JPH0425770A - 接地抵抗予測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、接地工事を行う際に、接地抵抗予測を自動的
に行う接地抵抗予測装置に関するものである。

（従来の技術） 大地抵抗率の測定回路を第５図に示す、ここで１．４は
大地へ電流Ｉを注入するための電極、２．３は接地電位
差■を測定するための電極である。

電極１．２．３．４を等間隔ａで打ち込んだときの地表
面からみた見掛けの大地抵抗率ρ１は、ρ、＝２πａＶ
／ｆ　　　　　　（１）で求められる。電極間隔ａを順
次広げながら、各電極間隔毎の見掛けの大地抵抗率ρ、
を測定し、この時の電極間隔ａと見掛けの大地抵抗率ρ
、の測定値をノートに記録する０次に、横軸に電極間隔
ａを、縦軸に見掛けの大地抵抗率ρ、を両対数方眼紙に
プロットし、第６図に示す見掛は大地抵抗率測定曲線（
以下測定曲線と呼ぶ）を作図する。

次に大地が第７図に示すような水平二層構造からなって
いるものとすると、第５図の電極配置を用いた場合に計
算される見掛大地抵抗率ρ、の値は、 次式によって与えられる。

すなわち、ρ、は第１層の大地抵抗率ρ１、第２層の大
地抵抗率ρ２およびｄ　＋／ａの関数となっている。ま
たＫは反射係数と呼ばれるものである。

そこでρよ／ρ、を媒介変数とし、ｄ、／ａに対するρ
、／ρ８を計算してこれらの間の関係曲線群を図示した
ものが第８図に示す二層標準曲線である。

二層標準曲線図は、両対数方眼紙の縦軸にρ、／ρ１を
、横軸にａ　／　ｄ　Ｈをとりρ、／ρ、を媒介変数と
して作図したものである。

この二層標準曲線のρ１／ρ１、ａ／ｄＩ　−１の座標
点を原点と称する。実測された第６図に示す測定曲線が
二層構造であるかぎり、測定曲線を二層標準曲線図と同
一寸法の両対数方眼紙に写し取り、（以下解析曲線用紙
と呼ぶ）この解析曲線用紙を二層標準曲線図に重ね合わ
せて、もっともよく合致する曲線を選び出すことによっ
てρ２／ρ、が定まり、また解析曲線用紙に標準曲線図
の原点を写し取れば、この０１点の位置からρ１とｄｌ
　とを求めることができるから、ρ２、ρ２、ｄｌのす
べてを決定することが出来る。

このように二層構造の測定曲線については、二層標準曲
線図によって解析できるが、三層構造以上の測定曲線を
解析するには、第９図に示す補助曲線を用いなければな
らない。補助曲線図は第１０図（ａ）に示すように厚さ
がＬ　、ｄｚその大地抵抗率がそれぞれρ３、ρ：なる
二層の下に、大地抵抗率ρ、なる第３層が無限の厚さを
もって存在している場合に、（ロ）図に示すように上の
二層を等価の第１層とし、第３層を第２層とみなす二層
構造に置き換えることにより、二層標準曲線図と組合わ
せて、多層構造の解析ができるようにしたものである。

いま等価層の大地抵抗率をρ０、その厚ｄ。

ρ１ ｉ ＋□ ρ２ であられされる。

（３）式から ａ−ｄｒ ＋ｄ。

（ｄ。

＋ｄ。

ρｌ ρ２ □十 ρ８ ｄｚ ρ２ ｄ。

９ｇ ｄ。

ρ１ ρを 十□−１ ｄ。

となる。

（４）式において、二層標準曲線と同一寸法の両対数方
眼紙を用い、縦軸にρ、／ρ１を、横軸にｄ−／ａ＋を
とり、ρ２／ρ１を媒介変数として、これらの間の関係
を作図すれば、補助曲線が求められる。

この補助曲線図は多層構造の姿態を示す測定曲線の解析
過程に使用される。その手順を述べれば、（６）二層構
造を示す測定曲線の部分について、二層標準曲線図を用
いて、解析繰作を行ない、解析曲線用紙上に０１点（標
準曲線図の原点）を写し取る。

（ロ）解析曲線用紙を補助曲線図の上の書き、解析曲線
用紙に写し取った０１点を補助曲線図の原点に重ね、二
層構造解析のさいに標準曲線図から選び出された９２７
０１曲線と同じ値の補助曲線を写し取るときは、等価層
のｄ、とρ、を与える点（０□）はこの写し取った９１
７９１曲線上にあるはずである。

（ハ）　Ｏ８を見出すためには、解析曲線用紙をふたた
び標準曲線図の上におき、標準曲線図の原点が写し取っ
た曲線上に位置するようにしながら、測定曲線の第３層
の姿態を示す曲線の部分が、最もよく合致する曲線を標
準曲線図の中から照合選出し、このときの標準曲線図の
原点を解析曲線用紙上に写し取ることによって求められ
る。

に）　この０２点は解析曲線用紙上で等価層の厚さｄｌ
とその大地抵抗ρ、を示す、また、照合された標準曲線
の係数ρ２／ρ１の値とρ、の値との積として求められ
る。なお、３層以上の多層構造をなす場合の等価大地抵
抗率ρ１はρ− ρ１　　　　　ρχ 十・・ ｄ、ｌ ・＋　　　　　（５） ρｈ ただし、 ρ ｄ２　・・・ｄ、は各層の厚さ ρ２　・・・ρイは各層の大地抵 抗率 で与えられる。

以上の解析を繰り返すことによって、 大地の深 さ方向の大地抵抗率を第１１図の通り解析する。

第１１図の大地抵抗率解析結果から、それぞれの層毎の
接地抵抗値を算出し、接地抵抗予測を行っていた。

以上の従来の接地抵抗予測方法では以下の問題点があっ
た。

（ａ）　　測定した見掛けの大地抵抗率ρ、を一度持ち
帰って第６図に示す大地抵抗率測定曲線を作成し、第８
図の標準曲線及び第９図の補助曲線とを手作業による照
合によって比較する必要があるため、測定箇所で直ちに
接地抵抗予測を終了することができない。

（ｂ）　　第６図と第８図及び第９図とを対照して大地
抵抗率を解析する際、経験を有すると共に個人差が大き
く、接地抵抗予測値と接地工事竣工後の接地抵抗測定値
が一致しない。

（Ｃ）　　多層構造の大地抵抗率を解析することが困難
である。

（発明が解決しようとするｍｌ） 本発明は上記の欠点を改善するために提案されたもので
、目的は、上記の問題点を解決した接地抵抗予測装置を
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため本発明は多数の電極と、前記
の電極のそれぞれに接続された多心の測定ケーブルと、
前記測定ケーブルとそれぞれの電極とを接続あるいは分
離する機能を有するスキャナと、前記スキャナにより電
極間隔を広げながら、地表面から見た見掛は上の大地抵
抗率を測定する機能を有する大地抵抗率測定部と、この
測定において測定誤差を推定する機能と残留電荷の影響
を除去する機能とを有する手段と、大地抵抗率を記憶す
る大地抵抗率記憶部と、前記大地抵抗率記憶部に記憶し
た見掛は上の大地抵抗率を解析する大地抵抗率解析部と
、解析された大地抵抗率に基ずいて接地抵抗の計算を行
う接地抵抗計算部と、この計算結果を表示する出力部と
を備えることを特徴とする接地抵抗予測装置を発明の要
旨とするものである。

（作　用） 本発明は、大地抵抗率の測定、大地抵抗率の解析及び接
地抵抗の計算からなる接地抵抗予測手順をすべて自動化
することによって大地抵抗率測定と同時に接地抵抗予測
をその場で終了すると共に、多層構造の大地抵抗率を所
要の誤差範囲内で精度良く解析出来る作用を有する。

（実施Ｎ） 次に本発明の実施例について説明する。

なお実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱
しない範囲で、種々の変更あるいは改良を行いうること
は云うまでもない。

本発明の実施例を第１図に示す。

図において５は電極系、６は測定ケーブル、７はスキャ
ナ、８は大地抵抗率測定部、９は大地抵抗率記憶部、Ｉ
Ｏは大地抵抗率解析部、１１ば接地抵抗計算部、工２は
出力部を示す。

電極系５を一直線状に等間隔ａで打ち込み、測定ケーブ
ル６でスキャナ７と接続する。大地抵抗率測定部８とス
キャナフにより、電極間隔ａを順次広げながら、各電極
間隔の毎の地表面からみた見掛は上の大地抵抗率ρ１を
測定し、これを大地抵抗率解析部９に記憶する。

この見掛は上の大地抵抗率ρ、は。第１１図に示す大地
各層の抵抗率ρ１及び厚さｄ、の関数、即ちρ、−ｆ（
ρ１．ρ２．ρ１．・・・、ρ。

ｄ＋、ｄｘ、ｄ３．　　・・・　、ｄ、）である。大地
各層のρ、及びｄ、が既知の場合、見掛は上の大地抵抗
率ρは次式で求めることができる。

ρ＝ｋ（ρｉ＋ｄｉ＋　　λ）Ｊ（λ、）ｄλ　（６）
ここでに：核関数、λ：ベッセル関数 この原理を利用して、大地抵抗率解析部１０において第
２図に示すアルゴリズムを用いてＲ１を解析する。最初
に、地表面下各層の抵抗率及び厚さの初期値〆、及びｄ
、を仮定する。次にこの〆。

及びど、から見掛けの大地抵抗率を（６）式を用いて求
める。この計算値ρと測定値ρ、とを比較し、両者の差
が所定の誤差εの範囲内に収束するまでグ、及びイ、の
修正を繰り返し、収束した時の〆。

及びイ、を大地各層の抵抗率ρ、及び厚さｄ、とし解析
を終了する。

大地各層の抵抗率ρ、及び厚さｄ、が既知の場合、多層
構造の接地抵抗Ｒを計算により求めることが可能であり
（例えば、電気学会論文８１０８巻５号、多層大地にお
ける棒状電極の接地抵抗、高欄・用瀬著）、１１の接地
抵抗計算部で接地抵抗の計算を行い、接地抵抗予測を終
了する。

次に測定誤差の推定方法について説明する。

第４図に示すオフセットウエンナの電極配置において、
モードＤ及びＥで測定された抵抗（Ｉ！Ｒ０ＲＯ２は、
ウエンナ法を一間隔だけずらした場合の測定値であり、
両者の平均値を用いることにとって局所的な異常の影響
を軽減することができる。

またモードＡ１モードＢ及びモードＣの配置で測定され
た抵抗値ＲＡ、Ｒ，及びＲｃとの間にはＲＡ”Ｒ１＋Ｒ
ｃ　　　　　　　　（７）の関係があるため、測定誤差
δを次式で定義する。

δ＝　（Ｒ，−（Ｒ，十Ｒｃ）ｌ　／Ｒ，（８）通電電
流値及びスタック回数を増加させてρ。

を測定しても、この測定誤差δが５％以下にならない場
合には、その時の誤差と見做す。

次に残留電荷の影響除去について述べる。電極を切替え
て探査する場合、特に電極間隔が大きい時に、残留電荷
の影響が顕著になり、データに大きなバラツキが見られ
るようになる。このため電極間隔が２４ｍ以上の場合は
、初めに何回か通電だけをくり返し、残留電荷を分散さ
せるようにした。その結果電極間隔が大きくなってもバ
ラツキはほとんどみられないようになった。

本発明によると接地抵抗予測装置を用いて、ＮＴＴ鈴鹿
学園野球場において接地抵抗予測を行った結果を第４図
に示す。

図中の太線は接地抵抗予測結果、細線は接地工事終了後
の接地抵抗測定結果であり、両者は１０％以内の誤差で
良好な一致を示すと共に。接地抵抗予測時間も測定開始
から終了まで約１時間と短時間であった。従来の接地抵
抗予測方法では、個人差により接地抵抗予測値に１０％
〜５０％の誤差があり、また接地抵抗予測に２〜３日間
を要するのに比較して、接地抵抗予測精度の向上と接地
抵抗予測時間の短縮が図られている。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明による接地抵抗予測装置を
用いることにより、接地抵抗予測を自動的になおかつ短
時間に行いうるので、接地抵抗予測作業のための専門家
を必要とせず、また測定箇所で直ちに接地抵抗予測を終
了することができるので作業の効率化が図ることができ
る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の接地抵抗予測装置、第２図はアルゴリ
ズム、第３図は電極配置例、第４図は測定結果の一例、
第５図は従来例、第６図は電極間隔と大地抵抗率との関
係、第７図は二層構造の例、第８図及び第９図は測定曲
線、第１０図は水平三層構造と等価の二層構造、第１１
図は多層構造を示す。 第 図 第 図 第 図 第 図 □叩山ｉ！（ｍ） 第 図 第 図 を極閉砕ａ（ｍ） 第７図 水平二層才４１ 第８図 ａ／ｄ＋ 第 図 ｄｅ／ｃｈ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数の電極と、前記の電極のそれぞれに接続された多心
   の測定ケーブルと、前記測定ケーブルとそれぞれの電極
   とを接続あるいは分離する機能を有するスキャナと、前
   記スキャナにより電極間隔を広げながら、地表面から見
   た見掛け上の大地抵抗率を測定する機能を有する大地抵
   抗率測定部と、この測定において測定誤差を推定する機
   能と残留電荷の影響を除去する機能とを有する手段と、
   大地抵抗率を記憶する大地抵抗率記憶部と、前記大地抵
   抗率記憶部に記憶した見掛け上の大地抵抗率を解析する
   大地抵抗率解析部と、解析された大地抵抗率に基ずいて
   接地抵抗の計算を行う接地抵抗計算部と、この計算結果
   を表示する出力部とを備えることを特徴とする接地抵抗
   予測装置。