[发明专利]地下杂散电流源的定位方法

说明书

本发明公开了一种地下杂散电流源的定位方法，地下杂散电流源的定位方法中，基于大地的相对介电常数测量电磁波在大地中的传播速度，建立五个探针的地下杂散电流定位模型对地下冲击源进行定位，五个探针组成的阵列为十字阵列，定义xy作为平面，以十字阵列的中心观测点A1(0，0，0)作为坐标原点，杂散电流冲击的冲击源S的坐标为(x，y，z)；四个观测点按照中心观测点A1对称分布，四个观测点到中心观测点A1的距离为作为阵元距离为a，中心观测点和四个观测点分别设置探针以测量电势时域波形；基于所述电势时域波形确定冲击源到达每个观测点的时延，利用十字阵列法进行定位得到冲击源S的坐标。

技术领域

本发明属于埋地管道干扰源定位技术领域，特别是一种地下杂散电流源的定位方法。

背景技术

随着±800(1100)kV特高压直流输电(UHVDC)工程投运，高压直流输电系统在运行期间会有大量电流通过接地极入地，在接地极附近形成恒定的直流电流场，并伴随出现大地电位的升高，地电位的升高会对周围的地埋管线的防腐层造成电腐蚀，从而造成管道损坏，人员安全问题和经济效益都将受到影响。另一方面，包含地铁在内的轨道交通工具正在迅速发展，地铁运行时候的供电大多数情况下为直流供电，一般情况下牵引变电所、机车、走行轨形成一个电流回路，但因为轨道与大地之间并非完全绝缘，存在一定的过渡电阻，有一部分电流会通过排流网从轨道流入大地，形成轨交杂散电流。并且在机车长期运行过程中，轨道的磨损程度会不断加重，轨道绝缘层的老化等因素会使得杂散电流增大，造成道床钢筋和附近埋地金属结构的腐蚀，降低其物理结构强度，形成严重的安全隐患。

目前，对于地下杂散电流的问题，只停留在稳态条件下定性的分析和实测。例如管道运营者往往可以通过管地电位检测到了杂散电流腐蚀，但却不能有效证明干扰源来自哪里。因此，研究产生地下杂散电流的源，构建相关仿真模型，对地下杂散电流源进行定位非常有必要，因为这样才能够减少此类现象发生，从源头上对地下杂散电流源进行相应的预防和处理，而不是在损害发生以后才被动的去调查其中的关联，分析原因。通过以上的分析发现，有必要研究确定地下杂散电流源及定位技术，为解决地下杂散电流产生的危害提供技术支撑，具有重要的现实意义。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种地下杂散电流源的定位方法，有效的完成地下杂散电流源的定位。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种地下杂散电流源的定位方法包括：

基于大地的相对介电常数测量电磁波在大地中的传播速度，其中，电磁波在介质中的传播速度为v，电磁波在真空状态中传播速度为C，ε_r和μ_r分别为大地介质的相对介电常数和相对磁导率；

建立五个探针的地下杂散电流定位模型对地下冲击源进行定位，五个探针组成的阵列为十字阵列，定义xy作为平面，以十字阵列的中心观测点A1(0，0，0)作为坐标原点，杂散电流冲击的冲击源S的坐标为(x，y，z)；四个观测点按照中心观测点A1对称分布，四个观测点到中心观测点A1的距离为作为阵元距离为a，中心观测点和四个观测点分别设置探针以测量电势时域波形；

基于所述电势时域波形确定冲击源到达每个观测点的时延，其中，以冲击源S到达十字阵列中心A1的时间为基准，其时间为t1，计算冲击源S到达其他4个观测点A2-A5的时间与到达中心点的时延为Δt2-Δt5；

利用十字阵列法进行定位得到冲击源S的坐标，其中，