大地电磁勘探中的电力线工频干扰.pdf

　第３６卷第５期 物　探　与　化　探 Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．５　 　２０１２年１０月 ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬ＆ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮ Ｏｃｔ．，２０１２　 大地电磁勘探中的电力线工频干扰 １，２ １ ３ １ 梁生贤 ，张胜业 ，黄理善 ，孙士超 （１．中国地质大学地球物理与空间信息学院，湖北 武汉　４３００７４；２．中国地质调查局 成都地质调 查中心，四川 成都　６１００８１；３．广西桂林矿产地质研究院地质研究所，广西桂林　５４１００４） 摘 要：大地电磁法勘探中，因电力线频率不单一，产生的工频干扰场量级大，给数据处理造成困难。为给削弱、压 制干扰提供依据，进行了试验。在地表上方某一高度无限长直导线模拟输电线，推导、计算在其通以谐变电流时的 电磁场值。计算结果表明：即使距离输电线５００ｍ处，其干扰场依然可以完全淹没目标信号；但该干扰场有固有特 性和规律。通过探讨得出，在一个波长之外，电力线产生的电磁场为平面波转而成为有用信号，在一个波长之内， 可以根据其电、磁场的方向性有选择地布极，以避免两个方向的视电阻率同时受到干扰。 关键词：电力线；工频干扰；大地电磁勘探 中图分类号：Ｐ６３１．３　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１０００－８９１８（２０１２）０５－０８１３－０４ 　　大地电磁勘探受到的人文噪声干扰中，以高压 考虑到地下电阻率对输电线场的贡献，以及场的各 输电线和民用输电线产生的电磁干扰最为严重，特 分量之间的关系，从平面波叠加原理和麦克斯韦方 别是在基岩出露或碳酸岩分布的地区，由于电阻率 程组出发，推导、计算了无限长导线产生的电磁场， 大而导致电磁信号衰减缓慢，干扰影响范围广。我 探讨其场随空间的变化情况和规律，并结合我国目 国的工业用电频率为５０Ｈｚ，但在实际中频率并非 前高压输电线等级和相关大地电磁测深规范，为电 固定，会在５０Ｈｚ左右漂移，且其电压、电流的畸变 磁法勘探数据采集中避免和压制电力线工频干扰提 还会产生 １５０、２５０Ｈｚ甚至更高次的谐波，也就是 供依据。 说，工频干扰的频率并非单一，而且，其强大的干扰 １　干扰场基本理论 场往往是目标信号的几十倍。这些给常规大地电磁 资料处理（如陷波滤波）带来很多麻烦，实际生产中 引入直角坐标系，使ｘＯｙ面与地面重合，ｚ轴垂 往往加以避让。 直向下，并假设沿ｙ轴方向ｈ高度处有一通以谐变 目前，有关大地电磁测深的技术规范都要求距 电流的无限长直导线，如图１所示。则在半空间，其 高压输电线 ［１，２］ ［４］ ５００ｍ之外 ，然而输电线产生的场 地表电场分量为 ： 不仅和其自身负载的电流幅值、载线根数有关，还和 ∞ ｉ Ｉ １ ｕ－ｕ ωμ ｕ（ｚ＋ｈ） ０ １ －ｕ（ｚ－ｈ） Ｅ ＝ ｅ０ ＋ ｅ０ · 地下电阻率有关，因此不同情况下其干扰程度也会 Ｏｙ ∫[ ] ２ ｕ