JP4788868B2

JP4788868B2 - アーステスター及びその接地抵抗測定方法

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Publication number: JP4788868B2
Application number: JP2004371018A
Authority: JP
Inventors: 玄飛劉
Original assignee: Samgong Co Ltd
Current assignee: Samgong Co Ltd
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2024-12-22
Also published as: JP2006177765A

Description

本発明は、鉄道信号設備用の信号ケーブルの対地間抵抗チェックなどに用いられるアーステスター及びその接地抵抗測定方法に関する。

鉄道信号設備用の信号ケーブル（信号線）は、何らかの理由で傷ついて大地との絶縁が劣化すると、地絡事故を招いたり、鉄道信号設備の機器の誤動作を招いたり、あるいはポイント制御を適切には行なえなくなってしまう虞がある。このような事態になることを回避する等のために、対地間抵抗について、抵抗測定装置などの抵抗測定手段を用いて測定し監視することが一般に行われている。

上述した抵抗測定手段の一例として、特許文献１に示される抵抗測定装置がある。この抵抗測定装置は、装置内に収納した観測用電源から被測定箇所に電流を流し、対地間抵抗を測定するようにしている。前記観測用電源としては、例えば１１０〜１５０Ｖの直流電源が用いられている。
特許第３５７７６３８号公報

ところで、鉄道信号設備用の信号ケーブルは広範囲にわたって対地間抵抗を計測する必要がある。このため、装置内に観測用電源を必要とする上記従来技術では、計測者の持運びに制限があることなどから、対地間抵抗の計測エリアが制約されてしまっており、改善が求められているというのが実情であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成により、対地間抵抗を広範囲にわたって計測することができるアーステスター及びその接地抵抗測定方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、鉄道信号設備用の信号ケーブルにおける活線状態での信号線の対地間抵抗を、操作ボタンの逐次操作によって測定する、持ち運び可能なアーステスターであって、第１、第２信号線間に接続された回線電源と並列になるように前記第１、第２信号線の間に、直列接続された第１切替手段、内部抵抗、及び第２切替手段を介装し、
前記内部抵抗に並列に接続され、前記第１、第２信号線に電力を供給する前記回線電源の交流成分を遮断するためのフィルタ回路と、該フィルタ回路を介して入力したアナログ信号をデジタル信号に変換する測定部と、該測定部で得られた信号を演算処理する判定部とを有し、前記回線電源からの電力供給により、前記内部抵抗に並列接続された前記フィルタ回路の抵抗を測定し、前記回線電源の基準電圧値及び前記信号線の対地間抵抗を求める制御手段と、前記第１、第２信号線と前記内部抵抗とを前記第１、第２切替手段を介して接続するようにオン動作する第１、第２操作ボタンと、前記第１、第２操作ボタンのオン動作による前記第１、第２切替手段の逐次操作に基づいて、前記回線電源の第１、第２基準電圧値を表示し、第１、第２信号線の対地間抵抗値を所定周期で更新表示する表示パネルとを含み、
前記制御手段は、
前記第１、第２操作ボタンの各々のオン動作に基づき、前記第１、第２信号線と前記内部抵抗とを前記第１、第２切替手段を介して接続し、前記回線電源の第１基準電圧値を計測して前記表示パネルに表示させ、続いて前記第１、第２操作ボタンに対応する前記第１、第２切替手段の一方のみをアース側接続端子に接続する切換動作によって前記第１、第２信号線の対地間抵抗値を計測して前記表示パネルに表示することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、鉄道信号設備用の信号ケーブルにおける活線状態での信号線の対地間抵抗を、操作ボタンの逐次操作によって測定するアーステスターの接地抵抗測定方法であって、第１、第２信号線間に接続された回線電源と並列になるように前記第１、第２信号線の間に、直列接続された第１切替手段、内部抵抗、及び第２切替手段を介装し、
第１操作ボタンのオン動作に基づいて、前記第１、第２信号線と前記内部抵抗とを前記第１、第２切替手段を介して接続し、前記回線電源からの電力供給により、前記内部抵抗に並列接続されたフィルタ回路の抵抗の電圧を測定し、この測定電圧に基づいて前記回線電源の第１基準電圧値を定める第１基準電圧値測定工程と、
続いて、前記第１切替手段のみをアース側接続端子に接続する切換動作によって形成される第１閉回路に、前記回線電源の電力供給により流れる第１観測電流を測定する第１観測電流測定工程と、
前記第1基準電圧値、前記第1観測電流、及び前記第１閉回路の各部の抵抗値に基づいて前記第１信号線の対地間抵抗を測定する対地間第1抵抗測定工程と、
該対地間第1抵抗測定工程の終了後、前記第２操作ボタンのオン動作に基づいて、前記第１、第２信号線と前記内部抵抗とを前記第１、第２切替手段を介して接続し、前記回線電源からの電力供給により、前記内部抵抗に並列接続された前記フィルタ回路の抵抗の電圧を測定し、この測定電圧に基づいて前記回線電源の第２基準電圧値を定める第２基準電圧値として得る第２基準電圧値測定工程と、
続いて、前記第２切替手段のみをアース側接続端子に接続する切換動作によって形成される第２閉回路に、前記回線電源の電力供給により流れる第２観測電流を測定する第２観測電流測定工程と、
前記第２基準電圧値、前記第２観測電流、及び前記第２閉回路の各部の抵抗値に基づいて前記第２信号線の対地間抵抗を測定する対地間第２抵抗測定工程とを備えたことを特徴とする。

請求項１、２記載の発明によれば、電源からの電力供給により内部抵抗に印加される電圧に基づいて定めた基準電圧値を用いて、２本の信号線の対地間抵抗を求め、第１、第２切替手段の切替え作動により、一方の信号線の対地間抵抗を含む閉回路、他方の方の信号線の対地間抵抗を含む閉回路をそれぞれ形成し、各閉回路において、一方、他方の信号線の対地間抵抗をそれぞれ計測する。このため、装置内に観測用電源を必要とした従来技術に比して、観測用電源が不要となる分、構造が簡易になり、持運びし易くなるので、持運び範囲が拡大され、これに伴い対地間抵抗の計測を広範囲にわたって容易に果たすことができるようになる。
さらに、２本の信号線に設ける電源からの電力の供給により２本の信号線の対地間抵抗を測定することから、活線状態での対地間抵抗の測定が可能であり、運行ダイヤの確保などのために活線状態での測定が望まれる鉄道信号設備などの設備に対しての適用が可能であり、その分、適用範囲が広いものになる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図７において、アーステスター１は、鉄道信号系の電源ケーブルなどの内部に交流１００Ｖの電源（以下、回線電源５０という。）を有する２本の信号線（第１、第２信号線という）Ｌ１、Ｌ２の対地間抵抗Rx1，Rx2を測定するようにしている。アーステスター１は、図３に示すように、幅Ｈが約61mm、長さＭが約101mm、厚さＨが約28mmの筐体２と、後述する入力手段３、制御手段４などを含み、筐体２内に収納される配線基板（図示省略）と、筐体２の表面部に設けられた測定入力端子（以下、第１測定端子５、第２測定端子６、接地用端子７という。）のそれぞれと第１、第２信号線Ｌ１、Ｌ２及び大地Ｇのそれぞれとの接続に用いられる第１、第２、第３ケーブル８，９，１０と、から大略構成されている。筐体２の表面部の中央部には、測定結果等を表示する表示パネル１１が設けられており、その下部側には第１、第２操作ボタン１２，１３が設けられている。

アーステスター１は、回線電源５０を用いて第１、第２信号線Ｌ１、Ｌ２の対地間抵抗Rx1，Rx2を測定するようにしており、上記従来技術で装置内に設けられた観測用電源を不要としており、その分、構造が簡易になり、持運びし易くなっている。このため、このアーステスター１によれば、持運び範囲が拡大され、これに伴い対地間抵抗の計測を広範囲にわたって容易に果たすことができるようになる。

アーステスター１は、第１、第２信号線Ｌ１、Ｌ２の途中に設けた端子（以下、第１信号線側端子Ｂ（Ｘ）及び第２信号線側端子Ｃ（Ｘ）という。）に接続される前記入力手段３と、入力手段３から入力した信号の処理と装置の制御をする前記制御手段４と、を備えている。アーステスター１の表面部に設けた第１測定端子５、第２測定端子６及び接地用端子７の下側には、それぞれ、「Ｂ（Ｘ）」、「Ｃ（Ｘ）」及び「Ｅ」の文字を付し、第１、第２、第３ケーブル８，９，１０の接続対象が第１信号線側端子Ｂ（Ｘ）、第２信号線側端子Ｃ（Ｘ）及び大地Ｇ側であることを明確に表示しておき、接続ミスを抑制するようにしている。
なお、アーステスター１の表面部に付される前記「Ｂ（Ｘ）」及び「Ｃ（Ｘ）」において、「Ｂ」は＋極、「Ｃ」は−極を示し、「Ｘ」は交流を示している。
入力手段３は、直列接続された第１スイッチＳ１（第１切替手段）、内部抵抗Ｒｓ及び第２スイッチＳ２（第２切替手段）を備えている。第１スイッチＳ１、内部抵抗Ｒｓ及び第２スイッチＳ２は、回線電源５０と並列になるように、第１、第２信号線Ｌ１、Ｌ２間に介装されている。

第１、第２スイッチＳ２は、半導体などを用いた、いわゆる電子スイッチで構成されている。なお、図１、図４〜図８では、便宜上、第１、第２スイッチＳ１，Ｓ２を、固定接点及び可動接触子等を用いて機能的に記載している。以下、第１、第２スイッチＳ１，Ｓ２について、便宜上、前記図面での記載内容に沿って固定接点及び可動接触子等を用いて説明する。
すなわち、第１スイッチＳ１は、第１測定端子５に接続された第１固定接点（以下、第１スイッチ第１固定接点２０という。）と、内部抵抗Ｒｓの一端側に接続される端子（以下、第１スイッチ内部抵抗側端子２１という。）と、第３ケーブル１０及び後述する線材３０を介して接地側端子Ｋ３に接続される第２固定接点（以下、第１スイッチ第２固定接点２２という。）と、第１スイッチ内部抵抗側端子２１に基端側が接続され且つ先端側が揺動可能とされて第１スイッチ内部抵抗側端子２１と第１スイッチ第１、第２固定接点２０，２２との切替接続を行なう可動接触子（以下、第１スイッチ可動接触子２３という。）と、から大略構成されている。
第１スイッチＳ１は、第１ケーブル８が第１信号線Ｌ１中の第１信号線側端子Ｂ（Ｘ）及び第１測定端子５に接続されることにより、第１信号線Ｌ１に接続されるようになっている。また、線材３０の略中間部分に第３ケーブル１０の一端部が接続されるようになっており、当該部分が接地用端子７になっている。

第１スイッチＳ１は、制御手段４に制御されて、図４に示すように第１スイッチ内部抵抗側端子２１と第１スイッチ第１固定接点２０とを接続した状態〔内部抵抗Ｒｓ及び第１信号線Ｌ１を接続する第１スイッチ信号線接続状態（第１切替手段信号線接続状態）〕と、図５に示すように第１スイッチ内部抵抗側端子２１と第１スイッチ第２固定接点２２とを接続した状態〔内部抵抗Ｒｓ及び大地Ｇに接続された接地側端子Ｋ３を接続する第１スイッチ接地状態（第１切替手段接地状態）〕と、に切替可能とされている。

また、第２スイッチＳ２は、第２測定端子６に接続される固定接点（以下、第２スイッチ第１固定接点２５という）と、内部抵抗Ｒｓの他端側に接続される端子（以下、第２スイッチ内部抵抗側端子２６という。）と、第２ケーブル９及び線材３０を介して接地側端子Ｋ３に接続される固定接点（以下、第２スイッチ第２固定接点２７という）と、第２スイッチ内部抵抗側端子２６に基端側が接続され且つ先端側が基端側を中心にして揺動可能とされて第２スイッチ内部抵抗側端子２６と第２スイッチ第１，第２固定接点２５，２７との切替接続を行なう可動接触子（以下、第２スイッチ可動接触子２８という。）と、から大略構成されている。
第２スイッチＳ２は、第２ケーブル９が第２信号線Ｌ２中の第２信号線側端子Ｃ（Ｘ）及び第２測定端子６に接続されることにより、第２信号線Ｌ２に接続されるようになっている。
第１スイッチ第２固定接点２２と第２スイッチ第２固定接点２７とは線材３０を介して接続されており、上述したように線材３０の略中間部が接地用端子７が設けられている。

第２スイッチＳ２は、制御手段４に制御されて、図１及び図４に示すように、第２スイッチ内部抵抗側端子２６と第２スイッチ第１固定接点２５とを接続した状態〔内部抵抗Ｒｓ及び第２信号線Ｌ２を接続する第２スイッチＳ２信号線接続状態（第２切替手段信号線接続状態）〕と、図６に示すように、第２スイッチ内部抵抗側端子２６と第２スイッチ第２固定接点２７とを接続した状態〔内部抵抗Ｒｓ及び接地側端子Ｋ３を接続する第２スイッチ接地状態（第２切替手段接地状態）〕と、に切替可能とされている。
前記入力手段３は、さらに、制御手段４の入力端子Ｍ１、Ｍ２に接続されるフィルタ回路３１を備えている。

内部抵抗Ｒｓの一端側に接続される第１スイッチ内部抵抗側端子２１はフィルタ回路３１の一方の入力端子Ｆ１に接続され、内部抵抗Ｒｓの他端側に接続される第２スイッチ内部抵抗側端子２６はフィルタ回路３１の他方の入力端子Ｆ２に接続されている。
制御手段４は、図２及び図３に示すように、フィルタ回路３１を介して入力されたアナログ信号電圧を所定の精度でディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換回路を具備した測定部３２と、測定部３２で得られた前記信号電圧を後述する方法で演算処理する判定部３３で構成されている。

判定部３３は、マイクロコンピュータである論理部３４、設定入力部３５、パネル表示操作制御部３６、及び例えば１個の006P型（９Ｖ）アルカリ乾電池からなる装置電源３７から大略構成されている。
論理部３４は、図示しないROM（Read Only Memory）、RAM（Random Access Memory）を有し、ROMには当該アーステスター１の動作に必要なプログラムが、予め所定の方法で格納されていて、RAMには当該アーステスター１の処理に必要なデータ（内部抵抗Ｒｓ、抵抗Ｒ５、Ｒ７の値、処理途上で得られる後述する電流や電圧など（電気量）の値など）が格納される。論理部３４により、測定部３２で得られた電圧と、図３に示す第１、第２操作ボタン１２，１３の操作情報を用いて、アーステスター１の処理がなされる。

第１操作ボタン１２は、第１信号線Ｌ１の対地間抵抗Rx1を計測する際等に押し作動されるようになっている。第１操作ボタン１２が押し作動されている間、判定部３３は所定周期で第１信号線Ｌ１の対地間抵抗Rx1を計測する共に、１秒間隔で表示パネル１１ヘの表示内容を更新するようにしている。
第２操作ボタン１３は、第２信号線Ｌ２の対地間抵抗Rx2を計測する際等に押し作動されるようになっている。また、第１操作ボタン１２の場合と同様に、第２操作ボタン１３が押し作動されている間、所定周期で第２信号線Ｌ２の対地間抵抗Rx2が計測されると共に、１秒間隔で表示パネル１１ヘの表示内容が更新されるようになっている。

装置電源３７は、アーステスター１に必要な電源を供給する。第１、第２スイッチＳ１、Ｓ２の切替えは論理部３４によって制御され、表示パネルの表示内容はパネル表示操作制御部３６によって制御される。
フィルタ回路３１は、入力端子Ｆ１、Ｆ２の間に接続されたコンデンサＣ１、Ｃ３及び抵抗Ｒ５、Ｒ７で構成され、抵抗Ｒ７の両端には保護ダイオードＤ２が接続されている。保護ダイオードＤ２の両端は端子Ｊ１、Ｊ２に接続され、端子Ｊ１、Ｊ２は、図１に示した制御手段４の入力端子Ｍ１、Ｍ２にそれぞれ接続されている。又、端子Ｊ１と、判定部３３の制御電源との間には保護ダイオードＤ１が接続されている。

フィルタ回路３１を構成しているコンデンサＣ１、Ｃ３及び抵抗Ｒ５、Ｒ７の値は、それぞれ、第１、第２信号線Ｌ１、Ｌ２に電力供給する回線電源５０の交流成分を遮断するように設定されている。抵抗Ｒ５、Ｒ７の値は、予めRAMに格納されており、判定部３３の電流及び計測抵抗値の算出のために用いられるようになっている。

また、第１ケーブル８の抵抗Ｒ１、線材３０の第１スイッチＳ１側の抵抗Ｒ２、線材３０の第２スイッチＳ２側のＲ３、第２ケーブル９の抵抗Ｒ４、及び第３ケーブル１０の抵抗（符号省略）の値は、当該アーステスター１を信号線（第１、第２信号線Ｌ１、Ｌ２）に接続した時に信号線の負荷にならない値に設定されている。また、フィルタ回路３１に用いられている抵抗Ｒ５，Ｒ７の値は、制御手段４に用いられている測定部３２のアナログ／ディジタル変換回路がアナログ信号電圧を所定の精度でディジタル信号に変換可能なレベルに保持する値に設定されている。
なお、前記抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、コンデンサＣ１、Ｃ３の値は当該アーステスター１が使用される信号線（例えば第１、第２信号線Ｌ１、Ｌ２）の特性に応じて適宜、決定する。

第１信号線Ｌ１の対地間抵抗Rx1を測定する場合には、図５の回路構成とされる。この場合、回線電源５０ → 第１信号線Ｌ１ → 第１信号線Ｌ１の対地間抵抗Rx1 → 接地側端子Ｋ３ → 第１スイッチＳ１ → 内部抵抗Ｒｓ〔及びフィルタ回路３１〕 → 第２スイッチＳ２ → 第２信号線Ｌ２ → 回線電源５０で形成される閉回路（以下、第１閉回路４１という。）で電流が流れることになる。
また、第１信号線Ｌ２の対地間抵抗Rx2を測定する場合には、図６の回路構成とされる。この場合、回線電源５０ → 第１スイッチＳ１ → 内部抵抗Ｒｓ〔及びフィルタ回路３１〕 → 第２スイッチＳ２ → 接地側端子Ｋ３ → 第２信号線Ｌ２の対地間抵抗Rx2 → 第２信号線Ｌ２ → 回線電源５０で形成される閉回路（以下、第２閉回路４２という。）で電流が流れることになる。

ここで、図７及び図８に基づいてアーステスター１の測定原理を説明する。図７は、前記図５の第１閉回路４１中の、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、コンデンサＣ１、Ｃ３等を省略して簡略化した簡略回路図である。図８は、本アーステスター１の接地抵抗測定回路（第１、第２閉回路４０，４１）について図７の簡略回路図に対応して示す等価回路である。図７及び図８では、アーステスター１の測定原理を説明する都合上、回線電源５０は直流電源とし、図面（図７及び図８）中に直流電源を示す記号を用いて表示した。なお、回線電源５０の符号「５０」は、図１及び図４〜図６で用いたのと同一の符号を用いた。

第１、第２閉回路４１，４２は、第１、第２スイッチＳ１，Ｓ２の切替により、回路構成が異なっており、第１閉回路４１では第２信号線Ｌ２の対地間抵抗Rx2を含まず、一方、第２閉回路４２では第１信号線Ｌ１の対地間抵抗Rx1を含んでいないが、図８の等価回路は、第２信号線Ｌ２の対地間抵抗Rx2の値を∞の値とすることにより、第１閉回路４１では第２信号線Ｌ２の対地間抵抗Rx2を含まない回路構成を実現し、第１信号線Ｌ１の対地間抵抗Rx1の値を∞の値とすることにより、第２閉回路４２では第１信号線Ｌ１の対地間抵抗Rx1を含まない回路構成を実現するようにしている。

図８において、第１信号線Ｌ１と大地Ｇとの間の絶縁抵抗（第１信号線Ｌ１の対地間抵抗）Rx１には、回線電源５０の電力供給により電流が流れ、この電流は、大地Ｇを介して抵抗Rx２及び内部抵抗Ｒｓに分岐して（並列に）流れ、回線電源５０に戻る。すなわち、回線電源５０ → 絶縁抵抗Rx１ → 大地Ｇ → 抵抗Rx２及び内部抵抗Ｒｓの並列回路 → 回線電源５０の閉回路Ｍが形成される。この際、内部抵抗Ｒｓに分岐して、フィルタ回路３１に流れるが、この測定原理の説明においては、便宜上、フィルタ回路３１ヘの分流は無視する。

上記閉回路Ｍにおいて、次式（１）で定まる電流Ｉが内部抵抗Ｒｓに流れる。
＝｛Rx1（１＋Ｒｓ／Rx2）＋Ｒｓ｝・Ｉ … （１）
Ｅ₀：回線電圧（回線電源５０の電圧）

ここで、第１信号線Ｌ１を測定対象としており、第２信号線Ｌ２は非接地であり、Rx2＝∞とすると、式（１）は
Ｅ₀＝｛Rx1＋Ｒｓ｝・Ｉ … （２）
となる。

（２）から、電圧Ｅ₀、内部抵抗Ｒｓ、電流Ｉが分かれば、第１信号線Ｌ１の対地間抵抗Rx１を求めることができる。
本実施の形態では、抵抗Ｒｓは予めその値が定められており、電圧Ｅ₀は、後述するように電流Ｉの算出の前に計測される。また、電流Ｉについては、内部抵抗Ｒｓに並列接続される抵抗Ｒ５、Ｒ７のうち抵抗Ｒ７に印加される電圧を算出し、この算出電圧値、抵抗Ｒ５、Ｒ７及び内部抵抗Ｒｓの各値から求めるようにしている。

抵抗Rx２についても、抵抗Rx１の算出の場合と同様にして求める。この場合は、回線電源５０の電圧Ｅ₀の極性を抵抗Rx１の算出の場合と逆に設定して求める。

上述したように構成したアーステスター１で、被測定箇所で第１信号線Ｌ１の対地間抵抗Rx1を測定する場合の測定方法を以下に説明する。
まず、第１、第２信号線側端子Ｂ（Ｘ），Ｃ（Ｘ）、大地Ｇに接続された接地側端子Ｋ３と、対応する測定入力端子（以下、第１測定端子５、第２測定端子６、接地用端子７）とを第１〜第３ケーブル１０で接続する。次に、第１操作ボタン１２を押す。第１操作ボタン１２の押し作動により、第１、第２スイッチＳ１，Ｓ２は、図４及び図７に示すように、第１、第２切替手段信号線接続状態に設定され、これにより、回線電圧測定用閉回路４０が形成される。

このように回線電圧測定用閉回路４０が形成された状態で、回線電源５０からの電力供給により抵抗Ｒ７に印加される電圧を測定し、この測定電圧、前記各抵抗（Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、Ｒｓ）の値を用いて、回線電源５０の電圧を求めて、第１基準電圧値とする。この第１基準電圧値は、表示パネル１１に表示される。

そして、第１操作ボタン１２が押されていると、制御手段４は、第２スイッチＳ２については設定状態を維持した状態で、図５に示すように第１スイッチＳ１について第１切替手段接地状態に切替えて、第１閉回路４１を形成させる。この第１閉回路４１が形成された状態で、測定部３２は、抵抗Ｒ７に印加される電圧を測定し、論理部３４は、測定部３２が測定した電圧、抵抗Ｒに流れる電流、前記各抵抗（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒｓ）の値を用いて、信号線Ｌ１の対地間抵抗Rx1を計測する。この信号線Ｌ１の対地間抵抗Rx1は、第１操作ボタン１２が押されている間、表示パネル１１に１秒間隔で表示される。

第１操作ボタン１２の押し作動が停止されると、抵抗Ｒ７に印加される電圧の測定並びに信号線Ｌ１の対地間抵抗Rx1の計測及び表示が解除される。
続いて、第２操作ボタン１３が押されると、第１操作ボタン１２の押し作動の場合と同様に、第１、第２スイッチＳ１，Ｓ２は、図４及び図７に示すように、第１、第２スイッチ信号線接続状態に設定され、これにより、回線電圧測定用閉回路４０が形成される。回線電圧測定用閉回路４０が形成された状態で、制御手段４は、回線電源５０の電圧を求めて、第２基準電圧値とする。この第２基準電圧値は、表示パネル１１に表示される。

そして、第２操作ボタン１３が継続して押されていると、制御手段４は、第１スイッチＳ１については設定状態を維持した状態で、図６に示すように第２スイッチＳ２について第２スイッチ接地状態に切替えて、第２閉回路４２を形成させる。この第２閉回路４２が形成された状態で、測定部３２は抵抗Ｒ７に印加される電圧を測定し、論理部３４は、測定部３２が測定した電圧、抵抗Ｒ７に流れる電流、前記各抵抗（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒｓ）の値を用いて、信号線Ｌ２の対地間抵抗Rx2を計測する。この信号線Ｌ２の対地間抵抗Rx2は、第２操作ボタン１３が押されている間、表示パネル１１に１秒間隔で表示される。

なお、本実施の形態では、第１、第２操作ボタン１２，１３が同時に押されると、回線電源５０の電圧を測定して、その測定結果を表示パネル１１に表示し、両ボタン１２，１３の押圧を継続して所定時間行なうと、装置電源３７の電圧を測定して、その測定結果を表示パネル１１に表示する機能を有している。また、装置電源３７の測定電圧が予め定めた第１基準値より小さい場合には、表示パネル１１への表示を点滅させ、さらに測定電圧が小さくなり第１基準値より小さい第２基準値より小さい値になった場合には、表示パネル１１に例えば「−」符号を表示し、装置電源３７の電圧が制御手段４等を適性に作動し得ない状態になっていることを計測者に報知するようにしている。

さらに、活線状態になっていない信号線に本実施の形態のアーステスター１が接続され、第１、第２操作ボタン１２，１３が同時に押されると、測定対象が活線状態になっていないことを示す表示を表示パネル１１に行ない、計測者に報知するようにしている。
なお、装置電源３７の電圧が極めて小さくなると、本アーステスター１では測定できないが、測定対象が活線状態になっていないことを示す表示を行なうことにより、この測定し得ない原因が明確になり便利なものになっている。

上述したように、アーステスター１は、回線電源５０を用いて第１、第２信号線Ｌ１、Ｌ２の対地間抵抗Rx1，Rx2を測定するようにしており、上記従来技術で装置内に設けられた観測用電源を不要とし、観測用電源を内蔵しない分、構造が簡易になり、持運びし易くなる。このため、このアーステスター１によれば、持運び範囲が拡大され、これに伴い対地間抵抗の計測を広範囲にわたって容易に果たすことができるようになる。

また、観測用電源を用いた従来技術では、接地抵抗の計測時に、測定対象に電力を供給する回線電源の電圧と、観測用電源の電圧とが、重畳されることになる。しかし、本実施の形態では、上述したように、従来技術で装置内に設けた観測用電源を廃止している。このため、接地抵抗の計測時に上述した従来技術で起こり得た電圧の重畳を招くことがなくなり、その分、計測精度の向上を図ることができる。

また、鉄道信号設備は、運行ダイヤを適切に確保するなどのために、その信号ケーブルの対地間抵抗測定について、活線状態で行なう必要があることが多い。そして、本実施の形態に係るアーステスター１は、上述したように回線電源５０を用いて第１、第２信号線Ｌ１、Ｌ２の対地間抵抗Rx1，Rx2を測定するので、例えば鉄道信号設備で多く要望される活線状態の対地間抵抗の測定に適切に対処することができ、その分、適用範囲が広いものになっている。

上記実施の形態では、内部抵抗Ｒｓに並列接続されたフィルタ回路３１の抵抗Ｒ７の電圧を測定し、この測定電圧を用いて、信号線の対地間抵抗（第１、第２信号線Ｌ１、Ｌ２の対地間抵抗Rx1，Rx2）を計測する場合を例にしたが、フィルタ回路３１を廃止し、内部抵抗Ｒｓに作用する電圧又は電流（電気量）を測定し、この測定電気量及び各部の抵抗の値を用いて、信号線の対地間抵抗を計測するように構成してもよい。

本実施の形態では、第１、第２切替手段として電子スイッチである第１、第２スイッチＳ１，Ｓ２を用いたが、これに代えて、上記説明で示唆されている可動接触子などを備えた機械的なスイッチを用いてもよい。

上記実施の形態では、２本の信号線（第１、第２信号線Ｌ１，Ｌ２）が有する電源が交流１００Ｖの回線電源５０である場合を例にしたが、電源としては、これに限られるものではない。例えば、鉄道信号設備には、その内側、外側に交流１００Ｖ電源又は直流２０〜３０Ｖ電源等が用いられるが、これら電源さらに他の電圧値の電源を用いてもよい。

本発明の一実施の形態に係るアーステスターを模式的に示す回路図である。図１のアーステスターを模式的に示す機能ブロック図である。図１のアーステスターの筐体及びその表面部を示す斜視図である。回線電圧測定用閉回路（第１、第２スイッチ信号線接続状態）を示す回路図である。図１の第１、第２スイッチがそれぞれ第１スイッチ接地状態及び第２スイッチ信号線接続状態に設定されて形成される第１閉回路を示す図である。図１の第１、第２スイッチがそれぞれ第１スイッチ信号線接続状態及び第２スイッチ接地状態に設定されて形成される第２閉回路を示す図である。図４の回線電圧測定用閉回路について一部回路を省略して示す簡略回路図である。図１のアーステスターの接地抵抗測定原理を説明するための等価回路である。

符号の説明

１…アーステスター、４０…回線電圧測定用閉回路、４１…第１閉回路、４２…第２閉回路、５０…回線電源、Ｌ１，Ｌ２…第１、第２信号線、Ｓ１，Ｓ２…第１、第２スイッチ（第１、第２切替手段）、Ｒｓ…内部抵抗、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７…抵抗、Rx1，Rx2…第１、第２信号線の対地間抵抗。

Claims

鉄道信号設備用の信号ケーブルにおける活線状態での信号線の対地間抵抗を、操作ボタンの逐次操作によって測定する、持ち運び可能なアーステスターであって、
第１、第２信号線間に接続された回線電源と並列になるように前記第１、第２信号線の間に、直列接続された第１切替手段、内部抵抗、及び第２切替手段を介装し、
前記内部抵抗に並列に接続され、前記第１、第２信号線に電力を供給する前記回線電源の交流成分を遮断するためのフィルタ回路と、
該フィルタ回路を介して入力したアナログ信号をデジタル信号に変換する測定部と、該測定部で得られた信号を演算処理する判定部とを有し、前記回線電源からの電力供給により、前記内部抵抗に並列接続された前記フィルタ回路の抵抗の電圧を測定し、前記回線電源の基準電圧値及び前記信号線の対地間抵抗を求める制御手段と、
前記第１、第２信号線と前記内部抵抗とを前記第１、第２切替手段を介して接続するようにオン動作する第１、第２操作ボタンと、
前記第１、第２操作ボタンのオン動作による前記第１、第２切替手段の逐次操作に基づいて、前記回線電源の第１、第２基準電圧値を表示し、第１、第２信号線の対地間抵抗値を所定周期で更新表示する表示パネルとを含み、
前記制御手段は、
前記第１、第２操作ボタンの各々のオン動作に基づき、前記第１、第２信号線と前記内部抵抗とを前記第１、第２切替手段を介して接続し、前記回線電源の第１、第２基準電圧値を計測して前記表示パネルに表示させ、続いて前記第１、第２操作ボタンに対応する前記第１、第２切替手段の一方のみをアース側接続端子に接続する切換動作によって前記第１、第２信号線の対地間抵抗値を計測して前記表示パネルに表示することを特徴とするアーステスター。
鉄道信号設備用の信号ケーブルにおける活線状態での信号線の対地間抵抗を、操作ボタンの逐次操作によって測定するアーステスターの接地抵抗測定方法であって、
第１、第２信号線間に接続された回線電源と並列になるように前記第１、第２信号線の間に、直列接続された第１切替手段、内部抵抗、及び第２切替手段を介装し、
第１操作ボタンのオン動作に基づいて、前記第１、第２信号線と前記内部抵抗とを前記第１、第２切替手段を介して接続し、前記回線電源からの電力供給により、前記内部抵抗に並列接続されたフィルタ回路の抵抗の電圧を測定し、この測定電圧に基づいて前記回線電源の第１基準電圧値を定める第１基準電圧値測定工程と、
続いて、前記第１切替手段のみをアース側接続端子に接続する切換動作によって形成される第１閉回路に、前記回線電源の電力供給により流れる第１観測電流を測定する第１観測電流測定工程と、
前記第1基準電圧値、前記第1観測電流、及び前記第１閉回路の各部の抵抗値に基づいて前記第１信号線の対地間抵抗を測定する対地間第1抵抗測定工程と、
該対地間第1抵抗測定工程の終了後、前記第２操作ボタンのオン動作に基づいて、前記第１、第２信号線と前記内部抵抗とを前記第１、第２切替手段を介して接続し、前記回線電源からの電力供給により、前記内部抵抗に並列接続された前記フィルタ回路の抵抗の電圧を測定し、この測定電圧に基づいて前記回線電源の第２基準電圧値を定める第２基準電圧値として得る第２基準電圧値測定工程と、
続いて、前記第２切替手段のみをアース側接続端子に接続する切換動作によって形成される第２閉回路に、前記回線電源の電力供給により流れる第２観測電流を測定する第２観測電流測定工程と、
前記第２基準電圧値、前記第２観測電流、及び前記第２閉回路の各部の抵抗値に基づいて前記第２信号線の対地間抵抗を測定する対地間第２抵抗測定工程とを備えたことを特徴とするアーステスターの接地抵抗測定方法。