JP3652851B2 - 接地抵抗計 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、接地抵抗計に関し、さらに詳しく言えば、A種(第1種)接地工事などで使用される交流電位差計方式の接地抵抗計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電気設備に施される接地工事は、人体への保安および機器の保全のために必要不可欠とされている。接地工事の際には、地面に埋められる接地体の接地抵抗の大きさを測るために、接地抵抗計を用いる。この接地抵抗計には、交流電位差法によるものがある。
【0003】
この接地抵抗計は、図5にその概略が示されているように、交流の一定電圧を発振する発振回路1、トランス2、このトランス2の2次側巻線2Bに対して並列に接続されている可変抵抗器3、発振回路1と同期して動作する同期整流回路4、検流計5および3つの測定端子E,P,Cを備える。
【0004】
この接地抵抗計では、発振回路1の出力端子1Aがトランス2の一次側巻線2Aを経て測定端子Eに接続され、出力端子1Bが測定端子Cに接続されている。同期整流回路4の端子4Aが可変抵抗器3の可変端子3Aに接続され、端子4Bが測定端子Pに接続されている。また、同期整流回路4の端子4Cと端子4Dとの間には、検流計5が接続されている。
【0005】
接地抵抗の測定に際して、接地抵抗計の測定端子Eには、地面に埋め込まれた接地体である被測定接地体(図示を省略する)が接続され、測定端子Pおよび測定端子Cには、別の場所でそれぞれ地面に埋め込まれた補助接地極(図示を省略する)がそれぞれ接続される。つまり、これから述べる測定法は、2つの補助接地極を用いる3電極法である。
【0006】
接地抵抗計の測定端子Eに接続される被測定接地体の接地抵抗がRxであり、測定端子Pに接続される補助接地極の接地抵抗が補助接地抵抗Rpである。また、測定端子Cに接続される補助接地極の接地抵抗が補助接地抵抗Rcである。被測定接地体と2つの補助接地極とが地面に埋め込まれると、接地抵抗Rxと補助接地抵抗Rp,Rcは、大地で接続された状態になる。
【0007】
この状態のときに、発振回路1を動作させると、その交流電圧による測定電流が、測定端子C、補助接地抵抗Rc、接地抵抗Rx、測定端子E、およびトランス2の一次巻線2Aを経て、発振回路1に戻る測定ループを流れる。これにより、接地抵抗Rxと測定電流とによる電圧降下が測定端子E−P間に発生する。
【0008】
これと同時に、この測定電流によりトランス2の2次側巻線2Bに電流が誘起されるため、測定端子Eと可変抵抗器3の可変端子3Aとの間にも電圧降下が生ずる。これら2つの電圧は、発振回路1の発振に同期する同期整流回路4にて検波される。
【0009】
したがつて、可変抵抗器3を操作して検流計5をバランスさせて、そのときの可変抵抗器3のダイヤル目盛を読むことにより、接地抵抗Rxが3電極法で求められる。すなわち、測定端子Eと測定端子Pとの間の電圧をEx、測定端子Eと可変抵抗器3の可変端子3Aとの間の抵抗をRs、この抵抗Rsによる電圧降下をEs、トランス2の巻線比を1:n、測定ループを流れる電流をIとすると、検流計5がバランスしたときには、次の式が成立する。
Ex=I・Rx
Es=I・Rs/n
Ex=Es
【0010】
これら3つの式から
Rx=Rs/n
の式が成り立ち、この式から、接地抵抗Rxを求めることができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような3電極法で接地抵抗Rxを求める場合、補助接地極が埋め込まれる地面の性質による影響を受けるという課題が発生する。すなわち、土質やその性状などにより、補助接地極と土との接触状態が変化し、補助接地抵抗Rp,Rcの値が場所により異なる。
【0012】
被測定接地体が良好であれば、その接地抵抗Rxは小さく、接地抵抗Rxに発生する電圧降下も小さくなる。これに対して、補助接地抵抗Rcの値が土質などの影響を受けて大きくなると、測定ループを流れる測定電流が小さくなり、接地抵抗Rxに発生する電圧降下がさらに小さくなる。この結果、検流計5の検出感度が不足するので、接地抵抗Rxの測定精度が低くなってしまう。
【0013】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的は、補助接地抵抗の良否判定を簡単に行なうことができ、地面に埋め込まれた接地体の接地抵抗を高精度に測定し得るようにした接地抵抗計を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、被測定接地体に接続される第1測定端子と、2つの補助接地極の各々に接続される電圧用の第2測定端子および電流用の第3測定端子と、上記第1測定端子と上記第3測定端子との間に接続された一次側巻線を有し、その二次側巻線側には可変抵抗器が並列に接続されているトランスと、上記一次側巻線を含む測定電流路に交流の測定信号を供給する発振回路と、上記発振回路の発振と同期して上記第1測定端子と上記可変抵抗器との間の電圧および上記第2測定端子の電圧を検波する同期整流回路と、この同期整流回路に接続された検流計とを備えた接地抵抗計において、上記測定電流路の上記第1測定端子側と上記第3測定端子側の間に第1スイッチを介して接続された補助接地抵抗測定部と、上記第2測定端子および上記第3測定端子をそれぞれ上記測定電流路に選択的に接続する第2および第3スイッチとを備え、上記第1スイッチは、接地抵抗測定時には上記検流計を上記同期整流回路に接続して上記補助接地抵抗測定部をオフとし、補助接地抵抗測定時には上記検流計を上記同期整流回路から切り離して上記補助接地抵抗測定部側に接続するスイッチからなり、同第1スイッチにより上記検流計が上記補助接地抵抗測定部に兼用とされていることを特徴としている。
【0015】
この構成によれば、第1スイッチをオンとした状態において、第2および第3スイッチを交代的にオンオフすることにより、第2測定端子と第3測定端子の補助接地抵抗が測定される。
【0016】
また、このように検流計を兼用する際には、その検流計に対して電流制限用抵抗およびダイオードを直列に接続することが好ましい。
【0017】
さらに、検流計には、測定された補助接地抵抗の良否判定基準としての特定のマークが表示されていることが好ましく、これによれば補助接地抵抗の良否を目視にて簡単に判定することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の技術的思想をよりよく理解するために、図1を参照しながら、その好適な実施例について説明する。なお、この実施例において、先に説明した図5の接地抵抗計と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号が付けられている。
【0019】
この接地抵抗計は、発振回路1、トランス2、可変抵抗器3、同期整流回路4、検流計5、スイッチ6,7,8、抵抗9,10およびダイオード11を備え、この実施例1では検流計5が兼用され、この検流計5と、抵抗10およびダイオード11とにより補助接地抵抗測定部が構成され、スイッチ6,7,8により切り替え部が構成されている。
【0020】
スイッチ6は、検流計5を同期整流回路4の端子4C,4Dと、補助接地抵抗の測定部側の端子6A,6Bのいずれかに切り替える可動接片を有し、これにより、検流計が接地抵抗測定用と補助接地抵抗測定用とに兼用される。
【0021】
抵抗10とダイオード11との直列回路は、スイッチ6の一方の端子6Aと、発振回路1の電流路にある電流制限用抵抗9および補助接地抵抗測定端子(電流用)Cの接続点との間に接続されている。
【0022】
この場合、抵抗10は検流計5に流れる電流を制限する制限抵抗として作用し、ダイオード11は電流制限用抵抗9側から検流計5に対して測定電流が流れ込むのを防止するために設けられている。
【0023】
なお、スイッチ6の他方の端子6Bは接地抵抗測定端子Eに接続されており、この測定端子E側を補助接地抵抗測定部の一方の検出端子とすると、ダイオード11のカソード側がその他方の検出端子Tとなる。
【0024】
スイッチ7は、上記補助接地抵抗測定部の検出端子Tおよび上記測定電流路の電流制限抵抗9の接続点と、補助接地抵抗測定端子(電圧用)Pとの間に設けられ、端子7Aが開放端子であり、端子7B側を選択することにより上記接続点(検出端子T)と測定端子Pとが接続される。
【0025】
スイッチ8は、上記補助接地抵抗測定部の検出端子Tおよび上記測定電流路の電流制限抵抗9の接続点と、補助接地抵抗測定端子(電流用)Cとの間に接続されており、端子8A側を選択することにより上記接続点(検出端子T)と測定端子Cとが接続され、端子8Bが開放端子となっている。
【0026】
この接地抵抗計においては、接地抵抗Rxを測定するときに、検流計5に感度不足が生じないようにするため、補助接地抵抗Rc,Rpの限界抵抗値(しきい値)があらかじめ設定されている。すなわち、この実施例では図2に示されているように、検流計5のスケール板5A上に、補助接地抵抗Rc,Rpの良否判定ライン5Bが設けられている。
【0027】
このように、補助接地抵抗の測定時に、検流計5の指針5Cがその良否判定ライン5Bを超えたかどうかで、それぞれの補助接地極の補助接地抵抗Rc,Rpの良否を判定するのであるが、その測定値には接地抵抗Rxによる電圧降下も含まれている。
【0028】
しかしながら、接地抵抗Rxは、電気設備基準に基づいて接地工事されたものであり、一般的には、100Ω以下である。これに対して、接地抵抗計のJIS基準では、補助接地極の補助接地抵抗Rc,Rpが例えば2kΩもしくは5kΩの場合で測定精度が何%以内と規定されていることからして、Rc,Rp>>Rxであり、接地抵抗Rxの影響は少ない。
【0029】
次に、この実施例の動作について説明する。接地抵抗Rxを測定する前に、補助接地抵抗Rcおよび補助接地抵抗Rpのチェックを行なう。補助接地抵抗Rcをチェックするには、図1に示すように、スイッチ6を端子6A,6B側に切り替え、スイッチ7を開放端子7A側に切り替えるとともに、スイッチ8を接続端子8A側に切り替える。これにより、検流計5にて測定端子Eと測定端子Cとの間に発生する電圧降下を測定可能な状態になる。
【0030】
そして、発振回路1を動作させて、出力端子1A,1B間に交流の一定電圧を出力する。この交流電圧により、測定電流Iが抵抗9、スイッチ8、測定端子C、補助接地抵抗Rc、接地抵抗Rx、測定端子Eおよびトランス2を経て、発振回路1に戻る測定ループを流れる。これにより、測定端子Cと測定端子E間に、電圧降下Vec(=I・(Rx+Rc))が発生する。
【0031】
この電圧降下Vecが検流計5により測定され、その指針5Cの振れが判定ライン5B内(もしくは以下)であれば、補助接地極の補助接地抵抗Rcが良好であると判断され、他方、判定ライン内5Bを超えるような大きな値を示す場合には、補助接地抵抗Rcが不良と判断される。
【0032】
次に、補助接地抵抗Rpをチェックするには、図3に示されているように、スイッチ7を接続端子7B側に切り替え、スイッチ8を開放端子端子8B側に切り替える。これにより、検流計5にて測定端子Eと測定端子Pとの間に発生する電圧降下を測定可能な状態になる。
【0033】
この場合には、測定端子Cと測定端子Eとの間に、電圧降下Vep(=I・(Rx+Rp))が発生し、この電圧降下Vecが検流計5により測定され、上記と同様にして、補助接地抵抗Rpの良否が判断される。
【0034】
補助接地抵抗が不良である場合には、補助接地極を打ち直すなどして、再度その補助接地抵抗を測定し、補助接地抵抗が良好であることが確認されたら、図4に示されているように、スイッチ6を同期整流回路4側に切り替え、スイッチ7を接続端子7A側に切り替える。また、スイッチ8を接続端子8A側に切り替える。これにより、図5と同じ接続関係になるので、発振回路1からの交流電圧により、接地抵抗Rxの測定が行なわれる。
【0035】
このようにして、本発明によれば、接地抵抗Rxを測定する前に、補助接地抵抗Rc,Rpの良否を判定することができるので、被測定接地体の測定精度を高めることができる。また、検流計5を兼用し、スイッチ6,7,8と、抵抗10およびダイオード11を付加するだけでよく、したがって、接地抵抗計の大幅な結線変更や外観変更を不要にすることができる。
【0036】
なお、上記実施例では、検流計5のスケール板上に補助接地抵抗の良否判定ラインを設けているが、その良否判定ラインに対応するしきい値を例えばCPU(中央演算処理ユニット)などに設定しておき、その判定結果をディスプレイもしくはブザーなどにて報知することもできる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被測定接地体の接地抵抗を検出するに先だって、補助接地極の接地抵抗の良否を判断することができるため、信頼性の高い接地抵抗の測定を行なうことができる。
【0038】
また、接地抵抗測定用の検流計を補助接地抵抗測定用として兼用することにより、装置の大型化を防ぐことができる、などの効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例を示したブロック線図。
【図2】 上記実施例に用いられている検流計のスケール板を説明する説明図。
【図3】 補助接地抵抗を測定するための、各スイッチの切り替え状態を示したブロック線図。
【図4】 図3と同様に、接地抵抗を測定するための、各スイッチの切り替え状態を示したブロック線図。
【図5】 従来の接地抵抗計を示したブロック線図。
【符号の説明】
1 発振回路
2 トランス
3 可変抵抗器
4 同期整流回路
5,21 検流計
6,7,8 スイッチ
9,10 抵抗
11 ダイオード
C,E,P 測定端子
Claims (3)
- 被測定接地体に接続される第1測定端子と、2つの補助接地極の各々に接続される電圧用の第2測定端子および電流用の第3測定端子と、上記第1測定端子と上記第3測定端子との間に接続された一次側巻線を有し、その二次側巻線側には可変抵抗器が並列に接続されているトランスと、上記一次側巻線を含む測定電流路に交流の測定信号を供給する発振回路と、上記発振回路の発振と同期して上記第1測定端子と上記可変抵抗器との間の電圧および上記第2測定端子の電圧を検波する同期整流回路と、この同期整流回路に接続された検流計とを備えた接地抵抗計において、
上記測定電流路の上記第1測定端子側と上記第3測定端子側の間に第1スイッチを介して接続された補助接地抵抗測定部と、上記第2測定端子および上記第3測定端子をそれぞれ上記測定電流路に選択的に接続する第2および第3スイッチとを備え、
上記第1スイッチは、接地抵抗測定時には上記検流計を上記同期整流回路に接続して上記補助接地抵抗測定部をオフとし、補助接地抵抗測定時には上記検流計を上記同期整流回路から切り離して上記補助接地抵抗測定部側に接続するスイッチからなり、同第1スイッチにより上記検流計が上記補助接地抵抗測定部に兼用とされていることを特徴とする接地抵抗計。 - 上記補助接地抵抗測定部は、上記検流計に対して直列に接続される電流制限用抵抗およびダイオードを有していることを特徴とする請求項1に記載の接地抵抗計。
- 上記検流計には、測定された補助接地抵抗の良否判定基準としての特定のマークが表示されていることを特徴とする請求項1または2に記載の接地抵抗計。
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- 1997-10-08 JP JP29170497A patent/JP3652851B2/ja not_active Expired - Lifetime
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