• 头条学术简报:高效和高准确度的电磁探测系统
    2019-09-19 作者:张来福、李士强、刘国强、李艳红、杨虹  |  来源:《电工技术学报》  |  点击率:
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    导语山西省电力科学研究院、中国科学院电工研究所、中国科学院大学的研究人员张来福、李士强、刘国强、李艳红、杨虹,在《电工技术学报》2018年增刊2上撰文(论文标题为“基于扩频编码的电磁探测系统研究”)指出,输电线路下采空区易造成地表塌陷、地面不均匀沉降等灾害,对地表电力设施构成巨大威胁,对采空区进行有效勘探和评价,能够很大程度降低事故发生的概率。 输电线路下采空区相较于一般采空区具有复杂的电磁环境,传统探测方法如高密度电法和瞬变电磁法一般采用加大发射功率的方法来提高信噪比,存在仪器笨重的问题,不利于野外探测。本文基于通信领域扩频编码技术,对发射信号频率进行扩宽处理并结合相关扩频算法,设计一套扩频编码电磁探测系统,该系统能够实现在不加大发射功率的情况下获得较强的抗干扰能力,从而提高探测效率和探测准确度。

    煤炭等矿产资源开采遗留下的大量采空区,易造成地表塌陷、地面不均匀沉降等自然灾害,产生的非荷载应力极有可能引发电力杆塔构件的破坏、断裂、变形等事故,对该区域地表电力设施的安全稳定运行构成巨大威胁。

    输电线路下的采空区除一般采空区所具有的隐蔽性强、规则度差等特点外,还具有电磁环境复杂、易受高压电磁环境和工业杂散电流影响等特点,使得探测信号极易淹没在噪声之中。传统探测方法如高密度电法、瞬变电磁法等发送频率单一,抗干扰性差,且依赖加大发射功率来提高信噪比,存在仪器笨重的问题,不利于野外探测。

    本文基于通信领域扩频编码技术,利用扩频编码序列对发射信号频率进行扩宽处理,利用宽频谱和扩频编码序列良好的相关性来获得较强的抗干扰能力,并结合相关扩频算法,研究设计了一套相应的扩频编码电磁探测发射系统,对输电线路下采空区电磁探测具有很好的借鉴意义。

    高效和高准确度的电磁探测系统

    图1 扩频编码电磁探测发射系统结构

    高效和高准确度的电磁探测系统

    图9 扩频编码电磁探测接收系统框图

    结论

    本文针对输电线路下采空区电磁环境复杂,传统探测方法存在发送频率单一、探测效率较低和依靠加大发射功率来提高信噪比时造成仪器笨重等缺点,借鉴通信领域扩频编码技术,研究设计了一套扩频编码电磁探测发射系统,并结合扩频编码相关辨识方法,提高了探测的效率和准确性,为电网规划、架设提供了一定参考,对保障电网安全稳定运行具有重要现实意义。