説明では、補助接地極の接地抵抗ＲＢも求めるようにしたが、最終的に測定したいのは、共同接地系の合成接地抵抗Ｒを求めるために必要な測定対象接地極の接地抵抗ＲＣ及び共同接地系の系統接地抵抗ＲＡであるので、補助接地極の接地抵抗ＲＢは必ずしも記憶部に保存しておく必要はない。

そして、測定対象接地極の接地抵抗ＲＣと共同接地系の系統接地抵抗ＲＡとから、測定点における合成接地抵抗Ｒ｛＝ＲＡ・ＲＣ／（ＲＡ＋ＲＣ）｝を求め、最終的に求めたい合成接地抵抗Ｒを表示部に表示する。

これにより、演算部２９で測定対象接地極の接地抵抗ＲＣ及び共同接地系の系統接地抵抗ＲＡを演算して求めるので、容易に測定対象接地極の接地抵抗ＲＣや共同接地系の系統接地抵抗ＲＡを得ることができる。さらには、最終的に求めたい合成接地抵抗Ｒを得ることができる。

１１…電柱、１２…高圧配電線、１３…接地抵抗測定装置、１４…接地極接続端子、１５…共同接地線接続端子、１６…補助接地極接続端子、１７…電圧電源、１８…第１の電流検出部、１９…第２の電流検出部、２０…切替回路、２１…検出部、２２…第１の帯域フィルタ、２３…増幅器、２４…第２の帯域フィルタ、２５…主スイッチ、２６…切替スイッチ、２７…ａ接点、２８…ｂ接点、２９…演算部、３０…低圧配電線、３０Ａ…共同接地線

Claims (4)

1. 共同接地線にて共同接地系を形成した架空配電線路の接地抵抗を測定する接地抵抗測定装置において、接地抵抗の測定対象接地極に接続される接地極接続端子と、前記測定対象接地極の接地抵抗の測定の際に施設される補助接地極の接地抵抗に接続される補助接地極接続端子と、前記共同接地系の共同接地線に接続される共同接地線接続端子と、前記共同接地線接続端子、前記接地極接続端子及び前記補助接地極接続端子と電圧電源との接続を切り替える切替回路と、前記切替回路の接続切り替えにより形成され、前記共同接地線接続端子と前記接地極接続端子との間及び前記補助接地極接続端子と前記接地極接続端子との間に並列に電圧電源から所定周波数の測定用電圧を印加する第１の回路と、前記切替回路の接続切り替えにより形成され、前記共同接地線接続端子と前記補助接地極接続端子との間に前記電圧電源から所定周波数の測定用電圧を印加する第２の回路と、前記切替回路で形成された前記第１の回路の前記共同接地線接続端子と前記接地極接続端子との間に流れる電流、及び前記切替回路で形成された前記第２の回路の前記共同接地線接続端子と前記補助接地極接続端子との間に流れる電流を検出する第１の電流検出部と、前記切替回路で形成された第１の回路の前記補助接地極接続端子と前記接地極接続端子との間に流れる電流を検出する第２の電流検出部とを備え、第１の電流検出部及び第２の電流検出部は、それぞれ検出対象の電流に対応した信号を検出する検出抵抗と、前記検出抵抗で検出された検出信号を入力し前記測定用電圧の所定周波数成分を通過させる第１の帯域フィルタと、第１の帯域フィルタの出力信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された増幅信号を入力し前記測定用電圧の所定周波数成分を通過させる第２の帯域フィルタとを有し、前記測定用電圧の電圧値を所定の低電圧とし、前記共同接地系の合成接地抵抗から前記測定対象接地極の接地抵抗を除いた系統接地抵抗が０．２〜１０Ω、前記測定対象接地極の接地抵抗が１〜３００Ω、前記補助接地極の接地抵抗が１〜５００Ωの範囲で測定可能となるように、前記第１の電流検出部の検出抵抗の抵抗値及び前記第２の電流検出部の検出抵抗の抵抗値を選定したことを特徴とする接地抵抗測定装置。
2. 前記第１の電流検出部及び第２の電流検出部で測定された電流に基づいて、前記測定対象接地極の接地抵抗及び前記系統接地抵抗を求める演算部を備えたことを特徴とする請求項１記載の接地抵抗測定装置。
3. 前記演算部は、前記測定対象接地極の接地抵抗及び前記系統接地抵抗に基づいて前記共同接地系の合成接地抵抗を求めることを特徴とする請求項２記載の接地抵抗測定装置。
4. 前記電圧電源の測定用電圧の所定周波数は、前記共同接地線に重畳する商用周波数の誘導電圧成分が無視できる周波数帯域とすることを特徴とする請求項１または２記載の接地抵抗測定装置。

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