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技術 導通状態判定方法および測定装置

出願人 東日本旅客鉄道株式会社日本地工株式会社
発明者 西村一実百瀬智文花岡佳一郎荘田崇人佐藤淳廣瀬元
出願日 2014年12月26日 (5年6ヶ月経過) 出願番号 2014-265647
公開日 2016年7月11日 (3年11ヶ月経過) 公開番号 2016-125870
状態 特許登録済
技術分野 短絡、断線、漏洩,誤接続の試験 抵抗、インピーダンスの測定
主要キーワード 接地極間 導通判定 交流電流計 仮想電源 直流電圧計 大地抵抗率 端子スイッチ 基準抵抗値
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図面 (10)

課題

各接地極間の導通状態の有無を正確に判定できる導通状態判定方法および当該導通状態判定方法を実行可能な測定装置を提供することを目的とする。

解決手段

導通状態判定方法は、異なる箇所に接地された第1接地極E1と第2接地極E2の導通状態を判定する導通状態判定方法であって、直流電源2Aの一端側を第1接地極E1に接続するとともに他端側を第2接地極E2に接続し、第1接地極E1と第2接地極E2の間の電流値および電圧値から第1抵抗値を測定する第1ステップと、直流電源2Aの一端側を第2接地極E2に接続するとともに他端側を第1接地極E1に接続し、第1接地極E1と第2接地極E2の間の電流値および電圧値から第2抵抗値を測定する第2ステップと、第1抵抗値と第2抵抗値を比較して、第1接地極E1と第2接地極E2が導通しているか否かを判定する第3ステップと、を有する。

概要

背景

従来、接地極間導通状態を判定可能な測定装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この測定装置では、2つの接地極間における交流電圧値および交流電流値に基づいて、各接地極間の合成接地抵抗を測定し、当該合成接地抵抗が基準抵抗値以下である場合、導通短絡)ありと判定し、基準抵抗値より大きい場合、導通(短絡)なしと判定するようになっている。

概要

各接地極間の導通状態の有無を正確に判定できる導通状態判定方法および当該導通状態判定方法を実行可能な測定装置を提供することを目的とする。導通状態判定方法は、異なる箇所に接地された第1接地極E1と第2接地極E2の導通状態を判定する導通状態判定方法であって、直流電源2Aの一端側を第1接地極E1に接続するとともに他端側を第2接地極E2に接続し、第1接地極E1と第2接地極E2の間の電流値および電圧値から第1抵抗値を測定する第1ステップと、直流電源2Aの一端側を第2接地極E2に接続するとともに他端側を第1接地極E1に接続し、第1接地極E1と第2接地極E2の間の電流値および電圧値から第2抵抗値を測定する第2ステップと、第1抵抗値と第2抵抗値を比較して、第1接地極E1と第2接地極E2が導通しているか否かを判定する第3ステップと、を有する。

目的

本発明は、各接地極間の導通状態の有無を正確に判定できる導通状態判定方法および当該導通状態判定方法を実行可能な測定装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

異なる箇所に接地された第1接地極と第2接地極の導通状態を判定する導通状態判定方法であって、直流電源の一端側を前記第1接地極に接続するとともに他端側を前記第2接地極に接続し、前記第1接地極と前記第2接地極の間の電流値および電圧値から第1抵抗値を測定する第1ステップと、前記直流電源の前記一端側を前記第2接地極に接続するとともに前記他端側を前記第1接地極に接続し、前記第1接地極と前記第2接地極の間の電流値および電圧値から第2抵抗値を測定する第2ステップと、前記第1抵抗値と前記第2抵抗値を比較して、前記第1接地極と前記第2接地極が導通しているか否かを判定する第3ステップと、を有する導通状態判定方法。

請求項2

前記第3ステップにおいて、前記第1抵抗値と前記第2抵抗値の差分が所定の基準値以下である場合、前記第1接地極と前記第2接地極が導通していると判定し、前記差分が前記所定の基準値より大きい場合、前記第1接地極と前記第2接地極が導通していないと判定することを特徴とする請求項1に記載の導通状態判定方法。

請求項3

異なる箇所に接地された第1接地極と第2接地極の導通状態を測定する測定装置であって、前記第1接地極に接続される第1端子と、前記第2接地極に接続される第2端子と、前記第1端子と前記第2端子の間に直列接続された直流電源および直流電流計と、前記第1接地極と前記第2接地極の間の電圧値を測定可能直流電圧計と、前記直流電源の一端の、前記第1端子および前記第2端子の一方側との接続を他方側との接続に切り替えるとともに、前記直流電源の他端の、前記他方側との接続を前記一方側との接続に切り替えるスイッチ部と、を備えたことを特徴とする測定装置。

請求項4

前記第1接地極に接続される第3端子と、前記第2接地極に接続される第4端子と、を備え、前記直流電圧計は、前記第3端子と前記第4端子の間に接続されたことを特徴とする請求項3に記載の測定装置。

請求項5

異なる箇所に接地された少なくとも2以上の接地極に接続される測定装置であって、前記2以上の接地極のいずれかに接続される第1端子、第2端子、第3端子および第4端子と、直列接続された交流電源および交流電流計を有し、一端が前記第1端子に接続可能であり、他端が前記第2端子に接続可能な交流電源部と、一極側が前記第3端子に接続可能であり、他極側が前記第4端子に接続可能な交流電圧計とを有する交流回路と、直列接続された直流電源および直流電流計を有し、一端が前記第1端子に接続可能であり、他端が前記第2端子に接続可能な直流電源部と、一極側が前記第3端子に接続可能であり、他極側が前記第4端子に接続可能な直流電圧計とを有する直流回路と、前記第1端子、前記第2端子、前記第3端子および前記第4端子を、前記交流回路および前記直流回路のいずれか一方に切替接続可能な第1スイッチ部と、前記直流回路に設けられ、前記直流電源の一端の、前記第1端子および前記第2端子の一方側との接続を他方側との接続に切り替えるとともに、前記直流電源の他端の、前記他方側との接続を前記一方側との接続に切り替える第2スイッチ部と、を備えたことを特徴とする測定装置。

技術分野

0001

本発明は、接地極間導通状態判定方法および当該導通状態判定方法を実行可能な測定装置に関する。

背景技術

0002

従来、接地極間の導通状態を判定可能な測定装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この測定装置では、2つの接地極間における交流電圧値および交流電流値に基づいて、各接地極間の合成接地抵抗を測定し、当該合成接地抵抗が基準抵抗値以下である場合、導通短絡)ありと判定し、基準抵抗値より大きい場合、導通(短絡)なしと判定するようになっている。

先行技術

0003

特開2011−226983号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、特許文献1の構成の場合、各接地極の接地抵抗が基準抵抗値よりも小さい場合、実際に接地極間で導通していなくても、導通ありと判定されていた。

0005

そこで、本発明は、各接地極間の導通状態の有無を正確に判定できる導通状態判定方法および当該導通状態判定方法を実行可能な測定装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

前記した目的を達成するため、本発明の導通状態判定方法は、異なる箇所に接地された第1接地極と第2接地極の導通状態を判定する導通状態判定方法であって、直流電源の一端側を前記第1接地極に接続するとともに他端側を前記第2接地極に接続し、前記第1接地極と前記第2接地極の間の電流値および電圧値から第1抵抗値を測定する第1ステップと、前記直流電源の前記一端側を前記第2接地極に接続するとともに前記他端側を前記第1接地極に接続し、前記第1接地極と前記第2接地極の間の電流値および電圧値から第2抵抗値を測定する第2ステップと、前記第1抵抗値と前記第2抵抗値を比較して、前記第1接地極と前記第2接地極が導通しているか否かを判定する第3ステップと、を有する。

0007

異なる箇所に接地された第1接地極および第2接地極においては、その接地された箇所の土壌や接地極が持つ電気化学的性質がそれぞれ異なるので、第1接地極と第2接地極が金属配線により導通していなければ、第1接地極と第2接地極の間には電位差が生じる。そのため、第1接地極と第2接地極が金属配線により導通していない場合、第1抵抗値と、直流電源の極をつなぎかえた後の第2抵抗値に違いが生じる。一方、第1接地極と第2接地極が金属配線により導通している場合、接地極間の電位差が生じず、第1抵抗値と第2抵抗値が同じ値となる。そこで、第1抵抗値と第2抵抗値を比較することで、各接地極間の導通状態の有無を正確に判定することができる。

0008

ここでいう「導通している」とは、各接地極が金属配線により接続されている状態をいい、「導通していない」とは、金属配線により接続されていない状態をいう。

0009

前記した方法では、前記第3ステップにおいて、前記第1抵抗値と前記第2抵抗値の差分が所定の基準値以下である場合、前記第1接地極と前記第2接地極が導通していると判定し、前記差分が前記所定の基準値より大きい場合、前記第1接地極と前記第2接地極が導通していないと判定する方法とすることが望ましい。

0010

また、前記した目的を達成するため、本発明は、異なる箇所に接地された第1接地極と第2接地極の導通状態を測定する測定装置であって、前記第1接地極に接続される第1端子と、前記第2接地極に接続される第2端子と、前記第1端子と前記第2端子の間に直列接続された直流電源および直流電流計と、前記第1接地極と前記第2接地極の間の電圧値を測定可能直流電圧計と、前記直流電源の一端の、前記第1端子および前記第2端子の一方側との接続を他方側との接続に切り替えるとともに、前記直流電源の他端の、前記他方側との接続を前記一方側との接続に切り替えるスイッチ部と、を備えた構成とすることができる。

0011

このような構成によれば、スイッチ部の切替動作により、切替動作の前後における第1接地極と第2接地極の間の各抵抗値を比較して、接地極間の導通状態を簡単かつ正確に判定することができる。

0012

前記した測定装置が、前記第1接地極に接続される第3端子と、前記第2接地極に接続される第4端子と、を備える場合、前記直流電圧計は、前記第3端子と前記第4端子の間に接続されていてもよい。

0013

また、前記した目的を達成するため、本発明は、異なる箇所に接地された少なくとも2以上の接地極に接続される測定装置であって、前記2以上の接地極のいずれかに接続される第1端子、第2端子、第3端子および第4端子と、直列接続された交流電源および交流電流計を有し、一端が前記第1端子に接続可能であり、他端が前記第2端子に接続可能な交流電源部と、一極側が前記第3端子に接続可能であり、他極側が前記第4端子に接続可能な交流電圧計とを有する交流回路と、直列接続された直流電源および直流電流計を有し、一端が前記第1端子に接続可能であり、他端が前記第2端子に接続可能な直流電源部と、一極側が前記第3端子に接続可能であり、他極側が前記第4端子に接続可能な直流電圧計とを有する直流回路と、前記第1端子、前記第2端子、前記第3端子および前記第4端子を、前記交流回路および前記直流回路のいずれか一方に切替接続可能な第1スイッチ部と、前記直流回路に設けられ、前記直流電源の一端の、前記第1端子および前記第2端子の一方側との接続を他方側との接続に切り替えるとともに、前記直流電源の他端の、前記他方側との接続を前記一方側との接続に切り替える第2スイッチ部と、を備えた構成とすることができる。

0014

このような構成によれば、2つの接地極の導通状態を判定する他に、交流回路に各端子を接続することにより、例えば、第1端子および第3端子を1つの接地極に接続するとともに、第2端子および第4端子を当該1つの接地極とは異なる接地極に接続することで、各接地極間のインピーダンスを測定可能となる。また、例えば、第1端子および第3端子を1つの接地極に接続するとともに第2端子および第4端子をそれぞれが異なる接地極にそれぞれ接続することで、接地極の接地抵抗を測定可能となる。また、例えば、各端子をそれぞれが異なる接地極に接続することで、各接地極が接地された大地大地抵抗率を測定可能となる。

発明の効果

0015

本発明によれば、接地極間の導通状態の有無を正確に判定することができる。

図面の簡単な説明

0016

第1実施形態に係る測定装置を示す図である。
図1等価回路を示す図であって、各接地極が導通してないときの状態を示す図(a),(b)と、各接地極が導通したときの状態を示す図(c),(d)である。
第2実施形態に係る測定装置を示す図である。
第2実施形態に係る測定装置の動作を示すフローチャートである。
第3実施形態に係る測定装置を示す図である。
第3実施形態に係る測定装置の導通状態判定の動作を示すフローチャートである。
第3実施形態に係る測定装置の、接地抵抗を測定するときの状態を示す図である。
第3実施形態に係る測定装置の接地抵抗測定の動作を示すフローチャートである。
第3実施形態に係る測定装置の、大地抵抗率を測定するときの状態を示す図である。

実施例

0017

[第1実施形態]
次に、本発明の第1実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示すように、測定装置1は、大地Gにおける異なる箇所に接地された第1接地極E1と第2接地極E2の導通状態を測定可能な装置である。なお、図1における第1接地極E1と第2接地極E2の間の実線部分は、大地Gを介して第1接地極E1と第2接地極E2が接続され、金属的には接続されていない状態を示し、二点鎖線部分は、第1接地極E1と第2接地極E2が金属的に接続されているか否か不明であるため、仮想線で示したものである。また、抵抗Re1は、第1接地極E1の接地抵抗を示し、抵抗Re2は、第2接地極E2の接地抵抗を示し、抵抗Rsは、第1接地極E1と第2接地極E2の間の導通抵抗を示すものとする。

0018

測定装置1は、第1接地極E1に接続される第1端子1Aと、第2接地極E2に接続される第2端子1Bとを有している。測定装置1は、内部に、直列接続された直流電源2Aおよび直流電流計2Bを有する直流電源部2と、直流電圧計3と、スイッチ部4とを備えている。なお、直流電源2Aは、数十μAから数十mA程度の定電流源が望ましい。

0019

直流電源部2は、第1端子1Aと第2端子1Bの間に接続されている。

0020

直流電圧計3は、第1端子1Aと第2端子1Bの間に接続されている。

0021

スイッチ部4は、直流電源2Aを挟むように配置された第1スイッチ4Aと第2スイッチ4Bを有しており、直流電源2Aの、第1端子1A側と第2端子1B側への接続を、正極負極が逆になるように切り替えることが可能に構成されている。言い換えると、スイッチ部4は、直流電源2Aの一端の、第1端子1Aおよび第2端子1Bの一方側との接続を他方側との接続に切り替えるとともに、直流電源2Aの他端の、第1端子1Aおよび第2端子1Bの他方側との接続を一方側との接続に切り替えることが可能に構成されている。

0022

第1スイッチ4Aは、基端が第1端子1Aに接続されており、先端が、直流電源2Aの正極側および負極側に選択的に接続可能になっている。第2スイッチ4Bは、基端が直流電流計2Bを介して第2端子1Bに接続されており、先端が、直流電源2Aの正極側および負極側に選択的に接続可能になっている。

0023

このようにスイッチ部4が構成されることで、スイッチ部4の切替動作に伴って、直流電源2Aの、直流電流計2Bおよび直流電圧計3への接続が、正極と負極のいずれかに切り替わるようになっている。

0024

なお、スイッチ部4は、第1スイッチ4Aが直流電源2Aの正極側に接続されたとき、第2スイッチ4Bが直流電源2Aの負極側に接続され、第1スイッチ4Aが直流電源2Aの負極側に接続されたとき、第2スイッチ4Bが直流電源2Aの正極側に接続されるように機械的に連動した構成にするとよい。

0025

次に、第1接地極E1と第2接地極E2の間の導通状態判定方法について説明する。
まず、第1接地極E1に第1端子1Aを接続し、第2接地極E2に第2端子1Bを接続する。そして、スイッチ部4を操作して直流電源2Aと、第1端子1Aおよび第2端子1Bとの接続を切り替える。具体的には、第1スイッチ4Aを直流電源2Aの正極側(一端側)に接続するとともに第2スイッチ4Bを直流電源2Aの負極側(他端側)に接続する(実線表示)。このとき、直流電流計2Bにより測定される第1電流値I1と、直流電圧計3により測定される第1電圧値V1から第1抵抗値R1(=V1/I1)を測定する(第1ステップ)。

0026

第1ステップにおいて、第1抵抗値R1の測定が完了したら、第1スイッチ4Aを直流電源2Aの負極側(他端側)に接続するとともに第2スイッチ4Bを直流電源2Aの正極側(一端側)に接続する(2点鎖線表示)。このとき、直流電流計2Bにより測定される第2電流値I2と、直流電圧計3により測定される第2電圧値V2から第2抵抗値R2(=V2/I2)を測定する(第2ステップ)。

0027

第2ステップにおいて、第2抵抗値R2の測定が完了したら、第1抵抗値R1と第2抵抗値R2を比較して、第1接地極E1と第2接地極E2が導通しているか否かを判定する(第3ステップ)。具体的には、第1抵抗値R1と第2抵抗値R2の差分の絶対値が所定の基準値以下である場合、第1接地極E1と第2接地極E2が導通していると判定し、当該差分の絶対値が所定の基準値より大きい場合、第1接地極E1と第2接地極E2が導通していないと判定する。

0028

なお、所定の基準値は、測定器の各構成の精度等に応じて測定誤差を考慮した適宜な値に設定するとよい。また、当該測定誤差を考慮した値は、0に近似した極めて微小な値であればよく、例えば、JIS T 1022(病院電気設備安全基準)に定められた電気抵抗値よりも小さい値であってもよい。

0029

ここで、第1接地極E1と第2接地極E2が導通していない場合、第1接地極E1と第2接地極E2の間には、それぞれが接地された箇所の土壌が各接地極に与える電気化学的影響の違いや、第1接地極E1と第2接地極E2の材質の違い等により、電位差Veが生じるので、上記第1ステップにおける図1の等価回路は、図2(a)に示すように、第1接地極E1と第2接地極E2の間に電位差Veを発生する仮想電源2cが配置された回路となる。なお、仮想電源2cは、図2(a),(b)で示す記号の向きで発生しているものとする。

0030

このときの、第1抵抗値R1は、以下の式(1)のようになる。
R1=Re1+Re2+Ve/I1・・・(1)

0031

また、第2ステップにおいては、上記電位差Veを考慮すれば、図1の等価回路は、図2(b)に示すように、図2(a)と同様に、各接地極E1,E2間に仮想電源2cが配置された回路となる。このときの、第2抵抗値R2は、以下の式(2)のようになる。
R2=Re1+Re2−Ve/I2・・・(2)

0032

そして、第3ステップにおいて、第1抵抗値R1と第2抵抗値R2の差分の絶対値がVe/I1+Ve/I2となり、所定の基準値よりも大きくなる。従って、この場合、導通なしと判定することができる。

0033

一方、第1接地極E1と第2接地極E2が導通している場合、第1端子1Aと第2端子1Bが同一の接地極に接続されているものとみなされるので、第1ステップにおける図1の等価回路は、図2(c)に示す回路となる。このときの、第1抵抗値R1は、第1接地極E1と第2接地極E2の導通抵抗Rsに等しくなる。

0034

また、第2ステップにおける等価回路は、図2(d)に示す回路となり、図2(c)とは直流電源2Aを正負逆に接続しただけとなるので、第2抵抗値R2は、第1抵抗値R1と同様に導通抵抗Rsに等しくなる。

0035

そして、第3ステップにおいて、第1抵抗値R1と第2抵抗値R2の差分が0となり、所定の基準値以下となる。従って、この場合、導通ありと判定することができる。

0036

以上によれば、本実施形態において以下のような作用効果を得ることができる。
第1抵抗値R1と第2抵抗値R2を測定し、比較することで、第1接地極E1と第2接地極E2が導通していない場合に、第1接地極E1と第2接地極E2の間に発生する電位差Veの有無に基づいて導通判定をすることができる。そのため、第1接地極E1と第2接地極E2の導通状態の有無を正確に判定することができる。

0037

スイッチ部4の切替動作により、第1接地極E1と第2接地極E2の導通状態を正確に判定することができ、簡易な構成により導通状態判定方法を実行可能となる。

0038

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態では、前記した第1実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付して、その説明を省略することとする。

0039

図3に示すように、第2実施形態における測定装置1は、第1端子1Aと第2端子1Bの他に、第3端子1Cと、第4端子1Dとを有している。この第3端子1Cと第4端子1Dの間には、直流電圧計3が接続されている。そのため、直流電圧計3は、第3端子1Cと第4端子1Dの間の直流電圧値を測定可能になっている。

0040

測定装置1は、上述した各抵抗値R1,R2を計算し、各接地極E1,E2の導通状態を判定可能な処理部5を備えている。処理部5は、直流電流計2Bや直流電圧計3の測定結果を取得可能に構成されており、処理部5は、演算部51と、記憶部52と、判定部53と、表示部54とを備えている。

0041

演算部51は、直流電流計2Bの電流値と直流電圧計3の電圧値を取得して、当該電流値と電圧値に基づいた抵抗値を演算する部分である。演算部51は、スイッチ部4の切替情報を取得可能であり、スイッチ部4の切替前後における第1抵抗値R1および第2抵抗値R2を演算可能に構成されている。

0042

記憶部52は、演算部51が演算した抵抗値の情報を取得して当該情報を記憶する部分である。本実施形態では、記憶部52は、スイッチ部4の切替前における第1抵抗値R1を記憶するように構成されている。なお、記憶部52は、第1抵抗値R1の他、スイッチ部4の切替後における第2抵抗値R2を記憶するように構成してもよい。

0043

判定部53は、演算部51が演算した、スイッチ部4の切替前後における第1抵抗値R1および第2抵抗値R2を比較して、第1接地極E1と第2接地極E2が導通しているか否かを判定する部分である。判定部53は、記憶部52から第1抵抗値R1を取得し、演算部51から第2抵抗値R2を取得するように構成されている。なお、判定部53は、記憶部52が各抵抗値R1,R2を記憶する構成の場合、記憶部52から各抵抗値R1,R2を取得してもよい。

0044

判定部53は、第1抵抗値R1と第2抵抗値R2の差分の絶対値が所定の基準値以下である場合、第1接地極E1と第2接地極E2が導通していると判定し、当該差分の絶対値が所定の基準値よりも大きい場合、第1接地極E1と第2接地極E2が導通していないと判定するように構成されている。

0045

表示部54は、判定部53の判定結果を取得して、当該判定結果を表示する部分であり、例えば、判定部53が「導通なし」と判定した場合、「○」と表示し、「導通あり」と判定した場合、「×」と表示するように構成されている。

0046

なお、スイッチ部4の切替は、処理部5により自動で行われても、測定装置1のユーザの手動により行われてもよい。本実施形態では、測定装置1のユーザが手動でスイッチ部4の切替を行うものとする。

0047

なお、スイッチ部4の切替に伴う、直流電源2Aの、直流電流計2Bおよび直流電圧計3への接続における正極負極の切替が、処理部5により自動で行われても、測定装置1のユーザの手動により行われてもよい。

0048

なお、処理部5は、直流電流計2Bおよび直流電圧計3により取得する値が負の値である場合、当該値にマイナス1を乗算して処理するように構成してもよい。

0049

以上のように構成された測定装置1は、図4に示すフローチャートに従って導通状態判定方法を実行する。
図4に示すように、演算部51は、直流電流計2Bから第1電流値I1を取得し、直流電圧計3から第1電圧値V1を取得して(S1)、第1抵抗値R1を計算する(S2)。ステップS2の後、処理部5は、記憶部52において、第1抵抗値R1を記憶する(S3)。

0050

ステップS3の後、演算部51は、スイッチ部4における接続が切り替わったか否かを判断する(S4)。ステップS4において、スイッチ部4における接続が切り替わっていない場合(S4:No)、演算部51は、ステップS4の処理を繰り返し、ユーザがスイッチ部4の接続を切り替えて、スイッチ部4における接続が切り替わったと検知した場合(S4:Yes)、直流電流計2Bから第2電流値I2を取得し、直流電圧計3から第2電圧値V2を取得して(S5)、第2抵抗値R2を計算する(S6)。

0051

ステップS6の後、判定部53が、記憶部52から第1抵抗値R1を取得し、演算部51から第2抵抗値R2を取得して(S7)、第1抵抗値R1と第2抵抗値R2の差分の絶対値が所定の基準値以下であるか否かを判断する(S8)。

0052

ステップS8において、第1抵抗値R1と第2抵抗値R2の差分の絶対値が所定の基準値以下である場合(S8:Yes)、表示部54は、導通あり(例えば、×)と表示し(S9)、当該絶対値が所定の基準値より大きい場合(S8:No)、導通なし(例えば、○)と表示する(S10)。ステップS9、S10の後、処理部5の導通状態判定処理が終了する。

0053

このような構成によれば、測定装置1のユーザが各抵抗値R1,R2を計算しなくても、各接地極E1,E2の導通状態を判定することができる。

0054

[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本実施形態では、前記した各実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付して、その説明を省略することとする。

0055

図5に示すように、第3実施形態に係る測定装置1は、前記各実施形態における各接地極の導通状態の判定の他、接地極の接地抵抗や、接地極が接地される大地Gの大地抵抗率を測定可能に構成されている。

0056

測定装置1は、第2実施形態における直流電源部2および直流電圧計3を有する直流回路、第2スイッチ部の一例としてのスイッチ部4および処理部5の他に、直列接続された交流電源6Aおよび交流電流計6Bを有する交流電源部6と、交流電圧計7とを有する交流回路と、各端子1A,1B,1C,1Dを、直流回路および交流回路のいずれか一方に切替接続可能な第1スイッチ部の一例としての端子スイッチ部8とを備えている。

0057

直流電源部2は、端子スイッチ部8を介して、一端が第1端子1Aに接続可能であり、他端が第2端子1Bに接続可能に構成されている。直流電圧計3は、端子スイッチ部8を介して、一極側が第3端子1Cに接続可能であり、他極側が第4端子1Dに接続可能に構成されている。

0058

交流電源部6は、端子スイッチ部8を介して、一端が第1端子1Aに接続可能であり、他端が第2端子1Bに接続可能に構成されている。

0059

交流電圧計7は、端子スイッチ部8を介して、一極側が第3端子1Cに接続可能であり、他極側が第4端子1Dに接続可能に構成されている。

0060

端子スイッチ部8は、第1端子スイッチ8Aと、第2端子スイッチ8Bと、第3端子スイッチ8Cと、第4端子スイッチ8Dとを備えている。

0061

第1端子スイッチ8Aは、基端が第1端子1Aに接続され、先端が、直流電源部2の一端と、交流電源部6の一端とに選択的に接続可能になっており、第2端子スイッチ8Bは、基端が第2端子1Bに接続され、先端が、直流電源部2の他端と、交流電源部6の他端に選択的に接続可能になっている。

0062

第3端子スイッチ8Cは、基端が第3端子1Cに接続され、先端が、直流電圧計3の一極側と交流電圧計7の一極側とに選択的に接続されるようになっており、第4端子スイッチ8Dは、基端が第4端子1Dに接続され、先端が、直流電圧計3の他極側と交流電圧計7の他極側に選択的に接続されるようになっている。

0063

なお、端子スイッチ部8は、各端子スイッチ8A,8B,8C,8Dのいずれかが直流回路側に接続されたときは、残りのスイッチ全てが直流回路側に接続され、各端子スイッチ8A,8B,8C,8Dのいずれかが交流回路側に接続されたときは、残りのスイッチ全てが交流回路側に接続されるように機械的に連動した構成にするとよい。

0064

また、演算部51は、端子スイッチ部8の接続情報を取得するとともに、交流電流計6Bの電流値および交流電圧計7の電圧値を取得して、当該電流値および電圧値に基づいた接地極間のインピーダンス、接地抵抗値および大地抵抗率を演算可能に構成されている。表示部54は、演算部51が演算した接地極間のインピーダンス、接地抵抗値や大地抵抗率を取得し、取得した値を表示するよう構成されている。

0065

次に、第3実施形態に係る測定装置1を用いた導通状態判定方法について説明する。
第1端子1Aおよび第3端子1Cを第1接地極E1に接続するとともに、第2端子1Bおよび第4端子1Dを、第2接地極E2に接続して(接地極接続工程)、端子スイッチ部8を直流回路側に位置させる(直流回路接続工程)。具体的には、第1端子スイッチ8Aを、直流電源部2の一端に接続し、第2端子スイッチ8Bを、直流電源部2の他端に接続する。そして、第3端子スイッチ8Cを、直流電圧計3の一極側に接続し、第4端子スイッチ8Dを、直流電圧計3の他極側に接続する。

0066

直流回路接続工程の後、直流電源2Aの一端の、第1端子1Aおよび第2端子1Bの一方側との接続を他方側との接続に切り替えるとともに、直流電源2Aの他端の、他方側との接続を一方側との接続に切り替える(切替工程)。この際、演算部51が、直流電圧計3の測定値である各電圧値V1,V2と直流電流計2Bの測定値である各電流値I1,I2から、切替工程における切替前後の各抵抗値R1,R2を演算する(演算工程)。切替工程および演算工程は、前記各実施形態の導通状態判定方法の第1ステップおよび第2ステップに相当する。

0067

そして、判定部53が、各抵抗値R1,R2を比較して、第1接地極E1と第2接地極E2が導通しているか否かを判定する(判定工程)。判定部53は、判定工程において、各抵抗値R1,R2の差分の絶対値が所定の基準値以下である場合、第1接地極E1と第2接地極E2が導通していると判定し、当該差分の絶対値が所定の基準値より大きい場合、第1接地極E1と第2接地極E2が導通していないと判定する。判定工程は、前記各実施形態の導通状態判定方法の第3ステップに相当する。

0068

以上のような導通状態判定方法は、処理部5において、図6に示すフローチャートの処理により実行される。
図6に示すように、演算部51は、端子スイッチ部8が直流回路側に接続されているか否かを判断する(S01)。端子スイッチ部8が直流回路側に接続されていない場合(S01:No)、演算部51は、ステップS01の処理を繰り返し、端子スイッチ部8が直流回路側に接続された場合(S01:Yes)、ステップS1の処理に進む。ステップS1以降の処理は、図4に示すフローチャートと同様である。

0069

次に、第3実施形態に係る測定装置1を用いた接地抵抗測定方法について説明する。
図7に示すように、第1端子1Aおよび第3端子1Cを、第1接地極E1に接続し、第2端子1Bを、第2接地極E2に接続し、第4端子1Dを、第3接地極E3に接続する。第1接地極E1、第2接地極E2および第3接地極E3は、一直線上に配列され、第1接地極E1と第2接地極E2の間は20m程度、第1接地極E1と第3接地極E3の間は10m程度の間隔があけられている。

0070

測定装置1内では、端子スイッチ部8を交流回路側に接続する。具体的には、第1端子スイッチ8Aを、交流電源部6の一端に接続し、第2端子スイッチ8Bを、交流電源部6の他端に接続する。そして、第3端子スイッチ8Cを、交流電圧計7の一極側に接続し、第4端子スイッチ8Dを、交流電圧計7の他極側に接続する。このように接続することで、交流電圧計7により測定される、第1接地極E1と第3接地極E3の間に発生する電圧値V3と、交流電流計6Bにより測定される電流値I3とにより、第1接地極E1の接地抵抗Re1の接地抵抗値R3(=V3/I3)が測定される。

0071

以上のような接地抵抗測定方法は、処理部5において、図8に示すフローチャートの処理により実行される。
図8に示すように、演算部51は、端子スイッチ部8が交流回路側に接続されているか否かを判断する(S11)。端子スイッチ部8が交流回路側に接続されていない場合(S11:No)、演算部51は、ステップS11の処理を繰り返し、端子スイッチ部8が交流回路側に接続された場合(S11:Yes)、交流電圧計7の電圧値V3と、交流電流計6Bの電流値I3を取得して(S12)、接地抵抗Re1の接地抵抗値R3が計算される(S13)。

0072

S13の後、表示部54が、演算部51から接地抵抗値R3を取得して、接地抵抗値R3を表示する(S14)。そして、処理部5による処理が終了する。

0073

次に、第3実施形態に係る測定装置1を用いた大地抵抗率測定方法について説明する。
図9に示すように、第1端子1Aを第1接地極E1に接続し、第2端子1Bを第2接地極E2に接続し、第3端子1Cを第3接地極E3に接続し、第4端子1Dを第4接地極E4に接続する。各接地極E1,E2,E3,E4は、第1接地極E1、第3接地極E3、第4接地極E4、第2接地極E2の順にそれぞれの接地極間に間隔aをあけて配置される。

0074

測定装置1内では、接地抵抗測定方法と同様に、端子スイッチ部8を交流回路側に接続する。このように接続することで、交流電圧計7により測定される、第3接地極E3と第4接地極E4の間に発生する電圧値V4と、交流電流計6Bにより測定される電流値I4とにより、大地抵抗率ρ(=2πa・V4/I4)を測定することができる。

0075

以上のような大地抵抗率測定方法は、処理部5において、図8に示す接地抵抗測定方法におけるフローチャートと略同様の処理により実行される。
この場合、図8に示すステップS13において、演算部51が、接地抵抗Re1の接地抵抗値R3に代えて、大地抵抗率ρを計算し、ステップS14において、表示部54が、演算部51から、接地抵抗値R3の代わりに大地抵抗率ρを取得して、大地抵抗率ρを表示する。

0076

次に、第3実施形態に係る測定装置1を用いた接地極間のインピーダンス測定方法について説明する。
各端子1A,1C,1B,1Dを、導通状態判定方法と同様に、各接地極E1,E2にそれぞれ接続する(図5参照)。測定装置1内では、接地抵抗測定方法および大地抵抗率測定方法と同様に、端子スイッチ部8を交流回路側に接続する(図7参照)。このように接続することで、交流電圧計7により測定される、第1接地極E1と第2接地極E2の間に発生する電圧値V5と、交流電流計6Bにより測定される電流値I5とにより、第1接地極E1と第2接地極E2の間のインピーダンスZ(=V5/I5)が測定される。

0077

以上のような接地極間のインピーダンス測定方法は、処理部5において、図8に示す接地抵抗測定方法におけるフローチャートと略同様の処理により実行される。
この場合、図8に示すステップS13において、演算部51が、接地抵抗Re1の接地抵抗値R3に代えて、第1接地極E1と第2接地極E2の間のインピーダンスZを計算し、ステップS14において、表示部54が、演算部51から、接地抵抗値R3の代わりにインピーダンスZを取得して、インピーダンスZを表示する。

0078

以上のような第3実施形態によれば、2つの接地極E1,E2の導通状態を判定する他に、端子スイッチ部8により交流回路に各端子1A,1B,1C,1Dを接続することにより、第1接地極E1と第2接地極E2の接地極間インピーダンスZや、第1接地極E1の接地抵抗Re1の接地抵抗値R3や、各接地極E1,E2,E3,E4が接地された大地Gの大地抵抗率ρを測定可能となる。

0079

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

0080

前記各実施形態では、測定装置1におけるスイッチ部4の切替動作により、接地極E1,E2間の直流電力の向きを変えていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、測定装置1にスイッチ部4を設けずに、第1端子1Aと第2端子1Bの各接地極E1,E2への接続を入れ替えることで、接地極E1,E2間の直流電力の向きを変えてもよい。

0081

1測定装置
1A 第1端子
1B 第2端子
1C 第3端子
1D 第4端子
2A直流電源
2B直流電流計
3直流電圧計
4 スイッチ部
E1 第1接地極
E2 第2接地極
I1 第1電流値
I2 第2電流値
R1 第1抵抗値
R2 第2抵抗値
V1 第1電圧値
V2 第2電圧値

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