接地抵抗について

質問

お世話になります。
以前、このカテゴリーにて、「１００Ｖ電源のアースについて」という質問があり、
その中の回答でご紹介されていたサイト、
http://www.car-e.net/~dai/earth.htm
を拝見しました。
ここで説明されている接地抵抗について、いまいちよく理解できません。
疑問に思っているのは以下です。

(1)「(3)接地抵抗の概算と接地抵抗の概念」の中で、「この半球の面に厚さ1mの土が付いているものとしてこの厚さ1mの土だけの抵抗値」を求め、それをグラフ化したものが載っていますが、そもそも「半球面に付いた厚さ１ｍの土」の形状のイメージがわきません。ここにあるグラフは、半径が増える（つまり断面積が増える）と抵抗値が下がっていくということを表しているのだと思いますが、たとえば、円筒状の物の両端間の抵抗をみたときに、円筒が長くなれば抵抗は増え、円の部分の断面積が大きくなれば抵抗は減っていくというのであれば理解できるのですが、この半球面の土の抵抗値の変化は具体的にどういうことなのか、よく理解できていません。

(2)「(4)接地抵抗計による接地抵抗の測定方法」の中の説明で、「P点が大地の電位で電圧の変化しない点」という記述がありますが、この意味がわかりません。

(3)同じく「(4)接地抵抗計による接地抵抗の測定方法」のなかで、接地抵抗測定に直流を使わない理由として「アース極による電池の生成」、「電気分解による分極作用の影響」とありますが、このあたりをもう少し詳しく教えていただければと思います。

以上、疑問点に関してご説明いただけると助かります。
宜しくお願いいたします。

回答No.4

ymmasayan · ベストアンサー

No.3のymmasayanです。補足質問に回答します。

>　質問(1)について
>　接地抵抗とはみかんの中心点の接地極から半径ｒまでの間の抵抗のこと
>　ではないのでしょうか？
全くもってその通りです。
もう少し正確に言うとｒではなく無限の遠くの地点までの抵抗値と言う事です。
原典でのここの説明は半径ｒがある程度大きくなるとそれ以上は無視してもいいと
言うことを強調しています。

>　これになぜみかんの皮の部分の抵抗値が関係するのかわかりません。
>　皮よりもみかんの「実」の部分の抵抗値なのでは？と考えてしまいますが・・・。
確かに「実」の部分の抵抗値です。
みかんの「皮」をご理解いただいたので今度は「タマネギ」を考えてください。
これを先ほどの「みかんの皮」が沢山集まったものと考えるとそれぞれの皮の抵抗値は
前述の方法で簡単に求まります。
この合計が接地抵抗値ということになります。
ということで土１ｍはタマネギにつなぐ為の前手段だったわけです。
原典でも私の説明でもこの部分を省略しているので判りにくかったと思います。
余談ですが実際には厚さ１ｍではなくもっと極限まで薄くして積分で求めます。

>　質問(2)について
>　質問(1)の疑問と同じですが、みかんの皮がどうして影響するのかわかりません。
もうお判りになっていると思いますが、タマネギのまだ抵抗値を持っている途中の皮に
Ｐ点を設けるとその外側の部分が測定対象から外れるので誤差になります。
抵抗値が充分ゼロに近くなった皮の部分にＰ点を設ければ接地抵抗値が
正確に測定できると言う訳です。

お礼

ご回答ありがとうございました。

>もうお判りになっていると思いますが、タマネギのまだ抵抗値を持っている途中の皮に
>Ｐ点を設けるとその外側の部分が測定対象から外れるので誤差になります。
>抵抗値が充分ゼロに近くなった皮の部分にＰ点を設ければ接地抵抗値が
>正確に測定できると言う訳です。
とてもわかりやすいご説明いただき、おかげさまでなんとか理解できました。
本当にありがとうございました。

回答No.3

ymmasayan

>　(1)そもそも「半球面に付いた厚さ１ｍの土」の形状のイメージがわきません。
>　半球面の土の抵抗値の変化は具体的にどういうことなのか、よく理解できていません。
みかんを半分に切ったときのみかんの皮を想像してください。
その次の話の展開にはちょっと飛躍があります。
みかんの皮を平らな底としてみかんの上面を切り開いて見ます。
すると、みかんの皮は円柱に見立てる事ができ、底面積２πｒ＾２、高さ１ｍの円柱と
なります。抵抗は高さに比例し断面積(底面積)に反比例しますが、
高さは１ｍと決まっているので結局半径の２乗に反比例する事になります。
つまり、接地極から遠ざかるほど急激に抵抗が０に近づく事になります。

>　(2)「(4)接地抵抗計による接地抵抗の測定方法」の中の説明で、
>　「P点が大地の電位で電圧の変化しない点」という記述がありますが、
>　この意味がわかりません。
Ｐ点が接地極から十分遠いとその付近にあるみかんの皮は抵抗ゼロとなって
測定に影響しません。しかし、接地極に近すぎると抵抗を持ったみかんの皮の部分を
測定してしまうので誤差になります。
接地極の影響を受けなくなっている事を「大地の電位」と言っています。

>　(3)接地抵抗測定に直流を使わない理由として「アース極による電池の生成」、
>　「電気分解による分極作用の影響」とありますが、
>　このあたりをもう少し詳しく教えていただければと思います。
地下には色んな物質が存在しています。直流ですとこれらを電気分解することになり、
その結果電気分解を邪魔しようとする電池（分極作用とか逆起電力といいます）の
成分が発生し、直流電流を減少させるように働きます。
これが時間とともに大きくなり測定誤差になります。
交流では電流の方向が変わりますのでこのようなことは起きません。

お礼

ご回答ありがとうございます。
お礼が遅くなり申し訳ありませんでした。

質問(1)について
>高さは１ｍと決まっているので結局半径の２乗に反比例する事になります。
>つまり、接地極から遠ざかるほど急激に抵抗が０に近づく事になります。
わかりやすいご説明ありがとうございます。
半径が大きくなると、みかんの皮の部分の抵抗が小さくなっていくのは理解できました。ただ、接地抵抗とはみかんの中心点の接地極から半径ｒまでの間の抵抗のことではないのでしょうか？これになぜみかんの皮の部分の抵抗値が関係するのかわかりません。
皮よりもみかんの「実」の部分の抵抗値なのでは？と考えてしまいますが・・・。

質問(2)について
>Ｐ点が接地極から十分遠いとその付近にあるみかんの皮は抵抗ゼロとなって
>測定に影響しません。しかし、接地極に近すぎると抵抗を持ったみかんの皮の部分を
>測定してしまうので誤差になります。
質問(1)の疑問と同じですが、みかんの皮がどうして影響するのかわかりません。

質問(3)について
ご説明でそれなりに理解できました。
ありがとうございました。

ご回答いただければ幸いです。
宜しくお願いします。

回答No.2

ss79

質問１でのイメージは球体を切断した半球の切断面の中心に接地点があるものと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。
たしかに半球切断面中心が接地点のようですが、「厚さ1ｍの土」というのがわかりません。また、半球面の半径が増えると接地抵抗が減っていくというイメージがどうも・・・・？

回答No.1

design_engineer

私が接地を勉強した時の入門書です。
参考にしてください。
http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/427403299X/qid=1107839160/sr=1-7/ref=sr_1_10_7/250-7869164-7733057

お礼

書籍のご紹介、ありがとうございます。
出来れば読んでみようと思いますが、現在在庫切れのようです。(;_;)