JPH0829464A - 棒状接地電極の埋設深さに対応する接地抵抗の推定方法 - Google Patents
棒状接地電極の埋設深さに対応する接地抵抗の推定方法Info
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- JPH0829464A JPH0829464A JP18518794A JP18518794A JPH0829464A JP H0829464 A JPH0829464 A JP H0829464A JP 18518794 A JP18518794 A JP 18518794A JP 18518794 A JP18518794 A JP 18518794A JP H0829464 A JPH0829464 A JP H0829464A
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ｗｅｎｎｅｒの４電極法により、電極間隔
ａを段階的に変化させて、それぞれの電極間隔ａにおけ
るＶ／Ｉの値を測定し、それぞれのＶ／Ｉの値に棒状
接地電極の直径により定まる定数Ｃを掛けて推定抵抗値
を求め、それぞれの電極間隔ａにおける推定抵抗値
を、棒状接地電極をそれぞれの電極間隔ａに相当する深
さに埋設したときの接地抵抗と推定する。 【効果】 棒状接地電極の埋設深さに対応する接地抵抗
を推定することができるので、目標とする接地抵抗を得
るための棒状接地電極の埋設深さを推定することが可能
となる。接地工事にあたり、工事費や工事期間の予定を
立てることが可能となり、接地工事を計画的に行える。
ａを段階的に変化させて、それぞれの電極間隔ａにおけ
るＶ／Ｉの値を測定し、それぞれのＶ／Ｉの値に棒状
接地電極の直径により定まる定数Ｃを掛けて推定抵抗値
を求め、それぞれの電極間隔ａにおける推定抵抗値
を、棒状接地電極をそれぞれの電極間隔ａに相当する深
さに埋設したときの接地抵抗と推定する。 【効果】 棒状接地電極の埋設深さに対応する接地抵抗
を推定することができるので、目標とする接地抵抗を得
るための棒状接地電極の埋設深さを推定することが可能
となる。接地工事にあたり、工事費や工事期間の予定を
立てることが可能となり、接地工事を計画的に行える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、棒状接地電極を地中に
垂直に埋設して接地をとる場合に、棒状接地電極の埋設
深さに対応する接地抵抗の推定方法に関するものであ
る。
垂直に埋設して接地をとる場合に、棒状接地電極の埋設
深さに対応する接地抵抗の推定方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術とその課題】接地抵抗は「電気設備の技術
基準」によると、第一種および特別第三種で１０Ω以
下、第三種で１００Ω以下と規定されている。接地抵抗
はその土地の地質によって大きく異なり、地質の悪い所
では１０Ω以下の接地抵抗を得ることが非常に困難な場
合が多い。
基準」によると、第一種および特別第三種で１０Ω以
下、第三種で１００Ω以下と規定されている。接地抵抗
はその土地の地質によって大きく異なり、地質の悪い所
では１０Ω以下の接地抵抗を得ることが非常に困難な場
合が多い。
【０００３】接地工事は通常、ボーリングにより垂直に
直径数10mmの穴を掘削し、その穴の中にほぼ全長にわた
って直径10〜10数mmの導電性金属棒を挿入し、その金属
棒と穴内周面との間の空隙に導電性硬化樹脂を流し込ん
で硬化させるという方法で行われる。この場合は、金属
棒と硬化した導電性樹脂とが一体となって棒状接地電極
を構成する。またボーリングで掘削した穴に、それと同
径の導電性金属棒を打ち込んで棒状接地電極とする場合
もある。いずれにせよ地質の悪い所で目標とする接地抵
抗を得るためには、棒状接地電極の長さを長くして、棒
状接地電極の埋設深さ（棒状接地電極の先端の深さ）を
深くしなければならない。
直径数10mmの穴を掘削し、その穴の中にほぼ全長にわた
って直径10〜10数mmの導電性金属棒を挿入し、その金属
棒と穴内周面との間の空隙に導電性硬化樹脂を流し込ん
で硬化させるという方法で行われる。この場合は、金属
棒と硬化した導電性樹脂とが一体となって棒状接地電極
を構成する。またボーリングで掘削した穴に、それと同
径の導電性金属棒を打ち込んで棒状接地電極とする場合
もある。いずれにせよ地質の悪い所で目標とする接地抵
抗を得るためには、棒状接地電極の長さを長くして、棒
状接地電極の埋設深さ（棒状接地電極の先端の深さ）を
深くしなければならない。
【０００４】接地工事の工事費は一般に、棒状接地電極
の埋設深さ（ボーリングの掘削深さに相当）を基準とし
て定められる。しかし接地抵抗は、その土地の地質によ
って大きく異なるため、目標とする接地抵抗を得るため
に棒状接地電極の埋設深さがどの程度になるかを予測す
ることは極めて困難である。このため接地工事は、とも
かく現地で目標とする接地抵抗が得られるまで工事を行
うということになり、工事費や工事期間の予定がたて難
いという問題があった。
の埋設深さ（ボーリングの掘削深さに相当）を基準とし
て定められる。しかし接地抵抗は、その土地の地質によ
って大きく異なるため、目標とする接地抵抗を得るため
に棒状接地電極の埋設深さがどの程度になるかを予測す
ることは極めて困難である。このため接地工事は、とも
かく現地で目標とする接地抵抗が得られるまで工事を行
うということになり、工事費や工事期間の予定がたて難
いという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、以上のような問題点に鑑
み、接地工事を行う場合に、目標とする接地抵抗を得る
ために棒状接地電極の埋設深さをどの程度にすべきかを
知る手立てとして、棒状接地電極の埋設深さに対応する
接地抵抗の推定方法を提供することにある。
み、接地工事を行う場合に、目標とする接地抵抗を得る
ために棒状接地電極の埋設深さをどの程度にすべきかを
知る手立てとして、棒状接地電極の埋設深さに対応する
接地抵抗の推定方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段とその作用】棒状接地電極
を地中に垂直に埋設して接地をとる場合の接地抵抗は、
その棒状接地電極が埋設される大地の比抵抗に大きく左
右される。大地の比抵抗を測定する手段としてはＷｅｎ
ｎｅｒの４電極法が知られている。この方法は、図１に
示すように地表面の１直線に沿って４つの点電極Ｃ1 、
Ｐ1 、Ｐ2 、Ｃ2 を等間隔に並べ、両端の電極Ｃ1 、Ｃ
2 間に直流電流Ｉを流し、中間の電極Ｐ1 、Ｐ2 間の電
位差Ｖを電位差計で測定するものである。
を地中に垂直に埋設して接地をとる場合の接地抵抗は、
その棒状接地電極が埋設される大地の比抵抗に大きく左
右される。大地の比抵抗を測定する手段としてはＷｅｎ
ｎｅｒの４電極法が知られている。この方法は、図１に
示すように地表面の１直線に沿って４つの点電極Ｃ1 、
Ｐ1 、Ｐ2 、Ｃ2 を等間隔に並べ、両端の電極Ｃ1 、Ｃ
2 間に直流電流Ｉを流し、中間の電極Ｐ1 、Ｐ2 間の電
位差Ｖを電位差計で測定するものである。
【０００７】大地の比抵抗が一様であるとすると、その
比抵抗ρX 〔Ω−ｍ〕は、Ｗｅｎｎｅｒの４電極法で測
定した（Ｖ／Ｉ）の値と、そのときの電極間隔ａから、
次式で求めることができる。
比抵抗ρX 〔Ω−ｍ〕は、Ｗｅｎｎｅｒの４電極法で測
定した（Ｖ／Ｉ）の値と、そのときの電極間隔ａから、
次式で求めることができる。
【０００８】
【数１】
【０００９】この式はＷｅｎｎｅｒの公式と呼ばれ、大
地の比抵抗が一様である場合に成り立つものである。
地の比抵抗が一様である場合に成り立つものである。
【００１０】Ｗｅｎｎｅｒの４電極法では、電極間隔ａ
が小さいときは、Ｃ1 から地中を通ってＣ2 に帰る電流
の大部分が地表面に近い上層部に流れるため、地中の下
層部の影響をあまり受けない。しかし電極間隔ａが大き
くなると、電流経路が広がり地中の下層部にも電流が流
れるため、上層部と下層部の比抵抗が異なる場合には、
電極間隔ａによってρX の測定値が異なってくる。Ｗｅ
ｎｎｅｒの４電極法はこの原理を応用して地層探査など
に用いられているものである。
が小さいときは、Ｃ1 から地中を通ってＣ2 に帰る電流
の大部分が地表面に近い上層部に流れるため、地中の下
層部の影響をあまり受けない。しかし電極間隔ａが大き
くなると、電流経路が広がり地中の下層部にも電流が流
れるため、上層部と下層部の比抵抗が異なる場合には、
電極間隔ａによってρX の測定値が異なってくる。Ｗｅ
ｎｎｅｒの４電極法はこの原理を応用して地層探査など
に用いられているものである。
【００１１】しかし大地の比抵抗が深さ方向に一様でな
い場合でも、Ｗｅｎｎｅｒの４電極法では、電極間隔ａ
が大きくなればなるほど、それに応じて地中の深い所ま
での「平均的な比抵抗」を測定していると考えることが
できる。
い場合でも、Ｗｅｎｎｅｒの４電極法では、電極間隔ａ
が大きくなればなるほど、それに応じて地中の深い所ま
での「平均的な比抵抗」を測定していると考えることが
できる。
【００１２】一方、図２（イ）に示すように棒状接地電
極１を地中に垂直に埋設して接地をとる場合には、棒状
接地電極１の埋設深さＬ＋ｔ（ｔは電気設備の技術基準
で0.75〔ｍ〕と定められている）が深くなれば、それに
応じて接地抵抗が小さくなるが、ある埋設深さでの棒状
接地電極の接地抵抗は、その埋設深さまでの大地の「平
均的な比抵抗」によってほぼ定まると考えることができ
る。
極１を地中に垂直に埋設して接地をとる場合には、棒状
接地電極１の埋設深さＬ＋ｔ（ｔは電気設備の技術基準
で0.75〔ｍ〕と定められている）が深くなれば、それに
応じて接地抵抗が小さくなるが、ある埋設深さでの棒状
接地電極の接地抵抗は、その埋設深さまでの大地の「平
均的な比抵抗」によってほぼ定まると考えることができ
る。
【００１３】本発明者は、この点に着目し、Ｗｅｎｎｅ
ｒの４電極法の電極間隔ａと、棒状接地電極の埋設深さ
とを１対１で対応させたときの、（Ｖ／Ｉ）と接地抵抗
の関係を究明した結果、両者に比例関係のあることを見
いだし、本発明を完成するに至ったものである。
ｒの４電極法の電極間隔ａと、棒状接地電極の埋設深さ
とを１対１で対応させたときの、（Ｖ／Ｉ）と接地抵抗
の関係を究明した結果、両者に比例関係のあることを見
いだし、本発明を完成するに至ったものである。
【００１４】すなわち、本発明は、 Ｗｅｎｎｅｒの４電極法により、電極間隔ａを段階
的に変化させて、それぞれの電極間隔ａにおけるＶ／Ｉ
（電位差／電流）の値を測定し、 それぞれのＶ／Ｉの値に棒状接地電極の直径により
定まる定数Ｃを掛けて推定抵抗値を求め、 それぞれの電極間隔ａにおける推定抵抗値を、棒状
接地電極をそれぞれの電極間隔ａに相当する深さに埋設
したときの接地抵抗と推定する、 ものである。
的に変化させて、それぞれの電極間隔ａにおけるＶ／Ｉ
（電位差／電流）の値を測定し、 それぞれのＶ／Ｉの値に棒状接地電極の直径により
定まる定数Ｃを掛けて推定抵抗値を求め、 それぞれの電極間隔ａにおける推定抵抗値を、棒状
接地電極をそれぞれの電極間隔ａに相当する深さに埋設
したときの接地抵抗と推定する、 ものである。
【００１５】以下、この方法によって棒状接地電極の接
地抵抗が推定できる理由を説明する。
地抵抗が推定できる理由を説明する。
【００１６】接地抵抗は次のように定義されている。図
２（イ）のように一つの接地電極１があって、これに接
地電流Ｉ〔Ａ〕が流れ込んでいるとすると、同図（ロ）
のように接地電極１の電位が周囲の大地にくらべてＶ
〔Ｖ〕だけ高くなる。このときＶ／Ｉ〔Ω〕をその接地
電極の接地抵抗という。つまり接地抵抗は、接地電極
と、そこから無限遠（接地電流により電位が変動しない
点）にある補助電極との間の抵抗と定義される。
２（イ）のように一つの接地電極１があって、これに接
地電流Ｉ〔Ａ〕が流れ込んでいるとすると、同図（ロ）
のように接地電極１の電位が周囲の大地にくらべてＶ
〔Ｖ〕だけ高くなる。このときＶ／Ｉ〔Ω〕をその接地
電極の接地抵抗という。つまり接地抵抗は、接地電極
と、そこから無限遠（接地電流により電位が変動しない
点）にある補助電極との間の抵抗と定義される。
【００１７】いま図３に示すように、地表から深さａ
〔ｍ〕までの地層の平均比抵抗がρ1、ａ〔ｍ〕以深の
無限に続く地層の平均比抵抗がρ2 の２層構造の大地を
仮定した場合、Ｈｕｍｍｅｌの電気影像論によると、地
表面の点電流源Ｃに電流Ｉ〔Ａ〕が流れたときの、Ｃか
らａ〔ｍ〕離れた地点Ｐの電位ＶP は次のように表すこ
とができる。
〔ｍ〕までの地層の平均比抵抗がρ1、ａ〔ｍ〕以深の
無限に続く地層の平均比抵抗がρ2 の２層構造の大地を
仮定した場合、Ｈｕｍｍｅｌの電気影像論によると、地
表面の点電流源Ｃに電流Ｉ〔Ａ〕が流れたときの、Ｃか
らａ〔ｍ〕離れた地点Ｐの電位ＶP は次のように表すこ
とができる。
【００１８】
【数２】
【００１９】ただし、Ｋ：反射係数、ｎ：境界数であ
る。反射係数Ｋは次式で表される。
る。反射係数Ｋは次式で表される。
【００２０】
【数３】
【００２１】また図４に示すように、地表から深さａ
〔ｍ〕までの平均比抵抗がρ1 、それ以深の平均比抵抗
がρ2 の２層構造の大地を仮定し、Ｗｅｎｎｅｒの４電
極法により、電極間隔をａ〔ｍ〕として、Ｃ1 、Ｃ2 間
に電流Ｉを流したときの、Ｐ1、Ｐ2 間の電位差Ｖは次
のように表わすことができる。
〔ｍ〕までの平均比抵抗がρ1 、それ以深の平均比抵抗
がρ2 の２層構造の大地を仮定し、Ｗｅｎｎｅｒの４電
極法により、電極間隔をａ〔ｍ〕として、Ｃ1 、Ｃ2 間
に電流Ｉを流したときの、Ｐ1、Ｐ2 間の電位差Ｖは次
のように表わすことができる。
【００２２】
【数４】
【００２３】大地の比抵抗が一様であるときのρX 〔Ω
−ｍ〕は数１式で表されるから、数４式を数１式に代入
すると次式が得られる。
−ｍ〕は数１式で表されるから、数４式を数１式に代入
すると次式が得られる。
【００２４】
【数５】
【００２５】この式は、ρX ／ρ1 が、Ｋ、ｎの関数で
あることを示している。数５式の右辺をＳとおくと、数
５式は次のように表せる。
あることを示している。数５式の右辺をＳとおくと、数
５式は次のように表せる。
【００２６】
【数６】
【００２７】この式は、点電流源下で仮定した２層構造
大地の上層部の比抵抗ρ1 と、比抵抗が一様と仮定した
場合の大地の比抵抗ρX との関係を示している。
大地の上層部の比抵抗ρ1 と、比抵抗が一様と仮定した
場合の大地の比抵抗ρX との関係を示している。
【００２８】この関係を明らかにするためＳの値を求め
ることとする。数２式の反射係数Ｋはρ1 、ρ2 の値に
よって−１＜Ｋ＜１の範囲で変化する。Ｋを−１から＋
１まで0.2 間隔で分割し、それぞれのＫに対してｎを変
化させた場合のＳの値を計算し、グラフに表すと図５の
ようになる。図５によると、数６式はｎを無限大まで計
算することになっているが、ｎ＝10以上になれば、Ｓの
値はほぼ一定と考えてよいことが分かる。
ることとする。数２式の反射係数Ｋはρ1 、ρ2 の値に
よって−１＜Ｋ＜１の範囲で変化する。Ｋを−１から＋
１まで0.2 間隔で分割し、それぞれのＫに対してｎを変
化させた場合のＳの値を計算し、グラフに表すと図５の
ようになる。図５によると、数６式はｎを無限大まで計
算することになっているが、ｎ＝10以上になれば、Ｓの
値はほぼ一定と考えてよいことが分かる。
【００２９】これは、Ｈｕｍｍｅｌの電気影像論で仮定
した２層構造の大地においては、ｎ＝10の範囲で考えれ
ばよいことを示している。また接地抵抗は、接地電極
と、そこから無限遠にある補助電極との間の抵抗と定義
されるが、図５はｎ＝10までの範囲でも、無限遠と同等
の値が得られることを示している。
した２層構造の大地においては、ｎ＝10の範囲で考えれ
ばよいことを示している。また接地抵抗は、接地電極
と、そこから無限遠にある補助電極との間の抵抗と定義
されるが、図５はｎ＝10までの範囲でも、無限遠と同等
の値が得られることを示している。
【００３０】数２式の｛ ｝内をＳ1 、数４式の｛ ｝
内をＳ（数５式の右辺と同じ）とすると、Ｓ1 とＳの関
係は、接地抵抗の定義を満足するためには次の条件が必
要となる。
内をＳ（数５式の右辺と同じ）とすると、Ｓ1 とＳの関
係は、接地抵抗の定義を満足するためには次の条件が必
要となる。
【００３１】
【数７】
【００３２】数７式は次のように変形できる。
【００３３】
【数８】
【００３４】この数８式を満足するＫの値を求めるた
め、Ｋを−１から＋１まで0.2 間隔で分割し、それぞれ
のＫに対するＳ1 、Ｓ、（Ｓ1 −Ｓ）の値を計算し、グ
ラフに表すと図６のようになる。図６によれば、Ｋはρ
1 、ρ2 の関数であるが（数２式）、数７式の条件を満
足させるＫは「１点」しか存在しないことが分かる。こ
の時のＫとＳの値を計算によって求めると、Ｋ＝0.869
、Ｓ＝1.41となる。
め、Ｋを−１から＋１まで0.2 間隔で分割し、それぞれ
のＫに対するＳ1 、Ｓ、（Ｓ1 −Ｓ）の値を計算し、グ
ラフに表すと図６のようになる。図６によれば、Ｋはρ
1 、ρ2 の関数であるが（数２式）、数７式の条件を満
足させるＫは「１点」しか存在しないことが分かる。こ
の時のＫとＳの値を計算によって求めると、Ｋ＝0.869
、Ｓ＝1.41となる。
【００３５】このＳの値は、接地抵抗に関連する電位Ｖ
P （数２式）と、Ｗｅｎｎｅｒの４電極法で測定される
電位差Ｖ（数４式）とを結び付ける因子となる。すなわ
ち、数６式にＳ＝1.41を代入すると、次式が得られる。
P （数２式）と、Ｗｅｎｎｅｒの４電極法で測定される
電位差Ｖ（数４式）とを結び付ける因子となる。すなわ
ち、数６式にＳ＝1.41を代入すると、次式が得られる。
【００３６】
【数９】
【００３７】この式は、Ｗｅｎｎｅｒの４電極法でρX
を測定すれば、ρ1 が得られることを示している。すな
わち図３において、点Ｃより無限遠に点電流を流した際
に生じるＰ点の電位ＶP はＷｅｎｎｅｒの４電極法で求
めることができるので、Ｐ点の電位ＶP が分かれば、そ
れを生じさせる大地比抵抗ρ1 が求められることにな
る。ρ1 は深さａ〔ｍ〕までの比抵抗であるから、これ
が分かれば、深さａ〔ｍ〕に埋設した接地電極の接地抵
抗を推定できる。
を測定すれば、ρ1 が得られることを示している。すな
わち図３において、点Ｃより無限遠に点電流を流した際
に生じるＰ点の電位ＶP はＷｅｎｎｅｒの４電極法で求
めることができるので、Ｐ点の電位ＶP が分かれば、そ
れを生じさせる大地比抵抗ρ1 が求められることにな
る。ρ1 は深さａ〔ｍ〕までの比抵抗であるから、これ
が分かれば、深さａ〔ｍ〕に埋設した接地電極の接地抵
抗を推定できる。
【００３８】Ｈｕｍｍｅｌの電気影像論は、点電流の考
えを基本としているので、数９式の定数（１／1.41）は
点電流条件下でしか用いることができない。棒状接地電
極を使用した場合の接地抵抗を推定するには、棒状接地
電極を半球電極に換算したときの等価半径で考える必要
がある。上記の（１／1.41）は棒状接地電極が等価半径
ｒ＝１〔ｍ〕に相当する深さに埋設されたときの定数と
なる。
えを基本としているので、数９式の定数（１／1.41）は
点電流条件下でしか用いることができない。棒状接地電
極を使用した場合の接地抵抗を推定するには、棒状接地
電極を半球電極に換算したときの等価半径で考える必要
がある。上記の（１／1.41）は棒状接地電極が等価半径
ｒ＝１〔ｍ〕に相当する深さに埋設されたときの定数と
なる。
【００３９】図２（イ）に示す棒状接地電極１の接地抵
抗Ｒは、大地比抵抗が一様でρX 〔Ω−ｍ〕であるとす
ると、次式で表すことができる（日本電設工業協会技術
資料ＪＥＣＡ「建設電気設備の保安用接地に関する研
究」より）。
抗Ｒは、大地比抵抗が一様でρX 〔Ω−ｍ〕であるとす
ると、次式で表すことができる（日本電設工業協会技術
資料ＪＥＣＡ「建設電気設備の保安用接地に関する研
究」より）。
【００４０】
【数１０】
【００４１】ただし Ｌ：棒状接地電極の長さ Ｄ：棒状接地電極の直径 ｔ：地表面から棒状接地電極の上端までの深さ
【００４２】一方、半径ｒの半球電極の接地抵抗Ｒは次
式で求められる。
式で求められる。
【００４３】
【数１１】
【００４４】数１０式、数１１式より、長さＬ、直径Ｄ
の棒状接地電極の半球電極に相当する等価半径ｒは次式
で表すことができる。
の棒状接地電極の半球電極に相当する等価半径ｒは次式
で表すことができる。
【００４５】
【数１２】
【００４６】棒状接地電極の形状係数ｆは、数１０式に
おいてρX ＝１として、次式で表される。
おいてρX ＝１として、次式で表される。
【００４７】
【数１３】
【００４８】数１２式、数１３式より、棒状接地電極の
形状係数ｆは、等価半径をｒ〔ｍ〕とすると、次式で表
される。
形状係数ｆは、等価半径をｒ〔ｍ〕とすると、次式で表
される。
【００４９】
【数１４】
【００５０】大地の比抵抗がρ1 であるときの棒状接地
電極の接地抵抗Ｒは、数１３式の形状係数の考え方を入
れると、次式で表すことができる。
電極の接地抵抗Ｒは、数１３式の形状係数の考え方を入
れると、次式で表すことができる。
【００５１】
【数１５】
【００５２】またρ1 とρX との間には数９式が成立す
るので、比抵抗がρ1 である地層に棒状接地電極を埋設
したときの接地抵抗は、等価半径ｒ〔ｍ〕の考え方を導
入することによって、次式で表すことができる。
るので、比抵抗がρ1 である地層に棒状接地電極を埋設
したときの接地抵抗は、等価半径ｒ〔ｍ〕の考え方を導
入することによって、次式で表すことができる。
【００５３】
【数１６】
【００５４】ただし、Ａ、Ｂは次のとおりである。 Ａ＝ｒ／（Ｌ＋ｔ）：任意の長さＬを有する棒状接地電
極の埋設深さＬ＋ｔ〔ｍ〕と、その棒状接地電極の等価
半径ｒ〔ｍ〕との比 Ｂ＝１／（Ｌ1 ＋ｔ）：等価半径１〔ｍ〕に相当する長
さＬ1 を有する棒状接地電極の埋設深さＬ1 ＋ｔ〔ｍ〕
と、等価半径１〔ｍ〕との比
極の埋設深さＬ＋ｔ〔ｍ〕と、その棒状接地電極の等価
半径ｒ〔ｍ〕との比 Ｂ＝１／（Ｌ1 ＋ｔ）：等価半径１〔ｍ〕に相当する長
さＬ1 を有する棒状接地電極の埋設深さＬ1 ＋ｔ〔ｍ〕
と、等価半径１〔ｍ〕との比
【００５５】数１６式に数１式、数１４式およびＡ、Ｂ
の関係を代入し、ａ＝Ｌ＋ｔとして整理すると次式が得
られる。
の関係を代入し、ａ＝Ｌ＋ｔとして整理すると次式が得
られる。
【００５６】
【数１７】
【００５７】ここでＬ1 は、半径１〔ｍ〕の半球電極に
相当する棒状接地電極の長さであるから、棒状接地電極
の直径が決まれば一義的に定まる。具体的にはＬ1 は数
１２式に、ｒ＝１〔ｍ〕と、ｔ＝0.75〔ｍ〕（電気設備
の技術基準で定められた値）を代入して得られる次式に
より求めることができる。
相当する棒状接地電極の長さであるから、棒状接地電極
の直径が決まれば一義的に定まる。具体的にはＬ1 は数
１２式に、ｒ＝１〔ｍ〕と、ｔ＝0.75〔ｍ〕（電気設備
の技術基準で定められた値）を代入して得られる次式に
より求めることができる。
【００５８】
【数１８】
【００５９】数１８式によれば、Ｌ1 は棒状接地電極の
直径Ｄにより定まる定数であるので、数１７式の（１／
1.41）・（Ｌ1 ＋ｔ）も直径Ｄにより定まる定数という
ことになる（ｔは電気設備の技術基準で0.75〔ｍ〕と定
められているため）。
直径Ｄにより定まる定数であるので、数１７式の（１／
1.41）・（Ｌ1 ＋ｔ）も直径Ｄにより定まる定数という
ことになる（ｔは電気設備の技術基準で0.75〔ｍ〕と定
められているため）。
【００６０】ここで（１／1.41）・（Ｌ1 ＋ｔ）＝Ｃと
おくと、この定数Ｃは、数１７式から明らかなように、
Ｗｅｎｎｅｒの４電極法で電極間隔をａとして測定した
Ｖ／Ｉの値と、棒状接地電極を深さａに埋設したときの
接地抵抗Ｒとを関連付ける比例定数ということになる。
例えば棒状接地電極の直径Ｄ＝0.056 〔ｍ〕とすると、
数１８式よりＬ1 ＝6.58〔ｍ〕となるので、Ｃ＝5.20が
得られる。これより棒状接地電極を電極間隔ａに相当す
る深さに埋設したときの接地抵抗はＲ＝5.20（Ｖ／Ｉ）
と推定できることになる。
おくと、この定数Ｃは、数１７式から明らかなように、
Ｗｅｎｎｅｒの４電極法で電極間隔をａとして測定した
Ｖ／Ｉの値と、棒状接地電極を深さａに埋設したときの
接地抵抗Ｒとを関連付ける比例定数ということになる。
例えば棒状接地電極の直径Ｄ＝0.056 〔ｍ〕とすると、
数１８式よりＬ1 ＝6.58〔ｍ〕となるので、Ｃ＝5.20が
得られる。これより棒状接地電極を電極間隔ａに相当す
る深さに埋設したときの接地抵抗はＲ＝5.20（Ｖ／Ｉ）
と推定できることになる。
【００６１】したがって、 Ｗｅｎｎｅｒの４電極法により、電極間隔ａを段階
的に変化させて、それぞれの電極間隔ａにおけるＶ／Ｉ
（電位差／電流）の値を測定し、 それぞれのＶ／Ｉの値に棒状接地電極の直径により
定まる定数Ｃを掛けて推定抵抗値を求めれば、 それぞれの電極間隔ａにおける推定抵抗値は、棒状
接地電極をそれぞれの電極間隔ａに相当する深さに埋設
したときの接地抵抗と推定できるということである。
的に変化させて、それぞれの電極間隔ａにおけるＶ／Ｉ
（電位差／電流）の値を測定し、 それぞれのＶ／Ｉの値に棒状接地電極の直径により
定まる定数Ｃを掛けて推定抵抗値を求めれば、 それぞれの電極間隔ａにおける推定抵抗値は、棒状
接地電極をそれぞれの電極間隔ａに相当する深さに埋設
したときの接地抵抗と推定できるということである。
【００６２】なお棒状接地電極の直径は、ボーリングで
穴を掘削し、その穴の中に導電性金属棒を挿入し、その
穴内の空隙に導電性硬化樹脂を流し込んで硬化させるこ
とにより棒状接地電極を形成する場合は、穴の内径と同
じになる。
穴を掘削し、その穴の中に導電性金属棒を挿入し、その
穴内の空隙に導電性硬化樹脂を流し込んで硬化させるこ
とにより棒状接地電極を形成する場合は、穴の内径と同
じになる。
【００６３】
【実施例】本発明の推定方法の精度を確かめるため、本
発明の推定方法により接地抵抗の推定を行い、その後、
実際に棒状接地電極を埋設して接地抵抗を測定する試験
を行った。その結果を実施例１〜４に示す。
発明の推定方法により接地抵抗の推定を行い、その後、
実際に棒状接地電極を埋設して接地抵抗を測定する試験
を行った。その結果を実施例１〜４に示す。
【００６４】〔実施例１〕 測定地：山形県大蔵村 棒状接地電極の直径Ｄ＝0.056 〔ｍ〕（Ｃ＝5.20）
【００６５】
【表１】
【００６６】この結果によれば、10Ω以下の接地抵抗を
得るためには、棒状接地電極の埋設深さをほぼ70ｍにす
ればよいと予測できることが分かる。
得るためには、棒状接地電極の埋設深さをほぼ70ｍにす
ればよいと予測できることが分かる。
【００６７】〔実施例２〕 測定地：山形県長井市 棒状接地電極の直径Ｄ＝0.056 〔ｍ〕（Ｃ＝5.20）
【００６８】
【表２】
【００６９】この結果によれば、10Ω以下の接地抵抗を
得るためには、棒状接地電極の埋設深さをほぼ90ｍにす
ればよいと予測できることが分かる。
得るためには、棒状接地電極の埋設深さをほぼ90ｍにす
ればよいと予測できることが分かる。
【００７０】〔実施例３〕 測定地：栃木県那須町 棒状接地電極の直径Ｄ＝0.0405〔ｍ〕（Ｃ＝5.50）
【００７１】
【表３】
【００７２】この結果によれば、10Ω以下の接地抵抗を
得るためには、棒状接地電極の埋設深さをほぼ40ｍにす
ればよいと予測できることが分かる。
得るためには、棒状接地電極の埋設深さをほぼ40ｍにす
ればよいと予測できることが分かる。
【００７３】〔実施例４〕 測定地：北海道千歳市 棒状接地電極の直径Ｄ＝0.0405〔ｍ〕（Ｃ＝5.50）
【００７４】
【表４】
【００７５】この結果によれば、10Ω以下の接地抵抗を
得るためには、棒状接地電極の埋設深さをほぼ40ｍにす
ればよいと予測できることが分かる。
得るためには、棒状接地電極の埋設深さをほぼ40ｍにす
ればよいと予測できることが分かる。
【００７６】以上の各実施例では、 Ｗｅｎｎｅｒの４電極法により、電極間隔ａを段階
的に変化させて、それぞれの電極間隔ａにおけるＶ／Ｉ
の値を測定し、 それぞれのＶ／Ｉの値に棒状接地電極の直径により
定まる定数Ｃを掛けて推定抵抗値を求め、 それぞれの電極間隔ａにおける推定抵抗値を、棒状
接地電極をそれぞれの電極間隔ａに相当する深さに埋設
したときの接地抵抗と推定する、 という方法を採用した。
的に変化させて、それぞれの電極間隔ａにおけるＶ／Ｉ
の値を測定し、 それぞれのＶ／Ｉの値に棒状接地電極の直径により
定まる定数Ｃを掛けて推定抵抗値を求め、 それぞれの電極間隔ａにおける推定抵抗値を、棒状
接地電極をそれぞれの電極間隔ａに相当する深さに埋設
したときの接地抵抗と推定する、 という方法を採用した。
【００７７】しかし通常の場合は測定に入る前に目標と
する接地抵抗（例えば10Ω以下）が分かっているので、
本発明は、 目標とする接地抵抗を棒状接地電極の直径により定
まる定数Ｃで割って基準値を求め、 Ｗｅｎｎｅｒの４電極法により、電極間隔ａを段階
的に変化させて、それぞれの電極間隔ａにおけるＶ／Ｉ
の値を測定し、 ある電極間隔ａで測定したＶ／Ｉの値が前記基準値
と同程度になったときに、棒状接地電極をその電極間隔
ａに相当する深さに垂直に埋設すると、目標とする接地
抵抗と同程度の接地抵抗が得られると推定する、 という方法で実施することも可能である。
する接地抵抗（例えば10Ω以下）が分かっているので、
本発明は、 目標とする接地抵抗を棒状接地電極の直径により定
まる定数Ｃで割って基準値を求め、 Ｗｅｎｎｅｒの４電極法により、電極間隔ａを段階
的に変化させて、それぞれの電極間隔ａにおけるＶ／Ｉ
の値を測定し、 ある電極間隔ａで測定したＶ／Ｉの値が前記基準値
と同程度になったときに、棒状接地電極をその電極間隔
ａに相当する深さに垂直に埋設すると、目標とする接地
抵抗と同程度の接地抵抗が得られると推定する、 という方法で実施することも可能である。
【００７８】また前記各実施例に近い方法であるが、本
発明は、 目標とする接地抵抗を定め、 Ｗｅｎｎｅｒの４電極法により、電極間隔ａを段階
的に変化させて、それぞれの電極間隔ａにおけるＶ／Ｉ
の値を測定し、 それぞれのＶ／Ｉの値に棒状接地電極の直径により
定まる定数Ｃを掛けて推定抵抗値を求め、 ある電極間隔ａで得られた推定抵抗値が目標とする
接地抵抗と同程度になったときに、棒状接地電極をその
電極間隔ａに相当する深さに垂直に埋設すると、目標と
する接地抵抗と同程度の接地抵抗が得られると推定す
る、 という方法で実施することも可能である。
発明は、 目標とする接地抵抗を定め、 Ｗｅｎｎｅｒの４電極法により、電極間隔ａを段階
的に変化させて、それぞれの電極間隔ａにおけるＶ／Ｉ
の値を測定し、 それぞれのＶ／Ｉの値に棒状接地電極の直径により
定まる定数Ｃを掛けて推定抵抗値を求め、 ある電極間隔ａで得られた推定抵抗値が目標とする
接地抵抗と同程度になったときに、棒状接地電極をその
電極間隔ａに相当する深さに垂直に埋設すると、目標と
する接地抵抗と同程度の接地抵抗が得られると推定す
る、 という方法で実施することも可能である。
【００７９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、そ
の土地での棒状接地電極の埋設深さに対応する接地抵抗
を推定することができるので、目標とする接地抵抗が決
まれば、その接地抵抗を得るための棒状接地電極の埋設
深さを推定することが可能となる。したがって接地工事
にあたり、工事費や工事期間の予定を立てることが可能
となり、接地工事を計画的に行うことができる利点があ
る。
の土地での棒状接地電極の埋設深さに対応する接地抵抗
を推定することができるので、目標とする接地抵抗が決
まれば、その接地抵抗を得るための棒状接地電極の埋設
深さを推定することが可能となる。したがって接地工事
にあたり、工事費や工事期間の予定を立てることが可能
となり、接地工事を計画的に行うことができる利点があ
る。
【図１】 大地の比抵抗が一様な場合のＷｅｎｎｅｒの
４電極法を示す説明図。
４電極法を示す説明図。
【図２】 （イ）は棒状接地電極の埋設状態を示す説明
図、（ロ）は接地抵抗の定義を示す説明図。
図、（ロ）は接地抵抗の定義を示す説明図。
【図３】 ２層構造の大地で地表面の点電流源Ｃから電
流を流したときのＰ点の電位を示す説明図。
流を流したときのＰ点の電位を示す説明図。
【図４】 ２層構造の大地を仮定した場合のＷｅｎｎｅ
ｒの４電極法を示す説明図。
ｒの４電極法を示す説明図。
【図５】 各種のＫ値における、ｎとＳの関係を示すグ
ラフ。
ラフ。
【図６】 ＫとＳ1 、Ｓ、（Ｓ1 −Ｓ）との関係を示す
グラフ。
グラフ。
１：棒状接地電極 Ｌ：棒状接地電極の長さ Ｄ：棒状接地電極の直径 ｔ：地表面から棒状接地電極の上端までの深さ
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｗｅｎｎｅｒの４電極法により、電極
間隔ａを段階的に変化させて、それぞれの電極間隔ａに
おけるＶ／Ｉ（電位差／電流）の値を測定し、 それぞれのＶ／Ｉの値に棒状接地電極の直径により
定まる定数Ｃを掛けて推定抵抗値を求め、 それぞれの電極間隔ａにおける推定抵抗値を、棒状
接地電極をそれぞれの電極間隔ａに相当する深さに埋設
したときの接地抵抗と推定する、 ことを特徴とする棒状接地電極の埋設深さに対応する接
地抵抗の推定方法。 - 【請求項２】 目標とする接地抵抗を棒状接地電極の
直径により定まる定数Ｃで割って基準値を求め、 Ｗｅｎｎｅｒの４電極法により、電極間隔ａを段階
的に変化させて、それぞれの電極間隔ａにおけるＶ／Ｉ
の値を測定し、 ある電極間隔ａで測定したＶ／Ｉの値が前記基準値
と同程度になったときに、棒状接地電極をその電極間隔
ａに相当する深さに垂直に埋設すると、目標とする接地
抵抗と同程度の接地抵抗が得られると推定する、 ことを特徴とする棒状接地電極の埋設深さに対応する接
地抵抗の推定方法。 - 【請求項３】 目標とする接地抵抗を定め、 Ｗｅｎｎｅｒの４電極法により、電極間隔ａを段階
的に変化させて、それぞれの電極間隔ａにおけるＶ／Ｉ
の値を測定し、 それぞれのＶ／Ｉの値に棒状接地電極の直径により
定まる定数Ｃを掛けて推定抵抗値を求め、 ある電極間隔ａで得られた推定抵抗値が目標とする
接地抵抗と同程度になったときに、棒状接地電極をその
電極間隔ａに相当する深さに垂直に埋設すると、目標と
する接地抵抗と同程度の接地抵抗が得られると推定す
る、 ことを特徴とする棒状接地電極の埋設深さに対応する接
地抵抗の推定方法。 - 【請求項４】棒状接地電極の直径により定まる定数Ｃの
値は、Ｃ＝（Ｌ1 ＋ｔ）／1.41（ただし、Ｌ1 は半径１
〔ｍ〕の半球電極と同じ接地抵抗になる直径Ｄの棒状接
地電極の長さ、ｔは地表面から棒状接地電極の上端まで
の深さ）であることを特徴とする請求項１、２または３
記載の接地抵抗の推定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18518794A JP2588370B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 棒状接地電極の埋設深さに対応する接地抵抗の推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18518794A JP2588370B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 棒状接地電極の埋設深さに対応する接地抵抗の推定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829464A true JPH0829464A (ja) | 1996-02-02 |
| JP2588370B2 JP2588370B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=16166378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18518794A Expired - Lifetime JP2588370B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 棒状接地電極の埋設深さに対応する接地抵抗の推定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2588370B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100687098B1 (ko) * | 2005-02-24 | 2007-02-27 | 제주대학교 산학협력단 | 원격 접지저항 측정시스템 |
| CN103941096A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-23 | 国家电网公司 | 基于激发极化效应消除互感影响的大地电阻率测量方法 |
| JP2014153220A (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Hioki Ee Corp | 接地抵抗計、接地抵抗計測方法および接地抵抗計測プログラム |
| JP2014163800A (ja) * | 2013-02-25 | 2014-09-08 | Hioki Ee Corp | 接地抵抗計測支援装置、接地抵抗計測支援方法および接地抵抗計測支援プログラム |
| JP2017006893A (ja) * | 2015-06-16 | 2017-01-12 | 大協株式会社 | 地球環境保全静電誘導方法 |
| CN107748293A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-03-02 | 国家电网公司 | 接地线、测试系统及方法 |
| US10476406B2 (en) | 2017-09-16 | 2019-11-12 | Daikyo Corporation | Electrostatic induction system for global environmental conservation |
| CN110824254A (zh) * | 2019-01-14 | 2020-02-21 | 何排枝 | 一种接地极电阻测量方法及应用其的在线监测装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112213564B (zh) * | 2020-09-25 | 2021-09-03 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种铁路土壤电阻率测量方法 |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP18518794A patent/JP2588370B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100687098B1 (ko) * | 2005-02-24 | 2007-02-27 | 제주대학교 산학협력단 | 원격 접지저항 측정시스템 |
| JP2014153220A (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Hioki Ee Corp | 接地抵抗計、接地抵抗計測方法および接地抵抗計測プログラム |
| JP2014163800A (ja) * | 2013-02-25 | 2014-09-08 | Hioki Ee Corp | 接地抵抗計測支援装置、接地抵抗計測支援方法および接地抵抗計測支援プログラム |
| CN103941096A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-23 | 国家电网公司 | 基于激发极化效应消除互感影响的大地电阻率测量方法 |
| JP2017006893A (ja) * | 2015-06-16 | 2017-01-12 | 大協株式会社 | 地球環境保全静電誘導方法 |
| US10476406B2 (en) | 2017-09-16 | 2019-11-12 | Daikyo Corporation | Electrostatic induction system for global environmental conservation |
| CN107748293A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-03-02 | 国家电网公司 | 接地线、测试系统及方法 |
| CN110824254A (zh) * | 2019-01-14 | 2020-02-21 | 何排枝 | 一种接地极电阻测量方法及应用其的在线监测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2588370B2 (ja) | 1997-03-05 |
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