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。     

2021年山东菏泽地电场观测数据异常识别及干扰排除

2021年9月至2022年2月期间菏泽地电场观测数据出现异常变化,台站工作人员通过对观测系统、外装置系统、电极、观测室用电线路巡检、测试和主备机对比观测等方式,查找干扰源,在排除地球物理场异常变化后,认为此次数据异常变化是由电极老化和电极引线与外线路接线处接触不良造成的。     

崇明地电场地铁干扰分析

上海市地铁运行对本区域地电场观测产生很大干扰,如何识别并排除地铁干扰信号是当前电磁观测面临的重要问题。以上海崇明地震台地电场观测数据为研究对象,利用Welch功率谱估计方法,对ZD9A-Ⅱ地电场分采样数据进行分析,通过对比非干扰时段与干扰时段功率谱,得出地铁干扰的频率范围,并选择适合的小波基进行数据分解与重构,较好地还原了原始信号,为今后更好地进行地电场数据分析提供较好的噪声排除手段。     

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。     

新沂地震台新建地电场观测资料分析

分析了由于观测系统故障、电阻率测量、雷电、降水及人类活动等因素,造成地电场观测资料质量降低的客观现象,并对地电场观测各物理量之间的关系进行相关论证,提出异常分析方法,结果表明：新沂台地电场观测数据能真实反映观测场地的客观变化,排除各类影响因素,其观测精度很高。     

浅析河北地震台网大地电场观测仪器故障特征

数字化大地电场观测在河北地震前兆台网已开展17余年,通过运行维护积累了一定的观测经验。文章以2008年至2017年上半年的数据跟踪分析记录事件、台站观测日志、全省维修记录为依据,统计河北省地电场观测仪器的6种主要故障类型。其中,电极、主机故障为主要类型。对6种故障的诱因进行分析,形成主要故障的判断及检修思路,为仪器故障的快速排查及台网的正常运行提供技术支持,同时也为该类设备的技术改进提供准确的数字改进依据。     

高压直流输电对山西南部地电场观测影响分析

为研究山西南部临汾、夏县地电场受高压直流输电的影响,分析地电场观测受干扰的变化形态与特征,结合高压直流输电干扰的机理,定量计算分析不同换流站接地极对同一台站的影响,以及同一换流站接地极对不同台站的影响。研究表明：(1)当地电场观测数据受高压直流输电线路干扰时,地电场会出现畸变,较典型形态为方波与两端尖峰叠加方波形态,不同的高压线路,各台站观测到的附加电场信号变化特征有很大的不同;(2)当高压直流输电线路运行故障而产生大地回路电流时,它对地电场观测数据可能会产生一定的影响,受同一高压直流输电影响的同一台站同一方向上长、短极距观测数据方向一致,干扰幅度基本一致;(3)当高压直流输电线路运行故障而产生大地回路电流时,不同台站所受干扰随着接地极与台站的距离平方成反比关系,同时还受到台站电导率的影响。     

山东地区地电场观测资料分析研究

介绍了山东地区7个地电场观测台的概况,选取各台2007～2011年的观测数据,从资料的完整性、内在质量(包括相关系数和归零差值)、数据变化及受干扰情况等几个方面进行了分析和探讨。结果表明:各台地电场观测资料保持了较好的连续性和完整性,数据能够满足分析预报使用的要求。从数据质量来看,郯城、菏泽、陵阳和大山台的数据较好,其相关系数大于0.95,更换电极后归零差值控制在1mV/km左右,可为地震预测研究提供可靠的数据资料。在数据变化形态方面,山东地区地电场变化形态多数属于潮汐型地电场,日常观测中,主要受到了地电暴、雷电及外线路故障等干扰。     

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。     

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。      

山东地区地电场观测干扰调研分析

介绍山东地区地电场观测的基本情况,选取2007~2015年的观测数据,对地电场观测干扰进行调研分析。结果表明,日常观测中主要受到电极老化、外线路接触不良、雷电、降雨、高压直流输电、与地电阻率同台观测、游散电流等干扰。针对各类干扰机理提出应对措施,为地电场观测识别干扰及应对提供参考依据。     

云南弥渡地震台地电场观测数据分析评价

介绍了弥渡地震台地电场观测系统,对经过两次技术改造后的弥渡台2012年地电场观测数据进行了分析评价,结果表明:弥渡地电场观测数据能够反映出地电场时空变化特点,数据质量符合地电场观测的技术要求,数据可以为地震前兆研究和地震监测预报实践提供相应信息。     

ZD9A型地电场仪的架设与调试分析

通过对新疆乌恰地震台附近的地形地貌，水文地质勘察以及介质的电学特性进行了科学的分析论证，认为，该台址条件有利于地电场仪的观测。ZD9A型地电场仪在该台架设与调试后，通过对该仪器的各项仪器指标、观测记录和标定结果的检测分析后，认为，该仪器的各项指标达到了规范的要求，工作正常，并且记录到了正常的地电场日变化形态。此次架台的成功为进一步开展地电场观测工作和为地震预报提供前兆资料奠定了基础。     

地电场观测典型干扰数据的修正方法

研究由于线路故障、直流供电等干扰因素引起的地电场数据变化,尝试使用带阻滤波、经验模态分解等方法排除干扰。处理结果表明,上述方法可以减少干扰因素的影响,有利于提取地震前兆信号。     

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。     

山西数字化地电场仪观测系统干扰分析

对山西省5个地电台站的大地电场观测资料进行分析整理,对影响数字化地电场仪观测的观测系统干扰因素加以识别和分析,以期为地电场仪观测中干扰因素的有效排除及观测系统日常维护提供参考,有助于提高前兆资料的使用价值。     

2019年11月河北肥乡大地电场干扰的识别及排除

2019年11月肥乡大地电场观测数据出现异常变化,利用逐步逼近法和排除法,对观测系统及场地环境进行巡检,通过对比主、备用观测仪器同时段数据,查找本台站历史干扰数据并对比其他台站相似数据干扰特征,排除地球物理异常,判定此次数据异常变化由农田灌溉机井漏电所致。     

观测场地漏电导致的地电场观测异常变化分析

通过对弥渡地震台地电场观测系统及观测环境相关项目进行逐项核实、分析,结合观测资料的异常变化特征,进行重点排除、查找,找到引起观测资料异常变化的原因是观测场地附近路灯线路漏电所致,判定该异常不是地震前兆异常。     

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。