高壓輸電系統(tǒng)對(duì)地電阻率干擾的測(cè)試分析★

寧亞靈 趙虎明 殷志剛

(1.山西省地震局，山西太原 030021; 2.山西省地震局代縣中心地震臺(tái)，山西代縣 034200)

高壓輸電系統(tǒng)對(duì)地電阻率干擾的測(cè)試分析★

寧亞靈1趙虎明2殷志剛2

(1.山西省地震局，山西太原 030021; 2.山西省地震局代縣中心地震臺(tái)，山西代縣 034200)

為了查找代縣地電阻率EW向異常的原因，對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)主要干擾源近南北走向2012年架設(shè)的高壓輸電線和與之相應(yīng)的鐵塔進(jìn)行了地電位測(cè)量，結(jié)果表明，高壓輸電線和與之相應(yīng)的鐵塔引起NS測(cè)道一定的階躍下降，并對(duì)年變幅度有一定影響(對(duì)NS測(cè)道的影響大于EW)，影響觀測(cè)精度，可能是引起NS測(cè)道均方差增大的原因，但從時(shí)間上看，高壓輸電線2012年完成，而EW測(cè)道異常出現(xiàn)于2015年，不是此次異常的原因。

高壓輸電系統(tǒng)，鐵塔，地電阻率，地電位測(cè)量

視電阻率觀測(cè)是地震分析預(yù)測(cè)研究的有效前兆之一，影響其變化的因素有儀器系統(tǒng)、觀測(cè)場(chǎng)地環(huán)境、氣候、外空?qǐng)龅龋?-3］。所以當(dāng)視電阻率發(fā)生變化時(shí)，首先要進(jìn)行影響因素排除。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類生產(chǎn)生活對(duì)自然環(huán)境的影響或改造越大，地電臺(tái)站觀測(cè)場(chǎng)地受到的影響也越重［4］，所以必須準(zhǔn)確的識(shí)別環(huán)境干擾及其對(duì)視電阻率變化的影響，才能有效的提取出地震前兆異常。

代縣地電阻率觀測(cè)點(diǎn)位于晉冀蒙交界重點(diǎn)危險(xiǎn)區(qū)中，是目前整個(gè)華北地區(qū)地電觀測(cè)網(wǎng)中地震監(jiān)測(cè)效能較好的測(cè)點(diǎn)。由于該臺(tái)特殊的構(gòu)造位置，自1978年觀測(cè)以來(lái)對(duì)周邊地區(qū)的多次中強(qiáng)地震反應(yīng)敏感。而作為典型前兆異常的代縣電阻率，它的趨勢(shì)性異常的后續(xù)變化仍需進(jìn)行深入的動(dòng)態(tài)跟蹤和研究。因此，科學(xué)、深入地分析代縣地電阻率資料是很有必要的。

1 代縣地電阻率觀測(cè)臺(tái)站概況

代縣地電阻率觀測(cè)項(xiàng)目籌建于1978年6月，位于代縣峪口鄉(xiāng)東南1 km處峪口村，場(chǎng)地位于五臺(tái)山山前的滹沱河沖積扇平原上，與中心臺(tái)站隔山相望。布極中心點(diǎn)距觀測(cè)室約500 m，共分南北、東西兩道測(cè)線。布極方法為對(duì)稱四極法，供電極極距AB= 0.800 km，測(cè)量極極距MN=0.200 km，裝置系數(shù)K=2.356。觀測(cè)場(chǎng)地淺層存在高阻層，易受地表干擾影響，春季測(cè)區(qū)澆灌，卵石層含水量高，觀測(cè)值上升幅度大，年變形態(tài)為“夏高冬低”型。

1978年6月—1987年期間，地電阻率觀測(cè)采用DDC-2A電子自動(dòng)補(bǔ)償儀和DZ-2型整流源，輔助設(shè)備有UJ25型電位差計(jì)、5 A電流表和接地電阻測(cè)試儀、兆歐表等。1987年更換為DDC-2B晶體管電子自動(dòng)補(bǔ)償儀，1988年采用JWL220-2型穩(wěn)壓電源。1989年標(biāo)定設(shè)備更新為UJ33a型電位差計(jì)，電流表更新為1.0 A電流表。2006年根據(jù)“十五”前兆數(shù)字化改造計(jì)劃，安裝ZD8BI地電儀。

2 高壓輸電系統(tǒng)對(duì)地電阻率干擾的測(cè)試分析

高壓輸電線于2012年4月29日開(kāi)始鋪設(shè)，鋪設(shè)過(guò)程中，金屬導(dǎo)線和角鋼放置在測(cè)區(qū);鐵塔之間采用金屬導(dǎo)線相連，用以避雷;鐵塔基座位于水泥墩中，原本有一金屬線接地，后經(jīng)協(xié)商斷開(kāi)，但經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，鐵塔對(duì)地不絕緣(接地電阻為零)。

在鐵塔施工過(guò)程中，放置在測(cè)區(qū)的導(dǎo)線構(gòu)成導(dǎo)電回路，造成兩測(cè)道觀測(cè)值的階躍變化(見(jiàn)圖1);相鄰鐵塔之間采用金屬導(dǎo)線相連，并采用金屬導(dǎo)線接地，用以避雷，鐵塔接地線斷開(kāi)后，NS測(cè)道觀測(cè)值整體有一階躍變化。但是經(jīng)檢測(cè)，鐵塔對(duì)地不絕緣，這是引起NS測(cè)道整體階躍變化的原因;該輸電線與EW測(cè)道近于垂直，因而干擾相對(duì)較小;此外，北方空氣干燥，刮風(fēng)易在避雷線上產(chǎn)生靜電，雷電時(shí)線路易產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過(guò)鐵塔向測(cè)區(qū)放電，對(duì)觀測(cè)均方差造成影響。

圖1 代縣臺(tái)地電阻率測(cè)區(qū)內(nèi)高壓電塔對(duì)觀測(cè)的影響

為了進(jìn)一步核實(shí)輸電系統(tǒng)對(duì)觀測(cè)的影響，我們對(duì)地電位進(jìn)行了測(cè)量(見(jiàn)圖2)，表1～表3分別為測(cè)區(qū)內(nèi)三個(gè)鐵塔對(duì)地的電位差測(cè)量結(jié)果，圖3為測(cè)量當(dāng)天測(cè)區(qū)地電場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果，可以看出，三個(gè)鐵塔對(duì)地電位差較大，顯著大于地電場(chǎng)觀測(cè)的測(cè)區(qū)電位差分布，說(shuō)明鐵塔存在漏電現(xiàn)象。但該高壓輸電線不足以引起EW測(cè)道的趨勢(shì)變化，且輸電線在2012年出現(xiàn)，而EW測(cè)道異常出現(xiàn)于2015年，因此該輸電線不是EW測(cè)道2015年異常變化的原因。

圖2 鐵塔對(duì)地電位測(cè)量

表1 1號(hào)鐵塔漏電測(cè)試表

表2 2號(hào)鐵塔漏電測(cè)試表

表3 3號(hào)鐵塔漏電測(cè)試表

測(cè)區(qū)北側(cè)約1.5 km處存在一變電站，修建時(shí)間與高壓輸電線同步，表4為變電站對(duì)地的電位差測(cè)量結(jié)果。從表4中可以看出，該變電站也存在對(duì)地漏電的情況，主要影響NS測(cè)道觀測(cè)值的均方差，對(duì)EW測(cè)道影響相對(duì)較小，不足以引起EW測(cè)道的趨勢(shì)變化和年變化幅度。代縣臺(tái)原測(cè)量線路采用地埋方式，因經(jīng)常被老鼠咬破絕緣層產(chǎn)生漏電情況，后經(jīng)線路改造，采用架空方式，但是原有地埋線路并沒(méi)有開(kāi)挖清除，目前對(duì)觀測(cè)有無(wú)影響還不清楚，但這將是該測(cè)區(qū)觀測(cè)的一大潛在干擾源，建議開(kāi)挖予以清除。

圖3 2016年4月12日地電場(chǎng)觀測(cè)值

表4 變電站漏電測(cè)試表

3 結(jié)語(yǔ)

代縣臺(tái)測(cè)區(qū)觀測(cè)環(huán)境較好，測(cè)區(qū)中目前干擾源主要為近南北走向的2012年架設(shè)的高壓輸電線和與之相應(yīng)的鐵塔，從干擾形態(tài)上看，主要引起NS測(cè)道一定的階躍下降，并對(duì)年變幅度有一定影響(對(duì)NS測(cè)道的影響大于EW)，可能存在漏電，空氣干燥，風(fēng)吹易產(chǎn)生電荷積累，進(jìn)而向測(cè)區(qū)漏電，影響觀測(cè)精度，可能是引起NS測(cè)道均方差增大的原因;對(duì)EW測(cè)道的影響相對(duì)較小;從時(shí)間上看，高壓輸電線2012年完成，而EW測(cè)道異常出現(xiàn)于2015年，高壓輸電線不是EW測(cè)道此次異常的原因。

［1］中國(guó)地震局監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)司.地震前兆異常落實(shí)工作指南［M］.北京:地震出版社，2000.

［2］汪志亮，王志賢，余素榮，等.地電前兆場(chǎng)特征及有關(guān)地震預(yù)報(bào)問(wèn)題探討［J］.地震，2000，20(1):147-153.

［3］解 滔，杜學(xué)彬，劉 君，等.汶川MS8.0、海地MW7.0地震電磁信號(hào)小波能譜分析［J］.地震學(xué)報(bào)，2013，35(1):61-71.

［4］衛(wèi)定軍，李春貴.搭建蔬菜大棚對(duì)固原地電臺(tái)視電阻率觀測(cè)影響的分析［J］.地震地磁觀測(cè)與研究，2009，30(2):77-78.

Measurement and analysis of high voltage transmission system on earth resistivity★

Ning Yaling1Zhao Huming2Yin Zhigang2
(1.Earthquake Administration of Shanxi Province，Taiyuan 030021，China; 2.Daixian Seismological of Earthquake Administration of Shanxi Province，Daixian 034200，China)

To find the cause of the abnormal variation of earth resistivity in EW-trending in Daixian，the ground potential had been measured in main interference sources of the nearly north-south high voltage transmission line set up in 2012 and the corresponding towers in the survey area.The results showed that the high voltage transmission line and the corresponding towers had caused the step-index descent in NS-trending measuring line，also had a certain impact on annual variation amplitude，which was greater in NS-trending measuring line than in EW-trending.Affected the observation accuracy，and may caused the increase of the mean-square deviation in NS-trending measuring line.As viewed from the time，the high voltage transmission line was set up in 2012，thus was not the cause of the abnormal appeared in 2015 in EW-trending measuring line.

high voltage transmission system，tower，earth resistivity，ground potential measurement

TM726

:A

1009-6825(2016)36-0138-03

2016-10-18 ★:山西省地震局科研項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):SBK-1626)資助

寧亞靈(1982-)，女，碩士，工程師