古兜山隧道富水段探测与处置技术研究

为探明古兜山隧道富水情况,通过超前钻孔、瞬变电磁法探测隧道富水段情况;针对古兜山隧道的富水情况,开展现场注浆止水加固试验研究,提出富水区注浆止水关键技术;综合考虑隧道地下水排放量与植被生态的平衡,给出隧址区的地下水允许排放量。研究结果表明:选择普通水泥-水玻璃双液浆用于钻孔揭露隧道涌水量较大的区域,确保注浆效果;综合考虑地下水压力、地层岩性、浆液的性质和浓度及注浆扩散半径等因素,确定注浆终压取值为5~6 MPa;针对植被、生态环保要求,按2年内恢复原始地下水位,确定泄洪口区、水库连接区及隧道近出口区的地下水允许排放量。

高温锅炉管道在线壁厚检测方法研究

由于运输介质的特殊性,部分高温锅炉管道壁温可达500℃,因此常配置厚包覆层实现保温作用,考虑到其不便停机、难以拆除包覆层的问题,常规方法无法实现对其的在线壁厚测定。文章以一段高温锅炉管道模拟试样为试验对象,在高温条件下,应用不拆包覆层情况下的瞬变电磁检测及拆除局部包覆层情况下的电磁超声检测,实现管道壁厚的异常位置初步筛查,进而进行精准测量。基于此,提供了一套针对高温锅炉管道的壁厚测定方法,实现了高温锅炉管道在线壁厚检测。

基于自建测试平台的GaN基HEMT器件陷阱表征

陷阱效应是影响GaN基HEMT器件性能的主要因素之一。为了提高陷阱表征的精度和时间分辨率,采用瞬态电压法并搭建了专用的测试平台对陷阱进行表征,抑制了电压漂移现象,将时间分辨率从毫秒级提升至微秒级,扩大了陷阱的表征范围,同时基于贝叶斯反卷积算法提取陷阱的时间常数等信息。基于这种方法研究了GaN基HEMT中陷阱在不同电压和温度下的捕获行为,表征其时间常数和激活能等信息。实验结果表明,该器件中存在4种不同类型的陷阱,除了先前已经在B1505上证明的激活能分别为0.058、0.041eV的陷阱DP_(2)和DP_(3),本文还发现了位于微秒级的新陷阱DP_(1),激活能为0.063eV。本文通过搭建测试平台填补了微秒级陷阱表征的空缺,为陷阱的准确、快速表征提供了极大便利。

Page Test应用于瞬态变化检测时的性能计算

Page Test是针对变化检测的一种常用方法。一般来说,我们用平均运行时间长度来描述Page Test方法的性能,这对稳态变化检测来说是合理的,但对于瞬态变化检测而言则显得不够完善;针对此种不足,提出了一种基于快速傅立叶变换的FFT法,它可以以很高的精度计算Page Test检测瞬态变化时的虚警和检测概率。最后通过数值仿真表明,FFT法能很好地描述Page Test方法的性能。

磁环抑制变电站二次电缆瞬态电磁骚扰模拟试验及分析

在当今变电站中,智能化二次设备发挥了重要作用,其所需的许多电气量由二次电缆引入。二次电缆多处于开关场中,易受到较强的瞬态电磁骚扰。为了探究加装磁环对二次骚扰电压的抑制效果及影响因素,首先搭建了实验室模拟注入试验平台和变电站现场注入试验平台,从两个不同的电缆尺度开展了试验研究。利用注入法,通过容性耦合夹在电缆始端(开关场端)分别注入快速瞬变脉冲群和阻尼振荡波作为激励源,测量了电缆终端(保护小室端)芯线的对地共模电压,探究了磁环串长度、加装位置和材料等因素对抑制效果的影响。然后建立了试验平台的等效电路模型,利用传输线理论对加装位置影响进行了分析。研究结果表明:抑制作用随磁环串加长有不断增强的趋势,但磁环串增加到一定长度后,抑制效果的增加速率放缓;而为了增大抑制效果,磁环材料的选择应遵循磁导率适当高、阻抗损耗高、高频特性较好及饱和磁通密度大等原则;在保护小室端加装磁环可以抑制骚扰电压,在开关场端加装磁环反而使得保护小室端的芯线电压增大,最优加装位置的选择还与电缆实际敷设走向关系密切。研究结果能够用于变电站二次电缆骚扰电压的防护,提升二次设备及敏感线路的可靠性。

电磁探伤测井技术研究与应用

电磁探伤技术采用非接触式电磁感应测量的原理,通过对套管剩余壁厚识别,定量精准评价套管的厚度、变形、孔洞、裂缝、内外壁腐蚀程度,实现全井段连续快速套损测井,同时不受井筒环境制约,更适用于稠油、聚合物等复杂井筒环境,在油田大规模套损普查方面更具优势。该技术已在胜利油田现场应用180余井次,最大测深3450m,测井速度700m/h,壁厚分辨率0.3mm,解释精度符合率95%以上。

金属燃气管道的综合地球物理勘察方法与应用

油气管道是国家能源发展的命脉,保持油气管道畅通是国家长久发展的基本保障。金属燃气管道的精准探测是实现管道安全畅通的必要手段,单一的地球物理方法难以满足管道的精准探测,本文提出瞬变电磁与基于静力触探的等电位体测试相结合的方法,实现燃气管道纵横双向探查。以安徽某场地为例,通过布置与疑似管道走向相垂直的多条瞬变电磁测线,确定每条测线两处低阻异常位置,将异常位置连接成线可基本定位管道走向,实现管道横向定位。结合瞬变电磁探测结果与场地静力触探施工条件,在疑似管线异常区域开展静力触探和等电位体测试,管道所在位置贯入阻力为0,电流密度最大,可达565 mA。现场实验表明:瞬变电磁法的横向异常位置圈定可减少验证孔的布置,基于静力触探的等电位体测试采用两种方法对管道的垂向深度进行定位,极大程度提高了管道定位的准确率,金属燃气管道的探测采用瞬变电磁与于静力触探的等电位体测试相结合的方法,可实现管道的精准定位。

有载分接开关高效切换试验技术研究

切换试验是考核有载分接开关(on-load tap changer,OLTC)长期运行可靠性的重要试验项目之一。为解决现有切换试验回路试验周期长、试验成本高等问题,该文开展OLTC高效切换试验技术研究。首先,提出一种满足多台OLTC切换的切换试验回路,分析回路参数对试验结果的影响;其次,基于ATP-EMTP进行不同OLTC数量和不同试验方案的仿真分析,提出高效切换试验的试验方案。最后,采用2台不同类型OLTC,按照“一前一后”切换的试验方案,对切换试验回路进行验证。结果表明,该试验回路在多台OLTC进行切换试验时也能满足试验条件,达到了OLTC高效切换试验的需求,可为OLTC高效切换试验提供有益参考。

复杂地形小回线瞬变电磁法探测采空区试验研究

千树塔井田由于地形起伏落差较大,地面大回线瞬变电磁法探测装置布置受限,为了查明该区域油气管道陕京二线下伏采空区分布范围,对小回线瞬变电磁法开展数值模拟和现场试验,分析其地面探测的可行性,并将优化参数应用到现场。结果表明:数值模拟确定3 m×3 m小回线瞬变电磁法可以有效探测超过200 m深度、采高超过1 m的采空区,对低阻值的充水采空区有更明显的效果;现场试验采用发射线框边长3 m×3 m、叠加次数15次、发射频率16 Hz、发射电流≥8 A等参数优化后的小回线瞬变电磁法可以达到有效探测目的,验证了数值模拟的正确性;在3号煤层共圈定解释了5个异常区,推断为采空区或烧变岩空隙,充分验证了小回线瞬变电磁法探测的可靠性。

基于双U管的热响应试验与室内瞬态法试验的差异分析

由于含水率变化等原因,可能使实验室所测数据与实际土壤情况相比发生了改变,因此所测结果有可能并不能准确反映地下岩土的真实情况。因此,本文利用工作区内已做的8个基于线热源模型数据处理的热响应试验孔所测试的数据结果与实验室采用瞬态法测试的165件热物性测试样品数据进行差异分析,量化分析其差异规律性,为参数的准确性与可靠性提供数据支撑。

瞬态激励法动态测试重组竹弹性模量、剪切模量和泊松比

重组竹是一种竹质新材料,其是以竹束为构成单元,经干燥与施胶后于模具中胶合而成的一种型材,完全弥补了原生竹材的结构缺陷。重组竹拥有良好的力学性能、优良的质感以及较高的美学价值,且其本身为绿色环保、可持续供给的生物质材料,因此作为建筑材料的潜力极强。弹性常数是衡量重组竹作为建筑材料的力学性能重要指标,为了快速、简便、无损、准确地检测重组竹材料的弹性常数,分别采用自由板和悬臂板瞬态激励法动态测试了重组竹试件的弹性模量E、剪切模量G和泊松比μ,利用静态四点弯曲法试验验证了重组竹动态弹性模量、剪切模量和泊松比的准确性和可靠性,并对重组竹整板质量等级、均质性和尺寸效应等进行了机理分析与评价。结果表明,重组竹的动态弹性模量、剪切模量和泊松比均值分别为11797 MPa,1579 MPa和0.311,符合GB/T 40247—2021《重组竹》中结构用重组竹的要求。重组竹为各向异性材料,动、静态法测得的重组竹试件弹性常数一致,且本动态测试法相较于其他传统方法具有快捷、便利、重复性好和精度高等优势。

GaN HEMT器件热特性的电学测试法

基于JEDEC颁布的结到壳热阻瞬态热测试界面法,对测试GaN HEMT器件热特性的电学法进行了研究。通过合理的测试电路设计,有效解决了GaN HEMT器件电学法测试中的栅极保护问题和自激问题,实现了GaN HEMT器件的界面热阻测量。根据测得的热阻-热容结构函数曲线可知,GaN HEMT器件结到壳热阻主要由金锡焊接工艺和管壳热特性决定。结合结构函数分析,对金锡焊接部分热阻和管壳热阻进行排序可剔除有工艺缺陷的器件。与红外热成像法的结温测试结果进行对比分析,证实了电学法测试结果的准确性。

平板型太阳集热器热性能的快速测试方法研究

对快速测量平板太阳集热器热性能的瞬态测试方法进行研究,并将快速测试方法的测试结果与国标GB/T4271-2000(平板型太阳集热器热性能试验方法)规定的测试方法所得的结果进行比较。通过对比可见,基于瞬态测试的快速测试方法可以得到与稳态测试同样的结果,考虑到现有太阳辐射表的精度,只要太阳辐照度大于300W/m2瞬态测试即可有效,且对测试期间太阳辐照度的变化无要求。在除雨雪天的情况下,整个测试可以在1d内完成。

保护用电流互感器暂态特性的直接法试验

介绍了保护用电流互感器暂态特性试验的直接法及强电流实验室应具备的试验条件。

光伏组件旁路二极管结温测试

根据国际标准技术要求,搭建稳态法测试和瞬态法测试两个旁路二极管结温测试平台,并多次在两个平台上进行试验。试验结果表明:旁路二极管结温测试具有较高的测试不确定性,相对而言,瞬态法测试结果的准确性较高,而稳态法则具有较高的重复性和稳定性。在保证热阻RTHjc值可靠的情况下建议采用稳态法进行结温测试。

基于正交试验法的某燃油箱设计

针对金属燃油箱在设计阶段存在试验次数多、周期长等问题,文中提出了一种基于正交试验的设计方法来解决此类问题。该方法选取燃油箱的下箱体、隔板和上箱体3个因素,其中下箱体取8个水平,隔板及上箱体各取2个水平,按照L16(8×22)正交表设计了16种试验方案。通过结合有限元分析得到该结构的固有频率及通过极差分析研究各因素对燃油箱固有频率的影响,从而找出影响金属燃油箱固有频率的主要因素并确定其油箱设计的优选方案。结果表明,该方案的试验次数明显减少,设计周期缩短,验证了该方法的可行性。

瞬变电磁探测系统(CASTEM)试验对比--安徽颖上大王庄铁矿

为推进国产电磁勘探设备的高端化进程,自主研发了CASTEM瞬变电磁系统.在前期系统开发、测试及集成基础上,开展野外试验研究,以检验CASTEM系统的稳定性及探测能力.选择已取得显著勘探成果的安徽颖上县大王庄铁矿进行试验,试验内容包括大功率发射机性能、接收系统噪声性能、实测响应曲线和反演效果,并与国际高端瞬变电磁仪在上述几方面进行了对比.试验结果表明CASTEM系统的各项指标性能稳定、可靠,已达到国际先进水平;探测成果与高端瞬变电磁仪器探测成果以及钻孔资料相吻合,表明CASTEM系统可以用于深部勘探.

判定地下水水动力弥散系数的综合分析法

地下水水动力弥散系数是进行地下水污染评价及污染物运移模拟、预测过程中的一项关键参数,不同的试验类型及求解方法对应的求参结果往往会有较大差异。在结合试验区含水层条件下,提出了持续注入法与瞬时投源法两种试验思路,考虑到含水层渗透系数、给水度等参数的获取相对容易且可靠,因此,在利用上述参数建立试验区水流模型的基础上对两种不同试验类型进行溶质运移模拟,最后结合解析法与数值法两种方法互验后综合确定试验区弥散系数。其中,在使用解析法对瞬时投源试验参数计算中提出全程最优曲线拟合法,从试验整体数据出发,在误差平方和最小原则下进行参数优化。结果表明,在数值模拟所需的基础参数准确的前提下,数值法能较准确、直观的体现计算值与实测值浓度变化情况,进而通过调整参数得到准确结果。不同水力特征下的试验类型所反映的参数结果更加客观真实。此类基于不同试验类型与求参方法相结合的综合分析思路为今后不同地质条件下弥散系数的确定起到了较好的指导意义。

隧道全空间瞬变电磁响应的物理模拟

瞬变电磁法已经在隧道超前探水应用中取得了一些成果,但对隧道全空间瞬变电磁效应机理的研究仍然是一个有待深入研究的领域。为此,应用物理模型试验方法对其开展研究,确定物理相似准则,对模型试验的相似材料进行选择;采用自制实验仪器,研究了盐水电导率和盐水浓度与温度的关系;对发射线圈和接收线圈进行了设计和改造,建立了全空间瞬变电磁模型试验平台;并进行了多组试验,试验结果验证了数值模拟结果的正确性。

综合物探技术在园博园湿地垃圾坑勘察中的应用

园博园是永定河平原城段沿河生态绿色发展带主要的规划公园之一,也是2013年第九届北京国际园林博览会的举办场所,同时园博园湿地还起到再生水净化入河的作用,但是园博园工程区内有大量分布不明的垃圾坑,使设计工作无法正常开展。为了圈定不明垃圾坑的范围,经现场试验研究,决定采用高密度电法、高密度地震映像法、多道瞬态面波法相结合的手段进行勘探,三种方法相互验证、相互补充,探测效果良好,准确查明了垃圾坑的分布及产状,查清了垃圾坑的主要成分,为设计提供了可靠的数据。综合物探技术在园博园垃圾坑勘察中的成功应用,可为今后城市不明垃圾坑勘察提供参考和借鉴,表明综合物探技术又开拓了新的应用领域,将具有更广阔的发展前景。