JP5518657B2

JP5518657B2 - 接地抵抗計

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Publication number: JP5518657B2
Application number: JP2010210338A
Authority: JP
Inventors: 竜太斎藤
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-09-21
Also published as: JP2012068023A

Description

本発明は、２電極法に基づいて接地抵抗を測定する接地抵抗計に関するものである。

この種の接地抵抗計として、下記特許文献に開示された接地抵抗計が知られている。この接地抵抗計は、トランス、トランスの二次側巻線に対して並列に接続された可変抵抗器、一定電圧の交流電圧を発振する発振回路、発振回路と同期して動作する同期整流回路、検流計、サーミスタおよび３つの測定端子（Ｅ測定端子、Ｐ測定端子、Ｃ測定端子）を備え、２電極法に基づいて接地抵抗を測定するときには、Ｐ測定端子とＣ測定端子とを接続して、商用電源ラインのうちの接地線（中性線）側にＣ測定端子を接続する。また、接地抵抗を測定する測定対象体にＥ測定端子を接続する。

この接地抵抗計では、発振回路を作動させて交流電圧を発生させたときに、測定電流が、Ｃ測定端子、商用電源ラインのうちの接地線、大地、測定対象体およびトランスの一次側巻線を経て発振回路に戻る測定ループを流れる。この測定電流により、Ｅ測定端子とＰ測定端子との間に、接地抵抗Ｒｘと接地線の接地抵抗Ｒｏとの合成抵抗（Ｒｘ＋Ｒｏ）と測定電流とによる電圧降下が発生する。また、トランスの二次側巻線に電流が誘起されるため、Ｅ測定端子と可変抵抗器の可変端子との間にも電圧降下が生じる。この２つの電圧降下によって発生した電圧は、発振回路の発振に同期する同期整流回路にて検波される。したがって、検波計をバランスさせて、そのときの可変抵抗器のダイヤル目盛を読むことにより、合成抵抗（Ｒｘ＋Ｒｏ）を測定することができる。

また、不注意により誤ってＣ測定端子を商用電源ラインのうちのの接地線側ではなく活電線に接続する場合があるが、この接地抵抗計では、上記の測定ループ内にサーミスタが配置されているため、活電線への接続に起因して測定ループに流れる電流が増加したときには、サーミスタが発熱してその抵抗値を大きくすることで、測定ループに流れる電流を絞り込むことにより、発振回路やトランスが破損から保護される。

特開平１１−１１８８５２号公報（第２−４頁、第１，３図）

ところが、この従来の接地抵抗計には、以下の改善すべき課題が存在している。すなわち、この接地抵抗計では、上記したように、測定端子を誤って活電線に接続したときに、サーミスタが作動して測定ループに流れる電流を絞り込むことにより、接地抵抗計の回路を保護している。しかしながら、サーミスタが作動して測定ループに流れる電流を絞り込むまでの間に、活電線から大地に大きな漏電電流（感度電流以上の漏電電流）が流れるため、商用電源の配線経路に設置されている漏電ブレーカが開閉機構をトリップ動作させてその開閉接点（商用電源ラインに介装された開閉接点）を開状態にするため、停電を引き起こすという課題が存在している。

本発明は、かかる課題を改善すべくなされたものであり、誤って活電線に測定端子を接続させたとしても大きな漏電電流の発生を回避可能な接地抵抗計を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく本発明に係る接地抵抗計は、商用電源ラインの中性線に接続される第１測定端子および大地に接地された被測定接地極に接続される第２測定端子間に測定用電流を供給する電流供給部と、前記測定用電流の供給に起因して前記第１測定端子および前記第２測定端子間に発生する端子間電圧を測定する電圧測定部と、前記測定用電流の電流値および前記端子間電圧の電圧値に基づいて、前記被測定接地極の接地抵抗と前記中性線の接地抵抗との合成抵抗を算出する抵抗算出処理を実行する処理部とを備えている接地抵抗計であって、前記電流供給部、前記第１測定端子および前記第２測定端子を含む前記測定用電流の電流経路に配設されて、前記第１測定端子が前記商用電源ラインの活電線に接続されたときに当該電流経路に流れる電流の電流値を予め規定された電流値以下に制限する保護抵抗と、前記保護抵抗に対して並列に接続されて、常態においてオフ状態にあると共に前記処理部の制御によってオン状態に移行して当該保護抵抗を短絡するスイッチと、前記スイッチが前記常態のときに前記第１測定端子の前記中性線への接続を前記端子間電圧に基づいて検出する第１検出部とを備え、前記処理部は、前記第１測定端子の前記中性線への接続が前記第１検出部によって検出されたときに、前記スイッチを制御してオン状態に移行させると共に前記抵抗算出処理を実行する。

また、請求項２記載の接地抵抗計は、請求項１記載の接地抵抗計において、前記第１測定端子の前記活電線への接続を前記端子間電圧に基づいて検出する第２検出部を備え、前記処理部は、前記第１測定端子の前記活電線への接続が前記第２検出部によって検出されたときに、その旨を出力部に出力する

また、請求項３記載の接地抵抗計は、請求項１または２記載の接地抵抗計において、前記スイッチがオン状態のときに前記第１測定端子および前記第２測定端子のうちの少なくとも一方の未接続状態を前記端子間電圧に基づいて検出する第３検出部を備え、前記処理部は、前記少なくとも一方の未接続状態が前記第３検出部によって検出されたときに、前記スイッチを制御してオフ状態に移行させる。

請求項１記載の接地抵抗計では、電流供給部、第１測定端子および第２測定端子を含む測定用電流の電流経路に配設されて、第１測定端子が商用電源ラインの活電線に接続されたときに電流経路に流れる電流の電流値を予め規定された電流値以下に制限する保護抵抗と、保護抵抗に対して並列に接続されて、常態においてオフ状態にあると共に処理部の制御によってオン状態に移行して保護抵抗を短絡するスイッチと、スイッチのオフ状態のときに第１測定端子の中性線への接続を端子間電圧に基づいて検出する第１検出部とを備え、処理部は、第１測定端子の中性線への接続が第１検出部によって検出されたときに、スイッチを制御してオン状態に移行させると共に、抵抗算出処理を実行する。

したがって、この接地抵抗計によれば、漏電ブレーカの感度電流未満の電流値を予め規定された電流値とすることにより、第１測定端子を中性線に接続するまでの間に第１測定端子を活電線に誤って接触させたときであっても、スイッチは常態においてオフ状態であることから、電流経路に流れる電流の電流値を感度電流未満に保護抵抗によって制限することができるため、漏電ブレーカの作動に起因した停電を確実に防止することができる。また、第１測定端子が中性線に正常に接続されている（つまり、第２測定端子は活電線に正常に接続されている）状態において、保護抵抗がスイッチによって自動的に短絡され、処理部によって抵抗算出処理が自動的に実行されるため、合成抵抗を自動的に測定することができる。

請求項２記載の接地抵抗計によれば、第２検出部が第１測定端子の活電線への接続を端子間電圧に基づいて検出したときには、第１測定端子が活電線に接続されている旨が処理部によって出力部に出力されるため、作業者が、出力される内容に基づいて第１測定端子および第２測定端子の接続状態を確認して、第１測定端子を中性線に、また第２測定端子を被測定接地極に正しく接続することができる。

請求項３記載の接地抵抗計では、スイッチがオン状態のときに第１測定端子および第２測定端子のうちの少なくとも一方の未接続状態を端子間電圧に基づいて検出する第３検出部を備え、第３検出部によって少なくとも一方の未接続状態が検出されたときに、処理部がスイッチをオフ状態に移行させる。

したがって、この接地抵抗計によれば、第１測定端子および第２測定端子が正常な接続状態にあると処理部によって判別され、かつ保護抵抗がスイッチによって短絡された後に、第１測定端子および第２測定端子が何らかの原因によって未接続状態に至ったときにスイッチがオフ状態に移行されるため、その後、作業者が各測定端子を商用電源ラインに接続する際に、第１測定端子を誤って活電線に接続したとしても、電流経路に流れる電流が保護抵抗によって制限されるため、漏電ブレーカの作動に起因した停電を確実に防止することができる。

接地抵抗計１の構成図である。接地抵抗計１による抵抗測定処理を説明するためのフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、接地抵抗計１の実施の形態について説明する。

最初に、接地抵抗計１の構成について、図１を参照して説明する。

接地抵抗計１は、図１に示すように、第１測定端子２、第２測定端子３、電流供給部４、電流制限抵抗５、コンデンサ６、保護抵抗７、スイッチ８、分圧抵抗９，１０、アンプ１１、同期整流部１２、Ａ／Ｄ変換部１３、整流部１４、基準電圧生成部１５、第１検出部１６、第２検出部１７、第３検出部１８、処理部１９および出力部２０を備え、２電極法に基づき、商用電源ライン３１のうちの中性線３２の接地抵抗Ｒｏと、大地Ｇに接地された被測定接地極４１の接地抵抗Ｒｘとの合成抵抗（Ｒｏ＋Ｒｘ）を接地抵抗として測定可能に構成されている。

第１測定端子２は、商用電源ライン３１を構成する中性線３２および活電線３３のうちの中性線３２に接続される。第２測定端子３は、大地Ｇに接地された被測定接地極４１に接続される。

電流供給部４は、第１測定端子２が商用電源ライン３１に接続され、かつ第２測定端子３が被測定接地極４１に接続された状態において、電流供給部４、第１測定端子２および第２測定端子３を含む図１中において細線で示される電流経路Ａ（つまり、電流供給部４、第１測定端子２、商用電源ライン３１、大地Ｇ、被測定接地極４１、および第２測定端子３を経由して電流供給部４に戻る電流経路）に、予め規定された電流値の測定用電流（交流電流）Ｉ１を供給する。

一般的に、商用電源ライン３１には漏電ブレーカ（不図示）が設けられ、商用電源ライン３１から大地Ｇへ一定以上の漏電電流（感度電流以上の漏電電流）が流れたときに、商用電源ライン３１に介装された開閉接点（不図示）をオン状態からオフ状態に移行させることで、商用電源を遮断する。このため、漏電ブレーカが作動したときには、停電が発生する。この接地抵抗計１では、測定用電流Ｉ１を供給した際に漏電ブレーカが作動して停電が発生しないように、測定用電流Ｉ１の電流値を漏電ブレーカの感度電流未満の予め規定された電流値に規定している。一例として、漏電ブレーカの感度電流がＡＣ３ｍＡである場合には、測定用電流Ｉ１の電流値は、ＡＣ３ｍＡ未満であれば任意の電流値とすることができるが、余裕をみて、一例としてＡＣ２ｍＡ以下ＡＣ１ｍＡ以上の電流範囲内の電流値に規定する。本例では一例として、予め規定された電流値としてＡＣ２ｍＡに規定するものとする。

また、本例では、この電流値の測定用電流Ｉ１を供給するため、電流供給部４は、一例として、２ｍＡの測定用電流Ｉ１を供給し、かつ上限出力電圧が一例としてＡＣ２０Ｖに規定された定電流源（交流定電流源）で構成されている。また、本例では、電流供給部４は、測定用電流Ｉ１に同期した同期パルスＳｐを生成して同期整流部１２に出力する。

電流制限抵抗５は、図１に示すように、コンデンサ６および保護抵抗７と共に、電流供給部４と第１測定端子２との間に直列に接続された状態で配設されている。また、電流制限抵抗５は、上記の合成抵抗（Ｒｏ＋Ｒｘ）を測定するための正常な接続状態、つまり、保護抵抗７がスイッチ８によって短絡され、第１測定端子２が商用電源ライン３１の中性線３２に接続され、かつ第２測定端子３が被測定接地極４１に接続されている接続状態において、電流供給部４の出力電圧が上限出力電圧（ＡＣ２０Ｖ）未満に（余裕をみて、約半分程度に）維持される抵抗値に予め規定されている。商用電源ラインの合成抵抗（Ｒｏ＋Ｒｘ）は一般的に２ｋΩ程度であるため、本例では、電流制限抵抗５はその抵抗値が一例として２ｋΩに規定されている。この構成により、合成抵抗（Ｒｏ＋Ｒｘ）を測定するための正常な接続状態において、電流供給部４の出力電圧は、ＡＣ２ｍＡの測定用電流Ｉ１が電流制限抵抗５および合成抵抗（Ｒｏ＋Ｒｘ）に流れることから、ＡＣ８Ｖ（＝（２ｋΩ＋２ｋΩ）×２ｍＡ）となる。

コンデンサ６は、電流供給部４から出力される測定用電流Ｉ１に直流成分が含まれているときにこの直流成分を除去すると共に、第１測定端子２および第２測定端子３間に直流電圧が発生したときに、この直流電圧が電流供給部４側に印加される事態を防止する。

保護抵抗７は、第１測定端子２を誤って活電線３３に接続したときに、電流経路Ａに流れる電流、具体的には、商用電源ライン３１と大地Ｇとの間に流れる電流（漏電ブレーカに流れる電流）を予め規定された電流値以下に制限する。ここで、予め規定された電流値とは、漏電ブレーカの感度電流未満（ＡＣ３ｍＡ未満）の任意の電流値である。したがって、保護抵抗７により、第１測定端子２の活電線３３への誤接続によって漏電ブレーカが作動する事態が回避される。本例では、保護抵抗７の抵抗値を一例として２００ｋΩに規定することにより、活電線３３の電圧がＡＣ１００Ｖ〜ＡＣ４００Ｖの場合であっても、この活電線３３への第１測定端子２の誤接続の際に漏電ブレーカに流れる電流の電流値を、感度電流未満、具体的には、２ｍＡ（＝４００Ｖ／２００ｋΩ）以下に制限する。

なお、上記したように測定用電流Ｉ１の電流値も、漏電ブレーカの感度電流未満（ＡＣ３ｍＡ未満）の任意の電流に規定されるため、この測定用電流Ｉ１の電流値を保護抵抗７についての上記した予め規定された電流値とする構成を採用することもできる。

スイッチ８は、保護抵抗７に対して並列に接続されている。また、スイッチ８は、常態においてオフ状態（開状態）にあり、かつ処理部１９からの制御によってオン状態（閉状態）に移行して保護抵抗７を短絡する。本例では一例として、スイッチ８は、常態においてオフ状態となる自己復帰型リレー回路（リレー回路への制御電圧を遮断することによって、オン状態から自動的に常態（オフ状態）に復帰するリレー回路）を用いて構成されている。

分圧抵抗９，１０は、互いに直列に接続されて、第１測定端子２と第２測定端子３との間に接続されている。また、分圧抵抗９，１０の合成抵抗値は、商用電源ライン３１についての合成抵抗（Ｒｏ＋Ｒｘ）の抵抗値（２ｋΩ）と比較して十分に大きな抵抗値（本例では一例として１ＭΩ）に規定されている。このため、分圧抵抗９，１０に商用電源ラインの合成抵抗（Ｒｏ＋Ｒｘ）が並列に接続されたときに、電流供給部４から供給される電流の殆どが合成抵抗（Ｒｏ＋Ｒｘ）を流れるように構成されている。また、分圧抵抗９，１０の各抵抗値は、一例として９００ｋΩ，１００ｋΩに規定されて、第１測定端子２と第２測定端子３との間に発生する端子間電圧Ｖ１を１／１０に分圧する。アンプ１１は、一例としてボルテージフォロワ回路に構成された演算増幅器を用いて、バッファアンプ（増幅率が１のアンプ）として構成されて、第１測定端子２および第２測定端子３間の端子間電圧Ｖ１を分圧抵抗９，１０が分圧して出力する電圧Ｖｄｉ（以下、「分圧電圧Ｖｄｉ」ともいう）を高インピーダンスで入力すると共に、そのままの電圧で分圧電圧Ｖｄｉとして低インピーダンスで出力する。なお、アンプ１１が、入力した分圧電圧Ｖｄｉを予め規定された増幅率で増幅して新たな分圧電圧Ｖｄｉとして出力する構成を採用することもできる。

同期整流部１２は、アンプ１１から出力される分圧電圧Ｖｄｉおよび電流供給部４から出力される同期パルスＳｐを入力すると共に、同期パルスＳｐに同期して分圧電圧Ｖｄｉを整流（同期整流）することにより、電圧降下の極めて少ない状態で整流して直流電圧Ｖｄｃ１に変換して出力する。また、同期整流部１２は、Ａ／Ｄ変換部１３および処理部１９と共に電圧測定部ＶＭを構成し、この電圧測定部ＶＭは、第１測定端子２および第２測定端子３間の端子間電圧Ｖ１を測定する。Ａ／Ｄ変換部１３は、直流電圧Ｖｄｃ１を入力すると共に予め規定されたサンプリング周期でサンプリングすることにより、直流電圧Ｖｄｃ１の振幅を示す電圧データＤｖに変換して出力する。整流部１４は、アンプ１１から出力される分圧電圧Ｖｄｉを全波整流して直流電圧Ｖｄｃ２に変換して出力する。

基準電圧生成部１５は、それぞれの電圧値が予め規定された一定の直流電圧値に維持された第１基準電圧Ｖｒ１、第２基準電圧Ｖｒ２および第３基準電圧Ｖｒ３を生成して出力する。

具体的には、第１基準電圧Ｖｒ１は、スイッチ８の常態（オフ状態）において第１測定端子２を中性線３２に接続したときに整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２を上回る直流電圧値に予め規定されている。

この場合、分圧抵抗９，１０には、商用電源ラインの合成抵抗（Ｒｏ＋Ｒｘ）が並列に接続される。また、電流経路Ａに保護抵抗７が含まれているため、電流供給部４の出力電圧は上限出力電圧（ＡＣ２０Ｖ）に達している。このため、分圧抵抗９，１０から出力される分圧電圧Ｖｄｉは、約ＡＣ０．０２Ｖ（＝（２０Ｖ×２ｋΩ／（２００ｋΩ＋２ｋΩ＋２ｋΩ））×（１／１０））となり、整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２も約ＤＣ０．０２Ｖとなる。これにより、本例では、第１基準電圧Ｖｒ１は、一例として、このＤＣ０．０２Ｖを若干上回るＤＣ０．１Ｖに規定されている。

第２基準電圧Ｖｒ２は、スイッチ８の常態（オフ状態）において第１測定端子２を活電線３３に接続していないときに整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２を上回り、かつスイッチ８の常態（オフ状態）において第１測定端子２を活電線３３に接続したときに整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２を下回る直流電圧値に予め規定されている。

この場合、スイッチ８の常態（オフ状態）において第１測定端子２を活電線３３に接続していないときの直流電圧Ｖｄｃ２の最大値は、第１測定端子２および第２測定端子３の少なくとも一方が未接続状態（または、断線状態）のときの電圧である。この際に、電流供給部４の出力電圧が上限出力電圧（ＡＣ２０Ｖ）となるため、分圧電圧Ｖｄｉは約ＡＣ１．７Ｖ（＝２０Ｖ×１００ｋΩ／（２００ｋΩ＋１ＭΩ））となり、整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２も約ＤＣ１．７Ｖとなる。なお、発明の理解を容易にするため、整流部１４での整流に起因した電圧降下は無視するものとする。一方、スイッチ８の常態（オフ状態）において第１測定端子２を活電線３３に接続しているときには、活電線３３の電圧がＡＣ１００Ｖ〜ＡＣ４００Ｖの範囲であることから、分圧抵抗９，１０間には最低でもＡＣ１００Ｖが印加される。よって、分圧電圧ＶｄｉはＡＣ１０Ｖ（＝１００Ｖ×１００ｋΩ／１ＭΩ）となり、整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２もＤＣ１０Ｖとなる。これにより、本例では、第２基準電圧Ｖｒ２は、ＤＣ１．７Ｖを上回り、かつＤＣ１０Ｖを下回る電圧の一例として、ＤＣ１０Ｖを若干下回るＤＣ８Ｖに規定されている。

第３基準電圧Ｖｒ３は、スイッチ８のオン状態において、第１測定端子２および第２測定端子３のうちの少なくとも一方が未接続状態（第１測定端子２が中性線３２および活電線３３のいずれにも接続されていないか、または第２測定端子３が被測定接地極４１に接続されていない状態）のときに、整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２を下回る直流電圧値に予め規定されている。

この場合、電流供給部４から出力される測定用電流Ｉ１は、電流制限抵抗５、スイッチ８および分圧抵抗９，１０を経由して電流供給部４に至る経路に流れる。このため、電流供給部４の出力電圧は上限出力電圧（ＡＣ２０Ｖ）に達している。これにより、分圧抵抗９，１０から出力される分圧電圧Ｖｄｉは、約ＡＣ２Ｖ（＝（２０Ｖ×１００ｋΩ／（１ＭΩ＋２ｋΩ）））となり、整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２も約ＤＣ２Ｖとなる。これにより、本例では、第３基準電圧Ｖｒ３は、一例として、このＤＣ２Ｖを若干下回るＤＣ１Ｖに規定されている。

第１検出部１６は、一例として、非反転入力端子に第１基準電圧Ｖｒ１が入力され、かつ反転入力端子に直流電圧Ｖｄｃ２が入力されたコンパレータで構成されている。この第１基準電圧Ｖｒ１は、上記したように、スイッチ８の常態（オフ状態）において第１測定端子２を中性線３２に接続したときに整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２を上回る直流電圧値に予め規定されている。すなわち、スイッチ８の常態（オフ状態）において第１測定端子２を中性線３２に接続したときにのみ、整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２が第１基準電圧Ｖｒ１を下回る構成となっている。

したがって、この構成により、第１検出部１６は、スイッチ８がオフ状態のときに第１測定端子２の中性線３２への接続を端子間電圧Ｖ１に基づいて検出する。具体的には、第１検出部１６は、この第１基準電圧Ｖｒ１と直流電圧Ｖｄｃ２とを比較することにより、スイッチ８の常態（オフ状態）において、第１測定端子２および第２測定端子３間の端子間電圧Ｖ１が第１測定端子２を中性線３２に接続したときの電圧であるか否かを検出して、この端子間電圧Ｖ１が第１測定端子２を中性線３２に接続したときの電圧である場合にのみレベルが変化する検出信号Ｓ１を生成して、処理部１９に出力する。本例では、上記のように、非反転入力端子に第１基準電圧Ｖｒ１が入力され、かつ反転入力端子に直流電圧Ｖｄｃ２が入力されているため、第１検出部１６は、この端子間電圧Ｖ１が第１測定端子２を中性線３２に接続したときの電圧である場合にのみレベルがＨｉｇｈレベルとなり、それ以外の場合にはＬｏｗレベルとなる検出信号Ｓ１を生成して出力する。

第２検出部１７は、一例として、非反転入力端子に第２基準電圧Ｖｒ２が入力され、かつ反転入力端子に直流電圧Ｖｄｃ２が入力されたコンパレータで構成されている。この第２基準電圧Ｖｒ２は、上記したように、スイッチ８の常態（オフ状態）において第１測定端子２を活電線３３に接続していないときに整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２を上回り、かつスイッチ８の常態（オフ状態）において第１測定端子２を活電線３３に接続したときに整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２を下回る直流電圧値に予め規定されている。すなわち、第１測定端子２を活電線３３に接続したときにのみ、整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２が第２基準電圧Ｖｒ２を上回る構成となっている。

したがって、この構成により、第２検出部１７は、第１測定端子２の活電線３３への接続を端子間電圧Ｖ１に基づいて検出する。具体的には、第２検出部１７は、この第２基準電圧Ｖｒ２と直流電圧Ｖｄｃ２とを比較することにより、第１測定端子２および第２測定端子３間の端子間電圧Ｖ１が第１測定端子２を活電線３３に接続したときの電圧であるか否かを検出して、この端子間電圧Ｖ１が第１測定端子２を活電線３３に接続したときの電圧である場合にのみレベルが変化する検出信号Ｓ２を生成して、処理部１９に出力する。本例では、上記のように、非反転入力端子に第２基準電圧Ｖｒ２が入力され、かつ反転入力端子に直流電圧Ｖｄｃ２が入力されているため、第１検出部１６は、第１測定端子２および第２測定端子３間の端子間電圧Ｖ１が第１測定端子２を活電線３３に接続したときの電圧である場合にのみレベルがＬｏｗレベルとなり、それ以外の場合にはＨｉｇｈレベルとなる検出信号Ｓ２を生成して出力する。

第３検出部１８は、一例として、非反転入力端子に第３基準電圧Ｖｒ３が入力され、かつ反転入力端子に直流電圧Ｖｄｃ２が入力されたコンパレータで構成されている。この第３基準電圧Ｖｒ３は、上記したように、スイッチ８のオン状態において、第１測定端子２および第２測定端子３のうちの少なくとも一方が未接続状態となっているときに整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２を下回る直流電圧値に予め規定されている。すなわち、スイッチ８のオン状態において、第１測定端子２および第２測定端子３のうちの少なくとも一方が未接続状態となったときにのみ、整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２が第３基準電圧Ｖｒ３を上回る構成となっている。

したがって、この構成により、第３検出部１８は、スイッチ８がオン状態のときに第１測定端子２および第２測定端子３の少なくとも一方の未接続状態を端子間電圧Ｖ１に基づいて検出する。具体的には、第３検出部１８は、この第３基準電圧Ｖｒ３と直流電圧Ｖｄｃ２とを比較することにより、スイッチ８のオン状態において、第１測定端子２および第２測定端子３間に発生している端子間電圧Ｖ１が第１測定端子２および第２測定端子３のうちの少なくとも一方が未接続状態（または、断線状態）となったときの電圧であるか否かを検出して、未接続状態となったときの電圧である場合にのみレベルが変化する検出信号Ｓ３を生成して、処理部１９に出力する。本例では、上記のように、非反転入力端子に第３基準電圧Ｖｒ３が入力され、かつ反転入力端子に直流電圧Ｖｄｃ２が入力されているため、第３検出部１８は、第１測定端子２および第２測定端子３が未接続状態である場合にのみレベルがＬｏｗレベルとなり、それ以外の場合にはＨｉｇｈレベルとなる検出信号Ｓ３を生成して出力する。

処理部１９は、ＣＰＵおよびメモリ（いずれも図示せず）を備えて構成されて、図２に示す抵抗測定処理を実行する。同図に示すように、この抵抗測定処理では、処理部１９は、各検出部１６，１７，１８から出力される検出信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に基づく第１測定端子２および第２測定端子３の接続状態判別処理、Ａ／Ｄ変換部１３から出力される電圧データＤｖと電流供給部４から出力される測定用電流Ｉ１の電流値（２ｍＡ）とに基づく合成抵抗（Ｒｏ＋Ｒｘ）の抵抗算出処理、スイッチ８に対する制御処理、および出力部２０への出力処理を実行する。また、処理部１９のメモリには、電流供給部４から供給される測定用電流Ｉ１の上記電流値（２ｍＡ）が予め記憶されている。出力部２０は、一例としてＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などのディスプレイ装置を備えた表示装置で構成されて、処理部１９が実行した各処理での結果を画面上に表示させる。

次に、接地抵抗計１による合成抵抗（Ｒｏ＋Ｒｘ）の測定動作について、図１，２を参照して説明する。なお、図１に示すように、被測定接地極４１は、大地Ｇに予め接地されているものとする。

まず、接地抵抗計１を用いた測定の前処理として、第１測定端子２を中性線３２に接続し、第２測定端子３を被測定接地極４１に接続する。

次いで、接地抵抗計１を用いた測定を開始する。この場合、この接地抵抗計１では、電流供給部４が、測定用電流Ｉ１を供給すると共に、同期パルスＳｐを出力する。また、基準電圧生成部１５は、各基準電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３を生成して出力する。また、スイッチ８は、処理部１９による制御が行われていないため、常態（オフ状態）となっている。

この状態において、処理部１９は、図２に示す抵抗測定処理５０を実行する。この抵抗測定処理５０では、処理部１９は、まず、スイッチ８の常態での各測定端子２，３についての接続状態を判別する接続状態判別処理（第１接続状態判別処理）を実行する（ステップ５１）。

この接続状態判別処理では、処理部１９は、各検出部１６，１７から出力される検出信号Ｓ１，Ｓ２のレベルに基づいて、スイッチ８の常態（オフ状態）において、第１測定端子２が活電線３３に接続された状態であるか、第１測定端子２が中性線３２に接続された状態であるか、第１測定端子２および第２測定端子３のいずれかが未接続の状態であるかを判別する。

具体的には、上記したように、第２検出部１７は、第１測定端子２および第２測定端子３間の端子間電圧Ｖ１が第１測定端子２を活電線３３に接続したときの電圧である場合にのみレベルがＬｏｗレベルとなり、それ以外の場合にはＨｉｇｈレベルとなる検出信号Ｓ２を生成して出力する。なお、第１検出部１６は、端子間電圧Ｖ１が第１測定端子２を活電線３３に接続したときの電圧である場合には、直流電圧Ｖｄｃ２が第１基準電圧Ｖｒ１を上回るため、Ｌｏｗレベルの検出信号Ｓ２を出力する。このため、処理部１９は、入力した検出信号Ｓ２のレベルがＬｏｗレベルのときには、第１測定端子２が活電線３３に接続されていると判別して、その旨を出力部２０に出力する出力処理を実行する（ステップ５２）。本例では、出力部２０は上記したように表示装置で構成されているため、この出力処理により、表示装置の画面上に、第１測定端子２が活電線３３に接続されている旨が表示される。接地抵抗計１の操作者は、出力部２０にこの旨が表示されるため、第１測定端子２の接続状態を確認して、第１測定端子２を中性線３２に正しく接続することが可能となっている。なお、第１測定端子２が活電線３３に接続されている場合であっても、上記したように、商用電源ライン３１と大地Ｇとの間に流れる電流（漏電ブレーカに流れる電流）を、電流供給部４から供給される測定用電流Ｉ１の電流値（２ｍＡ）以下、つまり、漏電ブレーカの感度電流未満（ＡＣ３ｍＡ未満）に制限し得る抵抗値に規定された保護抵抗７が電流経路Ａに配設されているため、漏電ブレーカの誤作動に起因した停電が防止されている。

一方、ステップ５１において、第１測定端子２および第２測定端子３の少なくとも一方が未接続（または、断線）の状態のときには、上記したように、整流部１４から出力される直流電圧Ｖｄｃ２はＤＣ１．７Ｖとなるため、第２検出部１７から出力される検出信号Ｓ２のレベルがＨｉｇｈレベルとなり、かつ第１検出部１６から出力される検出信号Ｓ１のレベルがＬｏｗレベルとなる。このため、処理部１９は、この状態のときには、第１測定端子２および第２測定端子３の少なくとも一方が未接続（または、断線）の状態にあると判別して、その旨を出力部２０に出力する出力処理を実行する（ステップ５３）。したがって、出力部２０を構成する表示装置の画面上に、各測定端子２，３の少なくとも一方が未接続である旨が表示される。接地抵抗計１の操作者は、出力部２０にこの旨が表示されるため、第１測定端子２および第２測定端子３の接続状態を確認して、第１測定端子２を中性線３２に、また第２測定端子３を被測定接地極４１に正しく接続することが可能となっている。

処理部１９は、第１測定端子２が中性線３２に正しく接続され、かつ第２測定端子３が被測定接地極４１に正しく接続されるまで、上記ステップ５１，５２，５３を繰り返し実行する。この場合、第１測定端子２が最初から中性線３２に正しく接続されると共に、第２測定端子３が最初から被測定接地極４１に正しく接続されているとき、または上記のステップ５２，５３の出力処理によって出力部２０に表示されている内容を確認して操作者が第１測定端子２および第２測定端子３を正しく接続し直したときには、第１検出部１６が、レベルがＨｉｇｈレベルとなる検出信号Ｓ１を生成して出力する。このため、処理部１９は、ステップ５１において、入力した検出信号Ｓ１のレベルがＨｉｇｈレベルであることから、第１測定端子２が正常に中性線３２に接続され、かつ第２測定端子３が被測定接地極４１に正常に接続されていると判別して、常態にあるスイッチ８をオン状態に制御する制御処理を実行する（ステップ５４）。この制御処理により、保護抵抗７は、オン状態となったスイッチ８によって短絡された状態となる。

続いて、処理部１９は、スイッチ８のオン状態での各測定端子２，３についての接続状態を判別する接続状態判別処理（第２接続状態判別処理）を実行する（ステップ５５）。

この接続状態判別処理では、処理部１９は、第３検出部１８から出力される検出信号Ｓ３のレベルに基づいて、ステップ５１において正常に接続されていると判別された第１測定端子２および第２測定端子３が何らかの原因によって、未接続状態（または断線状態）に至っていないか否かを判別する。この場合、第３検出部１８は、上記したように、スイッチ８のオン状態において、第１測定端子２および第２測定端子３のうちの少なくとも一方が未接続状態（または、断線状態）となった場合にのみレベルがＬｏｗレベルとなり、それ以外の場合にはＨｉｇｈレベルとなる検出信号Ｓ３を生成して出力する。このため、処理部１９は、入力した検出信号Ｓ３のレベルがＬｏｗレベルのときには、第１測定端子２および第２測定端子３のうちの少なくとも一方が未接続状態（または、断線状態）に至っていると判別して、オン状態にあるスイッチ８をオフ状態に制御する制御処理を実行し（ステップ５６）、続いて、第１測定端子２および第２測定端子３のうちの少なくとも一方が未接続状態（または、断線状態）に至っている旨を出力部２０に出力する出力処理を実行する（ステップ５７）。この出力処理により、出力部２０を構成する表示装置の画面上に、未接続状態である旨が表示される。接地抵抗計１の操作者は、出力部２０にこの旨が表示されるため、各測定端子２，３の接続状態を確認して、第１測定端子２を中性線３２に、第２測定端子３を被測定接地極４１に正しく接続することが可能となっている。また、この接続作業の際に、第１測定端子２を活電線３３に誤って接続したとしても、スイッチ８がオフ状態となっていて、保護抵抗７が電流経路Ａに配設されているため、商用電源ライン３１と大地Ｇとの間に流れる電流（漏電ブレーカに流れる電流）が漏電ブレーカの感度電流未満（ＡＣ３ｍＡ未満）に制限される。したがって、漏電ブレーカの誤作動に起因した停電が防止されている。

処理部１９は、第１測定端子２が中性線３２に正しく接続され、かつ第２測定端子３が被測定接地極４１に正しく接続されるまで、上記ステップ５５〜５７を繰り返し実行する。この場合、上記のステップ５７の出力処理によって出力部２０に表示されている内容を確認して操作者が第１測定端子２および第２測定端子３を正しく接続し直したときには、第３検出部１８が、レベルがＨｉｇｈレベルとなる検出信号Ｓ３を生成して出力する。このため、処理部１９は、ステップ５５において、入力した検出信号Ｓ３のレベルがＨｉｇｈレベルであることから、第１測定端子２が正常に中性線３２に接続され、かつ第２測定端子３が被測定接地極４１に正常に接続されていると判別して、抵抗算出処理を実行する（ステップ５８）。

上記のようにして、第１測定端子２が正常に中性線３２に接続され、かつ第２測定端子３が被測定接地極４１に正常に接続されているときには、電流供給部４から出力された測定用電流（交流電流）Ｉ１は、電流経路Ａ（つまり、電流供給部４、第１測定端子２、商用電源ライン３１、大地Ｇ、被測定接地極４１、および第２測定端子３を経由して電流供給部４に戻る電流経路）に流れるため、分圧電圧Ｖｄｉは、中性線３２の接地抵抗Ｒｏと被測定接地極４１の接地抵抗Ｒｘの合成抵抗（Ｒｘ＋Ｒｏ）に測定用電流Ｉ１が流れることに起因して発生する電圧を示すことになる。

したがって、処理部１９は、この抵抗算出処理において、まず、同期整流部１２から出力される直流電圧Ｖｄｃ１の振幅を示す電圧データＤｖ（この分圧電圧Ｖｄｉの振幅を示す電圧データでもある）に基づいて、第１測定端子２および第２測定端子３間の交流電圧の電圧値（一例として、この交流電圧の実効値）を算出し、次いで、この算出した交流電圧の電圧値と、メモリに記憶されている測定用電流Ｉ１の電流値（本例では２ｍＡ）とに基づいて合成抵抗（Ｒｘ＋Ｒｏ）を算出する。

最後に、処理部１９は、出力処理を実行して（ステップ５９）、算出した合成抵抗（Ｒｘ＋Ｒｏ）を出力部２０を構成する表示装置の画面上に表示させる。これにより、抵抗測定処理５０が完了する。

このように、この接地抵抗計１では、電流供給部４、第１測定端子２および第２測定端子３を含む測定用電流Ｉ１の電流経路Ａに配設されて、第１測定端子２が商用電源ライン３１の活電線３３に接続されたときに電流経路Ａに流れる電流の電流値を予め規定された電流値（漏電ブレーカの感度電流未満の電流値）以下に制限する保護抵抗７と、保護抵抗７に対して並列に接続されて、常態においてオフ状態にあると共に処理部１９からの制御によってオン状態に移行して保護抵抗７を短絡するスイッチ８と、第１測定端子２の中性線３２への接続を端子間電圧Ｖ１に基づいて検出する第１検出部１６とを備え、処理部１９は、この端子間電圧Ｖ１が第１測定端子２を中性線３２に接続したときの電圧であると第１検出部１６が検出したとき（第１検出部１６が第１測定端子２の中性線３２への接続を検出したとき）に、抵抗算出処理を実行する。

したがって、この接地抵抗計１によれば、第１測定端子２を中性線３２に接続するまでの間に、第１測定端子２を活電線３３に誤って接触させたときであっても、スイッチ８は常態においてオフ状態であることから、電流経路Ａに流れる電流の電流値が漏電ブレーカの感度電流未満に保護抵抗７によって制限されるため、漏電ブレーカの作動に起因した停電を確実に防止することができる。また、第１測定端子２が中性線３２に正常に接続されている（つまり、第２測定端子３も活電線３３に正常に接続されている）状態において、保護抵抗７がスイッチ８によって自動的に短絡され、処理部１９によって抵抗算出処理が自動的に実行されるため、合成抵抗（Ｒｏ＋Ｒｘ）を自動的に測定することができる。

また、この接地抵抗計１によれば、第２検出部１７が第１測定端子２の活電線３３への接続を端子間電圧Ｖ１に基づいて検出したときには、第１測定端子２が活電線３３に接続されている旨が処理部１９によって出力部２０に出力されるため、作業者が、出力される内容に基づいて第１測定端子２および第２測定端子３の接続状態を確認して、第１測定端子２を中性線３２に、また第２測定端子３を被測定接地極４１に正しく接続することができる。

また、この接地抵抗計１では、第１測定端子２および第２測定端子３間の端子間電圧Ｖ１が保護抵抗７のオン状態のときに第１測定端子２および第２測定端子３のうちの少なくとも一方が未接続状態となったときの電圧であるか否かを検出する第３検出部１８を備え、第３検出部１８が未接続状態となったときの電圧であると検出したときには、処理部１９がスイッチ８をオン状態からオフ状態に移行させる。

したがって、この接地抵抗計１によれば、第１測定端子２および第２測定端子３が正常な接続状態にあると処理部１９によって判別され、かつ保護抵抗７がスイッチ８によって短絡された後に、第１測定端子２および第２測定端子３が何らかの原因によって未接続状態（または断線状態）に至ったときに、スイッチ８がオフ状態に移行されることから、その後、作業者が各測定端子２，３を商用電源ラインに接続する際に、第１測定端子２を誤って活電線３３に接続したとしても、電流経路Ａに流れる電流が保護抵抗７によって制限されるため、漏電ブレーカの作動に起因した停電を確実に防止することができる。

なお、上記の接地抵抗計１では、第３検出部１８を備えて、第１測定端子２および第２測定端子３の接続状態が正常であると一旦判別され、保護抵抗７がスイッチ８で短絡された後に、何らかの原因で第１測定端子２および第２測定端子３が未接続状態（または、断線状態）となったときにおいても、処理部１９がスイッチ８をオフ状態に制御することで、その後の接続作業での第１測定端子２の活電線３３への誤接続に起因した停電を防止する好ましい構成を採用しているが、第１測定端子２および第２測定端子３が一旦正常な接続状態になった後に未接続状態になる可能性が低いときには、第３検出部１８を省く構成を採用することもできる。なお、この構成においては、基準電圧生成部１５は、第１基準電圧Ｖｒ１および第２基準電圧Ｖｒ２の２種類の電圧を生成する構成とする。

また、上記の接地抵抗計１では、第２検出部１７を備えて、第１測定端子２の活電線３３への接続が第２検出部１７によって検出されたときに、処理部１９がその旨を出力部２０に出力する好ましい構成を採用しているが、第１検出部１６を備え、第２検出部１７を備えていない構成を採用することもできる。この構成においても、スイッチ８は常態においてオフ状態であり、第１検出部１６によって第１測定端子２が中性線３２に正常に接続されていることが検出されたときに初めて、処理部１９によってスイッチ８がオン状態に制御されるため、このスイッチ８のオン状態への移行前に第１測定端子２が活電線３３に接続されたとしても、電流経路Ａに流れる電流を保護抵抗７によって漏電ブレーカの感度電流未満に制限でき、停電の発生を防止することができる。

また、上記の接地抵抗計１では、電流供給部４を定電流源で構成しているが、交流定電圧源で構成することもできる。この構成では、スイッチ８がオン状態であって、かつ第１測定端子２および第２測定端子３が正常な接続状態において、交流定電圧源で構成される電流供給部４の出力電圧を、電流経路Ａに流れる測定用電流Ｉ１が上記の感度電流未満の電流値となる定電圧に規定する。一例として、上記の例のように、電流制限抵抗５が２ｋΩであり、かつ合成抵抗（Ｒｘ＋Ｒｏ）が２ｋΩであって、測定用電流Ｉ１として感度電流未満の２ｍＡを供給するときには、この電流供給部４は、ＡＣ８Ｖ（＝（２ｋΩ＋２ｋΩ）×２ｍＡ）の交流定電圧源で構成する。また、この場合、分圧抵抗９，１０の分圧比を上記の例と同じ１／１０としたときには、基準電圧生成部１５が生成する各基準電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３のうちの第１基準電圧Ｖｒ１については同じ電圧でよいが、第２基準電圧Ｖｒ２および第３基準電圧Ｖｒ３については、上記の定電流源で構成された電流供給部４の上限出力電圧がＡＣ２０Ｖであるのに対して、定電圧源で構成された電流供給部４の出力電圧がＡＣ８Ｖであってより低い電圧であるため、より低い電圧に規定する。

この構成により、電流供給部４を定電圧源で構成した接地抵抗計においても、電流供給部４を定電流源で構成した上記の接地抵抗計１と同様の効果を奏することができる。

また、上記の接地抵抗計１では、自己復帰型リレー回路を用いてスイッチ８を構成しているが、ラッチ型リレー回路を用い、オン状態からオフ状態への制御、およびオフ状態からオン状態への制御の双方を処理部１９が制御する構成を採用することもできる。また、上記の接地抵抗計１では、合成抵抗（Ｒｘ＋Ｒｏ）の測定までを自動的に行えるように、処理部１９がスイッチ８の制御を行う構成を採用しているが、このスイッチ８についてはマニュアル操作で、常態からオン状態に移行させる構成を採用することもできる。

１接地抵抗計
２第１測定端子
３第２測定端子
４電流供給部
７保護抵抗
８スイッチ
１６第１検出部
１７第２検出部
１８第３検出部
１９処理部
２０出力部
３２中性線
３３活電線
４１被測定接地極
Ａ電流経路
ＶＭ電圧測定部

Claims

商用電源ラインの中性線に接続される第１測定端子および大地に接地された被測定接地極に接続される第２測定端子間に測定用電流を供給する電流供給部と、
前記測定用電流の供給に起因して前記第１測定端子および前記第２測定端子間に発生する端子間電圧を測定する電圧測定部と、
前記測定用電流の電流値および前記端子間電圧の電圧値に基づいて、前記被測定接地極の接地抵抗と前記中性線の接地抵抗との合成抵抗を算出する抵抗算出処理を実行する処理部とを備えている接地抵抗計であって、
前記電流供給部、前記第１測定端子および前記第２測定端子を含む前記測定用電流の電流経路に配設されて、前記第１測定端子が前記商用電源ラインの活電線に接続されたときに当該電流経路に流れる電流の電流値を予め規定された電流値以下に制限する保護抵抗と、
前記保護抵抗に対して並列に接続されて、常態においてオフ状態にあると共に前記処理部の制御によってオン状態に移行して当該保護抵抗を短絡するスイッチと、
前記スイッチが前記常態のときに前記第１測定端子の前記中性線への接続を前記端子間電圧に基づいて検出する第１検出部とを備え、
前記処理部は、前記第１測定端子の前記中性線への接続が前記第１検出部によって検出されたときに、前記スイッチを制御してオン状態に移行させると共に前記抵抗算出処理を実行する接地抵抗計。
前記第１測定端子の前記活電線への接続を前記端子間電圧に基づいて検出する第２検出部を備え、
前記処理部は、前記第１測定端子の前記活電線への接続が前記第２検出部によって検出されたときに、その旨を出力部に出力する請求項１記載の接地抵抗計。
前記スイッチがオン状態のときに前記第１測定端子および前記第２測定端子のうちの少なくとも一方の未接続状態を前記端子間電圧に基づいて検出する第３検出部を備え、
前記処理部は、前記少なくとも一方の未接続状態が前記第３検出部によって検出されたときに、前記スイッチを制御してオフ状態に移行させる請求項１または２記載の接地抵抗計。