JP2018132333A - Grounding resistance measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接地抵抗を測定する方法に関し、より詳細には、接地網(メッシュ接地)が施されている箇所の接地抵抗を測定する方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring a grounding resistance, and more particularly to a method for measuring a grounding resistance at a location where a grounding network (mesh grounding) is applied.
従来、接地網の接地抵抗を測定する方法として、電圧降下法(電位降下法とも呼ばれる。)が知られている(例えば、下記特許文献1参照)。
Conventionally, a voltage drop method (also referred to as a potential drop method) is known as a method for measuring the ground resistance of a ground net (for example, see
電圧降下法とは、以下の方法で接地抵抗を測定するものである。まず、測定の対象となっている接地極から所定の距離だけ離れた位置に、電流用の補助極と、電圧用(電位用)の補助極を打設する。そして、両補助極間に電源をつないで大地に電流を流し、電圧用の補助極と接地極との電位差、及び流した電流値から、接地抵抗を算出する。 The voltage drop method measures the ground resistance by the following method. First, an auxiliary electrode for current and an auxiliary electrode for voltage (for potential) are placed at a position away from the ground electrode to be measured by a predetermined distance. Then, a power source is connected between the auxiliary electrodes and a current is passed through the ground, and the ground resistance is calculated from the potential difference between the voltage auxiliary electrode and the ground electrode and the value of the supplied current.
ここで、電圧降下法によって入力される電流としては、あまり高い周波数のものは好ましくなく、一般的には1kHz以下の波形が用いられる(上記、非特許文献1参照)。その理由としては、リード線のインダクタンスや容量が作用するためとされている。
Here, as the current input by the voltage drop method, one having a very high frequency is not preferable, and generally a waveform of 1 kHz or less is used (see Non-Patent
しかし、電気所など、架空地線を通じて鉄塔などと電気的に接続されている箇所に設けられた接地網の接地抵抗を測定するに際しては、上記の電圧降下法では、測定誤差が大きくなってしまうという課題が存在する。 However, when measuring the grounding resistance of a grounding network provided at a place that is electrically connected to a steel tower or the like through an overhead ground wire such as an electric power station, the above voltage drop method results in a large measurement error. There is a problem.
本発明は、上記の課題に鑑み、電気所など、架空地線を通じて鉄塔などと電気的に接続されている箇所に設けられた接地網の接地抵抗を測定する場合であっても、少ない誤差で測定することのできる方法を提供することを目的とする。 In view of the above-mentioned problems, the present invention can reduce the error even when measuring the grounding resistance of a grounding network provided at a place electrically connected to a steel tower or the like through an overhead ground wire such as an electric station. The object is to provide a method that can be measured.
本発明は、接地網が施された箇所の接地抵抗を測定する方法であって、
前記接地網の外側の大地に電流極と電圧極を打設する工程(a)と、
前記接地網上の所定箇所に電気的に接続された信号線に対して、波頭長が5μs以下のパルス信号を印加する工程(b)と、
前記パルス信号の波尾部が出力されている時間内において、前記信号線上に現れた電流と、前記信号線と前記電圧極との電位差とを計測する工程(c)と、
前記工程(c)で計測された電流及び電位差の値から接地抵抗値を算出する工程(d)とを有することを特徴とする。
The present invention is a method for measuring the grounding resistance of a portion provided with a grounding net,
Placing a current electrode and a voltage electrode on the ground outside the grounding network (a);
(B) applying a pulse signal having a wavefront length of 5 μs or less to a signal line electrically connected to a predetermined location on the grounding network;
A step (c) of measuring a current appearing on the signal line and a potential difference between the signal line and the voltage electrode within a time during which the wave tail of the pulse signal is output;
And (d) calculating a ground resistance value from the current and potential difference values measured in the step (c).
前記パルス信号は、波尾長が200μs以下であるものとしても構わない。 The pulse signal may have a wave tail length of 200 μs or less.
上記の方法において、前記電流極の打設数を1本としても構わない。印加する信号はパルス信号であるため、高い電流量を流す必要がない。このため、従来の電圧降下法のように、複数の電流用補助極を打設する必要がない。 In the above method, the number of the current electrodes to be set may be one. Since the signal to be applied is a pulse signal, it is not necessary to flow a high amount of current. For this reason, unlike the conventional voltage drop method, it is not necessary to drive a plurality of current auxiliary poles.
前記接地網は、電気所に施されているものとしても構わない。この場合において、前記電気所が、架空地線を介して複数の鉄塔と電気的に接続されているものとしても構わない。 The grounding net may be provided at an electric station. In this case, the electric station may be electrically connected to a plurality of steel towers via an overhead ground wire.
また、前記接地網は、鉄塔に施されており、当該鉄塔が、架空地線を介して他の鉄塔と電気的に接続されているものとしても構わない。 The ground net may be provided on a steel tower, and the steel tower may be electrically connected to another steel tower via an overhead ground wire.
本発明の方法によれば、電気所など、架空地線を通じて鉄塔などと電気的に接続されている箇所に設けられた接地網の接地抵抗を測定する場合であっても、少ない誤差で測定することが可能となる。 According to the method of the present invention, even when measuring the grounding resistance of a grounding network provided at a place electrically connected to a steel tower or the like through an overhead ground wire such as an electric station, the measurement is performed with a small error. It becomes possible.
本発明の接地抵抗測定方法の実施形態につき、図面を参照して説明する。図1は、接地抵抗を測定する方法の一例を模式的に示す図面である。 An embodiment of a ground resistance measuring method of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a drawing schematically showing an example of a method for measuring ground resistance.
図1は、本発明の方法により、大地10に埋設されている接地網1の接地抵抗を測定する様子を模式的に示している。接地網1は、メッシュ接地とも呼ばれ、例えば変電所などの電気所に施されているものとすることができる。
FIG. 1 schematically shows how the grounding resistance of a
接地網1の外側の大地10に、電圧極2及び電流極3が打設される。電流極3は、パルス発生部13と電気的に接続されている。パルス発生部13は、バッテリー及びインバータ回路を含む電源回路14と電気的に接続され、電源回路14から電圧が供給されて、極めて高い周波数のパルス信号を生成する。パルス発生部13が生成するパルス信号は、波頭長が5μs以下であり、短いほど好ましい。より好ましくは波頭長が3μs以下であり、更に好ましくは1μs以下である。すなわち、パルス発生部13は、急峻に立ち上がるパルス信号を生成することができる構成である。このパルス信号は、商用信号の数百倍以上の立ち上がり瞬度を有するものとすることができる。
A
パルス発生部13が生成するパルス信号は、瞬時に立ち上がることができれば、一定の時間そのままの値を維持する構成でも構わないし、徐々に立ち下がる構成でも構わない。ただし、電源回路14が備えるバッテリーを小型化する観点からは、パルス信号の波尾長についても短い方が好ましく、例えば、500μs以下とするのが好ましく、200μs以下とするのがより好ましい。本発明の方法では、パルス信号が瞬時に立ち上がった後、長くても1ms以内に検出された電流及び電圧の値から、接地抵抗が算出される。
As long as the pulse signal generated by the
接地網1上の所定箇所には、信号線5が接続される。この信号線5は、接地網1に設けられた立上接地線を利用することができる。信号線5は、電圧プローブ22を介してオシロスコープ11に接続される。オシロスコープ11は、電圧極2とも接続されており、この電圧極2の電位と、信号線5の電位との電位差が、オシロスコープ11において電圧値として検出可能に構成されている。
A
また、信号線5上、又は当該信号線5に電気的に接続されている線上には、変流器(CT)21が設置され、信号線5を流れる電流値を計測可能に構成されている。変流器21はオシロスコープ11に電気的に接続されており、信号線5を流れる電流量がオシロスコープ11で検出可能に構成されている。なお、信号線5は、パルス発生部13と接続されており、信号線5、接地網1、大地10、電流極3を介してパルス発生部13へと戻る閉回路が構成される。
Further, a current transformer (CT) 21 is installed on the
なお、図1には図示していないが、パルス発生部13と信号線5の間、若しくは、パルス発生部13内に、パルス発生部13を電流源として模擬させるための高抵抗が接続されているものとしても構わない。
Although not shown in FIG. 1, a high resistance for simulating the
図2Aは、パルス発生部13から発生されるパルス信号(電流信号)の一例であり、横軸が時間、縦軸が電流値を表している。この信号は、オシロスコープ11によって変流器(CT)21を介して観測できる。上述したように、パルス信号は、立ち上がりが急峻な波形を示す。
FIG. 2A is an example of a pulse signal (current signal) generated from the
図2Bは、オシロスコープ11によって検出された、電圧極2と信号線5との電位差を示す波形である。パルス信号を印加した直後の極めて短い時間(3μs程度)において電圧値は急激に上昇した後、急激に低下し、30μs程度が経過した後にはほぼ一定の値を示すことがわかる。
FIG. 2B is a waveform showing the potential difference between the
図3Aは、オシロスコープ11において、図2A及び図2Bに示される波形から、電圧値を電流値で除することで算定された抵抗値の時間変化を示すグラフである。図2Bに示す電圧波形と同様に、パルス信号の印加直後の極めて短い時間においては、抵抗値が急峻に立ち上がるが、印加してから30μs程度が経過した後にはほぼ一定の値を示すことがわかる。本発明の方法では、図3Aに示す抵抗値がほぼ安定化した時点の値をもって、接地網1の接地抵抗とする。
FIG. 3A is a graph showing the change over time of the resistance value calculated by dividing the voltage value by the current value from the waveform shown in FIGS. 2A and 2B in the
図3Bは、本発明の方法で得られた抵抗波形と、真値の波形とを比較したグラフである。ここで、図3Bに示される真値は、電圧降下法を用いて測定された値である。なお、この例では、後述されるように、接地網1には鉄塔などの他の電力設備が電気的に接続されていない場合を想定している。
FIG. 3B is a graph comparing the resistance waveform obtained by the method of the present invention with a true waveform. Here, the true value shown in FIG. 3B is a value measured using the voltage drop method. In this example, as will be described later, it is assumed that no other power equipment such as a steel tower is electrically connected to the
鉄塔などの他の電力設備が接地網1に接続されていない場合、電圧降下法は、接地抵抗を最も真値に近い値で計測することが可能である。図3Bによれば、本発明の方法によって計測された抵抗値では、上述したように30μs程度が経過した後の、安定した値と、真値とがほぼ同一であることが確認される。すなわち、本発明の方法であっても、パルス信号を印加してから、所定の時間が経過した後に得られる抵抗値をもって、接地網1の接地抵抗を正しく算定することができる。
When other power equipment such as a steel tower is not connected to the
なお、電圧降下法によって接地抵抗を測定する場合、接地網1に印加するための電流を生成するために、変圧器や誘導電圧調整器などが必要とされる。また、高い電流量(例えば数十A程度)を流す必要があるため、電流用の補助極を多数打設する必要がある。しかし、本発明の方法によれば、1ms未満という極めて短い時間内に電流パルスを印加することで接地抵抗が測定できるため、大規模な電源設備が必要ではなく、また打設する接地極(電流極3)の本数も極めて少なくすることができる。この結果、接地抵抗の測定に必要な工数を大幅に削減することができる。電流極3の本数は、例えば1本であっても構わない。
When measuring the ground resistance by the voltage drop method, a transformer, an induction voltage regulator, or the like is required to generate a current to be applied to the
更に、「発明が解決しようとする課題」の項で上述したように、電圧降下法では、接地網1と鉄塔が電気的に接続されているような場合には、接地網1の接地抵抗が正しく測定できないという課題がある。これに対し、本発明の方法によれば、接地網1と鉄塔が電気的に接続されている場合であっても、電圧降下法と比べて、真値に近い接地抵抗値を算出することができる。この点につき以下で説明する。
Furthermore, as described above in the section “Problems to be Solved by the Invention”, in the voltage drop method, when the
図4は、電気所に施された接地網の接地抵抗を測定する場合の模式的な図面である。電気所20は、例えば変電所や開閉所などが挙げられる。電気所20の接地網1は、架空地線30を介して、複数の鉄塔(31,32,33,‥‥‥)と電気的に接続されている。なお、各鉄塔(31,32,33,‥‥‥)についても、接地線を通じて大地10に接地されている。
FIG. 4 is a schematic drawing in the case of measuring the ground resistance of a grounding network applied to an electric station. Examples of the
なお、図4では、図示の都合上、電圧極2については図示されていない。
In FIG. 4, the
図5は、図4に示した電気所20に施された接地網1の接地抵抗を、電圧降下法で測定した場合と本発明の方法で測定した場合とで対比したグラフである。横軸は、接地網1と電気的に接続された鉄塔の数に対応する。縦軸は算定された抵抗値である。
FIG. 5 is a graph comparing the ground resistance of the
図5によれば、電圧降下法の場合、接続される鉄塔数が増えるほど接地網1の接地抵抗の値が低下していることがわかる。これに対し、本発明の方法によれば、接続される鉄塔数が増えても、接地網1の接地抵抗の値はほとんど変化していない。このような結果が生じた理由につき、図6A及び図6Bを参照して説明する。
According to FIG. 5, in the case of the voltage drop method, it can be seen that the value of the ground resistance of the
図6Aは、電圧降下法によって電気所20に施された接地網1の接地抵抗を測定する場合を模擬した模式的な図面である。電圧降下法では、電流入力部50から、商用周波数よりは高いものの、百数Hz〜数百Hz程度の値を示す電流が接地網1に入力される。なお、上述したように、電圧降下法では、大きな電流を接地網1に入力する必要があるため、電流用補助極51を多数打設する必要がある。図6Aでは、電流用補助極51の太さを太く描くことで、このことを模擬している。
FIG. 6A is a schematic diagram simulating the case where the grounding resistance of the
電流入力部50から入力される電流波形が、百数Hz〜数百Hz程度の周波数であるため、接地網1と鉄塔31、及び各鉄塔(31,32,33,‥‥‥)間を接続する架空地線30は、前記電流に対して低抵抗(R0,R1,R2,R3)の導線を構成する。すなわち、接地網1、架空地線30、各鉄塔(31,32,33,‥‥‥)、及び大地(10)との間で構成される閉回路は、集中定数回路として機能する。つまり、電流入力部50から接地網1に対して電流を入力すると、全ての電流が電流用補助極51側に向かうわけではなく、一部の電流が、架空地線30側にも流れてしまう。
Since the current waveform input from the
従って、電圧降下法によれば、電流用補助極51を含む回路と、架空地線30を含む回路とが並列回路として構成される結果、得られた抵抗値は、接地網1の接地抵抗と架空地線30及び鉄塔(31,32,33,‥‥‥)との並列合成抵抗となり、接地網1によって決定される実際の値よりも低い値を示す。つまり、鉄塔(31,32,33,‥‥‥)が架空地線30を介して電気所20に電気的に接続されているような場合において、電気所20に施された接地網1の接地抵抗を電圧降下法によって測定する場合、電気所20から架空地線30を切り離す作業が必要となる。
Therefore, according to the voltage drop method, as a result of the circuit including the current
図6Bは、本発明の方法によって電気所20に施された接地網1の接地抵抗を測定する場合を模擬した模式的な図面である。本発明の方法による場合、打設する電流極3の本数を電圧降下法の場合よりも大幅に少なくすることができる。このことを、図6Bに示す電流極3の太さを、図6Aに示す電流用補助極51の太さよりも細く図示することで示している。上述したように、本発明の方法の場合、パルス発生部13から出力される電流信号は、急峻な立ち上がりを有し、極めて短い時間の間に出力されるパルス信号であり、その周波数は極めて高い。例えば、商用周波数の数百倍〜千倍程度の周波数を有する信号である。このため、接地網1と鉄塔31、及び各鉄塔(31,32,33,‥‥‥)間を接続する架空地線30は、パルス信号に対しては分布定数回路として機能し、高インピーダンス(Z0,Z1,Z2,Z3,‥‥‥)を示す。
FIG. 6B is a schematic drawing simulating the case of measuring the ground resistance of the
従って、パルス発生部13から接地網1に対してパルス電流を入力しても、ほぼ全ての電流が電流極3側に向かうこととなり、架空地線30側にはほとんど流れない。この結果、鉄塔(31,32,33,‥‥‥)が接続されている場合であっても、電流注入後に測定される電流値は、接地網1によって決定される実際の値とほぼ同一となる。つまり、本発明の方法によれば、電気所20などのように、架空地線30を通じて鉄塔(31,32,33,‥‥‥)などと電気的に接続されている箇所に設けられた接地網1の接地抵抗を測定する場合であっても、極めて真値に近い値で測定することができる。
Therefore, even if a pulse current is input from the
なお、同様の理由により、本発明の方法は、各鉄塔(31,32,33,‥‥‥)の接地抵抗を測定する際にも利用することができる。 For the same reason, the method of the present invention can also be used when measuring the ground resistance of each steel tower (31, 32, 33,...).
[別実施形態]
図1に示す例では、オシロスコープ11によって、信号線5の電位(電圧極2との間の電位差)、及び信号線5を流れる電流を測定し、両者の値を元に演算することで接地抵抗値を算出するものとした。しかし、信号線5の電位と、信号線5を流れる電流を計測することができれば、必ずしもオシロスコープ11を用いなければならないわけではない。
[Another embodiment]
In the example shown in FIG. 1, the
1 : 接地網
2 : 電圧極
3 : 電流極
5 : 信号線
10 : 大地
11 : オシロスコープ
13 : パルス発生部
14 : 電源回路
20 : 電気所
21 : 変流器
22 : 電圧プローブ
30 : 架空地線
31,32,33 : 鉄塔
50 : 電流入力部
51 : 電流用補助極
1: Grounding network
2: Voltage pole
3: Current electrode
5: Signal line 10: Ground 11: Oscilloscope 13: Pulse generator 14: Power supply circuit 20: Electricity station 21: Current transformer 22: Voltage probe 30:
Claims (6)
前記接地網の外側の大地に電流極と電圧極を打設する工程(a)と、
前記接地網上の所定箇所に電気的に接続された信号線に対して、波頭長が5μs以下のパルス信号を印加する工程(b)と、
前記パルス信号の波尾部が出力されている時間内において、前記信号線上に現れた電流と、前記信号線と前記電圧極との電位差とを計測する工程(c)と、
前記工程(c)で計測された電流及び電位差の値から接地抵抗値を算出する工程(d)とを有することを特徴とする接地抵抗測定方法。 A method for measuring a grounding resistance at a place where a grounding net is applied,
Placing a current electrode and a voltage electrode on the ground outside the grounding network (a);
(B) applying a pulse signal having a wavefront length of 5 μs or less to a signal line electrically connected to a predetermined location on the grounding network;
A step (c) of measuring a current appearing on the signal line and a potential difference between the signal line and the voltage electrode within a time during which the wave tail of the pulse signal is output;
And a step (d) of calculating a ground resistance value from the values of the current and the potential difference measured in the step (c).
The said grounding net is given to the steel tower, The said steel tower is electrically connected with other steel towers via an overhead ground wire, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Ground resistance measurement method.
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