高精度声波

针对电压行波传感器二次侧故障行波信号不能真实反映电网一次行波波形特征的问题，提出了一种基于L1正则化反演的电压行波高精度检测方法。首先，分析了行波传感器的非理想传变特性，揭示了一、二次行波信号的波形差异性。在此基础上，提出利用小波包变换对观测信号进行多尺度分解，并对各频段信号分别进行反演的方法，从而减小由行波传感器引起的畸变误差。其次，在反演模型中引入L1正则化约束对模型进行稀疏性刻画，使反演结果更能体现真实故障波形特征。最后，利用快速迭代收缩阈值算法(fast iterative shrinkage-thresholding algorithm, FISTA)进行迭代求解，将各分量的反演波形线性叠加，实现故障行波信号的精确还原。仿真和实验结果表明：与直接反演相比，所提方法能够实现故障行波在时域和频域上的高精度真实测量，在微弱故障和噪声环境下也能获得较为精确的反演结果，具有一定的工程应用价值。

井间声波层析成像（CT）技术是地下物探方法的一种， 是依据医学 CT 原理，利用两钻孔对目标地质体进行声波扫 描，重建扫描断面内介质速度分布图像，根据波速差异达到 精确探测的目的。声波 CT 解决了地表物探方法探测精度随 深度降低的局限性，具有比电磁波 CT 更好的探测精度和分 辨率，是水电工程勘探和检测行业较理想的一种精细化探测 手段。项目所研制成套设备主要由电火花震源、声波接收探 头、采集主机和成像处理软件等四部分构成。市场上常用井间声波 CT 仪穿透距离只有 3～5m，能穿透 十多米孔距且保证有较好地质效果的应用报道非常少，更谈 不上穿透 30m 以上，且工作效率慢、采样精度不高。本项目 所研制系统的突出优势在于：穿透距离达 30m 左右（水电Ⅲ 类以上岩体达 60m）、探测精度高、初至波清晰、一致性好， 震源充放电速度快、安全性高，支持数字化实时监测和自动 化操控，配套处理软件反演结果准确可靠等。该系统既能对 断层破碎带、松动圈、溶洞、采空区进行精确探测，又能对 岩体质量、大体积混凝土质量、地下隐蔽工程质量进行准确 检测和评价，具有解决各种复杂的综合地质问题的能力，进 一步完善了该项技术在我国水电勘探领域的应用，可广泛应 用到水电岩溶勘探、防渗帷幕及堤防隐患探测、建基岩体质 量检测、灌浆效果检查等工程物探领域，现已成功应用到多 个大中型水电勘探项目和工民建项目，取得了显著的经济效 益和社会效益。