Труды КНЦ вып.8 (ЭНЕРГЕТИКА вып. 8/2017(8))

Введение Один из существующих способов измерения частотной зависимости диэлектрической проницаемости грунта основан на применении полусферического заземлителя [1]. Однако этот способ обладает тем недостатком, что измеряемая разность потенциалов включает в себя падение напряжения на заземлителе, что приводит к ошибке измерения в случае плохого контакта заземлителя с окружающим грунтом. Чтобы избежать данной ошибки, можно воспользоваться установками метода вертикального электрического зондирования (ВЭЗ), в которых измерение напряжения производится независимо от пути ввода тока, т.е. разность потенциалов измеряется при помощи электродов, не присоединенных непосредственно к электродам, через которые ток вводится в грунт. Таковы, например, установки Веннера, Шлюмберже, дипольные установки. При измерениях на частотах до нескольких мегагерц расположение измерительных проводников может влиять на результаты измерения. Поэтому следует выбрать такую установку, результаты измерений для которой будут наиболее точными. Это можно осуществить расчетным способом. Однако до проведения расчетов с целью выбора установки необходимо определить основные параметры модели расчетов. Измерения могут проводиться как во временной, так и в частотной области. Преимуществом измерений во временной области является получение непрерывного спектра измеренных характеристик. Однако импульс какой-либо формы позволяет проводить измерения лишь для определенного диапазона частот, поэтому для получения результатов в диапазоне частот от единиц (долей) кГц до единиц МГц необходимо использовать несколько импульсов с разными параметрами [ 1 ]. Расчеты электрических характеристик грунта. Для расчетов в статье используется метод конечных разностей во временной области [ 2 ]. Поскольку для выбора методики измерения предполагается выполнить множество расчетов, необходимо выбрать параметры модели так, чтобы минимизировать время расчетов (которое в применяемом методе может быть существенным): необходимо определить максимальный размер шага расчетной сетки, не приводящий к заметной ошибке, тип поглощающих граничных условий, а также расстояние до них. Также следует выявить, какие прочие ошибки возможны при данных расчетах. Расчетная модель изображена на рисунке 1. В данной статье будут рассмотрены только основные параметры модели, поэтому расчеты проведены с упрощенной моделью. Проводники моделировались при помощи метода [3]. Поглощающие граничные условия — CPML (convolutional perfectly matched layer, [ 2 ]). источник напряжения или тока измерение напряжения поглощающие граничные условия Рис.1. Модель расчетов 57