JP2014169999A - 接地抵抗測定装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接地抵抗を測定する方法及び装置を提供する。
【解決手段】メイン・ユニット10は、各ワイヤを介して複数の電極14,16,18の各々に結合され、これら電極を介して抵抗測定を行い、抵抗測定の一部として計算した抵抗値の表示を行うため１つ以上のワイヤを介して誘導信号を伝送する。遠隔ユニット12は、インダクタンス・メカニズム30を用い１つ以上の各ワイヤを介して誘導信号を検出し、この誘導信号を処理して抵抗値の表示を決め、遠隔ユニットのインタフェースに抵抗値の表示を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、多数の接地抵抗及び土壌抵抗の測定を行う装置及び方法に関する。

良好な接地が存在しないのは望ましくなく、電気装置の故障のリスクを増大させる。効果的な接地システムが存在しないと、計測エラー、高調波歪み課題、力率問題、多くの間欠的なジレンマの可能性など種々の問題が生じる。適切に設計され維持された接地システムによる接地（アース）への経路が故障電流用に存在しないと、これら電流は、意図しない経路を見つける。さらに、良好な接地システムを用いると、工業プラント及び装置の損傷を防げるので、装置の信頼性を改善し、点灯電流又は故障電流による損傷の可能性を減らすためにも、良好な接地システムが望まれる。

高い含水量、高い塩類含有量及び高い温度の腐食性土壌により、接地棒（接地電極）と、これら接地棒の接触性とが時間と伴に劣化する。よって、接地システムが最初に接地されたときには、この接地システムの接地抵抗値（アース抵抗値）が低いが、接地システムの接地棒又は他の要素が腐食し始めると、接地システムの抵抗が時間と伴に増加する。接地テスタ（測定装置）は、間欠的な電気問題の如き課題を扱うのに有用な故障修理ツールである。なお、間欠的な電気問題は、不十分な接地又は不十分な電力品質に関連する。かかる接地テスタを用いると、全ての装置及び接地接続を定期的にチェックできる。

特開２０１３−７６９２号公報 特開２０１２−６８０２３号公報 特開２０１２−２６８９６号公報

装置及び接地接続の定期的チェックの期間中、測定した抵抗の増加が２０％又は他のしきい値よりも高いと、この抵抗を低くするように問題の原因調査を行わなければならない（例えば、接地システムの接地棒を交換したり、追加したりして行う）。かかる定期的なチェックには、電位低下テスト、選択的測定、土壌抵抗テストの如く導通の確立した技術を含んでいる。これらは、地質調査、２極測定などの一部も形成する。現在の接地テスト・システムにより正確な結果を得るためには、かかるテストに非常に長時間かかると共に、多くの人手がかかる。特に、高圧鉄塔の如く高電圧が適用される測定を扱う際、テストに注意が必要となる。

確実な精度を達成し、及び／又は多数の測定を実行するために、上述の接地テスト手順の全ては、テスト装置に接続された種々の電極の間で操作者が何回にもわたって行ったり来たりするので非常に手間がかかる。特に、従来技術によって上述の技術を実施するためにテスト装置を設定すると、電極及びテスト装置の間の不適切な接触、例えば、緩んだクリップ、不十分な導通、電極の不適切な配置などにより、不正確な結果又は異常な結果が生じる。よって、正確なテスト結果を得るためには、設定の調整及び繰り返し測定が必要となる。例えば、操作者は、種々の電極での全ての接続をチェックする必要があり、これら電極間の互いの距離はしばしば長い。

この繰り返し測定／接続手順を１人の操作者により実行することは、非常に時間がかかると共に手間もかかる。この手順に関連する無駄な時間及び取り組みを低減する一般的な解決法は、２人以上の操作者で単一のテスト手順を実施することである。しかし、これは、更なる人手を要するため、しばしば現実的ではないし、可能でもない。さらに、この解決法は、効率的でもないし便利でもなく、かなりの余分な費用が生じる。

本発明の基本的な理解のために、本発明の１つ以上の概念を要約して以下に説明する。ここでの要約は、全ての予期できる概要を広範に説明するものではなく、また、全ての概念の要点又は重要な要素を特定するものでもなく、任意又は全ての概念の範囲を説明するものでもない。その単なる目的は、以下のより詳細な説明の前提として、簡略化した形式で１つ以上の概念の内容を示すものである。

本発明の概念の１つによれば、上述の１つ以上のテスト技術を実施するために使用するテスト装置を設ける。テスト装置は、メイン・ユニットと遠隔ユニットとを含んでおり、これらは、電極に接続されたワイヤ（導線）を介して互いに通信をするのに適合している。所望の測定技法に応じて測定できるようにテスト装置を構成した後、遠隔ユニットは、メイン・ユニットを電極の１つに接続するワイヤを介して誘導信号を送ることにより、測定を開始できる。同様に、ワイヤを介して誘導信号を送って、測定結果としての測定値又はその表示を遠隔ユニットに提供できる。メイン・ユニット及び遠隔ユニットは、誘導信号を送受信するメカニズムにより構成できる。これにより、メイン・ユニットから離れて配置された遠隔ユニットを用いて、１人の操作者により測定を実行できるし、又は、測定結果が許容範囲内であることを少なくとも確認できる。これにより、異なる場所にある電極の間を操作者が頻繁に行ったり来たりすることから解放される。一例において、これにより、測定結果の表示を調べるためにテスト装置のメイン・ユニットに戻る必要もなくなる。

本発明の独自の特性又は特徴を含む本発明の実施例は、以下の概念で示される。
（１）各ワイヤを介して複数の電極の各々に結合し；上記複数の電極の少なくとも一部により抵抗測定を行い；上記各ワイヤの１つ以上を介して誘導信号を伝送して、上記抵抗測定の一部として計算された抵抗値の表示を示すように構成されたメイン・ユニットを備えた接地抵抗測定装置。
（２）上記メイン・ユニットは、上記各ワイヤの１つ以上を介して受けた誘導信号を検出するように構成され、上記メイン・ユニットは、上記受けた誘導信号が抵抗測定開始を示すとの判断に少なくとも部分的に基づいて、上記抵抗測定を実行する概念１の接地抵抗測定装置。
（３）上記複数の電極の間に所定電流を発生し；上記複数の電極の間での電位降下を測定し；上記所定電流及び上記電位降下の少なくとも一部に基づいて上記抵抗値を計算することの少なくとも一部によって上記抵抗測定を実行するように上記メイン・ユニットが構成されている概念１の接地抵抗測定装置。
（４）上記抵抗値の表示は、上記抵抗値の範囲に対応するインデックスである概念１の接地抵抗測定装置。
（５）上記メイン・ユニットは、上記抵抗値の表示を示すための変調、伝送パターン又は信号強度を用いて上記誘導信号を伝送する概念１の接地抵抗測定装置。

（６）インダクタンス・メカニズムを用いて上記各ワイヤの１つ以上を介して上記誘導信号を検出し；上記誘導信号を処理して上記抵抗値の表示を決定し；上記抵抗値の表示を行うように構成された遠隔ユニットを更に備えた概念１の接地抵抗測定装置。
（７）上記遠隔ユニットは、上記インダクタンス・メカニズムを用いて上記各ワイヤの１つ以上を介して測定開始誘導信号を伝送し、上記抵抗測定の実行開始要求を示すように更に構成された概念６の接地抵抗測定装置。
（８）上記遠隔ユニットは、上記遠隔ユニットのボタン活性化の検出の少なくとも一部に基づいて上記測定開始誘導信号を伝送して、上記抵抗測定を実行する概念７の接地抵抗測定装置。
（９）上記遠隔ユニットは、測定開始の指示を示すための変調、伝送パターン又は強度により上記測定開始誘導信号を伝送する概念７の接地抵抗測定装置。
（１０）上記遠隔ユニットは、測定の特定形式に対する開始の指示を示すための変調、伝送パターン又は強度により上記測定開始誘導信号を伝送する概念７の接地抵抗測定装置。
（１１）上記遠隔ユニットのインタフェースは、上記抵抗値の表示を行うためのデジタル表示器を備えた概念６の接地抵抗測定装置。
（１２）上記遠隔ユニットのインタフェースは、上記抵抗値の表示を示す一連の光源を備える概念６の接地抵抗測定装置。

（１３）接地された電極及びメイン・ユニットの間で接続されたワイヤを介して誘導信号を伝送して抵抗測定の実行要求を示し；上記ワイヤを介して受けた誘導信号を検出し；上記受けた誘導信号を処理して上記抵抗測定から得た抵抗値の表示を決定し；上記抵抗値の表示に関連した指示を行うように構成された遠隔ユニットを備えた接地抵抗測定装置。
（１４） 上記誘導信号を伝送すると共に上記受けた誘導信号を検出するように構成するために、インダクタンス・メカニズムを上記遠隔ユニットが備える概念１３の接地抵抗測定装置。

（１５）少なくとも２つの電極間で１つ以上の各ワイヤを介して所定電流を発生し；上記少なくとも２つの電極の間の電位降下を測定し；上記所定電流及び上記電位降下の少なくとも一部に基づいて抵抗値を計算し；上記１つ以上の各ワイヤの少なくとも１つを介して誘導信号を伝送して上記抵抗値の表示を示す接地抵抗測定方法。
（１６）上記１つ以上の各ワイヤの少なくとも１つを介してテスト開始誘導信号を更に受け、上記発生が上記テスト開始誘導信号の少なくとも一部に基づく概念１５の接地抵抗測定方法。
（１７）上記伝送は、上記抵抗値の表示を示すために、上記誘導信号の変調、伝送パターン又は強さの１つ以上を可変する概念１６の接地抵抗測定方法。
（１８）上記抵抗値の表示は、上記抵抗値の範囲に対応するインデックスである概念１５の接地抵抗測定方法。

（１９）インダクタンス・メカニズムを用い、ワイヤを介して誘導信号を伝送して、抵抗測定の開始要求を指示し；上記インダクタンス・メカニズムを用い、上記ワイヤを介して受けた誘導信号を検出し；上記受けた誘導信号が示す抵抗値の表示を決定し；上記抵抗値の表示を行う接地抵抗測定方法。
（２０）上記抵抗値の表示は、上記抵抗値の表示を示す多くの光源を活性化させる概念１９の接地抵抗測定方法。
（２１）上記伝送は、上記抵抗測定を開始するためのボタンの活性化の検出の少なくとも一部に基づく概念１９の接地抵抗測定方法。

上述及び関連した目的を達成するために、本発明の１つ以上の概念は、特に請求項で指摘し詳細に後述する特徴を含む。以下の説明及び添付図は、本発明の１つ以上の概念の特徴を詳細に説明するためのものである。しかし、これら特徴は、本発明の種々の概念の原理を用いた種々の方法のいくつかを示すものであり、この説明がかかる概念及びそれらの均等の全てを含むことを意図している。

開示する本発明の概念は、添付図を参照して詳述するが、これは、説明のためであり、添付図そのものに本発明を限定するものではない。また、同様な要素は、同様な参照符号で示す。

本発明により、４極電位降下テストを行うテスト装置の一例を示す図である。 本発明により、選択的な測定を行うテスト装置の一例を示す図である。 本発明により、４極テストでの土壌抵抗を測定するテスト装置の一例を示す図である。 本発明により、誘導信号によって測定抵抗値を伝送する方法の一例を示す流れ図である。 本発明により、誘導信号によって測定を要求する方法の一例を示す流れ図である。 本発明により、抵抗値の表示を決定し伝送する方法の一例を示す流れ図である。

本発明の種々の概念の詳細について説明するが、本発明の１つ以上の例を添付図に示す。各例は、本発明の説明のためであり、本発明をその例に限定するものではない。実際には、本発明の範囲又は要旨を逸脱することなく、説明する概念に対して種々の変更及び変形を行えることが当業者には明らかであろう。例えば、例示の一部として図示し又は説明する特徴を他の例に用いて、更なる他の例とすることができる。すなわち、説明する概念は、請求項及びこれらの均等の範囲内での変更及び変形を含むことを意図するものである。

用語「又は」は、排他的な「又は」（何れか一方）ではなく包括的な「又は」（少なくとも一方を含んでいればよい）を意味するものである。すなわち、特定されているか文脈から明らかでない場合、句「ＸがＡ又はＢを用いる」とは、普通に包括的な任意の交換を意味するものである。すなわち、句「ＸがＡ又はＢを用いる」は、ＸがＡを用いる；ＸがＡを用いる；又はＸがＡ及びＢの両方を用いるといういずれの意味も満足するものである。さらに、本明細書及び請求項で用いる数詞は、特定した場合や又は単一形であると文脈から明らかな場合を除いて、通常、「１つ以上」であることを意図する。

多くの装置、コンポーネント、モジュールなどを含むシステムの観点から、種々の概念又は特徴がある。種々のシステムは、追加の装置、コンポーネント、モジュールなどを含んでもよいことが、及び／又は、図に関連して説明した装置、コンポーネント、モジュールなどの全ては含んでいなくてもよいことが理解できると共に明らかであろう。また、これらアプローチの組合せを用いてもよい。

ここで説明する種々の例において、テスト装置は、接地抵抗又は土壌抵抗の測定を行うために、メイン・ユニット及び遠隔ユニットを含んでいる。メイン・ユニットは、測定を実行でき、遠隔ユニットは、測定を開始し、メイン・ユニットから測定結果を受けることができる。例えば、メイン・ユニットは、各ワイヤ（導線）を介して１つ以上の電極（例えば、接地棒、ステークなど）に結合されて、その抵抗をチェックする。メイン・ユニット及び遠隔ユニットは、ワイヤを介して誘導信号を送信及び受信することにより、互いに通信をするように構成できる。ここで、かかる誘導信号は、抵抗測定の開始の要求や、かかる測定の１つ以上の結果の表示などを特定できる。一例において、遠隔ユニットは、ワイヤの１つに結合でき、このワイヤを介して誘導信号を伝送して測定を開始できる。メイン・ユニットは、このメイン・ユニットに接続されたワイヤを介して誘導信号を受け、それに基づいて測定を実行できる。同様に、メイン・ユニットは、ワイヤを介して誘導信号を伝送することにより測定結果を遠隔ユニットに通信できる。この誘導信号を遠隔ユニットにて受信し、処理できる。

図１は、本発明により接地棒（電極）の接地抵抗を測定するテスト装置の一例を示す。このテスト装置は、メイン・ユニット１０及び遠隔ユニット１２を含んでいる。メイン・ユニット１０は、接地棒１４並びに複数のステーク１６及び１８を含む一連の電極に、各ワイヤ２０、２２、２４及び／又は２６により結合される。これらステーク（電極）１６及び１８は、互いの間が所定距離にて土壌内に配置される。図示のように、ワイヤ（導線）２０、２２、２４及び／又は２６は、夫々がクランプを有して電極１４、１６及び／又は１８に結合するが、他の接続メカニズムも同様に可能なことが理解できよう。この点に関し、メイン・ユニット１０は、ここで更に説明する如く、ステーク１６及び１８の追加測定に基づいて、接地棒１４に対する接地抵抗の測定を実施できる。

遠隔ユニット１２は、インダクタンス・メカニズム（誘導性機構）３０を含んでいる。このインダクタンス・メカニズム３０は、ワイヤを介して誘導信号（例えば、電流の如き信号）を伝送し、及び／又は、ワイヤの誘導信号をピックアップする。一例において、インダクタンス・メカニズム３０は、電流クランプの如きクランプ又は他の結合メカニズムであり、このメカニズムは、ワイヤに結合して、（例えば、磁気コアによって）誘導信号を伝送又はピックアップできる。インダクタンス・メカニズム３０をワイヤ２８により遠隔ユニット１２に結合して、遠隔ユニット１２からの誘導信号をインダクタンス・メカニズム３０に送り、及び／又は、インダクタンス・メカニズム３０が監視した誘導信号を遠隔ユニット１２に送ることができる。

メイン・ユニット１０がインダクタンス・メカニズム（図示せず）を含むこともできる。一例において、メイン・ユニット１０のインダクタンス・メカニズムをこのユニット内に（例えば、ワイヤ２０、２２、２４及び／又は２６に接続されたテスト・リードを受けるポートにて）組み立てて、メイン・ユニット１０に差し込まれたワイヤ２０、２２、２４及び／又は２６を介して誘導を観察し、及び／又は伝送する。よって、例えば、遠隔ユニット１２は、インダクタンス・メカニズム３０を介して誘導信号を伝送して、接地又は土壌の抵抗測定の如き測定をメイン・ユニット１０にて開始できる。一例において、メイン・ユニット１０は、測定形式を特定する選択メカニズム（例えば、選択ノブ）を含んでおり、このメイン・ユニット１０は、誘導信号の受信に基づいて、選択された測定（選択測定）を実行する。他の例において、遠隔ユニット１２からの誘導信号は、測定の形式、又は１つ以上の関連パラメータを（例えば、遠隔ユニット１２での選択に基づいて）特定できる。

図１の例に示すようにインダクタンス・メカニズム３０がワイヤ２６に結合されている（例えば、ワイヤの周りにクランプされている）いかなる場合も、メイン・ユニット１０に組み込まれているインダクタンス・メカニズムを用いて、このメイン・ユニット１０に結合されているワイヤ２６（例えば、そのテスト・リード）上の誘導信号をメイン・ユニット１０が検出できる。遠隔ユニット１２は、メイン・ユニット１０による検出のために、インダクタンス・メカニズム３０により、実質的に任意のワイヤ２０、２２、２４及び／又は２６を介して、誘導信号を伝送できることが明らかであろう。一例において、遠隔ユニット１２は、この遠隔ユニット１２のボタン又は他の選択器の活性化の検出に基づいて、誘導信号を伝送できる。なお、この活性化は、測定の実行を望んでいることを示す。

メイン・ユニット１０は、誘導信号を検出し、測定の開始要求を示していると解釈すると共に、選択した測定を実行できる。例えば、誘導信号を検出及び／又は解釈するとは、測定の開始を指示していることを意味する誘導信号のある変調シーケンス又は他の特徴をメイン・ユニット１０が検出することを含む。例えば、インダクタンス・メカニズム３０は、誘導信号の変調の分散、誘導信号の伝送パターン、誘導信号の強度などを用いて測定開始を示すことができ、メイン・ユニット１０は、信号のかかる特徴を検出して測定開始を決定できる。一例において、メイン・ユニット１０は、ワイヤ２６（及び／又はワイヤ２０、２２及び２４）を介して誘導信号を伝送して測定の開始を確認できる。遠隔ユニット１２は、測定が開始したことの指示としてこの誘導信号を得ることができる。

測定に続いて、その後、メイン・ユニット１０は、組み込みインダクタンス・メカニズムを用いて、ワイヤ２６（例えば、及び／又はワイヤ２０、２２及び２４）を介して、測定結果を示す誘導信号を伝送することにより、測定結果の表示を遠隔ユニット１２に通信する。インダクタンス・メカニズム３０は、この誘導信号を観察して、関連情報の処理及び／又は表示のためにこの関連情報を遠隔ユニット１２に供給する。この点に関し、遠隔ユニット１２は、誘導信号を処理して測定結果の表示を決定すると共に、インタフェースを介してその表示を適切に示す。一例において、同様に、遠隔ユニット１２は、メイン・ユニット１０から測定結果を受けたとの確認のために、ワイヤ２０、２２、２４及び／又は２６の１つ以上を介してインダクタンス・メカニズム３０により誘導信号を伝送することができる。よって、メイン・ユニット１０と直接的に相互作用することをユーザに要求することなく、遠隔ユニット１２のインダクタンス・メカニズム３０をワイヤ２０、２２、２４及び／又は２６の１つに結合することにより、遠隔ユニット１２を用いて測定を開始しその結果を得ることができる。

例として、遠隔ユニット１２は、デジタル表示器（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、液晶表示器（ＬＣＤ）、又は類似の表示器）、複数の光指示器又は他の視覚指示器、スピーカー又は他のオーディオ出力装置、又はユーザに情報を出力できる実在のメカニズムを含むことができる。よって、インダクタンス・メカニズム３０が検出した誘導信号内から得た抵抗測定結果を示すことには、表示器上に測定結果を表示することと、その結果の範囲を示す多数の光（光源）で照らすことと、測定値の読出しや多くのトーンなど如き可聴指示器を鳴らすことが含まれる。図示の如く、メイン・ユニット１０が表示を含むので、遠隔ユニット１２のユーザが測定を完了したり又は正確な結果を読取ったりする必要がない。

さらに他の実施例において、遠隔ユニット１２は、ハンドヘルド及びポータブル装置を備えており、この装置は、機械的及び／又は電気的にメイン・ユニット１０と取り外し可能に結合できる。この実施例により、テスト装置の両方のユニットを複数の測定サイト間で便利に移動できる。さらに、一例において、メイン・ユニット１０は、遠隔ユニット１２用のドックとして機能する（例えば、単一の電源を用いて、メイン・ユニット１０により遠隔ユニット１２を一般的に充電するなど）。

接地システムの抵抗測定に関して、例えば、接地抵抗測定を行う際に、適切なレベルの精度を達成するために、テストする接地棒１４の抵抗に比較して、補助電極（ステーク）１６及び１８の各抵抗が高すぎないことが望ましい。電極１６及び１８と接地との間に高い接触抵抗が存在する地質的に異なる条件において、操作者は、抵抗表示を示す誘導信号により、遠隔ユニット１２上に示された高い接地システム抵抗を観察できると共に、メイン・ユニット１０を参考にすることなく、高すぎるとみなせる値に対して適切に対策を行える。上述の如く、複数の光源、ＬＥＤ表示器などの１つ以上を用いて、遠隔ユニット１２により抵抗値を示すことができる。かかる対策には、土壌／電極の間における接触を改善するために、電極１６及び／又は１８の周囲の土壌を軽く叩いて詰めることや、電極１６及び／又は１８の周囲に水を注ぐことなどが含まれる。

その後、操作者は、観察のためにメイン・ユニット１０に行くことなく、再び測定開始を要求し、遠隔ユニット１２による少なくとも測定結果の表示を得ることにより、測定を容易に繰り返すことができる。これ故に、この実施例は、通常ならば少なくとも１人（可能ならば数人）の操作者が多数の電極とメイン・ユニット１０との間を行ったり来たりする無視できない時間及び労力をなくすことにより、かかる測定の実行効率を効果的に高める。

更なる一例において、メイン・ユニット１０は、高抵抗の電極（例えば、他の電極と比較したときにしきい値以上の抵抗の電極）を判断すると共に、その電極を誘導信号により遠隔ユニット１２に示すことができる（例えば、変調、伝送パターン、強度などの如き誘導信号の特徴を変化させて）。遠隔ユニット１２は、インダクタンス・メカニズム３０が受けた誘導信号の特徴に基づいて電極を判断できると共に、所定電極における高抵抗の結果を指示できる。よって、この例において、ユーザは、遠隔ユニット１２による指示に基づいてどの電極を再配置するかを判断できる。

［電位降下測定］
サイトからエネルギーをなくすために接地システム又は個別の電極の機能を測定する１つの方法は、「電位降下」テストである。

再度、図１を参照する。例えば、テストされる（被テストの）接地電極又は接地棒１４を接地システムの接続から外して、並列接地により生じる接地抵抗測定の不正確さ（例えば、低すぎる）を防止する。次に、テスト装置のメイン・ユニット１０を接地電極（接地棒）１４に接続する。この接地電極は、次に第１電流電極１４として用いることができる。電位降下テストを実行する技術には、図１に示す如き４点又は４極テスト、３極テスト、２極テスト、又はより多くの極によるテストなどが含まれる。３又は４極電位降下テストに対して、更に２つの（補助）電極１６及び１８を設けて（一般的には、各接地ステークの形式で）、第２電流電極１８として用いる接地電極１４から所定距離だけ離れた土壌内に電極１８の１つを配置する。他の補助電極１６は、例えば、電流電極１８と接地電極１４との間で直線に沿って土壌内に実質的に配置され、電圧プローブ１６として用いられる。他の一般的な測定トポロジ（図示せず）は、互いに異なる角度（例えば９０度）で電極を配置することを含む。これら２つの補助電極１６及び１８をテスト装置のメイン・ユニット１０にも接続する。ワイヤ２０及び２２を接地電極１４に接続し、ワイヤ２４を補助電極１６に接続し、ワイヤ２６を補助電極１８に接続する。

次のステップにおいて、例えば、遠隔ユニット１２は、インダクタンス・メカニズム３０によりワイヤ２０、２２，２４又は２６を介して誘導信号を伝送することによって測定を開始させる。なお、インダクタンス・メカニズム３０は、対応するワイヤの周囲にクランプされる。一例において、信号伝送は、最後に接地挿入されたワイヤに生じ、測定を開始するために操作者が歩き回るのを軽減する。メイン・ユニット１０は、各ワイヤ２０、２２，２４又は２６を介して誘導信号をピックアップし、この誘導信号が測定開始に関連すると判断する。この例において、テスト装置のメイン・ユニット１０は、ワイヤ２０及び２６を用いて電流電極１８と接地電極１４との間に所定（既知）電流を発生して測定を開始できる。この電流経路に沿った電位降下は、ワイヤ２４を用いてプローブ１６によって、電流電極１８及び接地電極１４の間における直線ラインに沿った所定点で測定できる（例えば、接地電極１４及びプローブ１６の間の電位降下の値を得ることができる）。接地電極１４に接続されたワイヤ２２を用いて、ワイヤ２０、２４及び２６の任意の部分、又はメイン・ユニット１０にプラグ挿入された関連テスト・リードの影響を除去できる。

オームの法則（Ｖ＝ＩＲ）を用いて、テスト装置のメイン・ユニット１０は、発生した既知の電流と測定した電位降下とに応じて接地電極１４の抵抗を自動的に計算できる。なお、Ｖが電位差であり、Ｉが所定電流であり、Ｒがオーム単位の抵抗である。メイン・ユニット１０は、ワイヤ２０、２２、２４及び／又は２６の１つ以上を介して誘導信号を伝送することにより、抵抗又はこれに関連した表示を伝送できる。よって、遠隔ユニット１２は、その誘導信号を検出し、この受けた誘導信号に基づいて測定結果又はその表示を表すことができる。例において、抵抗の相対表示は、抵抗の範囲を示すインデックスを含んでいる。特定の例において、この範囲は１〜８となり、各インデックスがオームでの抵抗範囲を次のように示す。
１：０から０．５
２：０．５から１
３：１から５
４：５から１０
５：１０から５０
６：５０から１００
７：１００から２００
８：２００以上

よって、メイン・ユニット１０からの誘導信号にて表示を受けた場合、遠隔ユニット１２は、インデックスを判断し、その表示を適切に示すことができる（例えば、受けたインデックス数に関連する多くの光源として、受けたインデックスに関連した範囲としてＬＣＤなどに表示できる）。接地電極１４が他の接地棒（図示せず）と並列又は直列ならば、求めた抵抗値は、全ての接地棒の総合抵抗値である。

３極又は４極接地抵抗テストを実行する際に高精度を達成するために、テストする接地電極１４と内部プローブ１６の影響の範囲外に補助電流電極１８を配置できる。補助電流電極１８が影響の範囲外に配置されないと、抵抗の有効領域が重なり、テスト装置が行う如何なる測定も無効になる。また、一般的に、電極１８は、テストされる接地棒１４の深さよりも長い距離で表面の下に延びなければならない。次の表は、補助電極１６及び１８の適切な設定の例である。

測定結果の精度をテストし、補助電極１６及び１８が影響の範囲外であることを確実にするに際し、例えば、プローブ１６を所謂６２％ルールによって再配置できる。このルールが適用される場合は、接地電極１４、電位プローブ１６及び電流電極１８が一直線上で適切な間隔の場合（最適には、電流電極１８が被テストの接地電極１４から３０メートル〜５０メートルだけ離れている）と、土壌が均質の場合と、接地電極１４が小さな抵抗領域を有する場合とである。これらの制限を考慮すると、単一の棒又は板などを有する小さな接地電極システムと、いくつかの棒を有する中間システムで、この方法を理想的に用いることができる。

概要を上述したように、一定の地質的条件となる理想的な環境条件に対して６２％ルールが有効なので、電極１４及び１８の間の距離の５２％及び７２％における電極１６にて測定を繰り返すことにより（例えば、電極１４及び１８の間の距離の１０％で何れかの方向での電極１６を再配置する）、電極１４及び１８の間の距離の６２％にて測定した測定結果を確かめることが操作者にとって正常である。３つの結果の全てが類似ならば、６２％距離で求めたオリジナルの結果を正しいとみなせる。しかし、これら３つの結果が大幅に変化すると（例えば、３０％以上の差）、その後の測定手順の繰り返しの前に、被テストの接地棒１４からの電極１８の距離を増やす。よって、変化する距離の配置での多数の読取りが電流電極１８にて行われ、測定結果を確認し実証する。また、かかる３極テスト又は４極テストにより、テスト装置のメイン・ユニット１０は、典型的には、被テストの接地棒１４の所に配置される。これは、一般的に、短いリード又は導体を介してテスト装置を接地電極１４に接続することが必要なためである。短いリードにより、電極１６及び１８に接続するリードに対してその効果を確実に無視できる。

これ故に、遠隔ユニット１２での試験の開始及び／又は測定結果の指示により、多数の測定を実行すること、及び／又は電極１６及び１８の適切な配置を確認することが簡単にできる一方、かなりの労力（例えば、電極１６及び／又は１８を再配置したり、メイン・ユニット１０でのテストを再開させたりすること）を減らせる。なお、この労力とは、通常、テスト装置のメイン・ユニット１０と電極１６及び／又は１８の両方との間で多数回に渡って行ったり来たりすることも含む。例えば、遠隔ユニット１２で示された測定結果が望ましくない場合には、例えば、電極１６又は１８を再配置できる。また、インダクタンス・メカニズム３０を対応するワイヤ２４又は２６にクランプし、メイン・ユニット１０と直接的にインタフェースすることなく遠隔ユニット１２によりテストを再開することにより、測定をその電極から再開できる。

［選択的測定］
図２に示す本発明の別の例によれば、選択的測定を実施できる。この技術は、上述の「電位降下」テストと類似しており、この実施により、電位降下技法からの測定結果と同様の測定を行える。しかし、この技法を適用することにより、被テストの接地電極１４を、接地システムへの接続から外す必要がない（これは、全体的な接地システムの電位を変えて、潜在的に不正確な原因となるので、測定結果を誤った方向に導く）。よって、選択的測定を行う操作者は、注意深く行わなければならない接地電極１４の取り外しを最早行う必要がない。これは、また、非接地構造内で見つかる電気的装置による又は他の人間によるリスクを低減する。

上述の実施例と同様に、２つの補助電極（例えば、電流電極１８及びプローブ１６）は、例えば、図２に示すように、被テストの接地電極１４から所定距離だけ離れて、直線状で土壌内に配置できる。上述のように、他の一般的な測定トポロジ（図示せず）は、互いに異なる角度（例えば、９０度）で電極１６及び１８を配置することを含む。次に、テスト装置のメイン・ユニット１０を接地電極１４に接続するが、その利点は、通常必要となるようなサイトへの接続の取り外しが必要ないことである。図２に示す例によれば、電流クランプ３２は、ワイヤ３４を介してテスト装置のメイン・ユニット１０に接続され、被テストの接地電極１４の周囲に配置されて、接地電極１４の抵抗のみが確実に測定できるようにする。

選択的測定にとって、電流クランプ３２の使用により、個別の接地棒１４（例えば、ビルの接地棒、又は、例として高電圧鉄塔の基礎）の正確な抵抗の測定が可能となる。上述の実施例と同様に、インダクタンス・メカニズム３０を用い、ワイヤ２６を介して誘導信号を電送することにより（例えば、ステーク１８を接地内に配置した後）、遠隔ユニット１２にてテストを開始できる。インダクタンス・メカニズム３０を用い、同様にワイヤ２０又は２４を介して測定を開始できることが理解できよう。メイン・ユニット１０は、ワイヤ２０、２４又は２６の１つを介して、測定開始を示す誘導信号を受け、電流電極１８及び接地電極１４の間に既知の電流を発生することができる。次に、メイン・ユニット１０は、プローブ１６及び接地電極１４の間の電位降下を測定する。しかし、メイン・ユニット１０は、電流クランプ３２を用いて、関心のある接地電極１４に流れる電流を測定する。

上述の概要のように、発生した電流は、他の並列抵抗にも流れることができるが、メイン・ユニット１０は、クランプ３２が測定した電流を用い、オームの法則（Ｖ＝ＩＲ）によって、関心のある接地電極１４の抵抗値を測定できる。よって、電流クランプ３２は、接地システム内の並列抵抗の影響を除去する。メイン・ユニット１０は、上述の如く、ワイヤ２０、２４及び２６の１つ以上を介して誘導信号を伝送することにより、遠隔ユニット１２に抵抗値を示す。これによって、メイン・ユニット１０は、誘導信号に対してある変調、信号強度、又は信号伝送パターンを用いることにより、抵抗値又はその表示を示す。

［土壌抵抗／地質調査］
さらに本発明の他の例において、図３に示す如き４点又は４極テスト、３極テスト、２極テスト、又はより多くの数の極のテストなどにより行える標準土壌抵抗測定を用いて、土壌調査を実行できる。この技術は、土壌内に配置された４つの電極５０、５２、５４及び５６を用いる。ここで、２つの外側の電極５０及び５６を用いて電流を発生する。また、この実施例では、２つの内側の電極５２及び５４を電流経路に沿って直接配置し、電位プローブとして作用させて、被テストの土壌にわたる電位差を測定する。他の代替配置では、上述の如く、互いに異なる角度（例えば、互い違いに）で電極を配置する。土壌抵抗測定技術は、上述の実施例の３極又は４極テストと対照的であり、電流電極及び電位プローブの１つを（短い）テスト・リードに効率的に組合せて、テスト装置のメイン・ユニット１０を接地電極１４に接続する。特に、この実施例において、測定電極５２及び５４の距離が調査する土壌層の深さに関連するので、調査対象領域にとって、等距離方法にて、測定プローブ（電極）５２及び５４によりスキャンすることが望ましい。

図３に示す例において、４つの接地電極（２つの外側電流電極５０及び５６と２つの内側電圧プローブ５２及び５４）を互いに等距離で直線状に配置する。各電極５０、５２、５４及び５６の間の距離は、表面下の電極の深さよりも少なくとも３倍長くできる。例えば、各接地電極の深さが３０メートルのとき、電極５０、５２、５４及び５６の間の距離は、９１メートルよりも長くてもよい。図３の例によれば、ワイヤ５８、６０、６２及び６４を夫々介して電極５０、５２、５４及び５６をメイン・ユニット１０に接続する。土壌抵抗を計算するために、２つの外側接地電極５０及び５６が接続されたテスト装置のメイン・ユニット１０は、電極５０及び５６の間で（ワイヤ５８及び６４を介して）既知の電流を発生し、その後、２つの内側プローブ５２及び５４によって（ワイヤ６０及び６２を介して）電圧を測定する。

オームの法則（Ｖ＝ＩＲ）を用いて、テスト装置のメイン・ユニット１０は、これら測定値に基づいて土壌抵抗を自動的に計算できる。上述の如く、ステーク５６，この実施例においては最後のステークを接地内に配置した後、遠隔ユニット１２は、インダクタンス・メカニズム３０を用い、ワイヤ６４を介して誘導信号を伝送することによりテストを開始できる。メイン・ユニット１０は、誘導信号（及びその信号のある特性）を検出して、土壌抵抗テストを開始する。テストに続いて、メイン・ユニット１０は、上述の如く、ワイヤ５８、６０、６２又は６４の１つ以上を介して誘導信号を伝送することにより、その測定結果の表示を示すことができ、遠隔ユニット１２は、その結果（又はその結果の表示）を示せる。さらに、測定結果の表示は、抵抗値の範囲に関連したインデックスを含み（例えば、インデックス１〜８が結果の範囲を示す）、遠隔ユニット１２は、上述の如く、測定結果の表示を行える。その結果が望ましくない場合、例えば、電極５０、５２、５４及び５６を再配置でき、また、インダクタンス・メカニズム３０を対応するワイヤ５８、６０、６２又は６４にクランプし、メイン・ユニット１０に直接的にインタフェースすることなく遠隔ユニット１２によりテストを再開することによって、再配置した電極からテストを再開できる。

例えば、地中の金属片、地中の帯水層、非均質地盤の領域、岩盤の深さの変化などによって、測定結果がしばしば歪み無効になるかもしれない。よって、電極の軸を９０度回転させて追加測定を実施するのが望ましい。電極５０及び５６とプローブ５２及び５４との深さ及び距離を数回変更すると共に、測定を実行することによって、特定領域の適切な接地抵抗システムを決定するために用いることができる高精度の分析結果を得ることが可能である。よって、上述の実施例は、追加的に、かかる追加の測定を実行することを容易にする。これは、特に、調整のたびに操作者がテスト装置のメイン・ユニット１０に行く必要がないという利点が生じる。更に／若しくは、測定を開始できるように新たな測定テスト手順の各々を実行するのを容易にすると共に、遠隔ユニット１２により決定した測定結果の表示を実行するのを容易にする。

図４〜図６を参照する。これら図は、ここで説明した種々の概念により用いる方法を示している。説明を簡略化するために、これら方法を一連の動作として図示し説明するが、これらの方法は、説明の動作順序に限定されるものではなく、１つ以上の概念に応じていくつかの動作を異なる順序で、及び／又はここで図示し説明したのと異なる動作と同時に行えることが理解でき明らかであろう。例えば、この方法は、状態図における如く一連の相互関係のある状態又はイベントとして代替できることが当業者には理解でき明らかであろう。さらに、１つ以上の概念による方法にとって、図示した全ての動作が必要なわけではない。

図４は、誘導信号により抵抗測定を実行し結果を示す本発明の一例の方法４００を示す。ステップ４０２において、テスト・リードを介して受けた誘導信号を検出する。例えば、上述の如く、遠隔ユニットが誘導信号を伝送して、測定を開始できる。よって、ステップ４０４にて、誘導信号が測定開始の要求を示していることを判断できる。例えば、これには、変調、伝送パターン、強度などの信号の１つ以上の特徴を分析し、遠隔ユニットが測定を要求しているかを判断することが含まれる。他の例において、遠隔ユニット又は他の装置は、他の目的のために、他の特徴を有する他の誘導信号を伝送できる。

ステップ４０６において、選択した測定を開始する。例えば、選択測定は、メイン・ユニットの選択ボタンの位置に基づいて判断できる。他の例において、誘導信号の特徴の変化を用いて、遠隔ユニットが選択測定を開始できる。いかなる場合も、測定を実行する。そして、ステップ４０８にて、測定結果から抵抗値表示のためにテスト・リードを用いて誘導信号を伝送する。例えば、誘導信号の特徴を変化させて、異なる表示を示すことができる。一例において、この表示は、抵抗値の範囲に対応して、テスト・リードを用いワイヤを介して伝送できる可能な表示を制限する。

図５は、測定を開始しその結果を示す方法の例５００を示す。ステップ５０２にて、測定を開始するために、インダクタンス・メカニズムによりワイヤを介して誘導信号を伝送する。例えば、この測定は、メイン・ユニットが実行する接地抵抗テストに関連する。更に、上述の如く、ある特性（例えば、ある変調、パターン、強度などを用いる）の誘導信号を伝送して、測定の開始や測定の形式などを指示する。ステップ５０４にて、ワイヤを介して受けた誘導信号を検出する。受けた誘導信号は、同様に、抵抗値の表示を示す特徴を有する。

よって、ステップ５０６にて、受けた誘導信号に基づいて、抵抗値の表示を決定する。例えば、この表示は、抵抗値、抵抗値の範囲に関連したインデックスなどを示す。受けた誘導信号の特徴に基づいて表示を決定する。そして、ステップ５０８にて、抵抗値の表示を表示器に行う。これには、抵抗の数値又はその範囲を表示すること、抵抗値の範囲を示す多くの光源を照明することなどを含む。

図６は、抵抗値の表示を計算し伝送する方法の例６００を示す。ステップ６０２にて、１つ以上のワイヤを介して少なくとも２つの電極間に所定電流を発生する。例えば、この電流は、１つ以上のワイヤを介して電極に接続されたテスト装置により発生できる。ステップ６０４にて、少なくとも２つの電極間の電位降下を測定する。これは、少なくとも２つの電極間の１つ以上の追加電極にて読取った電圧に基づいて測定できる。ステップ６０６にて、所定電流及び電位降下の少なくとも一部に基づいて抵抗値を計算する。これには、上述の如くオームの法則が含まれ、抵抗値を計算する。ステップ６０８にて、ワイヤの少なくとも１つを介して誘導信号を伝送し、抵抗値の表示を示す。例えば、この表示は、上述の如く、変調、伝送パターン、強度などの如き信号の１つ以上の状態を変化させて示すことができる。よって、誘導信号をピックアップする遠隔ユニットは、判断し、その表示を示すことができる。

上述に追加して、上述の測定技術のいくつかは、交流（ＡＣ）又は直流（ＤＣ）測定として実行でき、ケルビンＤＣ測定の如き特定目的に要求される任意の他の適切な技術も本発明に応じて実施できることが当業者には理解できよう。

１つ以上の本発明の概念について上述したが、これら概念を実現する均等の任意及び全てが本発明の要旨に含まれることが理解できよう。ここに示した概念は、例示のために示したものであり、説明を考慮して実施できる種々の概念を限定しようとするものではない。よって、変更が可能なため、本発明の要旨がこれら概念に限定されるものではないことが当業者には理解できよう。したがって、かかる実施例の任意のもの及び全ては、本発明の要旨内に含まれ、発明の範囲内となる。

１０ メイン・ユニット
１２ 遠隔ユニット
１４ 接地棒（接地電極）
１６ ステーク（電極、プローブ）
１８ ステーク（電極）
２０、２２、２４、２６、２８ ワイヤ
３０ インダクタンス・メカニズム
３２ 電流クランプ
３４ ワイヤ
５０、５６ 電極
５２、５４ 電極（プローブ）
５８、６０、６２、６４ ワイヤ

Claims (10)

1. 各ワイヤを介して複数の電極の各々に結合し、
   上記複数の電極の少なくとも一部により抵抗測定を行い、
   上記各ワイヤの１つ以上を介して誘導信号を伝送して、上記抵抗測定の一部として計算された抵抗値の表示を示す
   ように構成されたメイン・ユニットを備えた接地抵抗測定装置。
2. 上記メイン・ユニットは、上記各ワイヤの１つ以上を介して受けた誘導信号を検出するように構成され、上記メイン・ユニットは、上記受けた誘導信号が抵抗測定開始を示すとの判断に少なくとも部分的に基づいて、上記抵抗測定を実行する請求項１の接地抵抗測定装置。
3. 上記複数の電極の間に所定電流を発生し、
   上記複数の電極の間での電位降下を測定し、
   上記所定電流及び上記電位降下の少なくとも一部に基づいて上記抵抗値を計算することの少なくとも一部によって上記抵抗測定を実行する
   ように上記メイン・ユニットが構成されている請求項１の接地抵抗測定装置。
4. インダクタンス・メカニズムを用いて上記各ワイヤの１つ以上を介して上記誘導信号を検出し、
   上記誘導信号を処理して上記抵抗値の表示を決定し、
   上記抵抗値の表示を行う
   ように構成された遠隔ユニットを更に備えた請求項１の接地抵抗測定装置。
5. 上記遠隔ユニットは、上記インダクタンス・メカニズムを用いて上記各ワイヤの１つ以上を介して測定開始誘導信号を伝送し、上記抵抗測定の実行開始要求を示すように更に構成された請求項４の接地抵抗測定装置。
6. 接地された電極及びメイン・ユニットの間で接続されたワイヤを介して誘導信号を伝送して抵抗測定の実行要求を示し、
   上記ワイヤを介して受けた誘導信号を検出し、
   上記受けた誘導信号を処理して上記抵抗測定から得た抵抗値の表示を決定し、
   上記抵抗値の表示に関連した指示を行う
   ように構成された遠隔ユニットを備えた接地抵抗測定装置。
7. 上記誘導信号を伝送すると共に上記受けた誘導信号を検出するように構成するために、インダクタンス・メカニズムを上記遠隔ユニットが備える請求項６の接地抵抗測定装置。
8. 少なくとも２つの電極間で１つ以上の各ワイヤを介して所定電流を発生し、
   上記少なくとも２つの電極の間の電位降下を測定し、
   上記所定電流及び上記電位降下の少なくとも一部に基づいて抵抗値を計算し、
   上記１つ以上の各ワイヤの少なくとも１つを介して誘導信号を伝送して上記抵抗値の表示を示す
   接地抵抗測定方法。
9. 上記１つ以上の各ワイヤの少なくとも１つを介してテスト開始誘導信号を更に受け、上記発生が上記テスト開始誘導信号の少なくとも一部に基づく請求項８の接地抵抗測定方法。
10. インダクタンス・メカニズムを用い、ワイヤを介して誘導信号を伝送して、抵抗測定の開始要求を指示し、
    上記インダクタンス・メカニズムを用い、上記ワイヤを介して受けた誘導信号を検出し、
    上記受けた誘導信号が示す抵抗値の表示を決定し、
    上記抵抗値の表示を行う
    接地抵抗測定方法。

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