一种基于瞬变电磁法的接地网成像方法技术

一种基于瞬变电磁法的接地网成像方法，采用瞬变电磁法探测的瞬变激励源激励发射线圈产生瞬变电流，瞬变电流激发出一次磁场，发射线圈将一次磁场定向发送到地下涵盖接地网的区域，一次磁场在地下传播，接地网在一次磁场的激励下产生感应电流，同时，感应电流激发出二次磁场。除了利用一次磁场激励下产生的二次磁场与时间的变化关系，确定地下导体的电性分布结构及空间形态，接地网的感应电流在一次磁场和二次磁场的共同作用下产生电磁力。本发明专利技术利用瞬变电磁法激励源激发声场，采用超声接收阵列接收到超声信号，分析接收到的超声信号数据，通过超声信号在接地网中传播时声阻抗的变化，重建接地网的结构。本发明专利技术可实现超浅层接地网高分辨率的检测。

Grounding grid imaging method based on transient electromagnetic method

A method of transient electromagnetic method based on instantaneous grounding imaging, the transient electromagnetic method to detect the transient excitation source excitation emission coil generates transient current and transient current excited by a magnetic field, a magnetic field directional transmitting coil will be sent to the underground covered grounding area, a magnetic field is spread on the ground, grounding the induction current in a magnetic field under the excitation at the same time, the two magnetic field induced current excitation. In addition to change two times and time using a magnetic field generated by magnetic field excitation, determine the underground conductor electrical distribution structure and spatial form, the electromagnetic force grounding current induced by the interaction in a magnetic field and magnetic field under two times. The invention uses instantaneous excitation source excitation field electromagnetic method, the ultrasonic receiving array to ultrasonic signal analysis, ultrasonic signal received data, change the acoustic impedance through the ultrasonic signal in the grounding grid transmission, reconstruction of grounding grid structure. The invention can realize the high resolution detection of the ultra shallow grounding grid.

【技术实现步骤摘要】
一种基于瞬变电磁法的接地网成像方法
本专利技术涉及一种基于瞬变电磁法的接地网方法，特别涉及一种超浅层接地网成像方法。
技术介绍
接地网是电力系统中的重要组成部分，接地网的完好与否对电力系统的安全稳定性至关重要，由于接地网的导体埋于地下，接地网导体与土壤直接接触，久而久之，会造成接地网的严重腐蚀。此外，施工过程中的漏焊、虚焊以及自然外力作用下，都会造成接地网的不完好与损坏，致使接地网的泄电流能力降低，影响电力系统的安全稳定性，危害人身安全，造成巨大的经济损失，因此提前发现电力系统接地网损坏处，尽早解除安全隐患至关重要。目前对于接地网的检测，只能通过测量接地网电气参数间接判断接地网接地性能，测量大致的故障点，而无法获得腐蚀程度等具体信息，只能通过大面积开挖查找接地网导体断点和腐蚀段。目前接地网故障诊断方法主要有电网络分析法、电磁场分析法及电化学方法等。电网络分析法是将接地网看做电阻网络，建立接地网的腐蚀诊断方程，通过求解电阻值变化对接地网的腐蚀状况进行判别；电磁场分析法是通过向接地网注入电流，测量接地网地表磁场分布，来诊断接地网的腐蚀程度。对于电网络分析法，接地网局部腐蚀或断裂时地表电位差变化很小，接地网节点间电阻值没有明显变化，很难通过外部接地电阻、电位分布、接触电势等参数进行准确判断。电磁场分析法易受外界干扰，影响测量的准确性，进而影响腐蚀程度的判断。上述方法主要针对小规模简单结构的接地网，当用于大规模复杂结构的接地网时有较大难度，而且无法获得电阻率图像，难以实现故障的定量评估和精确定位。而传统的电化学测量方法也难以准确的测量地网金属的腐蚀状态。在避免开挖接地网且检测过程中不影响电力系统正常安全运行的情况下，能快速准确的测试与接地网相关的电气参数，得到接地网范围地下介质结构分布情况，并进行高分辨率成像，可准确得到接地网状态分布情况十分重要。目前关于接地网检测成像方法及系统，重庆大学进行了接地网电阻抗成像方法的研究，将电阻抗成像测量原理中的电流注入方式、循环测量方式用于接地网腐蚀诊断。该方法为接地网的故障诊断提供了一个全新的思路，即通过直接成像直观的进行判断。但在其相关文献中提到该方法目前能判断出接地网导体腐蚀的大概区域，还不能准确确定腐蚀的具体位置，也不能确定支路的腐蚀程度，还需进一步改进。目前的文献中，有学者探索将地球物理探测成像中的瞬变电磁法法用于接地网的探测，瞬变电磁法属于时间域电磁法，研究一次磁场激励下产生的二次磁场与时间的变化关系，从而确定地下导体的电性分布结构及空间形态。瞬变电磁法的提出主要应用于油气勘探、矿产勘查、工程勘察、环境调查、考古探测、军事探测等诸多方面。电力系统接地网一般埋深较浅，属于超浅层探测，由于传统的瞬变电磁法需研究瞬变电磁信号的早期特征，在进行浅层探测时对发射信号关断沿要求非常高，同时存在一次场与二次场难分离的问题，实践证明，传统的瞬变电磁法并不胜任浅层探测，同时瞬变电磁法用于地球物理探测对分辨率的要求远比接地网成像要低。
技术实现思路
本专利技术的目的是弥补现有接地网诊断方法的不足，提出一种基于瞬变电磁法的接地网成像方法。本专利技术利用超声信号超浅层高分辨率成像特点，可以在不开挖、不停电的情况下对接地网进行快速准确的故障诊断，获得接地网及周围物质结构的信息，实现超浅层接地网高分辨率的成像。本专利技术方法采用瞬变激励源激励，瞬变激励在发射线圈中产生一次磁场。采用发射线圈将一次磁场定向的发射到地下涵盖接地网的区域。接地网在一次磁场的激励下产生感应电流，同时感应电流激发出二次磁场。除了利用一次磁场激励下产生的二次磁场与时间的变化关系，确定地下导体的电性分布结构及空间形态，接地网中的感应电流在一次磁场和二次磁场的共同作用下产生电磁力，激发出超声。采用超声接收阵列对超声信号进行接收，通过超声信号在接地网中传播时声阻抗的变化，对接收到的信号进行分析处理，重建接地网及周围介质的结构。经由上述技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术基于瞬变电磁法的接地网成像方法，该方法在不开挖，不停电的情况下实现地下超浅层接地网及周围介质结构图像重建。附图说明图1本专利技术基于瞬变电磁法的接地网成像方法示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。本专利技术基于瞬变电磁法的接地网成像方法示意图如图1所示，本专利技术采用瞬变激励源激励，采用发射线圈将一次磁场定向的发射到地下。电磁信号经地下接地网产生涡流激发二次磁场，通过接收地面电磁信号，经数据处理和图像重建，重建地下接地网。除了利用一次磁场激励下产生的二次磁场与时间的变化关系，确定地下导体的电性分布结构及空间形态，电磁信号经地下接地网同时产生超声信号，超声信号经地下介质传播后，由超声接收阵列对超声信号进行接收，进行数据处理，通过超声信号在接地网中传播时声阻抗的变化，重建接地网及周围介质的结构。本专利技术方法的步骤如下：(1)首先发射线圈连接瞬变激励源，瞬变激励源在发射线圈中产生瞬变电流并在发射线圈中激发一次磁场；(2)在地上采用发射线圈将一次磁场定向的发送到地下涵盖接地网的区域；一次磁场在地下传播，接地网在一次磁场的激励下产生感应电流，同时感应电流激发出二次磁场，接收磁场信号，进行数据处理；(3)接地网中的感应电流在一次磁场和二次磁场的共同作用下产生电磁力，接地网震动激发出超声；(4)超声经地下介质向接地网四周传播，在接地网垂直的地表表面采用超声接收阵列接收超声信号；(5)通过超声信号在接地网中传播时声阻抗的变化，对接收到的超声信号数据进行分析；通过超声信号在接地网中传播时声阻抗的变化，对接收到的信号进行分析处理，重建接地网及周围介质的结构，实现超浅层接地网快速高分辨率的成像。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于瞬变电磁法的接地网成像方法，其特征在于：所述的方法采用瞬变电磁法探测中的瞬变激励源激励，瞬变激励在发射线圈中产生一次磁场；采用发射线圈将一次磁场定向的发射到地下涵盖接地网的区域；接地网在一次磁场的激励下产生感应电流，同时感应电流激发出二次磁场；除了利用一次磁场激励下产生的二次磁场与时间的变化关系，确定地下导体的电性分布结构及空间形态，接地网中的感应电流在一次磁场和二次磁场的共同作用下产生电磁力，激发出超声；采用超声接收阵列接收超声信号；通过超声信号在接地网中传播时声阻抗的变化，利用超声信号超浅层高分辨成像的特点，对接收到的信号进行分析处理，重建接地网及周围介质的结构，实现地下超浅层接地网反演成像。

【技术特征摘要】
1.一种基于瞬变电磁法的接地网成像方法，其特征在于：所述的方法采用瞬变电磁法探测中的瞬变激励源激励，瞬变激励在发射线圈中产生一次磁场；采用发射线圈将一次磁场定向的发射到地下涵盖接地网的区域；接地网在一次磁场的激励下产生感应电流，同时感应电流激发出二次磁场；除了利用一次磁场激励下产生的二次磁场与时间的变化关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：张来福，杨虹，刘国强，李艳红，安慧林，李士强，郭婷，吴明锋，王志鹏，芦竹茂，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：山西,14