蒙城地震臺地磁觀測受高壓直流輸電干擾的分析①

應(yīng)允翔 陳俊等

摘 要：隨著越來越多的電網(wǎng)高壓線路的投入運行，對地磁觀測造成了較大范圍的干擾，這種干擾需要通過預(yù)處理進(jìn)行解決。該文根據(jù)地震地磁觀測的主要任務(wù)和基本原理，結(jié)合蒙城地震臺的觀測數(shù)據(jù)，從臺站提供的地磁干擾資料著手，研究由于直流線路影響地磁觀測數(shù)據(jù)的特點。通過對安徽蒙城地震臺的地磁觀測（GM4磁通門磁力儀）的高壓直流輸電的干擾的動態(tài)特征進(jìn)行分析，同時，介紹了對高壓直流干擾的預(yù)處理的一般方法。

關(guān)鍵詞：高壓直流輸電 地磁觀測 干擾

中圖分類號：TM721.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（c）-0234-02

我國的地震活動分布范圍廣、頻度高、強度大、震源淺，幾乎所有的省、自治區(qū)、直轄市都發(fā)生過6級以上強震。分布全國的地震電磁監(jiān)測臺站，承擔(dān)著監(jiān)測地震活動以及分析預(yù)報的重要任務(wù)。地震電磁觀測的主要任務(wù)是對地電場、地磁場及地電阻率進(jìn)行連續(xù)測量、用于提取天然電磁場信息和提取與地震關(guān)聯(lián)的前兆信息。隨著我國經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，地震臺站周邊觀測環(huán)境日趨惡化，其中高壓直流輸電線路對地震臺站的影響，主要表現(xiàn)在地磁場觀測方面，造成地磁觀測數(shù)據(jù)的變化，容易引起誤判。如何在干擾中正確識別、處理高壓直流輸電干擾，也成為地磁臺站的重要工作之一。

1 高壓直流輸電干擾

為了緩解地區(qū)能源的緊張，我國近年來大力發(fā)展的“西電東送”、“南北互供”工程。其中存在不少長距離的輸電工程，而高壓直流輸電線路逐漸在我國電網(wǎng)互聯(lián)中發(fā)揮重要的作用。目前地磁觀測主要受到葛洲壩---上海南橋線、天生橋---廣州線、貴州---廣東線、三峽---廣東線等多條高壓直流線路影響。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，未來幾年內(nèi)，我國將完成更多的高壓直流輸電工程。屆時地磁觀測環(huán)境保護(hù)形勢將更加嚴(yán)峻，全國絕大部分地磁臺站都將受到影響。

圖1和圖2為安徽省內(nèi)蒙城臺以及涇縣臺的2015年4月6日觀測曲線記錄到的錦蘇線高壓直流輸電干擾情況。而產(chǎn)生這種情況的原因，與直流輸電所產(chǎn)生的磁場隨輸電線路與臺站的距離以及入地電流大小都有著直接關(guān)系。現(xiàn)階段可以確定，隨著距離的增加直流輸電所產(chǎn)生的磁場衰減的速度越快。

2 蒙城地震臺高壓直流輸電干擾分析

高壓直流供電對蒙城臺地磁Z分量觀測的影響較為明顯，每次干擾產(chǎn)生和結(jié)束的時間也不盡相同。從2014年9月29日至2015年3月10日蒙城地震臺一共出現(xiàn)5次高壓直流輸電干擾過程（如表1所示）。

高壓直流輸電干擾在蒙城臺地磁觀測中的影響主要表現(xiàn)為臺階的形式。臺階的種類有3種不同情況：一種是較明顯的急起急落的急變臺階；另一種是緩慢開始—緩慢結(jié)束的緩變臺階；還有一種是多重臺階主要表現(xiàn)為連續(xù)出現(xiàn)幾次突變或者是多條線路干擾疊加，干擾幅度大小不一。

高壓直流輸電干擾一般出現(xiàn)在Z分量上，干擾較大時候H分量也會記錄到臺階變化。干擾記錄的方向具有不固定性。直流干擾在時間上也是不固定的。

3 高壓直流輸電干擾處理

對臺站產(chǎn)出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理是臺站日常工作的重要組成部分，通過對數(shù)據(jù)的預(yù)處理保證數(shù)據(jù)的連續(xù)及穩(wěn)定。高壓直流輸電干擾是在正常的磁場中疊加了一個外部磁場，干擾形態(tài)是在某一個時段內(nèi)的穩(wěn)定直流干擾源產(chǎn)生的穩(wěn)定磁場。采用處理的方法就是要從當(dāng)天的記錄中去除掉。

圖3和圖4為2014年11月10日以及2015年1月10日干擾的處理結(jié)果。

為了提高處理數(shù)據(jù)的精確度，可以采用多臺比對的方式，來檢驗數(shù)據(jù)處理的正確程度。選取該省或臨近省份臺站所產(chǎn)出地磁曲線圖像進(jìn)行對比觀察，經(jīng)過處理后的曲線，基本上達(dá)到了變化一致的效果，保證數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語

隨著國民經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展，國家電網(wǎng)將建設(shè)越來越多的特高壓直線線路，地震監(jiān)測環(huán)境的保護(hù)越來越困難，電磁干擾影響的范圍也將越來越大。多年來，由于高壓直流輸電干擾的不可避免性，如何協(xié)調(diào)兩者之間的關(guān)系，找出更合適的防護(hù)距離和干擾的解決辦法，是目前亟待解決的問題。目前，只有通過臺站工作人員嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和熱誠的工作責(zé)任心，通過不斷地總結(jié)和實踐采用多種處理方法相結(jié)合的方式，不斷提高處理高壓輸電干擾的準(zhǔn)確性，保證數(shù)據(jù)連續(xù)性以及數(shù)據(jù)精度，為地震預(yù)報工作打下堅實的基礎(chǔ)。

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