電火花震源

電子裝置，在微秒級別放電產生電弧汽化水形成衝擊。交流電源經升壓、整流後，儲存在高壓電容器組中，大量存儲的高壓電能通過專用的放電電極瞬間放電，在介質中通過脈衝大電流，使周圍介質汽化，形成高溫高壓區，從而產生衝擊波，成為振動波的震源。

基本介紹

• 中文名：電火花震源
• 外文名：Spark source
• 又稱：多電極電火花震源
• 地震波頻率：2—500z
• 類型：非炸藥震源、電能震源

起源及發展

電火花震源是最早套用于海洋地震勘探的非炸藥震源，1957 年阿爾卑斯地球物理公司生產了世界第一台電火花震源系統。然而由於傳統電火花震源子波重複性差，傳統電火花震源逐步被槍震源所替代。近年來隨著電力電子技術的發展，電火花震源又重新套用於海洋工程地震勘探，其電源部分和發射陣都得到了很好的改進，為區別於傳統電火花震源，稱為多電極電火花震源(MES)，習慣上仍簡稱為電火花震源。

組成

電火花震源由電源控制台、變壓整流、放電電阻、高壓電容器組、特製點火開關、放電電纜及電極等部分組成。高壓放電同軸電纜由車尾部引出，電纜末端裝有專用的放電電極。

組成

工作過程

電火花震源的工作過程是：

工作過程

由人工控制將外部發電機（30KW）或市電所供電壓220V或380V， 經調壓器和高壓變壓器升壓為10KV電壓，整流後變直流儲存到高壓電容器組中,由控制系統監控測試充電情況和安全保護裝置。充足電後，由人工或儀器遙控系統控制觸發系列，使點火開關瞬時打開，在電容器組兩極及電纜放電電極形成迴路，在放電電極端產生電弧，從而形成電火花震源。

充電過程，由30KW柴油發電（或市電） 供給三相交流電於A、B、C、D端，通過空氣開關和瓷保險RD的過流保護，三個交流電流表I用於監視三相充電電流是否一致，送到手柄自藕調壓器下的初級，經調壓送到升壓變壓器的初級，升壓變壓舍享為特製的乾式變壓器，可將電壓升到1×104V，由T₂的次級給出高壓交流電，經由高壓矽堆組成的三相橋式整流迴路D₁~D₆整流, 變為高壓直流，經電阻R1~R3將高壓電能儲存到高壓電容器中，其中R₁用來限制充電電流。點火過程也就是放炮過程，當電容器組C₀₁、C₀₂中的電壓充到預定位時用KV表進行監視切斷充電電源，根據儀器操作員命今，用遙控或手動通過觸發裝置T₄ 、T₅接通分裝在兩組高壓放電迴路中的兩個高壓三極點火開關G₀₁、G₀₂ ，使兩組電容器組中的儲能通過各自的放電電纜，在電極端a 、b和a’、b’同時釋放，形成兩組組合激發的震源放電過程，即當用過震源不再放炮時，或在充電過程中發現問題不能放炮時，為了釋放殘留或儲存在電容器組C₀₁、C₀₂中的電能，閉合觸頭就可達到放電的目的，C₀₁通過電阻R₂釋放能量，C₀₂通過R₃釋放能量。

特點

電火花震源是一種典型的非炸藥地震勘探震源，安全綠色環保，對周圍環境的影響小，可用於各種地震方法。並且可根據需求定製其激發頻率、能量等參數，以此滿足各種工況的使用要求。

電火花震源

其特點包括：

（1）激發的地震波頻率與炸藥激發的地震波類似，適合各種類型的地震勘探。電火花震源產生的塑性形變小，對周圍環境破壞小，所以也適合城市地震勘探。

（2）多次激發子波一致性好。

（3）激發間隔可以定製，既適合走航式探測也適合定點放炮套用。

（4）體積較小，適合陸地和水域等不同野外條件，適用面較廣，能量較大。常見能量從幾百焦耳到幾十萬焦耳，勘探深度從幾米到幾千米。

套用

電火花震源多用於海洋工程地震調查，其穿透深度100～250 m，並具有很高的解析度。根據水深、底質類型、所需的地層穿透深度等要求的不同，震源的輸出能量可以在幾十到數千焦耳之間。目前多電極電火花震源也已經可以用於深層地震調查。

對比

電火花震源與其他震源的對比

與空氣槍震源對比，由於完全沒有“氣泡效應”，效果優於空氣槍。並且，同能量情況下，電火花震源比空氣槍震源體積小，重量輕幾個數量級。

與重錘震源相比，其激發的地震波頻率高於重錘，適合地質構造精細結構的探測。

與炸藥震源對比，綠色環保，對周邊環境影響小。