时间：2023-11-26 15:33:41
序论：在您撰写电磁发射技术时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
Multi-level electromagnetic launch system modeling
XIA Yujie （Anhui University Communication Engineering Anhui Hefei 230601 ）
Abstract：Electromagnetic emission technology is widely used in military， civilian aspects and gradually replace the traditional firepower， machinery and other means of transmission. So establishing numerical simulation model of the electromagnetic launch system is necessary. By analyzing the characteristics of the transmission circuit and system kinematics， establish electromagnetic launch system model， and thus derived system of equations， choose a better stability Treanor algorithm for solving nonlinear ordinary differential equation， system model established stable solution.
Keyword：electromagnetic emissions； mathematical model； system of equations
一、引言
现有的化学式推进装置有许多缺点，传统的化学式弹射会产生强光、强冲击波以及弹射系统过于庞大和复杂。随着脉冲功率技术、脉冲强磁场、等离子体技术、新材料技术、高能工质技术及测试等相关技术的发展，电磁弹射技术的进展为改进传统弹射方法提供了可能。
二、电磁发射技术分类及工作特点
电磁推进技术对比于传统的机械推进装置和化学高速发射装置来说，具有以下突出优点：（一）能源简单、成本低；（二）可移动性强、工作稳定；（三）电磁推进装置清洁环保，无噪音及其它污染；（四）对推进装置的结构限制较小。电磁发射按照结构不同可以分为导轨式、同轴线圈式和磁力线重接式3种，表3-1分别对三种电磁发射结构进行说明[1]：
2.1导轨型电磁推进器
导轨式电磁推进器是由两条平行的金属导轨和一个抛体电枢及载荷，以及高功率脉冲电源组成，如图2-1所示。电枢位于两导轨之间被加速运动，可以是高导电率的固体金属，也可以是等离子体，或者是两者的混合体。高功率脉冲电源通过开关向导轨和电枢回路通电，提供脉冲大电流，在两平行导轨之间产生强大的磁场，与流经电枢的电流相互作用，产生强大的电磁力，该力推进抛体电枢加速运动。
2.2同轴线圈型电磁推进器
同轴线圈式电磁推进器由固定不动的驱动线圈、被加速的抛体线圈或电枢和激励电源组成。当激励电源通过开关向驱动线圈馈以电流时，驱动线圈中产生磁场或磁行波，同时使抛体线圈载流或电枢感应电流驱动线圈中的磁场对抛体线圈电流产生电磁力=，电磁力含有纵向和横向两个分量，纵向力拉动或推动抛体线圈加速运动。其结构如图2-2所示[2]：
2.3重接型电磁推进器
变化的磁场在抛体上感生涡流，涡流与重接磁场相互作用产生电磁力。重接型电磁推进过程中系统负互感被正互感取代，电感变化较大， 用于加速抛体的轴向力较大，因此具有更高的效率；重接型电磁推进中抛体受力波动较小，抛体加速运动有更大的稳定性。原理图如2-3所示。
三、电磁发射系统结构
3.1 电磁发射器的系统方程
式中：[L]为各个线圈的自感矩阵；[M]为线圈间的互感矩阵； [I]为定子线圈与抛体的电流列阵；[VC]为电容器组的电压列阵；[C]为电容器组的电容列阵；[R]为电阻矩阵；MP、v、X分别是抛体的质量、速度、位置。该系统方程为非线性方程组，参数的变动性与相互耦合性给解方程组带来了困难。首先要计算其系数阵，需要计算分片抛体与定子线圈间互感、自感与互感梯度。在系统发射的过程中，互感与互感梯度与抛体与定子线圈的相对位置有关，因此要进行多次重复计算，选择计算方法时要优先考虑算法效率与计算精度。
3.2 单层螺线管的互感方程
互感梯度的计算转换成四项单重积分运算，利用高斯求积公式可以增加计算精度的可控性。
3.5系统方程的刚性特征
时间常数是通常用来表示指数函数衰减，如果方程组中的时间常数相差很大，方程中的变量变化速度相差较大，导致数值解法误差变大，则此常微分方程组特性为刚性性质，刚性方程又称病态方程。描述刚性方程分量变化差异的量化值为刚性比。
刚性由微分方程自身性质决定，电磁发射中的系统方程组呈现刚性，传统的常微分方程组的解法不适用，所以，求解系统方程组选择对求解刚性方程良好稳定性的 Treanor 算法[4]。
四、结语
电磁发射与以往的发射方式相比具有更高的出速度、发射成本低、准备周期短、发射隐蔽等优点，因此它在武器装备、导弹防御系统、空间应用等许多领域内有广泛的应用前景。目前仍存在着一些有待解决的问题，为电磁发射系统建立恰当的数值仿真模型尤为重要，这会对我国电磁发射技术发展起到关键性作用。
参 考 文 献
[1] Wang Ying， Richard A.Marshall， and Cheng Shukang. Physics of Electric Launch[M].Beijing： Science Press， 2004.
[2]王莹，肖峰.电炮原理[M].北京：国防工业出版社.1995.
关键词：请登电磁探测；闭环控制系统；数字补偿；数字调制
中图分类号：TH762 文献标志码：A
Near-surface Electromagnetic Detection Transmitting System Control Technology
ZHOU Fengdao，LIAN Shibo，XU Fei，HUANG Weining，SUN Caitang
（College of Instrumentation & Electrical Engineering， National Geophysical Exploration Equipment
Engineering Research Center， Jilin University， Changchun 130061，China）
Abstract：Combined with the feature of near-surface electromagnetic emission signals in the frequency domain， an average current and a voltage feedback control were introduced. A digital dual-loop feedback control system was built based on DSP （Digital Signal Processor）. A feedback model was also established in z domain to make the system stability. The steady voltage in low frequency and steady current in high frequency was also realized. Meanwhile， the amplitude of the load-current range of transmitting antennas was reduced， while the requirements of antenna design were decreased. The problems that the broadband detection transmitter was not enough due to the large attenuation of the current in the high frequency and the broadband detection transmitting was not stable due to the large current in low frequency were also avoided. Further， this control technology provided a protection of circuit. Through comparing the simulation after the introduction of dual-loop feedback and open-loop， the parallel dual-loop feedback output current variation was 8.5% of open-loop one from low to high frequencies. The measured results achieved the purpose of design， and provided references for the improvements of near-surface electromagnetic launch system.
Key words：Electromagnetic detection； closed loop control systems； digital compensation； Digital modulation
目前，l率域电磁探测技术被广泛应用于浅层地质调查[1]，工程地质调查[2]，土壤调查[3]，地下设施勘查及地下埋藏金属物、未爆炸物探测等[4].其探测原理是通过发射线圈向地下发射不同频率的电磁波，检测异常体被激发产生的二次场，来对埋藏的物体进行定位及成像.
不同频率反映不同深度的地层信息，在近地表探测中采用的频带范围通常为300 Hz～96 kHz.对于呈感性的发射天线负载，由I=U/R2+（ωL）2可知，随着频率的增加负载阻抗不断增加，高频时负载电流下降，无法保证发射矩.而低频时又由于负载较小，系统难以稳定运行，不必要的大电流对天线的设计也会带来一定的难度.同时，多频发射时，不同频率间的快速切换，引起负载剧烈变化[5]，需要有较快的响应速度才能保证系统快速达到稳定工作状态.为克服负载不稳定的问题，本文引入双环反馈控制，在z域构建电路反馈模型，采用bode图法设计反馈补偿.利用SIMULINK平台进行计算及仿真.通过DSP搭建硬件平台[6]，实现发射系统的双环控制.保证低频稳流，高频稳压，缩小了发射天线负载电流幅值的变化范围，避免宽频发射带来的问题，提高设备的响应速度并提供短路保护功能.
1 双环反馈结构的建立
基于近地表电磁探测发射系统需求，系统选用buck+全桥拓扑结构.总体框图如图1所示，直流电源通过斩波稳流电路和逆变桥路输送到发射天线（其中：IL为buck回路中电感电流，i0为流过负载天线的电流）.针对发射矩波动大的问题，在电路中引入双环反馈[7]，其中内环电流环检测点选取buck电感电流IL ，根据基尔霍夫电流定律，IL可以时时反应负载电流值I0的变化，克服了直接测量天线电流时，由于非线性负载引起的不规则电流波形，平均值计算困难的问题[8]，同时，IL为标准的锯齿波，便于均值的计算.外环电压环通过时时检测输出电压vo构成电压反馈，防止电路出现过压，并提供短路保护.
系统采用电压电流并联反馈结构，其参数整定更容易，响应速度更快.如图2所示为反馈系统结构示意图，内环电流环稳流，外环电压环稳压，并对电路进行保护[9].当逆变桥路工作在低频时，由于负载阻抗小，负载电流大，系统工作在稳流模式下，稳流环工作保证系统输出电流不至过大，烧毁天线；高频时，系统工作在稳压模式.由于天线阻抗增加，若保持原有的输入电流必须提高输入电压，但对于高频探测，其响应多为地表物体，一味提高发射电压不仅会带来元器件选型问题，还会造成高压引起的波动较大，故高频稳压、低频稳流是十分必要的.
2 双环反馈电路建模
2.1 电流环模型建立
对于内环电流环在考虑电容ESR时，由小信号模型分析法可得到其输出电流与输入电压的传递函数为式（1）[10-12].随着频率的变化，负载阻抗不断变化，传递函数模型也随之变化.图3所示为Gid在线圈L0=54 μH， R0=0.5Ω时的传递函数bode图，负载只对低频增益有一定影响，当f大于1000rad/sec时，负载对于传递函数基本没有影响.
式中：iL0为输出电流，vd为输入电压，C为输出滤波电容，Rc为电容C的等效电阻，L为电感，R=（ωL0）2+R20为等效负载阻抗，其中，L0为线圈等效电感，R0为线圈内阻.
在图3所示的开环bode图中，f在1 000rad/sec时，系统bode图幅值有明显的过零尖峰，可见系统的开环传递函数并不稳定，需要进行频率补偿才能保证系统的稳定运行，对于电流环反馈其斩波稳流系统框图如图4所示.Fm为调制比较器；GVin为buck拓扑模型；Vn为外部噪声；Vd为buck输出电压；通过逆变系统G（z），得到输出电流io，经补偿电路Fc，对电流进行补偿运算，补偿方法如下.
对于数字控制的离散系统，将系统Gvin（s）进行零极点匹配等效法进行离散化，得到图4中Gvin（z），零极点匹配法能够保证系统的零极点在转化过程中一一对应，故对经过补偿后，系统稳定性能够得到保证，利用双线性变换z-1=（2-ωT）/（2+ωT）将系统转换到w’平面，对其进行bode图补偿法设计.
为保证系统稳定，进行补偿时，需满足以下条件：，采样频率选择闭环系统带宽的10倍，穿越频率选取为开关频率的1/4～1/5；确保开环增益在穿越频率处的斜率为-1；要保证穿越频率小于右半平面的零点（RHP零点）.引入调节器Fc（z），Fc（z）为具有两个极点，一个零点的PI控制[13]，其传递函数如式（2）所示
式中：ωz1和ωp1、ωp2为理想补偿系统的零、极点；Kc为常数；
利用bode图法进行数字反馈控制的直接设计在f=96KHz时.使低频段高增益，以减少静态误差；中频段保证响应速度；高频段满足抑制高频噪声的要求.得到加入控制函数D（z）后的系统闭环传递函数bode图，如图5所示，补偿后其相位域度约为50°.
2.2 电压环模型建立
对于电压环路，其开环传递函数表达式如下：
其中，R=（ωL0）2+R20，在线圈L0=54 μH， R0=0.5Ω时的开环传递函数bode图如图6所示，该传递函数不稳定，需进行补偿，对于电压环路其稳定的补偿原则与电流环路类似，利用双线性离散化将系统转换到w’域，在w’域进行补偿，当f=300 Hz时，得到的系统传递函数bode图，如图7所示，可见系统鲁棒性明显提高.
2.3 仿真模型的搭建
根据电压电流反馈参数，利用SIMULINK搭建了如图8所示的电路结构进行仿真分析，通过控制电流环和电压环，实现低频稳流高频稳压控制.
其中，电源电压为24 V，负载为0.5Ω/54 μH，电感.开关管Q5的开关频率为50 kHz，开关管Q1～Q4通过改变脉冲触发器调节开关频率300 Hz～96 kHz中固定l点.
对于低频段，如图9所示为f=300 Hz时无buck斩波稳流和有双环反馈时稳态发射电流波形图，开环和闭环发射电流峰峰值分别为66 A和7 A.由仿真结果能够得到，改进后的输出电流变化范围仅为改变前的10.6%，达到预期效果.
仿真结果对于高频段，如图10所示为96 kHz时线圈两端电压波形，由图可知，高频段系统工作在稳压模式，输出电压峰峰值稳定在22 V.
3 数字控制器设计
利用TMS320F2812控制器进行稳压稳流控制，系统时钟150MHz，12位AD转换.数字控制器部分主要实现：数据采集控制、数字补偿、数字脉宽调制，为减轻DSP控制器的计算压力，利用FPGA产生逆变桥路的驱动信号.
3.1 电流均值检测
对于电流均值的计算，若采用传统的均值计算均值计算方法，对每个周期进行取平均，则需要大量的存储空间及计算时间，对于系统调节会带来一定的延迟，本设计将四点采样法用于均值计算[14]，即判断每个周期的起始点、峰值点、谷值点和结束点，进行均值计算，实现降采样，保证运算速度，又能控制平均值的精度.其表达式（4）如下：
iavg（n）=Vs（n-1）+Vp（n-1）+Vl（n-1）+Vs（n）4（4）
其中：iavg（n）为第n个周期平均值，is为第n个周期的起始点值，ip为第n个周期峰值，il为第n个周期谷值.每次采样得到一个新的有效点后重新计算平均值，控制算法最多只有半个周期的延迟时间，能够满足系统的需要.
3.2 控制器补偿算法实现
根据闭环传递函数表达式（5），将其转换为差分序列（6），即可得到控制器的控制算法.
利用DSP内部的存储器和乘法器，实现上式（6）的离散表达式，对于2812型DSP由于其为定点DSP，在计算中需要进行浮点数的转换，实际计算进行一次乘法运算的时间为一个指令周期，远远低于系统的控制工作频率.
3.3 数字调制器设计
对于调制波的产生，相对于电流峰值/谷值检测，电流的均值检测无需斜坡补偿，但引入了大幅值的三角波调制信号，满足误差信号的下降斜率，小于三角波电压的上升斜率，两者比较后产生开关控制信号，由于误差信号远远小于三角波信号的斜率，所以，平均值电流控制法具有良好的抗干扰能力.
锯齿波的产生利用自增、自减计数器实现，将每个周期的锯齿波均匀分成若干个点，通过一个时钟计数器，在上升时间段执行加计算.其数学表达式（7）.
式中：B为三角波幅值，f为系统时钟，fc为三角载波频率，n=0，1，2，3….
4 测试结果与分析
在实验室环境下，利用DSP作为控制器，供电电源为24 V，负载为20匝，边长为30 cm的圆形印制PCB线圈，参数为0.5Ω/54 μH，同时，引入RC匹配电路，其中R=12.8Ω，C=0.1 μF.线圈处串入R=0.1Ω采样电阻，经放大10倍后测得稳态时输出波形如图11所示.
图11（a）为f=300 Hz时流过负载线圈的电流波形输出电流峰峰值为7.2 A，图11（b）为f=96 kHz时流过负载线圈的电流波形，由于匹配电路谐振的影响，输出电流峰峰值为2.2 A.同时，测试电阻寄生电感的影响，输出电流波形中引入部分干扰，实测结果与仿真结果相仿，单频发射时满足电流要求，高频保证发射矩，低频保证系统稳定工作.
（a）300 Hz时波形
（b）96 kHz时波形
5 结 语
采用双环反馈控制原理，实现了低频稳流，高频稳压控制，通过仿真对比引入双环反馈后输出电流变化量为开环时输出电流变化量的8.5%，实测结果与仿真结果相符，低频时保持输出电流恒定在峰峰值7.2 A.高频时保持桥路母线电压稳定电流峰峰值为2.2 A.
基于DSP平台，将四点采样法应用于均值计算，设计并实现了浅地表电磁探测系统，在满足系统工作要求的同时，提供电路保护，避免了现有系统由于频带变宽后负载电流变化大而引起的一系列问题.通过软件仿真和实验验证了该方法的可行性.
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关键词 电磁兼容；电磁干扰；电磁抗干扰；汽车；零部件；手机；便携式无线发射设备干扰
中图分类号 U463 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）122-0200-01
电磁兼容是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。电磁干扰指电磁骚扰引起的设备，传输通道或系统性能的下降。
1 电磁兼容问题的出现
越来越多电子设备的出现并集成在一起使用，使得问题越来越突出，相互之间的影响越来越大，多个电子设备之间相互影响，尤其是现在的汽车电子设备的增多，汽车的智能零部件，控制零部件的数量多样化，复杂化，使得电磁兼容问题越来越突出。常常造成电子设备的性能降低，失效不能工作，误动作甚至损坏等。例如汽车开到某无线发射塔会出现某些频率的收音机出现很大杂音或不能工作。
2 便携式发射设备与汽车电磁兼容问题的出现以及影响
便携式发射设备由于其可移动性，也经常在汽车内使用，或者汽车经常行驶到此内设备附近，如现在最为常见的手机，无线路由，蓝牙设备，平板电脑，对讲机等等。如果这些设备接近汽车的电子装置，就可以造成汽车电子装置的失灵误动作等。如某些手机或者平板电脑放置到汽车的车载导航系统或车载倒车雷达附近，出现导航系统显示图像异常或者倒车雷达异常鸣叫或失灵。又比如汽车开至高压线，无线路由器，雷达站，手机或电视发射塔附近时，都会导致汽车遭受到较强的电磁骚扰而可能出现汽车运行异常，严重的可能造成安全事故。这些都是常见的电磁兼容性问题。
3 汽车对便携式发射设备的抗干扰检测
辐射抗扰度的测试主要集中在了频率为10 kHz-18 GHz的测试，而目前主要各家汽车厂家的辐射抗扰度测试多为200 MHz以上的辐射抗扰度测试并且测试均只进行了连续波以及AM的调幅测试。对于便携式设备由于其频率及其信号调制的多样性，目前的便携式设备的电磁抗扰度检测主要进行了常见设备的一些测试，比如手机频段，对讲机频段，蓝牙，wifi的频段等的测试，对于一些较少见的频段并未进行测试，同时由于无线频率的多样性，国家及地区使用频段的不同，也可能造成测试不全，如收音频段中国为86 MHz-109 MHz，而日本就为76 MHz-91 MHz。如果某车在86 MHz-109 MHz的频段抗干扰能力很差，在76 MHz-91 MHz能力正常，那么就有可能出现该车在日本一切正常，但是车开到中国就可能出现在某些广播信号较强的地方出现异常。
便携式发射设备的抗干扰检测方法（在专业电磁兼容实验室内）：
1）构造出一个便携式发射设备，该发射设备的功率可以调节，使得信号比较强，使汽车电子设备遭受到比较强的便携式设备无线干扰。模拟恶劣情况下的汽车抗电磁干扰的能力。
2）将标准的便携式发射天线移动挨近汽车或零部件的各个部位，各位置点做好标记，缓慢移动便携式发射天线，由远及近，从一个位置到另外一个位置。仔细的观察汽车以及零部件的反应，是否出现任何异常。测试过程中，详细记录检测数据
3）转变天线的计划方向，重复以上步骤2）。
4）对汽车和汽车零部件的各个位置以及各个面重复步骤2），3）的进行试验。
5）更换发射频率，调节发射天线的输出功率，使其达到标准的要求，再次重复2），3），4）的步骤进行试验。测试过程中均记录汽车对每一个频率的抗干扰能力。直到预先计划的频率点全部测试完毕。
以上方法的优点是，测试非常标准，发射功率，信号的调制方式等均可以进行调节。测试在电波暗室中进行，避免对其他设备的影响等。但是测试的费用昂贵。
便携式发射设备的抗干扰检测方法（生活中的实现）：
对于生活中的人们，由于用户汽车的抗干扰能力的个体差异以及个人使用便携式设备的个体差异，可以将设备。用户可以将自己的便携式发射设备，以及自己生活中可能会带到车上的便携式设备移到车上进行试验。比如个人常使用的手机，笔记本电脑，对讲机等等甚至是移动充电器等等设备。将这些设备也进行试验。以个人手机为例，步骤如下：
1）在空旷的地方将汽车缓慢开行。
2）将手机拨通，进入并一直保持正常通话状态。
3）将手机移到汽车的仪表盘上方，停留几秒钟，然后缓慢的在仪表盘上移动，仔细观察仪表盘是否有任何异常。接着将手机缓慢的移到车载导航系统或车载DVD上面。观察汽车的各项性能是否正常。测试过程中，请注意更换手机的朝向。
4）如果有必要，可开启手机的其他无线功能，如wifi以及蓝牙的功能进行测试。
5）必要时可更换家人的另外一部手机进行测试。以上的测试目的是为了防止个人汽车在某些正常情况下，比如高速路上时突然遭受到你常使用的便携式发射设备的干扰而汽车某些性能出现异常。在日常生活中开车时也要多注意汽车在某些情况的异常现象并做好记录。将此类情况进行总结分析，必要时，需要将该情况向相关检测部门咨询。以避免在车辆的使用过程中出现意外情况。
参考文献
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关键词： 调频技术； 电磁发射； 贝塞耳函数； 带宽； 接收机
中图分类号： TN761.2?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）09?0140?04
引 言
电子产品中，时钟频率及谐波、开关电源的开关频率及谐波是PCB板上的主要辐射源，降低EMI传统的方法通常采用滤波、屏蔽和减小辐射效率来实现[1?2]，这些方法均是对EMC三要素中传播途径做工作。随着电子产品数据传输速率的提高，采用滤波来降低电磁辐射发射的方法已经不能完全满足产品性能的需要，滤波仅对13次以上的高次谐波有效[3]，对于基频和13次以下的频率成分没有抑制效果；滤波电容将会引起时钟前沿变缓，增加时延[4]；对于系统的高速要求，滤波电容容量将受到限制；面对数量庞大的数据线，滤波将付出体积、重量和可靠性的代价。减小辐射效率需要对PCB布线做细致的工作，具体细致到什么程度无法量化，如果PCB布线工程师没有EMC专业知识，很难做到一次布线满足EMC要求。调频技术采用扩频原理对周期信号（如时钟、开关频率等）进行处理，利用接收机采用的标准带宽和扩频后带宽的差异，使接收机不会接收到周期信号的所有能量，从而降低周期信号的辐射电平，同时，所有使用该周期信号的数字电路都能受益，降低了PCB布线、滤波措施、机箱和电缆屏蔽的要求。本文通过对调频技术原理和接收机标准带宽相结合，定量分析了调频技术在降低电磁发射中的应用。
1 原理分析
【关键词】地质 物探 地基处理
地质勘探时通过各种手段与方法对地质进行勘查、探测的活动，在经济社会不断发展的今天，将科学技术与勘探技术完美结合是实现地质勘探现代化的重要举措，下面结合相关项目实际情况，分析网络并行直流点法和瞬变电磁法在工程建设中的应用。
一、项目概况
和平村棚户区改造建设工程位于淮南市八公山区，西面为八公山风景区，东侧为新庄孜煤矿，和平村项目位于淮南市八公山区，小区规划总用地面积约38.6公顷。淮南市八公山区为岩溶灾害高发区域，经地质灾害危险性评估和分析，规划区有岩溶塌陷、膨胀土变形二种地质灾害。整个小区划分为地质灾害危险性大区和中等区，建设用地适宜性为事宜性差和基本适宜。
为确保工程建设安全，在工程设计前，对该评估区进行详细的工程地质勘查，进一步查明建筑物下岩溶的发育情况，以便采取合适的防治措施。根据规划情况，初步确定探查区域为规划布置的高层区域，主要探查内容如下：采用高密度电阻率法和瞬变电磁法探查该区岩溶发育情况，由于本区住户密集，对于不适宜采用高密度电阻率法的区域重点选用瞬变电磁方法；探查地表以下深度为50m以上的岩溶发育情况。
二、选择物探方法的探测原理
1、网络并行直流电法探测原理
电法探测拟采用网络并行电法进行探测。探测使用的仪器为并行网络电法仪，该仪器的最大优势在于任一电极供电，可在其余所有电极同时进行电位测量，可清楚地反映探测区域的自然电位、一次供电场电位的变化情况，采集数据效率比传统的高密度电法仪又大大提高，是电法勘探技术的又一次飞跃，是国内率先使用的方法。
2、瞬变电磁探测原理
瞬变电磁法属时间域电磁感应方法。其探测原理是：在发送回线上供一个电流脉冲方波，在方波后沿下降的瞬间，产生一个向回线法线方向传播的一次磁场，在一次磁场的激励下，地质体将产生涡流，其大小取决于地质体的导电程度，在一次场消失后，该涡流不会立即消失，它将有一个过渡（衰减）过程。该过渡过程又产生一个衰减的二次磁场向地下传播，由接收回线接收二次磁场，该二次磁场的变化将反映地质体的电性分布情况。如按不同的延迟时间测量二次感生电动势V（t），就得到了二次磁场随时间衰减的特性曲线。如果没有良导体存在时，将观测到快速衰减的过渡过程；当存在良导体时，由于电源切断的一瞬间，在导体内部将产生涡流以维持一次场的切断，所观测到的过渡过程衰变速度将变慢，从而发现导体的存在。
三、探测技术应用
1、两种物探方法的应用
（1）电法勘探
根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质和电化学特性的差异，通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。
主要的应用范围：广泛应用于提防隐患探测；用于水文、工程、环境的地质勘探及高分辨率电阻法工程地质勘探；用于煤矿采空区、人防工程及卡萨特地区溶洞等勘探；用于金属和非金属矿产资源的勘探和地热勘探。
（2）瞬变电磁法
瞬变电磁法也称时间域电磁法，简称TEM，它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。简单地说，瞬变电磁法的基本原理就是电磁感应定律。
瞬变电磁法探测具有如下优点：由于施工效率高，纯二次场观测以及对低阻体敏感；无地形影响；异常响应强，形态简单，分辨能力强；剖面测量和测深工作同时完成，提供更多有用信息；不受高阻层的屏蔽影响，能穿透高阻层，并采用空间多次覆盖技术，提高信噪比和观测精度；剖面测量和测深工作同时完成，提供更多有用信息，减少多解性。
2、探测方案设计
根据现场情况，共设计10条电法测线，横测线（东西方向）编号为Res-Y1～Res-Y4，纵测线（南北方向上）编号为Res-X1～Res-X6，电法点距5.5m；全区电法测线共10条，测线总长为2955.5m，测点总数为576个点
瞬变电磁测线布置11条测线，其中纵测线5条，编号为TEM-X1～TEM-X5，横测线6条，编号为TEMY1～TEMY6。测线总长为3104m，测点总数为307个点。
3、数据处理与解释
由于网络并行电法数据采集方式和常规电法数据有一定区别，因此在数据处理技术与处理流程上有独特的特点。本次数据的预处理在本物探中心和东华测试有限公司联合编制“网络并行电法解析系统”处理平台上进行。数据处理的重点为三维电阻率反演，直接利用地面不规则测线的空间坐标建立三维反演模型，选用EarthImager 3D软件平台，可获得测区范围内三维电阻率数据体，成果图选用了surf8.0和AtuoCAD软件进行辅助成图。处理步骤为：数据解编――突变电位、电流剔除――AGI格式导出――三维建模――3D电阻率反演――结果成图。
瞬变电磁数据处理在MSD平台上进行，处理流程为：数据转换-数据点平滑-测点坐标校正-晚期视电阻率计算-时深转换-剖面成图。
4、数据分析解释
从地质条件上分析地下溶蚀地质条件的存在使得灰岩地层的电性发生明显变化，电性的变化不仅与溶洞的溶蚀程度及范围有关同时也受溶洞充填物影响。即灰岩溶洞在充水或充泥条件时阻值较低，而充填物较少或溶洞空腔则为高阻反映，在雨季表现低阴，在枯水期又表现出高阻。由于溶洞、风化程度的差异使得灰岩具有很强的结构不均性一，因此在介质弹性上具有很强的波阻抗差异，并且表现出低频，衰减变慢等特征。基于上述所分析的溶蚀区地球物理条件，以此为解释原则结合本工程地质条件对本次岩溶探查结果进行初步分析解释。
本次综合物探勘查根据电法、瞬变电磁法电阻率在平面和剖面上分布的均一程度将探查区划分为1区、2区和3区共三个区，在平面位置上1区位于探查区西南，2区位于泄洪沟两侧，3区位于探查区东北，在电阻率分布上1区和3区均一性差，2区均一程度相对较好。三个分带区同本区的地质层位基本对应，由于不同年代灰岩差异风化等因素使得1区和3区溶蚀程度较高，基岩界面处溶沟、石芽等溶蚀地貌发育，2区溶蚀程度相对低，灰岩完整性相对较好。通过物探勘察，查出了部分异常情况，基本探明地下岩溶分布，为降低受测区建筑物及其他设施的影响，对本次物探异常点加强岩土工程勘察验证，进一步探明异常区的具体工程地质特征，以便采取更加得当的地基处理措施。
四、结束语：
实践表明，在工程地质勘察中，尤其是在地质灾害易发区域进行工程建设时，单纯利用一种勘探手段，往往不能取得良好的勘查效果，而多种勘探手段有机的综合使用，往往可取得事半功倍的效果。淮南市属于岩溶多发区，利用工程物探手段，提前探明规划区地质条件，尤其是断层以及岩溶分布情况，对下步工程钻探具有较强的指导意义，避免了工作的盲目性。
参考文献
[1]岩土工程勘察规范 GB50021-2001
[2]浅层地震勘查技术规范 DZ/0107-1997
关键词：电气二次设备；状态检修技术；发电厂；电力系统；计划检修 文献标识码：A
中图分类号：TM73 文章编号：1009-2374（2015）30-0127-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.30.066
1 概述
在发电厂的电力系统中，电气二次设备一样需要检修，只有这样才可以与一次设备同步进行，目前计划检修已不能满足电力发展的要求。随着水电站自动化元件、微电子技术、计算机技术、通信技术等的高速发展和应用使电气二次设备检修成为可能，并适应电力部门向市场化现代企业模式的转变，来适应现代电力系统的发展需要。对电气二次设备的检修是现如今比较热门的一个课题。近几年我国电力市场的改革不断深入，各个电力单位之间的竞争也非常激烈，我们对电气二次设备的状态来进行检修是许多电力企业所面临的一个重要问题，现在的研究方向一般是针对电气的一次设备来进行研究的，对二次设备的状态检修分析还是比较匮乏的。
2 二次设备检修简述
以前我们对继电的保护，主要是依据传统的继电保护条例上的规定来进行的，主要内容是对继电保护、二次回路接线、安全自动装置来进行定期的检测。这样才能够确实地保障供电装置的功能可以正常运行，同样也保障回路的接线和定值是对的。假如在对设备进行两次校验之间，我们的保护装置出现了问题，不能正常工作，无法对电力设施进行保护，只有在下一次检测才能够知道，这是非常严重的，因此电气二次设备一样需要检测，实现一次和二次设备检测保持同步，对电力系统的发展迈出非常重要的一步。
2.1 简述二次设备检修的作用
在实际工作中，电气二次设备的检修不仅是在线监测与诊断，电气二次的状态检测还需要对设备的运行进行维护，包括进行预防性质的试检测、对设备进行带电的测试、对电气设备进行管理检修以及验收等，最后我们还需要对所有的设备进行管理，并且把检测后得出的信息进行综合分析，对出检测的时间和地点进行决策。
2.2 二次设备检修的作用
我国近几年对电力系统的体制进行了大规模的改革，电力系统的经营理念也发生了巨大的转变，随着经济的发展对供电可靠性的要求越来越高，缩短停电时间甚至不停电是现在社会经济发展的必然要求。所以这就迫切地促使电力系统对电力设备进行定期检修由以前的到期进行检修改为需要时进行检修，这样的改革对提高电力单位生产效益有着非常重要的意义。电气设备二次状态检修是一种比较先进的技术和检修管理，在电气设备检修上来说是一次技术上的革命。状态检修对以前所规定的定期检修可以有效地克服其弊病，并且还能够在保障电气设备安全工作的同时，减少充分检修的次数，同时还提高了电气设备的经济效益与社会效益，也增加了供电可靠性。
3 电气二次设备检修
3.1 电气二次设备进行检测
近几年我国的经济发展迅速，计算机技术也广泛地运用于工作学习生活中，当然电力系统也不例外。随着计算机的运用，继电保护设备的稳定性和安全性都得到了提高，以前的电气设备的检验规范已经远远不能满足现在的需要了。我们可以根据功能将电气设备分为一次设备和二次设备。二次设备主要包括继电保护、故障录波和自动装置、就地监控与远动。二次设备能够安全稳定地工作，是保障整个电网系统可以正常稳定安全运行的一个最基本的条件。在实际工作中，一次设备的状态检修技术不断提高，不停电检修技术不断推广发展，使得现在停电的时间越来越少。我们对电气二次设备的检修要求也提高了，电气二次设备检修的规范、检修的方法以及检修的期间都需要改革，如果对电气二次设备也实行状态检修，那就可以大大地提高二次设备运行的稳定性和安全性，对电力系统的发展提供了有力的基础。如果对电气二次设备进行状态检修，那么我们就要对二次设备进行全方位的了解，还要对二次设备现在的状态给出正确的评估，我们需要根据评估的结果来对下次检修进行合理的安排。
3.2 电气二次设备的状态监测
在工作中对电气二次设备的状态进行监测是其状态检修的基础，对二次设备进行监测主要就是对二次设备的工作运行进行监测，保障二次设备性能的安全可靠，并对其的使用效期进行评估。二次设备所监测的对象主要是整个单元或者整个系统，并不是这个单元的某个元件。我们需要监测所有元件之间动态的信息，有些元件是需要离线才能够进行监测的，也就是说电气二次设备的离线检测信息是对电气设备进行状态诊断与监测的基本条件。
3.3 如何进行电气二次设备的状态监测
电气的二次设备状态监测在技术上还是比较经济的。我们在不增加投入的情况下，需要对现有的测量手段进行充分的利用，以进行设备的二次检测，比如对直流回路进行绝缘监测等。在进行电气设备二次监测的过程中，一般采取的都是设备校验法、设备对比法、设备特征字法和编码法这几种方式。在监测保护装置的时候，需要我们通过对设备或者部件进行加载来监测和诊断程序的自动测试能力。随着计算机的自我保护能力和计算机的自动装置所具有的诊断能力在不断更新完善，将会使得电气的二次设备监测技术变得更加完善、
可靠。
4 电气二次设备检修容易出现的技术问题
4.1 在电气二次回路的监测阶段容易出现的问题
我国目前的保护装置计算机化，形成了对二次设备的监测比较容易实现状态监测。由于电气的二次回路的设备组合较为分散，是由一些继电保护和每台设备相连的电缆组成，通过在线来监测继电保护的触点与回路接线是比较困难的，同时经济效益也体现不出来，电气的二次回路要从设备的管理方面开始着手，最后我们还要根据在线监测的数据信息来进行判断。
4.2 电力系统二次设备的电磁抗干扰监测问题
就我国的目前情况来看，现场的电磁环境监测与管理并不在所规定的检测规范内。电磁兼容性进行考核试验是二次设备的状态检修内一个极其重要的检测工作。现如今我国微电子元件与高集成的电路在电气二次设备中的运用非常广泛，导致电气二次设备对电磁干扰非常敏感，这样就很容易造成二次设备在电磁波干扰下通讯信号不稳定和自动装置出现波动以及元件受到损坏。
4.3 简述二次设备检修与一次设备检修
在实际工作中，电力系统中一次设备与二次设备的检修并不是没有联系的。一般情况下，二次设备检修主要是在一次设备进行停电检修的时候才可以进行检修的。我们在对二次设备进行检修之前，要对这次检修做出决策，决策时我们还要密切关注一次设备此时的状态，同时对这次检修还要进行技术上的分析。在进行检修时既然需要停电进行检修，我们就要尽量减少停电给电力企业在经济上造成较大的损失，我们还需要减小设备检修的次数，尽量降低检修费用，来保障二次设备检测的顺利进行。
5 结语
我国经济的发展促进了电力系统这个基础设施的发展，为了跟上电力系统的不断发展，我们需要对电气设备进行状态检修，这是电力系统向现代化发展的重要基础。随着计算机信息化在电力系统的广泛使用，电气二次设备的状态检测技术现在已经非常成熟了。
参考文献
[1] 李学亮，陈锦鑫.电力系统设备监测的现状分析[J].电网技术，2012，24（11）.
[2] 吴亚力，庄淑红.设备状态检修体制及发展状况[J].湖北电力，2014，22（3）.
[3] 肖新龙.电力系统微机保护培训教材[M].北京：中国电力出版社，2013.
【摘要】二次设备作为发电厂电气系统主要构成内容之一，它的运行状态对于总体发电厂生产和运行具有决定性的影响。一定要加大对于二次设备状态检测的力度，同时选择合理有效的检修方式，减少二次设备出现故障的次数，增强发电厂电气系统运行稳定程度。因此，本文主要阐述了发电厂电气二次设备检修技术，旨在给其提供一定的参考和帮助。
【关键词】发电厂 电气二次设备 检修 技术
最近几年，由于通信和计算科学等技术以及自动化元件等不断加快发展的速度，发电厂电气二次设备检修手段和策略产生了极大的改变。针对发电厂电气二次设备具体运行的特点，使用科学的检修技术，确保故障检测和诊断工作的真正落实。充分发挥出维护和检修工作的作用，让发电厂电气二次设备一直处于一个理想的运行状态，增强其经济和社会效益。因此，下面将进一步阐述发电厂电气二次设备检修技术。
一、发电厂电气二次设备检修概述
以往我们对于继电保护，通常是完全按照继电保护调理上面的要求实施的，关键内容就是对于继电保护和二次回路接线，安全自动设备在规定的时间里进行检测。进而可以保证供电设备功能的良好使用，并且还可以确保回路接线及定值是正确的。若在对于设备实施二次核对期间，保护设备发生故障，无法顺利的运行，没有办法保护电力设备，只有在下一次进行检测的时候才能够发现，这是十分严重的。所以，电气二次设备也需要定期进行检测工作，保证和以此设备检测一致，这也是电力发展的必经之路。
二、发电厂电气二次设备检修的必要性
由于我国最近几年电力系统体制的改革，促使其经营理念也产生了极大的变化。由于经济发展对于供电可靠程度方面提出了更高的要求，减少停电的时间，甚至达到完全不停电，这也是社会快速发展所提出的基本要求。因此，这就急切的让电力系统对于电力设备实施定期检修，由以往到期组织检修，转变成需要时便组织检修，这样的转变有利于提高电力单位生产的效益。电气设备二次状态检修属于十分先进的一项技术，和检修管理，状态检修能够有效弥补之前定期检修存在的不足之处，同时还可以在确保电气设备不停止运转的情况下，降低检修的频率，有效提升供电的可靠程度。
三、发电厂电气二次检修技术及方法
（一）人工神经网络技术。通过人工神经网络诊断技术，能够准确的判断出二次设备部分比较复杂的故障，合理预估其故障严重性，判断其可能存在的故障问题。在具体使用的过程中，BP网络诊断方式有着良好的实用性，利用其对于二次设备故障进行诊断的时候，关键是借助传感设备去收集其噪音和电流以及故障等一系列的信息，之后依照傅里叶变换原理对于二次设备故障数据信息进行分析和处理，最终在BP网络当中当中录入特征信号频率峰值，通过神经网络传达出故障的种类，并且其还有联想记忆和自主学习以及映射二次设备反映故障种类以及输入特征信号的功能，进而能够快速准准确的诊断出二次设备存在的故障。
（二）信转变技术。使用数学转变方式，比如，小波变换法，能够调整二次设备故障及电气信号，对于其进行具体的分析。在分析发电厂电气监督控制设备工作过程中故障的情况，可以在多尺度环境借助小波转变特殊检测二次设备部分地方突变点能够得到其故障信息，监控设备运行参数的改变情况。这样小波转变诊断的方式可以在其正常工作下进行，可靠性和稳定性均比较强。
（三）收集数据。工作人员应运用现代化信息管理方法，全面、详细地记录发电厂电气二次设备的运行状态数据，并定期进行测试，加强实时状态监测，形成二次设备的原始数据资料。通过这些分析这些资料和数据，全面、科学、客观地判断二次设备的运行状态，有针对性地进行设备检修。
（四）状态监测。状态检测属于发电厂电气二次设备故障检测的基础，其重点是通过二次保险断开报警，纸篓回路绝缘测试，TV与TA断线检测等检测的方式。电气系统智能故障诊断系统和计算机自动设备自诊断技术的广泛应用给其状态检测提供了可能。目前，计算机保护设备内部所有模块能够循环诊断保存设备，A/D转换等一系列插件的条件下，使用特征字和监控定时以及编码等方法进行检测。发电厂电气二次设备状态检测对象重点涵盖自检和信号系统以及直流掌控等，其核心内容是检测逻辑分辨系统软件的作用和硬件逻辑，判断回路和信号系统以及直流控制系统信号回路和掌控操作的精准程度等。对于其实时性能进行检测。比如，电压和电流互感设备的实时变化，收集离线监测数据，使用在诊断电气二次设备运行状态的监测工作。
（五）科学预测设备状态。针对发电厂电气二次设备获得的数据，对其状态进行分析，参数和数据二者的关系，同时经过分析其启动和停运的次数，和工作的时间等，具体分析其运行的详细情况，判断二次设备存在的故障，之后采用针对性的检修维护策略。
（六）加大机械设备管理力度。在电力工程施工的时候，有关工作人员必须要认真检查设备，保证其性能和幸好以及质量这些方面都能够符施工规定。若发现施工设备的问题，必须要采取有效的方法进行维修，或者是更换，严禁存在以此充好这类问题。施工单位必须要聘请专业性较强的操作人员，买入高精细化设备。同时，在施工的时候，安排专业的技术工作者检查设备工作的具体情况。
结束语：通过本文对电厂电气二次设备检修技术的进一步分析和阐述，使我们了解到电气二次设备状态检修作为电力系统使用和发展的前提，计算机保护自诊断技术应用促使设备状态检测技术提供了进行的可能。并且，因为一些保护拥有的PLC功能，促使保护的检测范围能够拓展到设备之外的回路当中，给见识保护系统有关回路奠定了良好的基础，也可以说由保护设备的检测变成了有关回路的检测，进而让继电保护状态检修有了实施的可能。因此，希望通过本文的阐述，能够给发电厂电气二次设备检修方面提供一定的参考和帮助。
参考文献：
[1]丁立华.发电厂电气设备检修方案的优化与技术创新[J].山东工业技术，2016，06：191.
[2]张云枫.基于水电厂自动化技术的电气二次设备状态检修论述[J].科技与企业，2015，14：224.
