架線設備で接地抵抗測定が重要な理由
鉄道や軌道の架線設備は、車両へ電力を供給する電車線路だけでなく、架線柱、開閉器、機器箱、変圧器、避雷設備、金属製外箱、支持金具、保護線、接地導体など、多くの設備によって構成されています。通常時に充電されない金属部分であっても、絶縁破壊、混触、雷、誘導などによって危険な電位が生じる可能性があるため、設備の方式に応じて接地、ボンディング、保護線への接続などが設けられます。
ここで注意したいのは、架線設備の保護を単純に「異常電流を大地へ流せばよい」と考えないことです。鉄道の電気設備では、交流き電か直流き電か、保護線や負き電線を使用しているか、レールを帰線としているかなどによって、異常時の電流経路と保護方式が異なります。特に直流き電区間では、帰線電流が不用意に大地や埋設金属物へ流れると、迷走電流や電食の原因になり得ます。そのため、接地、帰線、ボンディングを同じものとして扱わず、設計された電流経路を維持することが重要です。([IEC Webstore][1])
接地やボンディングの状態を確認する目的は、金属部分の電位上昇を抑え、故障時に保護装置が想定どおり動作できる状態を維持し、接触電圧や設備損傷の危険を低減することにあります。ただし、どの設備を大地へ直接接続するか、保護線や帰線側へ接続するかは設備ごとに異なります。測定担当者が独自の判断で接続を追加したり、低い接地抵抗だけを目標に改修したりしてはいけません。
接地設備は外観だけでは状態を判断しにくいという特徴があります。地上に見える接地線が正常でも、地中の接地極や接続部が腐食している場合があります。反対に、接地極の状態が良好でも、設備側の端子が緩んでいたり、接続面が腐食していたりすると、対象設備から保護回路までの経路が十分に機能しない可能性があります。
架線設備は屋外に設置されることが多く、雨水、塩分、粉じん、振動、温度変化、積雪、凍結融解、草刈り作業、周辺工事などの影響を受けます。接地線が地中へ入る部分、異種金属が接触する部分、端子が露出する部分、可動部へボンディング線を取り付けた部分では、長期間の使用によって劣化が進行することがあります。
こうした異常の兆候を把握する方法の一つが抵抗測定です。接地抵抗測定では、対象となる接地極または接地系統の大地に対する抵抗を確認します。導通抵抗測定では、設備の金属部分から接地端子、接地線、ボンディング線、保護線などへ至る導電経路の健全性を確認します。両者は目的が異なるため、測定値を一つの「接地の抵抗値」として混同しないことが大切です。
また、接地抵抗は土壌の状態、補助接地極の配置、並列経路、測定方式によって変動します。表示された数値だけを見て、設備が良好または不良だと即断することは適切ではありません。外観、導通、接地系統、測定条件、過去記録、保護方式を組み合わせて評価する必要があります。
架線設備の接地方式や判定基準は、電気方式、設備区分、設置環境、保護装置、管理者の実施基準によって異なります。現行の技術基準の解釈でも、設備区分や保護条件に応じて接地抵抗の考え方が分かれています。([国土交通省][2]) 本記事は一般的な点検の流れを説明するものであり、実作業では設備管理者が定める作業手順、停電手続き、測定要領、判定基準、復旧手順を優先してください。
接地抵抗と導通抵抗の違いを理解する
架線設備の接地不良を見抜くためには、接地抵抗と導通抵抗を区別する必要があります。どちらもオームで表示されることがありますが、測定している対象と値の大きさが異なります。
接地抵抗は、接地極または接地系統から大地へ試験電流を流したときに得られる抵抗です。接地極の材質、形状、長さ、埋設深さ、設置本数、接続状態、土壌の種類、含水状態、周辺の埋設物などの影響を受けます。測定端子を接地線のどこへ接続するかによっては、接地極だけでなく、接地線や接続部の抵抗が結果に含まれることもあります。記録には測定範囲を明記する必要があります。
導通抵抗は、金属製外箱、支持物、接地端子、接地線、ボンディング線、接続金具などを結ぶ導電経路の抵抗です。断線、素線切れ、圧着不良、締結部の緩み、接触面の腐食、誤った絶縁処理などがあると、導通抵抗が増加したり、値が不安定になったりする可能性があります。
たとえば、地中の接地極が正常でも、機器箱と接地線を結ぶ端子が外れていれば、その機器箱から所定の保護経路は成立しません。接地極単体では低い値が得られても、対象機器の接地やボンディングが健全とは限りません。
反対に、機器箱から接地端子までの導通が良好でも、接地極の腐食や地中接続部の劣化、土壌状態の変化によって接地抵抗が上昇することがあります。ただし、架線設備では接地極の低抵抗化が常に最優先になるわけではありません。保護装置の動作条件、接触電圧、帰線回路、迷走電流対策との整合を確認して判断します。
低い導通抵抗を正確に測るときは、一般的なテスターの二端子測定ではリード線抵抗や測定端子の接触抵抗が結果へ大きく影響する場合があります。管理基準が小さな抵抗値を対象としている場合は、設備管理者の測定要領に従い、必要に応じて四端子法に対応した低抵抗計を使用します。([Hioki][3])
測定記録には、単に「抵抗値」と書くのではなく、接地抵抗か導通抵抗か、どの設備からどの端子までを測定したか、接地系統を接続したままか切り離したか、どの測定方式を使用したかを記載します。
測定位置がわずかに違うだけでも、接続部を一つ含むかどうかが変わります。前回値と比較するときは、測定器だけでなく、測定端子の位置、接地系統の接続状態、作業用接地や仮設ボンドの有無もそろえなければなりません。
接地不良が発生する主な原因
架線設備の接地不良には、地上で確認できる原因と、地中に隠れている原因があります。また、設備そのものに異常がなくても、土壌や周辺環境の変化、測定時の並列経路によって抵抗値が変動することがあります。
代表的な原因は、接地線やボンディング線の損傷です。完全に切断されていなくても、複数ある素線の一部が切れて断面積が減少すると、機械的強度が低下し、将来的な断線につながります。抵抗値の変化が小さい段階もあるため、測定だけでなく外観や可動状態も確認することが必要です。
接地線が支持金具の角へ強く接触している箇所、振動を受ける箇所、扉やふたの開閉に伴って繰り返し曲げられる箇所では、疲労や摩耗による劣化に注意します。被覆が残っていても内部導体が損傷していることがあるため、施工状態と曲げ半径も確認します。
端子部の緩みも接地不良を招く要因です。屋外設備では、温度変化や振動によって締結状態が変化することがあります。接触面積が減少すると接触抵抗が増え、故障電流が流れた際の発熱や電位上昇につながる可能性があります。
接触面の腐食や汚れも見逃せません。端子の外側に目立った異常がなくても、重ね合わせた金属面の間へ水分が入り込み、内部で腐食が進行している場合があります。塗装面の上へ端子が取り付けられている場合、異種金属の組み合わせが不適切な場合、接続面へ土砂や油分が付着している場合も、良好な導通が得られないことがあります。
地中では、接地極や地中接続部の腐食、接地線の損傷、施工時の接続不良が問題になります。地表から確認しにくいため、抵抗値の推移、周辺工事履歴、施工記録が重要な判断材料になります。ただし、抵抗値の上昇だけで地中腐食と断定せず、測定条件や土壌状態を含めて切り分けます。
周辺工事も接地設備へ影響します。掘削工事、排水工事、舗装工事、ケーブル敷設工事などによって、接地線が損傷したり、接地極周辺の土壌が置き換えられたりする場合があります。工事後に接地設備が復旧されていても、元の埋設深さや接続状態、他設備との離隔が変わっている可能性があります。
土壌の乾燥や凍結も測定値を変動させます。一般に、土壌中の水分が減少すると接地抵抗が高くなる傾向があります。反対に、降雨直後には通常より低い値が表示され、劣化の兆候が見えにくくなることがあります。
並列経路も重要です。レール、保護線、金属構造物、他の接地極、ケーブルの金属被覆などと電気的につながっていると、対象の接地極に異常があっても別経路を通じて低い値が表示される場合があります。低い数値が得られたことだけをもって、対象設備が健全だと判断してはいけません。
接地不良を判断するときは、一回の測定値だけで原因を決めず、外観点検、導通確認、接地系統の確認、再測定、周辺工事履歴の確認を組み合わせます。異常が疑われる場合は、設備管理者の保守基準に従って詳細調査へ移行します。
手順1 測定対象と接地系統を事前に確認する
最初の手順は、測定する設備と接地系統を明確にすることです。架線設備には複数の接地線や保護線が設けられている場合があり、同じ支持物に設置された機器が共通の接地極へ接続されていることもあります。
測定前には、接地系統図、き電回路図、設備図面、点検台帳、改修履歴、施工記録などを確認します。対象となる支持物や機器の管理番号、接地線の接続先、接地極の位置、保護線や負き電線との関係、他設備との接続状態を整理してください。
特に、交流電車線路の支持物、直流区間の金属設備、変電設備、開閉器、避雷設備では、接地の目的や接続先が異なる場合があります。接地極へ直接つながっているように見えても、実際には保護線、帰線回路、放電間隙、電位制限装置などを介している可能性があります。設備方式を理解せずに測定端子を接続してはいけません。
現地では、図面と実際の設備が一致しているかを照合します。改修や移設が行われた設備では、図面の更新が追いついていない場合があります。図面では単独接地になっていても、現地では別の設備と連結されている可能性があるため、目視だけでなく、許可された方法で接続関係を確認します。
複数の接地極が並列に接続されていると、一つの接地極が劣化していても、ほかの接地極を通じて低い抵抗値が表示されることがあります。そのため、測定対象が単独の接地極なのか、連接された接地網全体なのか、接地網のうち一枝を選択測定するのかを事前に決めます。
レール、金属製構造物、ケーブルの遮蔽層、他の機器箱などと電気的につながっている場合もあります。こうした並列経路があると、測定電流が対象外の経路にも流れ、表示値が対象接地極単独の抵抗を示さなくなる可能性があります。クランプを併用する選択測定など、接続を切り離さずに一枝の電流を把握する方式を使用できる場合もありますが、適用条件を満たすか確認が必要です。
単独の状態を測定する目的で接地線を安易に外してはいけません。接地線や保護線を切り離すと、設備の保護機能が一時的に失われ、誘導電圧や誤送電による危険が増すおそれがあります。切り離しが必要な測定では、停電範囲、ロックアウト、検電、仮設の保護経路、作業用接地、切り離し順序、復旧確認を事前に計画し、設備管理者が承認した方法で実施します。電位降下法による単独接地極の測定は切り離しを伴うことがありますが、接地接続を外す前に安全上の影響を評価し、必要な保護措置を講じることが前提です。([Megger][4])
対象設備の位置確認も重要です。同じ形状の架線柱や機器箱が連続する区間では、隣の設備を誤って測定する可能性があります。設備番号、線路方向、キロ程、周辺構造物との位置関係を記録し、測定対象を一意に特定できるようにします。
測定計画には、接地抵抗を測る箇所、導通抵抗を測る箇所、測定方式、補助接地極を設置する方向、必要な作業範囲、並列経路の扱い、作業用接地が測定結果へ与える影響を含めます。線路内や線路近接部で作業する場合は、列車運行に関する手続きや監視体制も確認してください。
この段階で接地系統を正確に把握しておけば、異常値が出た際に、接地極、接地線、端子、保護線、並列経路、測定条件のどこに原因があるのかを切り分けやすくなります。
手順2 停電・検電・作業用接地で安全を確保する
架線設備の抵抗測定では、測定精度よりも先に安全を確保しなければなりません。架線や関連機器には高い電圧が加わるため、通電状態や誘導電圧を確認せずに測定器を接続する行為は危険です。
作業前には、設備管理者が定める手順に従って対象区間や対象機器を停電し、再送電を防止する措置を講じます。開閉器を操作しただけで無電圧になったと判断せず、所定の検電器を使用して検電を行います。検電前後には検電器の動作確認を実施し、確認手順に漏れがないようにします。
無電圧を確認した後は、規程に基づいて作業用接地を取り付けます。作業用接地は、誤送電、誘導電圧、雷などに備えて作業者を保護するためのものであり、設備の恒久的な接地抵抗を測るための接地極とは目的が異なります。
ここで重要なのは、作業用接地を取り付けたまま測定すると、その作業用接地や接続先が並列経路となり、対象設備の接地抵抗を実際より低く表示する可能性があることです。反対に、測定のために作業用接地を無断で外すことは重大な危険につながります。測定計画では、作業者保護を維持したままどの方式で測るか、どの作業用接地が測定回路へ影響するか、切り離しが必要な場合に代替の保護措置をどう確保するかを事前に定めます。
架線設備では、対象回路を停電していても、隣接する活線や並行する電線から誘導を受ける場合があります。高架部、橋梁部、複線区間、変電設備の近傍などでは、周辺設備の状態も含めて確認します。接地線を切り離した途端に電位が現れる可能性もあるため、切り離し前後の電圧確認を含む作業手順が必要です。
測定器を使用する前には、本体、リード線、端子、電池、表示部、ヒューズ、クランプセンサーなどを点検します。リード線の被覆が損傷していたり、端子が緩んでいたりすると、安全性だけでなく測定精度にも影響します。測定器の定格が想定される地電圧や使用環境に適合していることも確認します。
測定器の点検状態や校正管理も確認してください。管理状態が不明な測定器では、表示された値の信頼性を評価できません。測定記録には、使用した測定器の型式ではなく管理番号を中心に残し、後から校正履歴を追跡できるようにします。
補助接地極を地面へ打ち込む場合は、埋設ケーブル、配管、排水設備、基礎、信号設備などの位置を事前に確認します。埋設物の位置が分からない場所へ補助接地極を打ち込むと、設備損傷や感電につながるおそれがあります。
線路に近い場所へリード線を敷設するときは、列車、保守用車、作業員の動線を妨げないようにします。リード線がレールや他の導体へ接触すると、測定値へ影響するだけでなく、予期しない電位を受ける可能性があります。必要に応じて防護や固定を行い、踏み付けや引っ掛かりを防ぎます。
作業を開始する前に、作業責任者と測定担当者が、停電範囲、検電結果、作業用接地の位置、測定対象、測定方式、補助接地極の設置場所、接地線の切り離し有無、復旧手順を相互に確認します。安全措置と測定条件が矛盾したまま作業へ進まないことが基本です。
手順3 外観点検と導通確認で異常箇所を絞る
接地抵抗を測定する前に、接地線、ボンディング線、端子、接続金具などの外観を確認します。外観点検を先に行うことで、抵抗値だけでは分からない明らかな異常を把握し、導通測定の区間を適切に設定できます。
まず、設備の金属部分から接地端子、保護線、接地極へ向かう導体を図面と照合しながら目で追います。途中で切断されていないか、素線がほつれていないか、極端に曲げられていないか、固定金具の角へ強く擦れていないかを確認します。
接地線が扉やふたなどの可動部へ接続されている場合は、繰り返しの開閉による疲労に注意します。外側の被覆や編組が残っていても、内部の素線が切れていることがあります。疑わしい場合は、外観だけで正常と判断せず、承認された方法で導通を確認します。
次に、ボルト、ナット、圧着端子、接続金具の状態を点検します。緩み、脱落、変形、腐食、変色、発熱痕、放電痕がないかを確認してください。端子周辺に赤さび、緑青、白色の腐食生成物などが見られる場合は、接触面の内部にも腐食が進んでいる可能性があります。
塗装された金属面へ端子が取り付けられている場合は、接触面の施工状態も重要です。端子の外側からは締結されているように見えても、塗膜や汚れによって金属同士が十分に接触していないことがあります。ただし、測定のために現場で塗膜を無断で削ると防食性能を損なうため、指定された測定点を使用します。
接地線が地中へ入る箇所では、保護管の割れ、地盤沈下、線材の露出、草刈り作業による損傷などを確認します。地表付近は水分、塩分、土砂、機械的外力の影響を受けやすく、地上部と地中部の境界で腐食が進行する場合があります。
外観点検後は、必要に応じて低抵抗を測定できる機器で導通を確認します。金属製外箱から接地端子まで、接地端子から接地線まで、接地線から保護線または接地極接続部までというように、区間を分けて測定すると異常箇所を絞りやすくなります。
小さな抵抗値を判定する場合は、リード線抵抗や測定端子の接触抵抗を除外しやすい四端子法を検討します。二端子法を用いる場合は、測定前にリード線を短絡して値を確認し、測定器のゼロ調整機能や管理者の測定要領に従って補正します。
測定端子を塗膜やさびの上から当てると、導体が正常でも高い値が表示されることがあります。端子の押し付け方で値が大きく変わる場合は、設備異常ではなく測定接触が安定していない可能性があります。測定点を変更する場合も、記録上の比較条件が変わることを明記します。
同じ箇所を複数回測定し、値が再現するかを確認することも重要です。測るたびに値が変わる場合は、測定端子の接触不良、接続部の緩み、電気的雑音、誘導電圧などを疑います。接地線を手で揺らして確認するような行為は、誘導電圧や残留電荷の危険があるため、設備管理者が定める安全な機械点検方法以外では行いません。
明らかな断線や端子の脱落が見つかった場合は、抵抗値が低く表示されても正常とは判断できません。別の並列経路を通じて導通している可能性があるため、目視で確認した異常を優先して処置します。
手順4 現場条件に合った方法で接地抵抗を測定する
外観点検と導通確認を終えたら、接地抵抗を測定します。測定方法は、接地系統の構成、補助接地極を設置できる範囲、周辺設備との接続状態、接地線を安全に切り離せるかどうかに応じて選びます。
一般的な電位降下法では、測定対象の接地極に加えて、電位測定用と電流供給用の補助接地極を地面へ設置します。測定器から試験電流を流し、電位差と電流の関係から接地抵抗を求めます。この方法で対象接地極単独の値を求める場合、原理上は並列接地から切り離す必要が生じることがありますが、安全な切り離しができることが前提です。
測定対象と補助接地極の間隔が不足すると、それぞれの電位分布が重なり、正確な値を得にくくなります。現場で十分な距離を確保できない場合は、一つの配置だけで測定結果を確定しないことが大切です。
電位測定用の補助接地極を基準位置から前後へ移動し、測定値の変化を確認します。位置を変えても値が大きく変わらない範囲が得られれば、配置が妥当である可能性が高まります。位置を少し変えただけで値が大きく変動する場合は、距離不足、接地網の規模、周辺埋設物、地層の不均一などの影響を疑います。
駅構内や線路沿いでは、金属柵、建物基礎、レール、ケーブル、配管、他の接地極などが近接しています。測定電流がこれらの設備を経由すると、対象の接地極だけを正しく測定できない場合があります。補助接地極の方向を変えられる場合は、異なる方向でも測定して値の再現性を確認します。
ただし、埋設物や作業範囲の制限がある場所で無理に補助接地極を設置してはいけません。必要な距離や安全を確保できない場合は、測定場所を変更する、選択測定を行う、接地網全体の測定として評価するなど、測定計画そのものを見直します。
複数の接地極が並列に接続された設備では、クランプセンサーを併用する選択測定や、接地線を切り離さずに測る方式が使用できる場合があります。ただし、方式ごとに閉回路や並列経路などの適用条件があり、単独接地や循環経路がない設備では適切な値を得られないことがあります。
測定器に数値が表示されたからといって、測定方式が対象設備へ適用できているとは限りません。接地系統を確認し、測定器の原理、端子接続、クランプの位置、測定範囲を理解したうえで使用します。
測定は一回だけで終わらせず、同じ条件で複数回実施します。リード線の接続を確認し、必要に応じて接続をやり直した後も近い値が得られるかを確認します。大きく異なる値が出た場合は、単純に平均を取るのではなく、補助接地極、測定接触、地電圧、雑音、並列経路の影響を調べます。
測定中には、測定器が示す警告表示にも注意します。補助接地極の抵抗が高い場合、外部電圧が加わっている場合、電気的雑音が大きい場合などには、測定値の信頼性が低下することがあります。警告を無視して数値だけを記録してはいけません。
測定時の天候、地表の湿り具合、直近の降雨、積雪、凍結状況も記録します。乾燥時と降雨直後では値が変化する可能性があるため、過去値と比較する際の重要な情報になります。
また、試験電流が周辺の信号設備や通信設備へ影響する可能性も考慮します。設備構成によっては関係部署との調整が必要になるため、独断で測定を始めないようにします。
手順5 過去値と比較して判定・復旧・記録を行う
測定が終わったら、得られた数値を設備管理者が定める基準と照合します。接地抵抗の基準は、設備の用途、接地方式、電気方式、保護方式、遮断時間などによって異なります。すべての架線設備へ同じ数値を当てはめることはできません。
交流電車線の支持物のように、地絡時に変電所側の保護装置を確実に動作させることを重視する設備もあれば、設備区分に応じた上限値で管理するものもあります。直流き電区間では、低い接地抵抗だけでなく、帰線回路から大地への漏れ電流や電食への影響も確認する必要があります。判定は設備の設計条件と実施基準に基づいて行います。
基準値以内であっても、過去の測定値から大きく上昇している場合は注意が必要です。接地極の腐食や接続部の劣化が進行していても、測定時点では基準内に収まることがあります。
反対に、基準値を上回った場合でも、直ちに接地極の劣化と断定してはいけません。補助接地極の位置、測定端子の接触、リード線の接続、作業用接地、土壌の乾燥、周辺工事、他設備との接続状態などを確認し、必要に応じて再測定します。
接地抵抗と導通抵抗の組み合わせから原因を絞り込むこともできます。設備から接地端子までの導通が悪い場合は、端子や接地線など地上経路の異常が疑われます。導通が良好で接地抵抗だけが高い場合は、接地極、地中接続部、土壌状態、測定配置を確認します。ただし、並列経路があると単純な組み合わせ判定ができないため、接地系統図と照合します。
接地抵抗が低くても、特定の機器から接地端子までの導通が悪ければ、その機器の保護経路は健全とは判断できません。反対に、対象接地極が劣化していても、他の接地極やレールを経由して低い値が表示される場合があります。
測定のために接地線や接続金具を取り外した場合は、設備管理者が定める順序で確実に復旧します。規定の締付状態へ戻し、防食処理や緩み止めが必要な箇所は施工要領に従って復元します。復旧後には導通を確認し、測定前と同じ接地系統へ戻ったことを図面と現物の両方で確認します。
工具、補助接地極、測定リード、仮設材などが残っていないことも確認します。線路内や設備周辺への残置物は、列車運行や設備へ影響するおそれがあります。作業範囲を複数人で確認し、忘れ物や復旧漏れを防止します。
停電作業を終了するときは、作業者の退避、作業用接地の撤去、接地線の復旧、開閉器の状態、保護装置の復帰などを、設備管理者が定める手順に従って確認します。測定担当者の判断だけで送電可能とせず、作業責任者や関係部署の確認を経て復旧します。
測定記録には、設備番号、測定日、測定位置、測定方法、接地系統の接続状態、抵抗値、測定器の管理番号、補助接地極の位置、作業用接地の配置、天候、地表状態、外観所見、導通測定結果、警告表示、処置内容を残します。
異常がなかった場合も、単に「異常なし」と記載するだけでは十分ではありません。確認した端子、接地線、地中引込部、測定条件が分かるように記録すると、次回の点検で比較しやすくなります。
抵抗測定で起こりやすい失敗と対策
接地抵抗測定では、設備が正常でも測定方法によって高い値や不安定な値が表示されることがあります。逆に、並列経路の影響によって、異常があるのに低い値が表示される場合もあります。
起こりやすい失敗の一つが、測定対象の取り違えです。同じ形状の架線柱が並んでいる場所では、台帳上の設備番号と現地の表示が一致しているかを確認します。位置情報、線路方向、キロ程、周辺構造物なども併用して対象を特定します。
次に多いのが、接地、保護線、帰線、ボンディングの関係を把握しないまま測定することです。ほかの接地極や金属構造物と並列に接続されていると、表示値が対象接地極単独の抵抗を示さない可能性があります。
作業用接地を測定回路の一部として見落とすことも重大な失敗です。安全のために取り付けた作業用接地が並列経路となると、実際より低い値が表示される場合があります。一方、測定値を得るために作業用接地を無断で撤去することは許されません。安全措置と測定方式を同じ計画の中で整理します。
補助接地極の距離不足も測定誤差の原因です。限られた敷地内で無理に測定すると、補助接地極を少し移動しただけで値が大きく変わることがあります。この場合は測定値を採用せず、配置や測定方法を再検討します。
補助接地極を舗装面の隙間や乾燥した砕石部分へ浅く設置すると、土壌との接触が不十分になる場合があります。測定器に補助接地極の異常が表示された場合は、設置状態を確認します。測定器の指示に反して水や薬剤を使用するような独自の処置は行わず、取扱説明書と現場ルールに従います。
測定端子の接触不良にも注意が必要です。さびや塗膜の上から測定すると、設備側の抵抗ではなく測定接触の抵抗を測ってしまう場合があります。同じ位置で測るたびに値が変わるときは、接触状態と電気的雑音を見直してください。
導通抵抗の測定でリード線抵抗を考慮しないことも失敗につながります。小さな抵抗を測定する場合は、四端子法を使用するか、二端子法のゼロ調整を行い、使用した方法を記録します。
降雨直後の値を通常時の値として比較することにも注意します。雨によって接地抵抗が低くなっている場合、劣化が隠れる可能性があります。測定結果には天候や土壌状態を残します。
一回だけ測定して結論を出すことも避けるべきです。同じ条件で複数回測定し、値の再現性を確認します。測定値が安定しない場合は、設備不良と決めつけず、測定方法、地電圧、雑音、周辺環境を含めて原因を調べます。
測定値が高いときの原因切り分け
接地抵抗が高い場合は、最初に測定条件を再確認します。測定対象、測定端子、リード線、補助接地極の配置、測定器の設定、警告表示、接地系統の接続状態に誤りがないかを確認してください。
次に、設備側から接地端子、接地線、保護線または接地極までの導通を区間ごとに測定します。値が不安定な場合は、測定端子の接触、接続部の緩み、誘導電圧、電気的雑音を確認します。接地線を不用意に動かして判定するのではなく、停電と保護措置が確保された状態で、規程に定める外観点検や締結確認を行います。
地上部分に異常が見つからず、導通も良好であれば、地中の接地極や接続部、土壌条件を検討します。過去の測定結果を確認し、抵抗値が徐々に上昇したのか、突然上昇したのかを整理します。
徐々に上昇している場合は、接地極の腐食、土壌の乾燥傾向、地盤条件の変化、測定位置のずれなどが考えられます。突然上昇した場合は、接地線の損傷、地中接続部の断線、周辺工事による損傷、補助接地極の設置不良などを疑います。
周辺で掘削や舗装工事が行われていないかも確認してください。工事によって接地極周辺が砕石や乾燥しやすい材料へ置き換えられると、以前と同じ接地抵抗を得られないことがあります。また、工事で別の金属構造物や接地極と接続され、反対に低い値が表示される場合もあります。
季節変動を把握するため、条件をそろえた再測定を計画することは有効です。ただし、必要な保護性能が確保されていない可能性がある状態を、そのまま次の季節まで放置してはいけません。設備管理者の判断により、仮設の保護措置、使用制限、詳細調査、改修を検討します。
接地極の増設や更新を行う場合は、保護装置の動作条件、接触電圧、帰線回路、信号設備、金属構造物、電食対策との関係を確認する必要があります。抵抗値を下げることだけを目的に接地極やボンドを追加すると、直流き電区間では迷走電流の経路を変え、別設備へ影響を与える可能性があります。
改修後は必ず再測定し、処置前後の値を比較します。端子の再施工で改善したのか、接地線の更新が必要だったのか、接地極の改修によって改善したのかを記録すれば、同様の設備を点検するときの参考になります。
接地設備の劣化を早期発見する記録管理
接地抵抗測定の目的は、その場で合否を判定することだけではありません。測定結果を継続的に蓄積し、変化を追跡することで、接地設備の劣化や測定条件の変化を早期に把握できます。
記録を比較する際は、毎回同じ設備番号、測定位置、測定方式で管理することが重要です。前回は接地網全体を測定し、今回は一部を切り離して測定した場合、数値を単純に比較することはできません。作業用接地や仮設ボンドの有無が異なる場合も同様です。
補助接地極の位置も記録します。測定対象からの距離、方向、地表状態などを残しておけば、次回も近い条件で測定できます。現場の制約で同じ位置を使用できなかった場合は、その違いを記載します。
天候や季節も重要な記録項目です。乾燥期、降雨直後、積雪期、凍結期など、土壌条件が異なる測定値を同列に比較すると、接地極の劣化を誤って判断する可能性があります。
数値の推移を見るときは、基準値を超えたかどうかだけでなく、上昇傾向、ばらつき、測定条件との関係にも注目します。基準内であっても同等条件で継続的に上昇している設備は、重点点検の対象として扱うことができます。
外観写真も測定記録へ関連付けます。設備全体、管理番号、接地端子、接地線の地中引込部、測定器の表示、補助接地極の配置などを撮影すると、後から測定状況を確認しやすくなります。
ただし、測定器の表示画面だけを撮影しても、どの設備の値なのか分からなくなることがあります。写真と設備番号、測定時刻、測定位置、測定方式を同じ記録へまとめることが大切です。
補修を行った場合は、補修前と補修後の測定値、交換した部材、施工箇所、締結方法、防食処理、復旧確認の結果を残します。これにより、補修の効果を確認でき、将来の更新計画にも活用できます。
接地設備は電気部門だけでなく、土木工事や軌道工事の影響も受けます。接地極周辺で工事を行う際には、位置情報や設備図を関係者間で共有し、損傷や誤接続を防止することが重要です。
架線設備の接地管理を効率化する方法
架線設備の接地管理では、抵抗値だけでなく、設備位置、接地系統、測定条件、外観写真、補修履歴を一体的に管理する必要があります。紙の台帳だけで運用すると、設備番号の転記ミスや写真との対応漏れが起こりやすくなります。
デジタル管理を始める際は、記録項目を統一します。設備番号、路線、区間、測定箇所、接地方式、保護方式、測定方法、接地抵抗、導通抵抗、接続状態、作業用接地の配置、天候、土壌状態、外観所見、処置内容などを共通項目として定めます。
位置情報を測定記録へ加えると、同じ形状の架線柱が連続している場所でも、対象設備を確認しやすくなります。接地極の推定位置や補助接地極の設置位置を記録しておけば、次回点検の準備も効率化できます。
ただし、位置情報だけを根拠に地中の接地極位置を断定してはいけません。周辺の建物、橋梁、樹木、電波環境などによって測位状態が変化する場合があります。設備図面、現地表示、過去の施工記録と組み合わせて判断します。
現場の位置情報や点検写真をまとめて記録する方法として、LRTK Phoneを活用する選択肢があります。架線柱や機器箱の位置を記録し、接地抵抗の測定結果や接続部の写真と関連付ければ、測定対象の取り違え防止や設備台帳の更新に役立ちます。
前回の点検位置を現場で確認できれば、同じ設備へ移動しやすくなります。補修箇所の再確認や、重点管理設備の巡回にも活用できます。ただし、鉄道施設内での通信機器や撮影機器の使用については、設備管理者の情報管理、持込機器、作業安全に関する規程に従います。
LRTK Phoneは接地抵抗や導通抵抗を直接測定する電気計測器ではありません。抵抗値は用途に適した測定器で取得し、その結果を位置情報付きの記録へ反映するという役割分担が必要です。
デジタル化の目的は、紙を画面へ置き換えることではありません。測定担当者が変わっても、同じ設備、同じ測定点、同じ接続状態、同じ判定基準を確認できる状態をつくることが大切です。
抵抗値の推移、写真、補修履歴、周辺工事の情報をまとめて参照できれば、基準値を超える前の小さな変化にも気付きやすくなります。点検、判定、補修、再測定、台帳更新までを一つの流れとして管理することが、接地不良の見逃し防止につながります。
まとめ
架線設備の接地不良を見抜くには、測定器に表示された抵抗値だけで判断するのではなく、接地系統、保護方式、帰線回路、外観、導通、土壌状態、過去記録を組み合わせて評価することが重要です。
最初に測定対象と接地系統を確認し、停電、検電、作業用接地によって安全を確保します。そのうえで、作業用接地や並列接続が測定値へ与える影響を整理し、安全措置を崩さずに適用できる測定方式を選びます。
次に、接地線や端子の外観点検と導通確認を行い、地上部分に異常がないかを調べます。小さな導通抵抗を判定する場合は、必要に応じて四端子法に対応した低抵抗計を使用し、測定端子やリード線の影響を抑えます。
その後、現場条件に適した方法で接地抵抗を測定します。補助接地極の距離や方向が不適切な場合、設備が正常でも正確な値を得られない可能性があります。同じ条件で複数回測定し、補助接地極の位置を変えたときの再現性や測定器の警告表示を確認することが大切です。
測定後は、設備ごとの管理基準と過去値を照合します。基準値以内でも継続的に上昇している設備は、劣化が進んでいる可能性があります。反対に高い値が出た場合も、測定条件、並列経路、作業用接地、土壌状態を見直してから設備不良を判断します。
接地抵抗が低くても、機器箱から所定の接地端子や保護線までの導通に問題があれば、保護経路が健全とはいえません。また、直流き電区間では、接地抵抗を下げることだけを目的に接地極やボンドを追加すると、迷走電流や電食へ影響する可能性があります。改修は設備管理者の設計と保護方針に従って行います。
測定結果を設備位置や写真と関連付けて蓄積すれば、対象設備の取り違えを防ぎ、経年変化や補修履歴を確認しやすくなります。抵抗測定器による電気的な確認と、LRTK Phoneを活用した位置情報付きの記録管理を役割分担させることで、架線設備の点検から台帳更新まで、より確実で効率的な接地管理を目指せます。