黄河泛滥平原第四系地面塌陷机理研究--以菏泽市牡丹区为例

本文以菏泽市牡丹区地质灾害风险普查为依托,从牡丹区已发生的24处第四系地面塌陷中选取9处塌陷点进行分析,并优选了1处塌陷通过高密度电阻率法、地质雷达、钻探、原位测试、分析化验等方法对其形成机理进行了研究。通过综合物探查出视电阻率低阻异常区,在异常区经钻探验证,并取样分析,在原塌陷坑处的物理力学性质明显比周围差。经研究分析可知:第四系地面塌陷的主要原因是由于原地下存在着建(构)筑物,当发育于全新世的黄河古河道改道时,掩埋了原建(构)筑物,形成了空洞,当受到地下水位波动频繁等外力作用时,打破了古建(构)筑物的应力平衡,当持力层遭到破坏后,便发生了第四系地面塌陷。

基于低频暂态零序电流畸变率的灵活接地系统高阻接地保护

灵活接地系统中,基于稳态故障特征构成的单相接地保护普遍存在耐过渡电阻能力低的问题,并联小电阻投入后该问题进一步突出。文中研究了并联小电阻投入后故障线路与非故障线路低频暂态零序电流中暂态直流分量比值关系,发现暂态直流分量比值仅与对地电容有关。分析了故障线路与非故障线路低频暂态零序电流畸变率之间比值关系,进一步提出了一种基于低频暂态零序电流畸变率的灵活接地系统单相高阻接地故障选线方法。通过比较特定时间窗口内各馈线低频暂态零序电流畸变率的大小实现故障选线,并可准确区分母线故障与出线故障。该方法能够避免零序电压互感器断线与零序电流互感器极性反接的影响,且受故障距离影响小。同时,该方法采用暂态故障特征构成选线判据,有利于克服并联小电阻投入后稳态故障分量微弱的问题,对互感器精度要求不高。最后,通过实时数字仿真和实验平台分别验证了所述方法的准确性和有效性。

并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法

针对谐振接地系统对地参数测量不准确以及高阻接地故障选线困难的问题,提出了并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法。基于消弧线圈并联阻尼电阻的投切特性,利用投切阻尼电阻前后零序电压幅值与相位的变化关系,测量系统对地电导与电容参数。在系统正常运行时,通过调整并联阻尼电阻值大小,测量各馈线零序导纳值。在发生接地故障后退出阻尼电阻,测量故障后各馈线零序导纳值,可消除系统参数不对称、互感器采样不同步的影响,主动构造故障前后各馈线的零序导纳相角差,实现故障线路的准确判别。在PSCAD仿真环境下对所提方法进行验证,结果表明:所提方法能够精确测量对地电导与电容参数,测量相对误差不高于0.6%;在不同馈线、不同过渡电阻下发生接地故障时,能准确判别故障线路,耐过渡电阻能力达10 kΩ。

综合物探方法解译表层岩溶带空间结构特征研究——以广西平果市果化镇生态试验基地坡径流场为例

表层岩溶带是岩溶学研究的重要部分,其结构的解译对表层岩溶带水循环特征及岩溶水调蓄功能的研究具有重要意义。利用综合物探方法(包括高密度电阻率法、自然电位法和地质雷达法),对平果市果化镇生态试验基地坡径流场的表层岩溶带空间结构特征进行了探测解译。通过对高密度电阻率数据和自然电位数据反演,获得坡径流场若干电阻率断面和极化源的空间分布特征,解译了3处强径流带发育的空间位置;通过地质雷达影像图划分了表层岩溶带发育深度。此外,坡径流场地西北侧有深部岩溶裂隙发育,向东南地势逐渐走低,岩溶裂隙也逐渐向面上扩大。研究结果表明,自然电位法是探测岩溶含水构造的有效方法,结合高密度电阻率法,可有效解译强径流带的空间发育位置,而地质雷达法可高分辨地探测表层岩溶带的发育厚度和浅部岩溶裂隙的发育情况;地质雷达法、高密度电阻率法和自然电位法的综合应用能有效探测表层岩溶带的结构特征,是解译表层岩溶带厚度和探测强径流带空间分布的有效手段。

高阻型单相接地故障信号的暂态分量影响因素研究

高阻型单相接地故障信号的暂态分量,在故障过渡电阻这一主要影响因素之外,还受到以下影响因素的制约,进而影响暂态判据选线的准确度:配电网发生故障时所运用的系统接地方式、故障发生时的相角、故障发生点距母线的距离、故障发生出线的长度等。其中系统接地方式由于为配电网系统本身的设计所导致,不受故障本身随机性的影响,因而其影响对于研究高阻型单相接地故障特征的暂态分量具有基础意义。本文利用了Matlab-Simulink仿真平台,重点针对过渡电阻阻值、中性点接地方式对高阻型单相接地故障暂态分量的影响进行了仿真分析,着重探究了过渡电阻阻值以及几种中性点非有效接地方式,在接近真实情况的三相不平衡条件下对高阻型单相接地故障暂态分量的影响。结果表明高阻型单相接地故障的过渡电阻较小、系统消弧线圈补偿度较小或中性点不接地,将影响高阻型单相接地故障信号的暂态分量并使得其强度较大、信噪比较高。

陈四楼煤矿地面定向钻孔超前区域治理底板岩溶水害技术

为了进一步提高极复杂地质构造下矿井底板岩溶水害区域治理技术的有效性,降低底板突水的危险性,解决矿井区域水害治理过程中面临的太原组上段灰岩含水层岩溶裂隙发育、水压高、富水性强、井下钻孔工程量大、施工工期长等安全技术难题,通过分析矿井近年来区域治理后工作面底板出水案例及特征,提出了地面定向钻孔超前区域治理底板岩溶水害技术。以陈四楼煤矿南翼九采区2901、2903试验工作面开采为背景,选取了L8灰岩含水层作为目标层位,设计了地面定向孔组的技术参数,并通过现场试验测试分析了治理前后的二2煤底板水压和各钻孔的吸水率。结果表明:注浆后各钻孔的吸水率呈现明显的下降趋势,Z2和Z3孔组钻孔平均吸水率分别下降97%和94%,经过定向钻孔超前注浆加固底板太原组上段灰岩后,岩溶裂隙得到了有效充填;治理后区内太原组上段L8灰岩内水压下降至1.2~4.2 MPa,且水压分布不再与地层埋深吻合,多呈孤岛状,太原组上段L8灰被改造为等效隔水层,底板突水系数下降至0.023~0.057 MPa/m。技术成功应用实现了极复杂地质构造下强突水危险性工作面的安全高效回采,为同类矿井相似型综采面的底板岩溶水害防治,探索出了一套新的方法。

中压配电线路断线高阻接地故障精细化诊断方法

电力系统中可能会出现多个位置电压降低或电流异常的情况,导致中压直流配电网相关故障信号特征会发生明显的形变波动,超过正常的波动区间,导致故障诊断精细化程度下降。提出了中压配电线路断线高阻接地故障精细化诊断方法。在构建高阻接地电阻模型的基础上,采用小波能量矩算法获取中压配电线路断线高阻接地故障特征,将提取的故障特征输入最小二乘多级支持向量机中,实现中压配电线路断线高阻接地故障精细化诊断。仿真结果表明:所提方法获取的故障相电压波形差异小于2.3%;故障相电流波形相似度高于98%;诊断时间较短,故障诊断时的最高识别率可达到98%,平均识别准确率达到了95%;收敛值达到0.97。由此可知,所提方法抗干扰性能强,可以准确识别光伏能源接入中压配电线路断线高阻接地故障,保证光伏能源接入中压配电线路后的稳定运行。

高密度电法和氡气测量在地裂缝调查中的应用分析

平原地区地裂缝发育具有隐蔽特性,勘探难度较大,综合物探方法可以快速查明地裂缝的分布及空间展布特征。氡气测量具有经济高效的优点,可以快速探测地裂缝发育位置。高密度电法一次布极可以实现不同排列数据采集,快捷采集数据的同时降低了电极布设引起的干扰,成果电阻率断面图则可以较好地展示地裂缝空间形态。综合利用2种方法可以相互补充和验证,提高解释结果的准确性。在宋庄地裂缝通州北部地区布设了4条综合物探剖面,其中高密度电法测量330点,氡气测量163点。分析发现:高密度电法对地裂缝的典型反应为等值线发生扭曲变化,在相对高阻中间发育垂向低阻带;氡气测量常表现为峰值异常,且大部分异常呈现“马鞍状”。根据测量结果解释推断了10条地裂缝。

超、特高压交流线路反时限零序过流后备保护的整定建议

针对国家电网“六统一”线路保护装置,提出了超、特高压交流线路反时限零序过流保护的整定原则。反时限零序过流保护在保证灵敏性方面并无困难,整定原则的核心问题是解决选择性和速动性的矛盾。根据该保护的原理和逻辑提出了转折电流的概念以及接地距离保护与反时限零序过流保护的配合原则;充分考虑配合时间定值和最小时间定值对保护动作特性的影响,综合超、特高压电网实际短路电流水平和接地距离保护的过渡电阻耐受能力,将反时限零序过流保护低电流区的选择性与接地距离保护高电流区的选择性进行结合,提升了对接地故障全域电流范围的选择性切除能力;提出了方向元件投退原则。通过对某省级电网进行算例分析,验证了整定原则的有效性,该整定原则已经在实际电网中进行了应用。

基于CDEGS软件的高土壤电阻率地区主变电所接地网设计

[目的]为解决高土壤电阻率地区主变电所接地电阻难以降低的问题,有必要对高土壤电阻率地区主变电所的接地网设计进行研究。[方法]结合该主变电所的地理位置条件及土壤电阻率特点,通过单一变量法确定了水平接地体的合理数量;基于CDEGS仿真软件分析了水平接地体按指数非均匀布置时,接触电势、跨步电压及接地电阻的改善效果;提出了降低接地电阻的优化措施。[结果及结论]当水平接地网导体数量增加到一定程度后,导体的边际效应会大幅下降;垂直接地极对降低该主变电所的接地电阻作用不大,设计中不建议采用;采用深井接地极后,主变电所的接触电势、跨步电压均大幅降低,接地电阻也降至0.5Ω以下,均满足规范要求。

植被尺寸对导线触树高阻接地故障特性的影响研究

针对植被尺寸对导线触树高阻接地故障(THIF)特性影响规律不明确、引燃难以预测的问题,本文深入分析了THIF故障过程中引燃现象及泄漏电流的变化规律。探讨了不同植被尺寸与泄漏电流之间的关系,并研究了植被尺寸对树线接触位置电弧放电特性的影响。在此基础上,推导了植被尺寸参数与泄漏电流之间的数值关系,并建立了综合考虑植被直径和长度的明火时刻泄漏电流预测模型。研究成果可为配电线路走廊植被管理及山火防治提供重要依据。

精准判断高阻故障的选线录波装置的研究

配网各种中性点接地模式保护的共性难题是存在高阻接地故障盲区,是电网安全领域亟待解决的问题。由于配电网线路分布广,负荷不均衡等原因,造成不同地区配电网络中出现单个或多个站点发生单相接地故障现象,容易导致各区域内同一供电设备相继跳闸,为了解决上述普遍存在的共性问题,通过深入研究和分析各种中性点接地方式下的单相接地故障特征,开发并研制了具有多处理器硬件内核的选线录波装置,创新了一种符合接地故障规律的算法和判据。基于此算法和判据所研发的装置经过10 kV真型配网试验平台多种接地试验,最终结果证实其能够精准感知各类接地故障、高耐受接地过渡电阻,消除高阻保护盲区,成倍扩大保护范围,提升整个电网系统的安全性和可靠性。

胶东北部海岸带厚覆盖区近地表地层结构分析——基于高密度电阻率法和探地雷达法探测结果

胶东北部海岸带覆盖区的地表地质露头少,岩体、地层和构造等地质现象难以通过地表露头直接观察。为查清研究区周边海岸带覆盖区浅部地层的分布情况,评价城市地下空间开发的适宜性,应用高密度电阻率法和探地雷达法联合开展近地表地质调查工作。通过调查,初步查明了研究区周边海岸带覆盖区浅部地层岩性、各岩性层的顶底界面埋深及其变化规律。研究区东侧细砂层底界面的平均埋深为23 m,花岗岩顶界面的平均埋深为37 m;研究区西侧粉砂层底界面的埋深为2~2.5 m,细砂层底界面的平均埋深为24 m,花岗岩顶界面的平均埋深为35 m。沉积层的沉积厚度由海向陆逐渐变薄,花岗岩基岩的顶界面埋深由海向陆逐渐变浅。高密度电阻率法与探地雷达法联合探测的各岩性层界面深度与钻孔资料一致,可为探究研究区周边海岸带覆盖区的浅部地层分布情况及城市地下空间开发适宜性评价等工作提供地球物理依据。

基于迁移卷积神经网络的配电网高阻接地故障检测方法

为解决高阻接地故障导致的配电网运行安全性低的问题,提出了基于迁移卷积神经网络的配电网高阻接地故障检测方法。首先,采用HHT方法提取原始信号中的特征量,将提取结果输入到卷积神经网络结构中,通过训练和学习实现对特征量的分类处理。然后,通过迁移学习将已经训练完成的卷积神经网络模型放在新任务内再次实施检测,提高配电网高阻接地故障检测能力。实验结果表明:该方法在迭代次数达到160次以后,故障检测准确率高达99.9%,且网络训练误差均低于1.5。在噪声环境下,该方法的抗噪能力较强,同时适用于不同类型工况故障的检测,卷积层对迁移CNN的检测精度影响较小,在故障检测方面迁移CNN的稳定性表现较好,可以提高配电网高阻接地故障检测能力。

光伏升压站柔性接地技术降阻方案设计

经对高土壤电阻率项目各类降阻措施进行汇总研究,发现采用外延法、深井法、降阻材料换填、离子接地极法等常规降阻措施,存在施工困难、效果不明显、维持周期短的问题。为解决上述问题,文章提出采取柔性接地技术降阻方案,通过实际应用得出,该降阻方案可合理有效满足接地电阻的要求,达到保证人员、设备安全的目的。

基于波形特征的小电阻接地配电网单相接地故障定位分析

随着配网系统电容电流日渐增大,中性点经小电阻接地方式得到推广应用。然而,小电阻接地方式存在高阻接地时零序电流保护无法切除故障线路的问题。本文首先主要对接地故障的检测方法进行分析,然后,基于零序电流波形的时域特征,分析单相高阻接地故障保护原理及流程,具有一定的参考价值。

高压电缆接地回路电阻带电检测及消缺应用

因铅封开裂、进水氧化等接地系统缺陷是导致电缆接头本体故障的主要原因之一,尤其在杭州地区多发地质沉降、地下水位高的环境下,高压电缆接地系统不良隐患尤为突出。传统的金属护层感应电流带电检测、回路电阻停电检测等测试方法受到停电周期、接地箱接线方式等因素限制,仍存在盲区。近年来,杭州公司引入接地回路电阻带电检测手段,在带电情况下对接地系统回路电阻进行测试,通过超3 600处现场测试,在传统带电检测手段均显示正常的情况下,发现并消除接地系统隐患缺陷超30处,有效提升了杭州主网电缆接地系统健康水平。

高压电缆接地系统缺陷快速定位分析

高压电缆金属护层电流检测是发现接地系统异常的有效手段,但应用在快速定位缺陷时存在不足。文中以一起220 kV高压电缆接地系统异常为案例,研究高压电缆金属护层接地回路电阻检测的原理。当高压电缆金属护层接地电流出现异常时,利用接地回路电阻测试方法不断缩小缺陷所在范围,锁定在第二个交叉互联段,最终发现3#中间接头直接接地点存在紧固螺栓锈蚀和脱落的缺陷,随后快速组织完成消缺。结果表明,高压电缆金属护层接地回路电阻检测法能够高效发现并定位高压电缆接地系统缺陷。最后,根据案例经验,提出避免类似情况发生的建议。

有功功率的配电网单相高阻接地保护方法

常规的配电网单相高阻接地保护大部分不会展开适应性测定,为此,文章提出对考虑有功功率的配电网单相高阻接地保护方法的设计分析。首先进行高阻接地保护特征量构造及整定原则设置,结合有功功率背景,展开配电网高阻接地保护适应性测定,确保保护处理结果的稳定,然后以此为基础,采用极性校验的方式来完成接地保护处理。测试结果表明,针对选定的4条馈线,分别在120Ω、155Ω和180Ω3个环境下,测定出配电网单相高阻接地保护最终的耐高阻能力均可以达到255.5Ω以上,说明此次设计的接地保护机制更加稳定、高效,针对效果更佳,保护效果显著提升。

适用于围岩大变形的膨胀吸能锚杆研发研究

为解决岩爆及大变形隧道的开挖稳定性问题,在现有锚杆的基础上,提出了一种膨胀吸能锚杆(简称EEA锚杆)。EEA锚杆的主要组成部分为一个可扩径的外管体、锥形挡块及限位环。其特点是在使用中具有稳定的恒阻力和可控的大位移,恒阻力是由锥形挡块和外管体内表面的摩擦力以及外管体的膨胀所提供的,大位移是由锥形挡块在外管体中的滑动所提供的。通过建立一个理论模型来预测EEA锚杆的恒阻力,通过有限元模型分析,研究了不同材料、锥形挡块锥角、外管体壁厚、摩擦系数等参数对EEA锚杆恒阻力的影响。理论结果和有限元模拟结果表明,恒阻力和锥角、外管体壁厚成线性关系,但对于摩擦系数则呈现非线性关系,这些结果可以为EEA锚杆的设计以及施工应用提供一定的理论依据。