JP5009950B2

JP5009950B2 - 接地装置の試験方法及び装置

Info

Publication number: JP5009950B2
Application number: JP2009063319A
Authority: JP
Inventors: 市郎出野
Original assignee: East Japan Railway Co
Current assignee: East Japan Railway Co
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2029-03-16
Also published as: JP2010216958A

Description

本発明は、変電所の接地装置を試験するための接地装置の試験方法及び装置に関する。

変電所には、構内の各機器を接地するための機器接地装置や、遠方監視制御装置との通信回線等を保護するための遠制接地装置が設置される。また、変電所には、構外から引き込まれている通信線を、構内における直流１５００Ｖの地絡から保護するための保安器が設置される。

このような変電所にあっては、保安器で機器接地装置と遠制接地装置とが電気的に接続状態になってしまうと、各々の機器の機能を果たさなくなってしまい、地絡が生じた際に通信線の焼損を招く虞がある。このような状況を回避するための対策として、変電所では、機器接地装置や遠制接地装置の接地抵抗値を個別に測定したり、接地線の導通試験を行ったりしており、これらの試験結果に基づいて、個別の各接地装置の状態の良否が判断されている。

特開平０６−３０８１７４号公報

しかし、上記のような各接地装置の接地抵抗値を個別に測定する試験では、機器接地装置と遠制接地装置とが保安器の配電盤内で誤配線され、電気的に接続状態となっていても、各々の接地装置の接地抵抗値に問題がなければ、正常と判定されてしまうという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、変電所における機器接地装置と遠制接地装置が配電盤内の誤配線で接続状態になっている場合や、接地装置の接地極が他の接地極と電気的に誤接続状態となっている場合に、確実に異常の判定を得ることができる接地装置の試験方法及び装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る接地装置の試験方法は、変電所に設けられた設備を接地する３種類の接地装置の試験方法であって、３種類の接地装置のうちいずれか２種類の接地装置を１組とする３組の異なる組み合わせの接地装置に対し、試験用の入力電流を供給し、当該２種類の接地装置間の直列抵抗値を、入力電流の供給によって生じる電圧値と入力電流の電流値とを基に算出する直列接地抵抗測定ステップと、接地抵抗測定ステップで測定した３組の２種類の接地装置間の直列接地抵抗値から、各接地装置の個別の接地抵抗値を算出する算出ステップと、算出ステップで算出した各接地装置の個別の接地抵抗値に基づいて、各接地装置の良否を判定すると共に、接地抵抗測定ステップで測定した３組の２種類の接地装置間の直列接地抵抗値が所定値以下であれば、接地装置の接地極が他の接地極と電気的に誤接続状態になっていると判定する判定ステップとを含む。

好ましくは、前記接地装置が２種類しかない場合に、前記変電所の構内に補助電極を設け、当該補助電極を前記３種類の接地装置のうちの１つとして扱うようにする。

上記課題を解決するための本発明に係る接地装置の試験装置は、変電所に設けられた設備を接地する３種類の接地装置の試験装置であって、３種類の接地装置のうちいずれか２種類の接地装置を１組とする３組の異なる組み合わせの接地装置に対し、試験用の入力電流を供給し、当該２種類の接地装置間の直列抵抗値を、入力電流の供給によって生じる電圧値と入力電流の電流値とを基に算出する直列接地抵抗測定部と、接地抵抗測定部が測定した３組の２種類の接地装置間の直列接地抵抗値から、各接地装置の個別の接地抵抗値を算出する算出部と、算出部が算出した各接地装置の個別の接地抵抗値に基づいて、各接地装置の良否を判定すると共に、接地抵抗測定部が測定した３組の２種類の接地装置間の直列接地抵抗値が所定値以下であれば、接地装置の接地極が他の接地極と電気的に誤接続状態になっていると判定する判定部とを含む。

本発明によれば、変電所における機器接地装置と遠制接地装置が配電盤内の誤配線で接続状態になっている場合や、接地装置の接地極が他の接地極と電気的に誤接続状態となっている場合に、確実に異常の判定を得ることができる。

本実施の形態にかかる接地抵抗試験装置１０の一例の構成を示す図である。変電所における機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０の態様を示す図である。本実施形態に係る接地抵抗試験装置１０の処理フローを示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施の形態にかかる接地抵抗試験装置１０の一例の構成を示す。また、図２は、図１に示す接地抵抗試験装置１０を利用して試験される変電所の各接地装置の態様を示す図である。
本実施形態に係る接地抵抗試験装置１０は、機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０を試験する。なお、機器接地装置２０は、変電所構内の各機器を接地する接地装置である。また、遠制接地装置３０は、遠方監視制御装置との通信回線等を保護するための接地装置である。また、基準接地装置４０は、機器接地装置や遠制接地装置との間に電位差が得られるように設けられた接地装置である。

接地抵抗試験装置１０は、定電流方式の3電極法、すなわち機器接地装置２０と遠制接地装置３０とを電気的に接続したときの直列接地抵抗値、機器接地装置２０と基準接地装置４０とを電気的に接続したときの直列接地抵抗値、及び遠制接地装置３０と基準接地装置４０とを電気的に接続したときの直列接地抵抗値に基づいて、機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０の状態を判定する。

接地抵抗試験装置１０は、制御部１１、接地抵抗測定部１２、算出部１３、及び判定部１４を備える。制御部１１は、例えば、マイクロプロセッサ及びメモリ等を有して接地抵抗試験装置１０内の各部の動作を制御する。接地抵抗測定部１２は、機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０のうち２種類の接地装置が電気的に接続された状態で、試験用の入力電流を供給する。そして、接地抵抗測定部１２は、試験中に入力電流によって生じる電圧値と入力電流の電流値から２種類の接地装置を電気的に接続したときの直列接地抵抗値を算出する。

そして、算出部１３は、接地抵抗測定部１２が測定した機器接地装置２０と遠制接地装置３０とを電気的に接続したときの直列接地抵抗値、機器接地装置２０と基準接地装置４０とを電気的に接続したときの直列接地抵抗値、及び遠制接地装置３０と基準接地装置４０とを電気的に接続したときの直列接地抵抗値から、機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０の個別の接地抵抗値を算出する。判定部１４は、算出部１２が算出した機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０の個別の接地抵抗値に基づいて、その良否を判定する。

以上の構成により接地抵抗試験装置１０は、接地抵抗測定部１２が測定した２種類の接地装置を電気的に接続したときの直列接地抵抗値と、当該２種類の接地装置間の接地抵抗値の測定と同様に測定された、３種類の接地装置のうち他の２つの組み合わせの２種類の接地装置間の各接地抵抗値から、機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０の接地抵抗値を算出する。そして、接地抵抗試験装置１０は、その算出結果を用いて、機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０の良否を判定する。

図３は、本実施形態に係る接地抵抗試験装置１０の処理フローを示す図である。
次に、図３を参照して、接地抵抗試験装置１０が、変電所における機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０の状態の良否を判定する手順について説明する。

以下の説明では、機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０の接地抵抗値を、それぞれＲ_２０、Ｒ_３０、Ｒ_４０とする。また、以下の説明では、実測抵抗値による機器接地装置２０と遠制接地装置３０間の直列抵抗をＲ_{２０・３０}とする。また、以下の説明では、実測抵抗値による機器接地装置２０と基準接地装置４０間の直列抵抗をＲ_{２０・４０}とする。また、以下の説明では、実測抵抗値による遠制接地装置３０と基準接地装置４０間の直列抵抗をＲ_{３０・４０}とする。

まず、接地抵抗試験装置１０の接地抵抗測定部１２は、試験用の入力電流を供給するための図示しない電流供給用端子を、機器接地装置２０、及び遠制接地装置３０の抵抗部分が電気的に接続された状態で、機器接地装置２０と遠制接地装置３０間に試験用の入力電流を供給する（Ｓ１０１）。次に、接地抵抗試験装置１０の接地抵抗測定部１２は、試験中に入力電流に応じた機器接地装置２０と遠制接地装置３０間の接地抵抗値Ｒ_{２０・３０}を測定する（Ｓ１０２）。次に、接地抵抗試験装置１０の制御部１１は、接地抵抗測定部１２が測定した機器接地装置２０と遠制接地装置３０間の接地抵抗値Ｒ_{２０・３０}を一時的に記憶する（Ｓ１０３）。

同様にして、接地抵抗試験装置１０の接地抵抗測定部１２は、試験用の入力電流を機器接地装置２０と基準接地装置４０間に供給する（Ｓ１０４）。次に、接地抵抗試験装置１０の接地抵抗測定部１２は、試験中に入力電流に応じた機器接地装置２０と基準接地装置４０間の接地抵抗値Ｒ_{２０・４０}を測定する（Ｓ１０５）。次に、接地抵抗試験装置１０の制御部１１は、接地抵抗測定部１２が測定した機器接地装置２０と基準接地装置４０間の接地抵抗値Ｒ_{２０・４０}を一時的に追加記憶する（Ｓ１０６）。

同様にして、接地抵抗試験装置１０の接地抵抗測定部１２は、試験用の入力電流を遠制接地装置３０と基準接地装置４０間に供給する（Ｓ１０７）。次に、接地抵抗試験装置１０の接地抵抗測定部１２は、試験中に入力電流に応じた遠制接地装置３０と基準接地装置４０間の接地抵抗値Ｒ_{３０・４０}を測定する（Ｓ１０８）。次に、接地抵抗試験装置１０の制御部１１は、接地抵抗測定部１２が測定した遠制接地装置３０と基準接地装置４０間の接地抵抗値Ｒ_{３０・４０}を一時的に追加記憶する（Ｓ１０９）。

次に、接地抵抗試験装置１０の測定部１２は、制御部１１が記憶する各接地装置間の接地抵抗値Ｒ_{２０・３０}と、Ｒ_{２０・４０}と、Ｒ_{３０・４０}をそれぞれ読み出す（Ｓ１１０）。そして、接地抵抗試験装置１０の測定部１２は、これらの接地抵抗値を基に、機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０の各接地抵抗値Ｒ_２０、Ｒ_３０、Ｒ_４０を算出する（Ｓ１１１）。具体的には、接地抵抗試験装置１０の測定部１２は、式（１）乃至（３）の計算アルゴリズムに基づいて、各接地抵抗値Ｒ_２０、Ｒ_３０、Ｒ_４０を算出する。

ここで、各接地抵抗値Ｒ_２０、Ｒ_３０、Ｒ_４０を算出するための計算アルゴリズムについて説明する。各接地装置間の接地抵抗値Ｒ_{２０・３０}と、Ｒ_{２０・４０}と、Ｒ_{３０・４０}は、各接地抵抗値Ｒ_２０、Ｒ_３０、Ｒ_４０との間に、式（１）乃至（３）に示すような関係が成立する。
Ｒ_２０＋Ｒ_３０＝Ｒ_{２０・３０} …（１）
Ｒ_２０＋Ｒ_４０＝Ｒ_{２０・４０} …（２）
Ｒ_３０＋Ｒ_４０＝Ｒ_{３０・４０} …（３）

したがって、上記式（１）乃至（３）に示す関係に基づいて、各接地抵抗値Ｒ_２０、Ｒ_３０、Ｒ_４０は、各接地装置間の各接地抵抗値Ｒ_{２０・３０}と、Ｒ_{２０・４０}と、Ｒ_{３０・４０}から、以下のようにして算出することができる。
Ｒ_２０＝（Ｒ_{２０・３０}−Ｒ_{３０・４０}＋Ｒ_{２０・４０}）／２
Ｒ_３０＝（Ｒ_{２０・３０}＋Ｒ_{３０・４０}−Ｒ_{２０・４０}）／２
Ｒ_４０＝（Ｒ_{２０・４０}−Ｒ_{２０・３０}＋Ｒ_{３０・４０}）／２

次に、接地抵抗試験装置１０の判定部１４は、接地抵抗試験装置１０の測定部１２が算出した機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０の各接地抵抗値Ｒ_２０、Ｒ_３０、Ｒ_４０が正常値の範囲内であるか否かによって、機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０の状態の良否を判定する（Ｓ１１２）。

例えば、機器接地装置２０については、接地抵抗値Ｒ_２０が５Ω以下であれば良判定とし、それ以上であれば不良判定とする。また、遠制接地装置３０については、接地抵抗値Ｒ_３０が２０Ω以下であれば良判定とし、それ以上であれば不良判定とする。また、基準接地装置については、接地抵抗値Ｒ_４０が１００Ω以下であれば良判定とし、それ以上であれば不良判定とする。また、上記測定において各接地装置間が導通しない場合、例えば、電流が流れない場合と、各接地装置間の抵抗値が５Ω以下の場合は、各接地装置が正常でないと判定する。

このように、接地抵抗試験装置１０によれば、機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０のうち２種類の接地装置を１組とする３組の組み合わせの接地装置同士の直列接地抵抗値から各接地装置の接地抵抗値を求めることができるように、３電極法を利用して機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０の接地抵抗値をそれぞれ算出し、その状態の良否を判定する。その結果、変電所における機器接地装置２０と遠制接地装置３０が配電盤内の誤配線で接続状態になっている場合や、接地装置の接地極が他の接地極と電気的に誤接続状態となっている場合に、確実に異常の判定を得ることができる。

上記実施形態では、変電所に機器接地装置２０、遠制接地装置３０、及び基準接地装置４０の３種類の接地装置が設置されている場合について説明してきたが、変電所によっては、基準接地装置４０を設置しないこともある。その場合、上記試験にあたっては、変電所の構内に補助電極を打設し、当該補助電極を基準接地装置４０の代用とする。

また、上記実施形態では、各接地装置間の接地抵抗値の測定にあたり、機器接地装置２０と基準接地装置４０間の接地抵抗値Ｒ_{２０・４０}、遠制接地装置３０と基準接地装置４０間の接地抵抗値Ｒ_{３０・４０}、遠制接地装置３０と基準接地装置４０間の接地抵抗値Ｒ_{３０・４０}の順に測定するように説明した。しかし、各接地装置間の測定の順序は、この順序でなくても構わない。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０接地抵抗試験装置
１１制御部
１２接地抵抗測定部
１３算出部
１４判定部
２０機器接地装置
３０遠制接地装置
４０基準接地装置

Claims

変電所に設けられた設備を接地する３種類の接地装置の試験方法であって、
前記３種類の接地装置のうちいずれか２種類の接地装置を１組とする３組の異なる組み合わせの接地装置に対し、試験用の入力電流を供給し、当該２種類の接地装置間の直列抵抗値を、前記入力電流の供給によって生じる電圧値と前記入力電流の電流値とを基に算出する直列接地抵抗測定ステップと、
前記接地抵抗測定ステップで測定した３組の前記２種類の接地装置間の直列接地抵抗値から、前記各接地装置の個別の接地抵抗値を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出した前記各接地装置の個別の接地抵抗値に基づいて、前記各接地装置の良否を判定すると共に、前記接地抵抗測定ステップで測定した３組の前記２種類の接地装置間の直列接地抵抗値が所定値以下であれば、前記接地装置の接地極が他の接地極と電気的に誤接続状態になっていると判定する判定ステップと
を含む接地装置の試験方法。
前記接地装置が２種類しかない場合に、前記変電所の構内に補助電極を設け、当該補助電極を前記３種類の接地装置のうちの１つとして扱う
請求項１に記載の接地装置の試験方法。
変電所に設けられた設備を接地する３種類の接地装置の試験装置であって、
前記３種類の接地装置のうちいずれか２種類の接地装置を１組とする３組の異なる組み合わせの接地装置に対し、試験用の入力電流を供給し、当該２種類の接地装置間の直列抵抗値を、前記入力電流の供給によって生じる電圧値と前記入力電流の電流値とを基に算出する直列接地抵抗測定部と、
前記接地抵抗測定部が測定した３組の前記２種類の接地装置間の直列接地抵抗値から、前記各接地装置の個別の接地抵抗値を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記各接地装置の個別の接地抵抗値に基づいて、前記各接地装置の良否を判定すると共に、前記接地抵抗測定部が測定した３組の前記２種類の接地装置間の直列接地抵抗値が所定値以下であれば、前記接地装置の接地極が他の接地極と電気的に誤接続状態になっていると判定する判定部と
を含む接地装置の試験装置。