JP3233334B2 - 接地インピーダンスの測定方法および装置 - Google Patents
接地インピーダンスの測定方法および装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新たな接地電極を
設けることなく、被測定接地電極の接地インピーダンス
を測定できるようにした接地インピーダンス測定方法お
よび装置に関するものである。
設けることなく、被測定接地電極の接地インピーダンス
を測定できるようにした接地インピーダンス測定方法お
よび装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】接地電極(アース)の接地インピーダン
スの測定には、「三極法」と呼ばれる方法が広く用いら
れている。図7はこの三極法による接地インピーダンス
の測定方法を説明するための図である。ここでは、被測
定接地電極1(接地インピーダンスRx)から充分離れ
た位置に第1の補助接地電極31(接地インピーダンス
R31)を設けると共に、被測定接地電極1と補助接地
電極31の中間付近に第2の補助接地電極32(接地イ
ンピーダンスR32)を設け、被測定接地電極1と補助
接地電極31の間に交流の定電流源33から電流Ixを
印加して、被測定接地電極1と補助接地電極32の間に
発生する電圧Exを測定し、被測定接地電極1の接地イ
ンピーダンスRxを測定する。この接地インピーダンス
Rxは、補助接地電極32には電流が流れないので、 Rx=Ex/Ix ・・・・(1) として測定できる。
スの測定には、「三極法」と呼ばれる方法が広く用いら
れている。図7はこの三極法による接地インピーダンス
の測定方法を説明するための図である。ここでは、被測
定接地電極1(接地インピーダンスRx)から充分離れ
た位置に第1の補助接地電極31(接地インピーダンス
R31)を設けると共に、被測定接地電極1と補助接地
電極31の中間付近に第2の補助接地電極32(接地イ
ンピーダンスR32)を設け、被測定接地電極1と補助
接地電極31の間に交流の定電流源33から電流Ixを
印加して、被測定接地電極1と補助接地電極32の間に
発生する電圧Exを測定し、被測定接地電極1の接地イ
ンピーダンスRxを測定する。この接地インピーダンス
Rxは、補助接地電極32には電流が流れないので、 Rx=Ex/Ix ・・・・(1) として測定できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな測定方法では、補助接地電極31、32を特別に設
けなくてはならず、また補助接地電極32を被測定接地
電極1と補助接地電極31との中間付近に設けなければ
ならないという制約があり、補助接地電極31、32を
設けることが困難な場所、例えば高層ビル上や舗装部上
の被測定接地電極については、容易に接地インピーダン
スを測定することができないという欠点がある。
うな測定方法では、補助接地電極31、32を特別に設
けなくてはならず、また補助接地電極32を被測定接地
電極1と補助接地電極31との中間付近に設けなければ
ならないという制約があり、補助接地電極31、32を
設けることが困難な場所、例えば高層ビル上や舗装部上
の被測定接地電極については、容易に接地インピーダン
スを測定することができないという欠点がある。
【0004】本発明の目的は、新たな接地電極を設ける
ことなく、被測定接地電極の接地インピーダンスを測定
でき、しかも測定機器を各電極から絶縁分離できるよう
にした測定方法およびそれを実施する装置を提供するこ
とである。
ことなく、被測定接地電極の接地インピーダンスを測定
でき、しかも測定機器を各電極から絶縁分離できるよう
にした測定方法およびそれを実施する装置を提供するこ
とである。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明の接地インピ
ーダンスの測定方法は、既設の接地電極、又は配電線の
リターンアース、ビルの鉄筋、ビルの鉄骨等の低インピ
ーダンスが期待できる箇所を補助接地電極とし、該補助
接地電極と被測定接地電極にトランスを介して交流の電
流を印加し、前記トランスの一次側の電圧と前記トラン
スの一次側の電流と前記トランスの巻数比から前記被測
定接地電極と前記補助接地電極の合計の接地インピーダ
ンスを測定するようにした。
ーダンスの測定方法は、既設の接地電極、又は配電線の
リターンアース、ビルの鉄筋、ビルの鉄骨等の低インピ
ーダンスが期待できる箇所を補助接地電極とし、該補助
接地電極と被測定接地電極にトランスを介して交流の電
流を印加し、前記トランスの一次側の電圧と前記トラン
スの一次側の電流と前記トランスの巻数比から前記被測
定接地電極と前記補助接地電極の合計の接地インピーダ
ンスを測定するようにした。
【0006】第2の発明は、第1の発明において、前記
電流を、前記トランスの一次側に設けた電流源により供
給し、又は前記トランスの一次側に直列接続した電圧源
とインピーダンス素子で発生させて供給するよう構成し
た。
電流を、前記トランスの一次側に設けた電流源により供
給し、又は前記トランスの一次側に直列接続した電圧源
とインピーダンス素子で発生させて供給するよう構成し
た。
【0007】第3の発明の接地インピーダンスの測定装
置は、既設の接地電極、又は配電線のリターンアース、
ビルの鉄筋、ビルの鉄骨等の低インピーダンスが期待で
きる箇所に接続するための第1の測定端子と、被測定接
地電極に接続するための第2の測定端子と、前記第1の
測定端子と前記第2の測定端子が二次側に接続されたト
ランスと、該トランスの一次側に電流を供給する手段
と、前記トランスの一次側の電圧と前記トランスの一次
側を流れる電流と前記トランスの巻数比から前記両測定
端子間のインピーダンスを計測する手段と、を具備する
よう構成した。
置は、既設の接地電極、又は配電線のリターンアース、
ビルの鉄筋、ビルの鉄骨等の低インピーダンスが期待で
きる箇所に接続するための第1の測定端子と、被測定接
地電極に接続するための第2の測定端子と、前記第1の
測定端子と前記第2の測定端子が二次側に接続されたト
ランスと、該トランスの一次側に電流を供給する手段
と、前記トランスの一次側の電圧と前記トランスの一次
側を流れる電流と前記トランスの巻数比から前記両測定
端子間のインピーダンスを計測する手段と、を具備する
よう構成した。
【0008】第4の発明は、第3の発明において、前記
電流を供給する手段が、前記トランスの一次側に接続さ
れた電流源、又は前記トランスの一次側に直列接続され
た電圧源とインピーダンス素子からなるよう構成した。
電流を供給する手段が、前記トランスの一次側に接続さ
れた電流源、又は前記トランスの一次側に直列接続され
た電圧源とインピーダンス素子からなるよう構成した。
【0009】
【発明の実施の形態】まず、本発明の原理について説明
する。図1はその原理説明用の接地インピーダンスの測
定方法を示す図である。ここでは、被測定接地電極1の
接地インピーダンスRxを測定するために、既設の接地
電極又は低インピーダンスが期待できるもの、例えば配
電線のリターンアース、ビルの鉄筋、ビルの鉄骨等を接
地インピーダンスR2の補助接地電極2として利用す
る。配電線のリターンアースの接地インピーダンスの値
は10Ω以下の値とされ、通商産業省令第61号、電気
設備技術基準の第18条、第23条、第24条に詳し
い。また、ビルの鉄筋や鉄骨等の接地インピーダンスの
値が充分小さいことは公知の事実である。
する。図1はその原理説明用の接地インピーダンスの測
定方法を示す図である。ここでは、被測定接地電極1の
接地インピーダンスRxを測定するために、既設の接地
電極又は低インピーダンスが期待できるもの、例えば配
電線のリターンアース、ビルの鉄筋、ビルの鉄骨等を接
地インピーダンスR2の補助接地電極2として利用す
る。配電線のリターンアースの接地インピーダンスの値
は10Ω以下の値とされ、通商産業省令第61号、電気
設備技術基準の第18条、第23条、第24条に詳し
い。また、ビルの鉄筋や鉄骨等の接地インピーダンスの
値が充分小さいことは公知の事実である。
【0010】そして交流の定電流源3により、被測定接
地電極1と補助接地電極2とに電流Ixを印加して、被
測定接地電極1の非接地側の端子4と補助接地電極2の
非接地側の端子5の間に発生する電圧Exを得る。この
電圧Exは、 Ex=Ix・(Rx+R2) ・・・・(2) であるので、 Ex/Ix=Rx+R2 ・・・・(3) で求められる。よって、非測定接地電極1の接地インピ
ーダンスRxは、 Rx≦(Rx+R2)=Ex/Ix ・・・・(4) から、その最大値が「Ex/Ix」により求められる。
地電極1と補助接地電極2とに電流Ixを印加して、被
測定接地電極1の非接地側の端子4と補助接地電極2の
非接地側の端子5の間に発生する電圧Exを得る。この
電圧Exは、 Ex=Ix・(Rx+R2) ・・・・(2) であるので、 Ex/Ix=Rx+R2 ・・・・(3) で求められる。よって、非測定接地電極1の接地インピ
ーダンスRxは、 Rx≦(Rx+R2)=Ex/Ix ・・・・(4) から、その最大値が「Ex/Ix」により求められる。
【0011】このように本原理では、接地インピーダン
スRxを直接求めるのではなく、その接地インピーダン
Rxの最大値(R2=0のとき)を求めるものである。
つまり、求めるべき接地インピーダンスRxの値が、
「Ex/Ix」により求められた値よりも少ないことを
確認するものである。
スRxを直接求めるのではなく、その接地インピーダン
Rxの最大値(R2=0のとき)を求めるものである。
つまり、求めるべき接地インピーダンスRxの値が、
「Ex/Ix」により求められた値よりも少ないことを
確認するものである。
【0012】図2は図1の方法を変形した接地インピー
ダンスの測定方法を示す図である。ここでは、端子4と
5の間に交流の定電圧源8とインピーダンス素子(イン
ピーダンスの値Zが既知)9を直列接続している。定電
圧源8によりインピーダンス素子9、被測定接地電極
1、および補助接地電極2に定電圧を印加すると電流I
xが流れ、インピーダンス素子9の両端には電圧Ezが
発生するので、 Ix=Ez/Z ・・・・(5) となり Ex/Ix=Ex/(Ez/Z) ・・・・(6) =R2+Rx により「R2+Rx」を求めることができる。
ダンスの測定方法を示す図である。ここでは、端子4と
5の間に交流の定電圧源8とインピーダンス素子(イン
ピーダンスの値Zが既知)9を直列接続している。定電
圧源8によりインピーダンス素子9、被測定接地電極
1、および補助接地電極2に定電圧を印加すると電流I
xが流れ、インピーダンス素子9の両端には電圧Ezが
発生するので、 Ix=Ez/Z ・・・・(5) となり Ex/Ix=Ex/(Ez/Z) ・・・・(6) =R2+Rx により「R2+Rx」を求めることができる。
【0013】[第1の実施の形態] 図3は本発明の第1の実施の形態の接地インピーダンス
の測定方法を示す図である。ここでは、定電流源3より
トランス12を介して端子4、5から被測定接地電極1
と補助接地電極2に電流Ixを印加する。この場合は、
端子4、5と定電流源3との間を絶縁分離できる。この
場合でも、前記式(2)、(3)により「Rx+R2」
を求めることができる。13、14はトランス12の一
次側の端子である。
の測定方法を示す図である。ここでは、定電流源3より
トランス12を介して端子4、5から被測定接地電極1
と補助接地電極2に電流Ixを印加する。この場合は、
端子4、5と定電流源3との間を絶縁分離できる。この
場合でも、前記式(2)、(3)により「Rx+R2」
を求めることができる。13、14はトランス12の一
次側の端子である。
【0014】図4は図3に示した測定方法を実施するた
めの接地インピーダンス測定装置15Dの構成を示す図
である。ここでは、定電流源3の電流Iaが既知で、ト
ランス12の巻数比Nが既知であとする。また、トラン
ス12の一次側の電圧Eaを測定する電圧測定器17を
接続する。測定端子4C、5C間の電圧Exは、 Ex=N・Ea ・・・(7) となり、更に測定端子4C、5Cを流れる電流Ixは、 Ix=Ia/N ・・・(8) となるので、 Ex/Ix=(N・Ea)/(Ia/N) =N・N・Ea/Ia ・・・(9) =Rx+R2 を求めることができる。
めの接地インピーダンス測定装置15Dの構成を示す図
である。ここでは、定電流源3の電流Iaが既知で、ト
ランス12の巻数比Nが既知であとする。また、トラン
ス12の一次側の電圧Eaを測定する電圧測定器17を
接続する。測定端子4C、5C間の電圧Exは、 Ex=N・Ea ・・・(7) となり、更に測定端子4C、5Cを流れる電流Ixは、 Ix=Ia/N ・・・(8) となるので、 Ex/Ix=(N・Ea)/(Ia/N) =N・N・Ea/Ia ・・・(9) =Rx+R2 を求めることができる。
【0015】すわなち、トランス12の巻数比N、電流
源3の電流Ia、および電圧測定器17の測定電圧Ea
により、「Rx+R2」を求めることができる。
源3の電流Ia、および電圧測定器17の測定電圧Ea
により、「Rx+R2」を求めることができる。
【0016】[第2の実施の形態] 図5は本発明の第2の実施の形態の接地インピーダンス
の測定方法を示す図である。ここでは、定電圧源8から
インピーダンスの値がZのインピーダンス素子9、トラ
ンス12、端子4、5を介して、被測定接地電極1と補
助接地電極2に電流Ixを印加すると、電流Ix、Ia
が流れ、インピーダンス素子9に発生する電圧は、 Ez=Ia・Z ・・・(10) となる。また、式(3)から、「Rx+R2」を求める
ことができる。端子13、14の間には電圧Eaが現れ
る。
の測定方法を示す図である。ここでは、定電圧源8から
インピーダンスの値がZのインピーダンス素子9、トラ
ンス12、端子4、5を介して、被測定接地電極1と補
助接地電極2に電流Ixを印加すると、電流Ix、Ia
が流れ、インピーダンス素子9に発生する電圧は、 Ez=Ia・Z ・・・(10) となる。また、式(3)から、「Rx+R2」を求める
ことができる。端子13、14の間には電圧Eaが現れ
る。
【0017】図6は図5に示した測定方法を実施するた
めの接地インピーダンス測定装置19Dの構成を示す図
である。ここでは、トランス12の巻数比Nが既知であ
り、インピーダンス素子9の値Zが既知である場合に、
トランス12の一次側の電圧Eaを測定する電圧測定器
17とインピーダンス素子9の電圧Ezを測定するため
の電圧測定器11とを接続する。このとき、トランス1
2の一次側に流れる電流は Ia=Ez/Z ・・・(11) であるので、トランス12の二次側に流れる電流Ix、
二次側に現れる電圧Exは、 Ix=Ia/N=(Ez/Z)/N ・・・(12) Ex=N・Ea ・・・(13) となり、 Ex/Ix=(N・Ea)/[(Ez/Z)/N] =N・N・Z・Ea/Ez ・・・(14) =Rx+R2 を求めることができる。
めの接地インピーダンス測定装置19Dの構成を示す図
である。ここでは、トランス12の巻数比Nが既知であ
り、インピーダンス素子9の値Zが既知である場合に、
トランス12の一次側の電圧Eaを測定する電圧測定器
17とインピーダンス素子9の電圧Ezを測定するため
の電圧測定器11とを接続する。このとき、トランス1
2の一次側に流れる電流は Ia=Ez/Z ・・・(11) であるので、トランス12の二次側に流れる電流Ix、
二次側に現れる電圧Exは、 Ix=Ia/N=(Ez/Z)/N ・・・(12) Ex=N・Ea ・・・(13) となり、 Ex/Ix=(N・Ea)/[(Ez/Z)/N] =N・N・Z・Ea/Ez ・・・(14) =Rx+R2 を求めることができる。
【0018】すわなち、トランス12の巻数比N、電圧
測定器17の測定電圧Ea、電圧測定器11の測定電圧
Ez、インピーダンス素子9のインピーダンスZによ
り、「Rx+R2」を求めることができる。
測定器17の測定電圧Ea、電圧測定器11の測定電圧
Ez、インピーダンス素子9のインピーダンスZによ
り、「Rx+R2」を求めることができる。
【0019】[その他の実施の形態] なお、前述した各実施の形態の説明において使用した電
圧測定器11、17等は、雑音の影響を避けるために周
波数選択性を有するもの、例えばスペクトラムアナライ
ザを用いてもよく、さらにこのような電圧測定器に応じ
て、それら電圧測定器の選択周波数と同じ周波数の信号
を発生するトラッキングゼネレータを定電流源3、定電
圧源8として用いれば、測定端子4C−5C間、4E−
5E間に印加される選択された周波数成分のみの電圧を
測定することができ、雑音の影響を低減することができ
るようになる。
圧測定器11、17等は、雑音の影響を避けるために周
波数選択性を有するもの、例えばスペクトラムアナライ
ザを用いてもよく、さらにこのような電圧測定器に応じ
て、それら電圧測定器の選択周波数と同じ周波数の信号
を発生するトラッキングゼネレータを定電流源3、定電
圧源8として用いれば、測定端子4C−5C間、4E−
5E間に印加される選択された周波数成分のみの電圧を
測定することができ、雑音の影響を低減することができ
るようになる。
【0020】
【発明の効果】以上から本発明によれば、補助接地電極
に既設の接地電極又は低インピーダンスが期待できるも
のを用いるので、特別な接地電極を設ける必要なくして
披測定接地電極の接地インピーダンスの最大値を得るこ
とができる。被測定接地電極の測定した接地インピーダ
ンスの値には、使用した補助接地電極の接地インピーダ
ンスが含まれるが、その測定値が被測定接地電極の要求
される値以下である場合には目的を達成することができ
る。したがって、測定した結果が、要求される接地イン
ピーダンスの最大値以上になった場合にのみ、従来の方
法によって接地インピーダンスの測定を行なえば良いの
で、測定の大幅な省力化が可能となる。
に既設の接地電極又は低インピーダンスが期待できるも
のを用いるので、特別な接地電極を設ける必要なくして
披測定接地電極の接地インピーダンスの最大値を得るこ
とができる。被測定接地電極の測定した接地インピーダ
ンスの値には、使用した補助接地電極の接地インピーダ
ンスが含まれるが、その測定値が被測定接地電極の要求
される値以下である場合には目的を達成することができ
る。したがって、測定した結果が、要求される接地イン
ピーダンスの最大値以上になった場合にのみ、従来の方
法によって接地インピーダンスの測定を行なえば良いの
で、測定の大幅な省力化が可能となる。
【0021】また、補助接地電極および被測定接地電極
の側と電流源の側の間にトランスを介在しているので、
その両者間が絶縁分離され、その絶縁された一次側のみ
において補助接地電極と被測定接地電極間のインピーダ
ンスを計測することができる。
の側と電流源の側の間にトランスを介在しているので、
その両者間が絶縁分離され、その絶縁された一次側のみ
において補助接地電極と被測定接地電極間のインピーダ
ンスを計測することができる。
【図1】 本発明の原理の接地インピーダンスの測定方
法を説明するための回路図である。
法を説明するための回路図である。
【図2】 図1の変形例の接地インピーダンスの測定方
法を説明するための回路図である。
法を説明するための回路図である。
【図3】 本発明の第1の実施の形態の接地インピーダ
ンスの測定方法を説明するための回路図である。
ンスの測定方法を説明するための回路図である。
【図4】 第1の実施の形態の接地インピーダンスの測
定方法を実施するための装置の向路図である。
定方法を実施するための装置の向路図である。
【図5】 本発明の第2の実施の形態の接地インピーダ
ンスの測定方法を説明するための向略図である。
ンスの測定方法を説明するための向略図である。
【図6】 第2の実施の形態の接地インピーダンスの測
定方法を実施するための装置の回路図である。
定方法を実施するための装置の回路図である。
【図7】 従来の接地インピーダンスの測定方法を説明
するための向略図である。
するための向略図である。
1:被測定接地電極、2:補助接地電極、3:定電流
源、4、5:端子、4C、4E、5C、5E:測定端
子、8:定電圧源、9:インピーダンス素子、11:電
圧測定器、12:トランス、13、14:端子、15
D:接地インピーダンス測定装置、17:電圧測定器、
19D:接地インピーダンス測定装置、31、32:補
助接地電極、33:定電流源。
源、4、5:端子、4C、4E、5C、5E:測定端
子、8:定電圧源、9:インピーダンス素子、11:電
圧測定器、12:トランス、13、14:端子、15
D:接地インピーダンス測定装置、17:電圧測定器、
19D:接地インピーダンス測定装置、31、32:補
助接地電極、33:定電流源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 27/20
Claims (4)
- 【請求項1】既設の接地電極、又は配電線のリターンア
ース、ビルの鉄筋、ビルの鉄骨等の低インピーダンスが
期待できる箇所を補助接地電極とし、該補助接地電極と
被測定接地電極にトランスを介して交流の電流を印加
し、前記トランスの一次側の電圧と前記トランスの一次
側の電流と前記トランスの巻数比から前記被測定接地電
極と前記補助接地電極の合計の接地インピーダンスを測
定する接地インピーダンスの測定方法。 - 【請求項2】前記電流を、前記トランスの一次側に設け
た電流源により供給し、又は前記トランスの一次側に直
列接続した電圧源とインピーダンス素子で発生させて供
給することを特徴とする請求項1に記載の接地インピー
ダンスの測定方法。 - 【請求項3】既設の接地電極、又は配電線のリターンア
ース、ビルの鉄筋、ビルの鉄骨等の低インピーダンスが
期待できる箇所に接続するための第1の測定端子と、被
測定接地電極に接続するための第2の測定端子と、前記
第1の測定端子と前記第2の測定端子が二次側に接続さ
れたトランスと、該トランスの一次側に電流を供給する
手段と、前記トランスの一次側の電圧と前記トランスの
一次側を流れる電流と前記トランスの巻数比から前記両
測定端子間のインピーダンスを計測する手段とを具備す
る接地インピーダンスの測定装置。 - 【請求項4】前記電流を供給する手段が、前記トランス
の一次側に接続された電流源、又は前記トランスの一次
側に直列接続された電圧源とインピーダンス素子からな
ることを特徴とする請求項3に記載の接地インピーダン
ス測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07932196A JP3233334B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 接地インピーダンスの測定方法および装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07932196A JP3233334B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 接地インピーダンスの測定方法および装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09243687A JPH09243687A (ja) | 1997-09-19 |
JP3233334B2 true JP3233334B2 (ja) | 2001-11-26 |
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ID=13686621
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07932196A Expired - Fee Related JP3233334B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 接地インピーダンスの測定方法および装置 |
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4925595B2 (ja) * | 2005-03-23 | 2012-04-25 | 株式会社エヌエフ回路設計ブロック | 交流インピーダンス測定装置及び方法 |
JP6126903B2 (ja) * | 2013-05-09 | 2017-05-10 | 矢崎総業株式会社 | 電池状態検出装置 |
-
1996
- 1996-03-08 JP JP07932196A patent/JP3233334B2/ja not_active Expired - Fee Related
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