《便携式输配电线路施工地质探测装置》

随着国家电网公司打造坚强、智能电网和国家脱贫攻坚工作的逐步开展,大量电网建设工作有序开展。在电网建设设计、施工过程中,经常要对地表以下地质情况进行确认,以便提前预测地下状况,避免施工时误伤地下设施。原有确认地下设施的方法包括搜集分析基础资料、现场调查、开挖验证等,费时费工,整个工程周期也被拉长。若使用较为普遍的探地雷达仪器进行探测,虽然可以得到较为准确的地质情况,但是其体型较大,数据分析软件不能直观显示地下状况,仪器显示波形图需专人分析,探测费用也高,满足不了电力行业便携性、现场数据显示及时性及费用低的特点。为此,项目组研制了该款地质探测装置及探测分析软件。该装置体型小,便于携带,软件系统能直观显示现场地下状况。该装置不但适用电力施工,对于其他有地下施工项目同样适用。项目研究内容包括:

(1)探测装置工作频率研究。探测装置发射天线的主频关系到探测装置的水平分辨率和垂直分辨率,而这两个分辨率的大小直接影响到探测的精密度。项目组根据实际需求,在对电磁波的传播特性进行研究的基础上,对比电磁波在介质中的反射特征,在保证实测图像主要成分回波信号保留最完整的前提下,设定装置中心频率为250MHz,保证图像回传效果最佳。

(2)探测装置数据处理研究。由于在地质探测后,探测会获得大量数据,而这些数据均含有一定的干扰信号。数据处理中,在压制随机的和规则的干扰及内外部因素产生的噪声方面,项目采用了去除零点偏移法对数据进行了预处理,然后采用消减法和平均抵消法去除了探测装置的天线偶和波和直达波。

(3)探测装置探测目标的研究。针对输电线路施工的必要性,项目组考虑了探测装置对探测深度与探测介质的需求。该装置基于对输电线路施工的实际考虑,满足对地下8米以内的介质进行探测的实际需求,探测介质主要针对为地下管线、电缆和大型岩体等。同时开发数据分析软件,对采集到的数据进行及时分析,直观显示探测到的目标物位置及信息。

该项目完成后,研制出输电线路对地探测装置及数据分析软件,同时申报国家发明专利3项(受理状态),授权实用新型专利4项,发表文章3篇,其中1篇EI,一篇中文核心。

研制的探测装置成功通过具有CNAS(中国合格评定国家认可委员会)认证资质检测机构测试,同时在教育部科技查新工作站(L36)进行了检索查新,认为项目在基于改进的目标极点法的地下目标探测与识别方法、基于时域有限差分法的探索数据分析系统和基于极化抗干扰技术的电磁干扰抑制方法方面不同于现有技术,具有创新性。

对地探测装置已成功应用在三门峡供电公司、河南送变电工程公司和三门峡富达集团、卢氏供电公司、灵宝供电公司等大中型企业电力施工过程,产生经济效益4306万元。同时在响应国家三供一业改造中,因老旧小区地下设施不明,各种管道交错繁杂,该产品的应用,避免了多次误挖光缆、电缆、水管等,获得了很好的经济和社会效益。

成果说明

经多方努力,项目历时一年多的研究,最终开发了一款便携式输配电线路施工地质探测装置及分析软件。随后,装置首先在国网河南省电力公司三门峡供电公司进行了应用,应用效果显著后积极在系统内进行了推广,先后有河南送变电建设有限公司、河南富达电力集团有限公司、国网河南省电力公司卢氏供电公司、国网河南省电力公司灵宝市供电公司等几个大中型电力企业进行应用,并为上述企业产生了巨大的经济效益。该装置自16年应用至今,累计新增经济效益4306.5万元。 2016年8月至今,三门峡供电公司将项目装置应用在输变电工程中,为工程设计

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