JP6314039B2 - 接地抵抗値の測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、接地抵抗値の測定方法に関する。

従来より接地電極の接地抵抗値の測定方法として、電流補助極から地中を介して接地電極へ交流電流を流し、両電極の中間に配置した電圧補助極と接地電極との間の電圧データを入手して、この電圧情報と回路に流した交流電流情報とから接地抵抗値を求める形態がある。
この測定方法は、交流電流による電圧傾度の影響を低減するために、様々な方法が提案されており、例えば特許文献１では測定誤差を低減するために、電圧差に加えて位相差を検出して抵抗値を算出している。

特開平１１−２６５０号公報

しかしながら、電流補助極から地中を介して接地電極へ交流電流を流す方法は、各電極間の距離をある程度確保する必要があるし、位相を検出して演算する複雑な処理を行わなければならなかった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、測定する電極間距離の影響を低減でき、複雑な演算を必要としない接地抵抗値の測定方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に請求項１の発明は、接地抵抗値測定対象の接地電極の近傍の地中にダミー電極を打設すると共に、ダミー電極と同一仕様の補助電極を地中に打設し、更に抵抗値が既知の抵抗器を補助電極に接続して、ダミー電極と抵抗器との間に一定の交流電流を通電する第１のステップと、第１のステップの通電状態で、交流電流発生源の発生電圧と、当該発生電圧から抵抗器の電圧降下量を除いた電圧値を計測する第２のステップと、交流電流の通電をダミー電極から接地電極に変更して、接地電極と抵抗器との間に第１のステップと同一の一定の交流電流を通電する第３のステップと、第３のステップの通電状態で、交流電流発生源の発生電圧と、当該発生電圧から抵抗器の電圧降下量を除いた電圧値を計測する第４のステップと、第２のステップ及び第４のステップにおいて計測した電圧値を基に、接地電極の接地抵抗値を求める第５のステップとを有することを特徴とする。
なお、「ダミー電極と同一仕様の補助電極」とは、ダミー電極と補助電極とが同一形状で同一の特性を有する電極であって、地中に同一の深さに打設されることを示すものである。

本発明によれば、同一仕様のダミー電極と補助電極を使用した回路と、接地電極と補助電極を使用した回路との双方で同一電流を通電して求めた４つの電圧情報を基に接地抵抗値を算出することで、スカラー量の演算のみで接地抵抗値を算出でき、比較的簡易な計算により求めることができる。そして、交流で計測しても位相を考慮する必要がないため、ダミー電極と補助電極の距離は任意で良く、狭い空間であっても無理なく測定できる。

本発明に係る接地抵抗値の測定方法の一例を示し、（ａ）はダミー電極を使用した第１の抵抗値測定回路の説明図であり、（ｂ）は測定対象の接地電極に通電した第２の抵抗値測定回路の説明図である。 第１の抵抗値測定回路の回路図である。 第２の抵抗値測定回路の回路図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る接地抵抗値の測定方法の一例を示し、（ａ）はダミー電極を使用した第１の抵抗値測定回路の説明図、（ｂ）は測定対象の接地電極に通電した第２の抵抗値測定回路の説明図である。図１において、１は交流電流発生器、２は測定対象の接地電極、３は抵抗値が既知の抵抗器、４はダミー電極、５は補助電極、６（６ａ，６ｂ）は電圧計、７は電流計、Ｅは地面である。尚、ダミー電極４と補助電極５とは同一形状で同一の特性を有している。

ダミー電極４は接地電極２の近傍の地中に打設され、補助電極５は地面Ｅの任意位置にダミー電極４と同様の深さで打設されている。交流電流発生器１の電流を出力する一対の端子のうち、一方の端子は電流計７を介してダミー電極４或いは測定対象の接地電極２に接続され、他方の端子は抵抗器３を介して補助電極５に接続されてる。
また、電圧計６は交流電流発生器１の発生電圧、及びこの発生電圧から抵抗器３の電圧降下を除いた電圧を計測するよう２台接続されている。

図２，図３は回路図を示し、図２は第１の抵抗値測定回路の回路図、図３は第２の抵抗値測定回路の回路図であり、この回路図に基づいて接地抵抗値の測定方法を以下説明する。第１のステップとして、ダミー電極４を使用して図２に示す第１の抵抗値測定回路により、交流電流発生器１から電流値ｉアンペアの一定値の交流電流を流す。
次に第２のステップとして、交流電流発生器１の一方の端子を基準点ｓとし、基準点ｓに対するａ点の電圧Ｖａを計測して交流電流発生器１の出力電圧を計測する。続いて基準点ｓに対するｂ点の電圧Ｖｂを計測する。即ち、交流電流発生器１の出力から抵抗器３の電圧降下を除いた電圧を計測する。

次に、第３のステップとして、ダミー電極４を接地電極２に変更した第２の抵抗値測定回路を形成して交流電流発生器１からｉアンペア（第１のステップで流した電流と同一値）を流す。
そして第４のステップとして、基準点ｓに対するｐ点（図２の回路のａ点と同一）の電圧Ｖｐを計測し、基準点ｓに対するｑ点（図２の回路のｂ点と同一）の電圧Ｖｑを計測して、交流電流発生器１の出力から抵抗器３の電圧降下を除いた電圧を計測する。

その後、第５のステップとして次の演算を実施する。上記第１及び第２のステップから、抵抗器３の既知の抵抗値をＲｏ、同一仕様のダミー電極４及び補助電極５の抵抗値をＲｔとすると、流した電流ｉと各測定電圧Ｖａ，Ｖｂとの間で次のような関係が成立する。
Ｖａ＝ｉ（Ｒｏ＋Ｒｔ＋Ｒｔ）
Ｖｂ＝ｉ（Ｒｔ＋Ｒｔ）
この２式から、
Ｒｔ＝Ｖｂ・Ｒｏ／２（Ｖａ−Ｖｂ） ・・式１
が成立し、ダミー電極４及び補助電極５の抵抗値Ｒｔを求めることができる。

また、接地電極２の抵抗値をＲｅとすると、第３及び第４のステップから、流した電流ｉと各測定電圧Ｖｐ，Ｖｑとの間で次のような関係が成り立つ。
Ｖｐ＝ｉ（Ｒｏ＋Ｒｔ＋Ｒｅ）
Ｖｑ＝ｉ（Ｒｔ＋Ｒｅ）
この２式から、
Ｒｅ＝（Ｖｑ・Ｒｏ／（Ｖｐ−Ｖｑ））−Ｒｔ ・・式２
が成立し、式１で抵抗値Ｒｔが既知となるため、接地電極２の接地抵抗Ｒｅを式２から算出することができる。

このように、同一仕様のダミー電極４と補助電極５を使用した回路と、接地電極２と補助電極５を使用した回路との双方で同一電流ｉを通電して求めた４つの電圧情報を基に接地電極２の抵抗値を算出することで、スカラー量の演算のみで接地電極２の接地抵抗値を算出でき、比較的簡易な計算により求めることができる。そして、交流で計測しても位相を考慮する必要がないため、ダミー電極４と補助電極５の距離は任意で良く、狭い空間であっても無理なく測定できる。

尚、上記実施形態では、第１〜第４のステップの順に実施したが、第１、第２ステップと第３、第４ステップは逆であっても良い。また、交流電流発生器１が送出する電流の計測を交流電流発生器１とダミー電極４（或いは接地電極２）の間で行っているが、この部位に限定するものではない。
更に、第２のステップ及び第４のステップにおいて、交流電流発生器１の発生電圧から抵抗器３の電圧降下量を除いた電圧値Ｖｂ，Ｖｑを計測しているが、抵抗器３の両端の電圧を計測して交流電流発生電圧Ｖａ，Ｖｑからこの電圧降下分を除算してＶｂ，Ｖｑを求めても良い。また電圧計６を２台使用しているが、１台で計測部位を切り替えて計測しても良い。

１・・交流電流発生器、２・・接地電極、３・・抵抗器、４・・ダミー電極、５・・補助電極。

Claims (1)

1. 接地抵抗値測定対象の接地電極の近傍の地中にダミー電極を打設すると共に、前記ダミー電極と同一仕様の補助電極を地中に打設し、更に抵抗値が既知の抵抗器を前記補助電極に接続して、前記ダミー電極と前記抵抗器との間に一定の交流電流を通電する第１のステップと、
   前記第１のステップの通電状態で、前記交流電流発生源の発生電圧と、当該発生電圧から前記抵抗器の電圧降下量を除いた電圧値を計測する第２のステップと、
   前記交流電流の通電を前記ダミー電極から前記接地電極に変更して、前記接地電極と前記抵抗器との間に前記第１のステップと同一の一定の交流電流を通電する第３のステップと、
   前記第３のステップの通電状態で、前記交流電流発生源の発生電圧と、当該発生電圧から前記抵抗器の電圧降下量を除いた電圧値を計測する第４のステップと、
   前記第２のステップ及び前記第４のステップにおいて計測した電圧値を基に、前記接地電極の接地抵抗値を求める第５のステップとを有することを特徴とする接地抵抗値の測定方法。

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