發(fā)布時(shí)間：2021-04-03 03:22

　　瞬變電磁法（TEM）是一種廣泛應(yīng)用的電磁測(cè)量策略,該方法在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)因?yàn)樘綔y(cè)的范圍大或測(cè)點(diǎn)密集而產(chǎn)生大規(guī)模TEM數(shù)據(jù)。由于瞬變電磁法用于檢測(cè)變電站接地網(wǎng)的故障和斷點(diǎn)已被證明可行有效,但電力行業(yè)很少有處理TEM探測(cè)數(shù)據(jù)的專業(yè)人員,這在一定程度上影響了這個(gè)方法在變電站接地網(wǎng)檢測(cè)領(lǐng)域的推廣。本文系統(tǒng)地研究了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于瞬變電磁快速視電阻率成像的技術(shù)方案,針對(duì)瞬變電磁響應(yīng)和儀器設(shè)備的特點(diǎn)提出了分情況的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)快速成像方法并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。在此基礎(chǔ)上對(duì)變電站接地網(wǎng)的電阻率剖面特征進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析研究,并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聚類算法研究了不同粗細(xì)的扁鋼所引起的視電阻率剖面差異,提出了扁鋼的相對(duì)腐蝕度概念。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于瞬變電磁快速視電阻率成像的技術(shù)研究表明:（1）把采樣時(shí)間點(diǎn)和感應(yīng)電壓數(shù)據(jù)一起作為輸入變量、視電阻率作為輸出變量的自變量輸入模式的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)快速成像,適用于瞬變電磁觀測(cè)的裝置參數(shù)是固定的情況,可以避開(kāi)一個(gè)感應(yīng)電壓對(duì)應(yīng)兩個(gè)電阻率值的問(wèn)題。（2）非線性方程模式的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)視電阻率成像適用于TEM觀測(cè)數(shù)據(jù)為垂直磁場(chǎng)的情況,這種方式適用所有瞬變電磁的垂直磁場(chǎng)數(shù)據(jù),不受發(fā)送線圈大小的限制。（3）因?yàn)锽P... 

【文章來(lái)源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

瞬變電磁系統(tǒng)工作示意圖

重慶大學(xué)博士學(xué)位論文6其中視厚度d可以從D.C.Fraser(1978)開(kāi)發(fā)的偽層狀半空間的電阻率計(jì)算方法獲得，并且趨膚深度d可以通過(guò)頻率和電阻率計(jì)算，函數(shù)(,)dfd是憑經(jīng)驗(yàn)確定的（HuangandFraser，1996），圖1.2顯示了如何獲得差分深度z和差分電阻率。差分電阻率法是一種近似算法，取決于趨膚深度和視厚度。但差分電阻法存在著在某些情況下其深度估計(jì)值低于實(shí)際深度電阻率剖面的缺點(diǎn)。圖1.2差分深度和差分電阻率等效模型；ai和iZ分別是均勻半空間的視電阻率和有效深度；Z是電導(dǎo)率S的厚度(HuangandFraser,1996)Fig.1.2TheequivalentmodelinwhichaiandiZaretheapparentresistivityandeffectivedepthinahalf-space,respectively;ZisthethicknessofalayerwithaconductanceS電導(dǎo)率-深度成像(Conductivity-depthimaging,CDI)在瞬變電磁法的數(shù)據(jù)解釋中使用廣泛。H.Huang和J.Rudd(2008)[60]使用視厚度i和有效深度id，并使用時(shí)間常數(shù)i和幅度i提出了CDI的偽層狀半空間模型，lnlnikiiiikttAA(1.8)221/2()iiikAA(1.9)(,)iiidf(1.10)其中k是時(shí)間窗口之間的增量（大于或等于1），iA是對(duì)應(yīng)于時(shí)間窗口it的測(cè)量信號(hào)的幅度，i是由采樣窗口和電導(dǎo)率確定的擴(kuò)散深度。H.Huang和J.Rudd給出了幅度i和時(shí)間常數(shù)i之間的關(guān)系，并從擴(kuò)散深度和視厚度確定了成像的有效深度。通過(guò)查對(duì)應(yīng)表將調(diào)查數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖像，該表是在不同時(shí)間窗口和不同電導(dǎo)率下計(jì)算的均勻半空間的瞬變電磁響應(yīng)生成的對(duì)應(yīng)表。然而，該方法具有非唯一性問(wèn)題，因?yàn)榭梢葬槍?duì)兩個(gè)現(xiàn)有電導(dǎo)率對(duì)應(yīng)一個(gè)瞬變電磁響應(yīng)。視縱向電導(dǎo)參數(shù)（S）對(duì)采樣時(shí)間的靈敏度高，能以高靈敏度和信噪比將大地的電性層分辨清楚。E.Tartarasetal.(2000)基于S反演方法[61]?

歸一化處理；易受注入引線影響，引線的布置尚未引起足夠重視；由于土壤頻散特性，最佳注入頻率和波形形狀，沒(méi)有明確結(jié)論；在接地導(dǎo)體不均勻分布、復(fù)雜土壤電阻率等情況下的電磁場(chǎng)分布還缺乏研究；易受變壓器、電纜溝、支架等電氣設(shè)備影響。第四、大電流法；該方法是給地網(wǎng)接地引下線注入大電流，通過(guò)測(cè)量接地網(wǎng)的接地電阻等來(lái)分析接地網(wǎng)的接地性能和狀態(tài)。大電流法因?yàn)椴恍枰厥獾臏y(cè)量設(shè)備（定制測(cè)量系統(tǒng)）所以表現(xiàn)的并不合乎需要，而且在大多數(shù)實(shí)際情況下，基于大電流法的測(cè)試可能非常主觀，并依賴測(cè)試環(huán)境和耗時(shí)。圖1.3接地網(wǎng)腐蝕診斷大電流法(VojinI.Kosti′ca,2016)Fig.1.3Typicalsetupfortestingtheintegrityofthegroundinggridinahigh-voltagesubstation很多文獻(xiàn)[78,81-83]考慮了用于測(cè)試接地網(wǎng)格完整性的大電流方法。這些參考文獻(xiàn)提供了大電流方法的背景信息。V.I.Kosti′ca(2016)改進(jìn)了常用大電流法（常規(guī)HCM）測(cè)試接地網(wǎng)整體能力的能力[80]，如圖1.3�；诿鞔_的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量，使用100A的直流測(cè)試電流，獲取了原始數(shù)據(jù)并自動(dòng)后處理，通過(guò)在運(yùn)行中的變電站進(jìn)行復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試驗(yàn)證了其方法的有效性。大電流法是大型接地網(wǎng)的常規(guī)檢測(cè)內(nèi)容，根據(jù)《輸


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