地电场电极故障判定及机理分析

分析总结近几年来河北省地电场台站地电场电极故障出现的数据变化,认为河北省地电场数据在无干扰情况下变化形态稳定,部分台站图像中可见“峰-谷”形态,且相关系数及差值良好。地电场电极故障时,共用该电极的两测道数据有同步干扰主要表现在:①两测道数据相关系数减小、差值变大。②图像上同步出现台阶、突跳、长趋势变化。根据数据变化的同步性可以初步判断电极故障及故障电极位置,另外还需非电极故障的排除,首先对观测环境、仪器、外线路、线路接头、配线板等进行检查,其次用对比试验法,即预埋新电极接入备用地电场仪器与故障电极并行观测,通过对比确定电极故障。最后运用化学及数学方法Butler-Volmer方程及Nernst方程对电极故障造成的数据现象进行分析解释。该研究结果为台站及时进行电极故障判断有一定参考意义。     

分形插值法在地电场干扰数据处理中的应用

当地电场和地电阻率同场地观测时,地电场观测会受到地电阻率观测的供电干扰,这类干扰时间短、干扰形态和出现时间固定,影响了地电场观测数据的正常变化形态,给数据分析和地震科学研究造成困难。为解决这一干扰问题,本文在比较分形插值方法与传统插值方法优劣的基础上,采用分形插值方法对受干扰的地电场观测数据进行重建,以提高信号重建的精度。结果表明,采用该方法重建的数据是对原数据很好的近似,可有效地恢复观测数据信息,保持观测数据原有的变化趋势。      

新型网络化地电场观测技术研究与应用

文章在分析了国内外地电场观测与研究的基本概况、发展历史、目前面临的主要问题等基础上,研究完成了一种应用于地震监测研究的新型网络化地电场观测技术系统.首先对地电场观测方法进行了模型研究和论述,然后对最新研究完成的地电场观测技术系统的主要研究进展进行了详细分析,包括固体不极化电极、新型网络化地电场观测仪器的基本原理与技术实现,典型已知源非工频干扰的处理方法和抑制效果等,最后对新型网络化地电场仪器数据产出的客观性、真实性、可靠性进行了分析讨论.文章阐述的基于"ZD9A-2B地电场仪"的新型网络化地电场观测技术系统,秉承了我国"多方向、多极距"地电场高精度同步观测的各项技术要求,同时在电极极化电位问题、电磁环境干扰问题、低功耗和便携式应用、以及在高寒地区的环境适应能力等方面,取得了重要进展,并在"中国地震背景场探测工程"项目中得到应用.研究结果表明,这种新型网络化地电场观测技术系统,在应用过程中,获得了能够客观、真实反映地电场物理量变化特性的观测数据,具备了在特殊环境下开展地电场无人值守长期定点连续观测的能力,对我国地电场观测和研究工作的进一步发展具有一定的促进和保障作用.     

高压直流输电干扰对江苏省地电场观测的影响

本文主要是对江苏省4个地电场台站2015—2019年地电场观测数据受全国高压直流输电线路干扰情况进行分析总结,重点分析锡泰线、晋南线、锦苏线和昌宣线等几条线路对其影响特点及数据干扰幅度,得到以下结论:(1)高压直流输电线路干扰对地电场观测数据的干扰是一个远场干扰源,表现为受同一高压直流输电线路干扰时,同一台站同一方向的长短极距观测数据变化幅度之比接近1。(2)各台站受高压直流线路干扰产生的数据变化形态、变化方向和变化幅度不尽相同,这与台站位置、高压线路换流站位置、接地极相对位置以及地下传播介质有关。该研究结果可以为地电场观测受高压直流输电线路的干扰判别提供参考,服务于地电场观测数据的应用。     

地电观测干扰数据检查仪研制

地电观测过程中,由于受漏电和观测系统故障会引起干扰数据,如突跳、台阶、超差等,这些干扰数据不易被快速判断,需要做大量检查工作才能完成。为解决此问题,研制了地电观测干扰数据检查仪,能实时记录仪器工作状态和地电场变化,当出现干扰时调取相应干扰时段的秒数据或分数据,通过对干扰数值波形特征分析,进而快速判别并排除干扰。实践应用表明,该仪器对干扰异常能够较好识别,提高了排查效率。     

高压直流输电对地电场观测的影响探讨

随着全国越来越多的高压直流线路投入运行,地电场观测数据的质量受到严重干扰。本文从高压直流输电干扰对地电场观测的影响机理出发,以江苏地区为例,对其5年来高压直流输电线路对地电场观测数据的影响特征进行分析总结,得出相关结论：①当地电场观测数据受高压直流输电线路干扰时,地电场观测数据会出现畸变,持续一段时间后,不平衡电流消失,数据恢复正常;②地电场观测数据产生畸变的方向与观测台站的装置布设方式、接地极相对观测台站的位置有关;③高压直流输电线路接地极距离江苏地电台站较远,同一台站同一方向受同一高压直流输电线路影响的长短极距观测数据变化幅度之比接近1;④不同次高压直流输电干扰在同一台站出现地磁干扰变化幅度一致时,同一台站的地电场观测变化幅度不一定一致,与台站和接地极之间的地下电性结构的导电性变化有关。     

高压直流输电对新疆区域地电场观测的影响分析

基于高压直流输电对地电场的干扰原理,结合新疆区域多台地电场观测资料,定量根据不同距离、变化形态、变化幅度、变化方向等特征进行干扰分析。研究乌鲁木齐台、红浅观测点和温泉老台地电场观测资料受到昌宣线高压直流输电干扰的异常变化形态和特征,为新疆区域地电场正确识别高压直流输电干扰提供参考。同时实验采用最小二乘拟合法对地电场受扰数据进行干扰抑制,结果显示,处理后的干扰数据保留了原有信号的数据信息和变化趋势形态,数据曲线清晰,地电场信号有了较为明显的改善。     

都兰地震台地电场数据变化特征分析

介绍了都兰地震台地电场观测的基本情况,选取2014-2017年的观测数据,对地电场观测中遇到的干扰进行调研分析。结果表明,在日常观测中,都兰地震台地电场观测资料可以真实的反映地下介质变化,干扰源也可以通过数据不同变化形态、幅度快速进行判断,并提出相应的措施,为地震预报做好基础工作。     

影响通河地震台地电场观测干扰源的排查分析

通过对通河地震台地电场观测资料的分析判断,利用本台站地电场观测同时段不同测项、附近地电场观测台站地电场观测同时段相同测项对比分析,排查影响本台站地电场观测干扰源,识别干扰形态并进行分析。结果表明,在地电场观测过程中存在可控的干扰源有:人为抽水干扰、工厂运行干扰、农田灌溉干扰等;不可控的干扰源有:雷电干扰、高压直流输电干扰、地电暴干扰等。通过对观测数据干扰形态的识别与排除,对提高地电场数据质量有一定的意义。     

南京地震台地电场观测干扰分析

对南京地震台地电场记录到的典型干扰进行了分类,总结了其干扰特征,初步分析了产生干扰的原因,以期对地电场台站观测人员的日常观测有所帮助,有助于快速判定地电场数据的变化。     

河北昌黎地震台地电场观测数据干扰排查与分析

地震台站地电场观测会受到各种因素的干扰,必须快速发现并消除干扰源,以保障观测数据的正常输出。2019年5月17日—6月4日,昌黎地震台地电场观测受不明原因干扰,观测数据产生畸变,与已知干扰类型数据特征进行对比分析,发现与常见干扰源所致数据变化形态特征不同;按照干扰数据变化特征,假设干扰源与观测台站的相对位置关系,布设简易的野外观测点,成功定位本次观测干扰源。最终确认,昌黎台地电场干扰由位于台站东南方向的铁件铸造厂变压器电缆漏电所致。此次干扰源排查,可为同类地电台站观测数据干扰分析提供参考。     

高压直流输电对陕西地电场观测的影响

总结陕西地电场观测多次受高压直流输电干扰事件,对干扰影响的变化特征及原因进行分析,认为陕西5个台的地电场观测均受到高压直流输电干扰,干扰源主要来自4条高压直流输电系统;各台地电场观测受到高压直流输电系统干扰的程度不同,干扰方式有入地电流干扰和线路合成电场干扰2种;讨论了利用高压直流输电对地电场干扰特征来检测地电场观测系统的稳定性和接线正确性的可行性,提出了判定观测系统故障和地下介质电性参数异常的方法;最后,提出了识别高压直流输电干扰和应对干扰的建议。     

地电场观测中几种常见干扰

利用通州地震台、延庆地震台和昌平地震台2004年以来使用铅板电极观测的地电场资料,对观测中常见干扰及观测问题进行了详细的识别与归类。资料变化主要有环境改变干扰、流散电流变化干扰、外空磁场环境变化干扰、观测系统本身变化(包括更换电极、更换避雷器等)。找出了典型干扰情况进行分析,结果表明:地电场观测对区域的观测环境变化以及细微电磁环境和观测系统的变化都有非常灵敏的反应。在使用地电场资料进行地震预测时,必须对各种干扰的因素进行仔细的排除。     

影响地电场观测数据干扰因素分析

地电场观测是地震电磁前兆观测方法之一,由于观测物理量的原因,所受到的干扰因素比较多。为了正确鉴别震前异常信息,对临汾中心地震台影响地电场观测数据的各种干扰因素做了详细的研究,并对典型干扰事件进行了举例说明。     

应城地电场日变化及干扰特征分析

选取应城地电场观测数据,分析地电场日变化规律和数据干扰特征,得到以下结论：①应城地电场日变形态表现为两峰一谷,日变幅约15—30 mV/km;②应城地电测区环境不稳定,降水及高压直流输电干扰显著;③高压直流及雷电干扰会造成地电场观测数据曲线出现台阶变化,而雷电干扰数据表现为恒定值;电磁暴会引起观测数据曲线发生振荡变化,日变幅甚至可达正常幅度的10倍;降雨会导致观测数据出现突跳和漂移现象。研究结果有助于识别地电场数据干扰,剔除无效信息,更好地为湖北省地震监测服务。     

区域地电场观测数据分析研究

在对地电场观测方法进行了概要介绍的基础上,利用自己编写的不同台站之间观测数据的相关分析软件和MAPSIS中的谱分析功能,对“首都圈”地区部分台站地电场观测数据进行了分析研究,包括相关性研究和频谱特性研究等。研究结果表明：①在正常观测条件下,小区域地电场台网观测数据有一定的相关性,频谱特性具有一定的相似性;地电场台站之间的观测数据的相关性,似乎与台距有一定的关系;②通过多个台站的相关性分析和频谱特性分析,可以对地电场数据的变化情况如干扰,漂移等进行初步评判和辐助研究。     

地电场观测中城市轨道交通干扰剔除

应用基于EMD的小波阈值去噪方法,去除地电场观测资料中轨道交通干扰,并将小波阈值去噪法和EMD去噪法的效果相比较,结果表明:该方法能够滤除地电场信号中的地铁干扰,同时保留原始信号中微小的突变,突出有用信息,提高地电场台站观测数据的使用率,有较好的去噪效果。基于EMD的小波阈值去噪方法可推广到其他地球物理观测资料的去噪分析,甚至地电场与地电阻率同场地观测中人工供电干扰信号的剔除。     

浙江长兴深井地电台建设

随着人类的活动,地电阻率和地电场观测受到更多干扰。介绍浙江省长兴深井地电台建设过程,并讨论建设中存在的问题,初步分析地电观测资料,证明井下地电阻率和地电场观测在一定程度上可以屏蔽干扰,由此可见建设深井地电台的重要性。