高壓輸電系統對地電阻率干擾的測試分析★

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，山西代縣 034200)

高壓輸電系統對地電阻率干擾的測試分析★

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，山西代縣 034200)

為了查找代縣地電阻率EW向異常的原因，對測區內主要干擾源近南北走向2012年架設的高壓輸電線和與之相應的鐵塔進行了地電位測量，結果表明，高壓輸電線和與之相應的鐵塔引起NS測道一定的階躍下降，并對年變幅度有一定影響(對NS測道的影響大于EW)，影響觀測精度，可能是引起NS測道均方差增大的原因，但從時間上看，高壓輸電線2012年完成，而EW測道異常出現于2015年，不是此次異常的原因。

高壓輸電系統，鐵塔，地電阻率，地電位測量

視電阻率觀測是地震分析預測研究的有效前兆之一，影響其變化的因素有儀器系統、觀測場地環境、氣候、外空場等［1-3］。所以當視電阻率發生變化時，首先要進行影響因素排除。隨著社會經濟的發展，人類生產生活對自然環境的影響或改造越大，地電臺站觀測場地受到的影響也越重［4］，所以必須準確的識別環境干擾及其對視電阻率變化的影響，才能有效的提取出地震前兆異常。

代縣地電阻率觀測點位于晉冀蒙交界重點危險區中，是目前整個華北地區地電觀測網中地震監測效能較好的測點。由于該臺特殊的構造位置，自1978年觀測以來對周邊地區的多次中強地震反應敏感。而作為典型前兆異常的代縣電阻率，它的趨勢性異常的后續變化仍需進行深入的動態跟蹤和研究。因此，科學、深入地分析代縣地電阻率資料是很有必要的。

1 代縣地電阻率觀測臺站概況

代縣地電阻率觀測項目籌建于1978年6月，位于代縣峪口鄉東南1 km處峪口村，場地位于五臺山山前的滹沱河沖積扇平原上，與中心臺站隔山相望。布極中心點距觀測室約500 m，共分南北、東西兩道測線。布極方法為對稱四極法，供電極極距AB= 0.800 km，測量極極距MN=0.200 km，裝置系數K=2.356。觀測場地淺層存在高阻層，易受地表干擾影響，春季測區澆灌，卵石層含水量高，觀測值上升幅度大，年變形態為“夏高冬低”型。

1978年6月—1987年期間，地電阻率觀測采用DDC-2A電子自動補償儀和DZ-2型整流源，輔助設備有UJ25型電位差計、5 A電流表和接地電阻測試儀、兆歐表等。1987年更換為DDC-2B晶體管電子自動補償儀，1988年采用JWL220-2型穩壓電源。1989年標定設備更新為UJ33a型電位差計，電流表更新為1.0 A電流表。2006年根據“十五”前兆數字化改造計劃，安裝ZD8BI地電儀。

2 高壓輸電系統對地電阻率干擾的測試分析

高壓輸電線于2012年4月29日開始鋪設，鋪設過程中，金屬導線和角鋼放置在測區;鐵塔之間采用金屬導線相連，用以避雷;鐵塔基座位于水泥墩中，原本有一金屬線接地，后經協商斷開，但經現場測試，鐵塔對地不絕緣(接地電阻為零)。

在鐵塔施工過程中，放置在測區的導線構成導電回路，造成兩測道觀測值的階躍變化(見圖1);相鄰鐵塔之間采用金屬導線相連，并采用金屬導線接地，用以避雷，鐵塔接地線斷開后，NS測道觀測值整體有一階躍變化。但是經檢測，鐵塔對地不絕緣，這是引起NS測道整體階躍變化的原因;該輸電線與EW測道近于垂直，因而干擾相對較小;此外，北方空氣干燥，刮風易在避雷線上產生靜電，雷電時線路易產生感應電流，通過鐵塔向測區放電，對觀測均方差造成影響。

圖1 代縣臺地電阻率測區內高壓電塔對觀測的影響

為了進一步核實輸電系統對觀測的影響，我們對地電位進行了測量(見圖2)，表1～表3分別為測區內三個鐵塔對地的電位差測量結果，圖3為測量當天測區地電場觀測結果，可以看出，三個鐵塔對地電位差較大，顯著大于地電場觀測的測區電位差分布，說明鐵塔存在漏電現象。但該高壓輸電線不足以引起EW測道的趨勢變化，且輸電線在2012年出現，而EW測道異常出現于2015年，因此該輸電線不是EW測道2015年異常變化的原因。

圖2 鐵塔對地電位測量

表1 1號鐵塔漏電測試表

表2 2號鐵塔漏電測試表

表3 3號鐵塔漏電測試表

測區北側約1.5 km處存在一變電站，修建時間與高壓輸電線同步，表4為變電站對地的電位差測量結果。從表4中可以看出，該變電站也存在對地漏電的情況，主要影響NS測道觀測值的均方差，對EW測道影響相對較小，不足以引起EW測道的趨勢變化和年變化幅度。代縣臺原測量線路采用地埋方式，因經常被老鼠咬破絕緣層產生漏電情況，后經線路改造，采用架空方式，但是原有地埋線路并沒有開挖清除，目前對觀測有無影響還不清楚，但這將是該測區觀測的一大潛在干擾源，建議開挖予以清除。

圖3 2016年4月12日地電場觀測值

表4 變電站漏電測試表

3 結語

代縣臺測區觀測環境較好，測區中目前干擾源主要為近南北走向的2012年架設的高壓輸電線和與之相應的鐵塔，從干擾形態上看，主要引起NS測道一定的階躍下降，并對年變幅度有一定影響(對NS測道的影響大于EW)，可能存在漏電，空氣干燥，風吹易產生電荷積累，進而向測區漏電，影響觀測精度，可能是引起NS測道均方差增大的原因;對EW測道的影響相對較小;從時間上看，高壓輸電線2012年完成，而EW測道異常出現于2015年，高壓輸電線不是EW測道此次異常的原因。

［1］中國地震局監測預報司.地震前兆異常落實工作指南［M］.北京:地震出版社，2000.

［2］汪志亮，王志賢，余素榮，等.地電前兆場特征及有關地震預報問題探討［J］.地震，2000，20(1):147-153.

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

［4］衛定軍，李春貴.搭建蔬菜大棚對固原地電臺視電阻率觀測影響的分析［J］.地震地磁觀測與研究，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目(項目編號:SBK-1626)資助

寧亞靈(1982-)，女，碩士，工程師