基于大别造山带电磁测深数据的磁暴感应地 电场分布特性分析

王泽忠， 张廉杰， 司 远， 倪政泽， 郭苏鑫

(华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室， 北京 102206)

磁暴，即太阳活动引起的地球磁场剧烈变化。根据法拉第电磁感应定律，变化的地磁场会在地面感应出电场，进而在有接地系统的人工网络中产生电流，即地磁感应电流(geomagnetically induced currents, GIC)。GIC频率范围为10-4～10-2Hz，这种准直流电流会对人工网络及其配套设备的安全运行构成严重威胁[1-3]。因此，准确求解地磁扰动地电场成为防治地磁暴灾害的关键。

计算电网中GIC分为2个独立步骤：一是根据所需研究电网的地理位置建立大地电性结构模型，研究地磁扰动地电场的分布；二是根据电网结构参数建立等效直流模型，将地磁扰动地电场作为等效电压源施加在网络中计算GIC。与地上电网结构模型相比，由于大地的电性及其构造非常复杂，以及不同地区的差异大，建立准确的考虑大地电性及其构造差异的大地电阻率模型非常困难。文献[4-5]提出建立水平分层的大地电性结构模型，利用平面波法[6]结合地磁台测量得到的地磁场强度计算地磁扰动地电场。但是对于中国特高压长距离输电线路，其空间尺度达到几百甚至上千公里，所覆盖的区域包含多种地质构造。文献[7-8]将大范围区域分解为多个独立的一维结构，对于每一个小区域采用平面波法计算地磁扰动地电场，再将各个小区域拼接起来得到整个区域地磁扰动地电场。这种分区平面波算法没有考虑交界面处电导率突变对地电场的影响。……