电火花震源

在微秒级别放电产生电弧汽化水形成冲击

电子装置，在微秒级别放电产生电弧汽化水形成冲击。交流电源经升压、整流后，储存在高压电容器组中，大量存储的高压电能通过专用的放电电极瞬间放电，在介质中通过脉冲大电流，使周围介质汽化，形成高温高压区，从而产生冲击波，成为振动波的震源。

起源及发展

电火花震源是最早应用于海洋地震勘探的非炸药震源，1957 年阿尔卑斯地球物理公司生产了世界第一台电火花震源系统。然而由于传统电火花震源子波重复性差，传统电火花震源逐步被枪震源所替代。近年来随着电力电子技术的发展，电火花震源又重新应用于海洋工程地震勘探，其电源部分和发射阵都得到了很好的改进，为区别于传统电火花震源，称为多电极电火花震源(MES)，习惯上仍简称为电火花震源。

组成

电火花震源由电源控制台、变压整流、放电电阻、高压电容器组、特制点火开关、放电电缆及电极等部分组成。高压放电同轴电缆由车尾部引出，电缆末端装有专用的放电电极。

工作过程

电火花震源的工作过程是：

由人工控制将外部发电机（30KW）或市电所供电压220V或380V，经调压器和高压变压器升压为10KV电压，整流后变直流储存到高压电容器组中,由控制系统监控测试充电情况和安全保护装置。充足电后，由人工或仪器遥控系统控制触发系列，使点火开关瞬时打开，在电容器组两极及电缆放电电极形成回路，在放电电极端产生电弧，从而形成电火花震源。

充电过程，由30KW柴油发电（或市电）供给三相交流电于A、B、C、D端，通过空气开关和瓷保险RD的过流保护，三个交流电流表I用于监视三相充电电流是否一致，送到手柄自藕调压器下的初级，经调压送到升压变压器的初级，升压变压舍享为特制的干式变压器，可将电压升到1×104V，由T2的次级给出高压交流电，经由高压硅堆组成的三相桥式整流回路D1~D6整流, 变为高压直流，经电阻R1~R3将高压电能储存到高压电容器中，其中R1用来限制充电电流。点火过程也就是放炮过程，当电容器组C01、C02中的电压充到预定位时用KV表进行监视切断充电电源，根据仪器操作员命今，用遥控或手动通过触发装置T4 、T5接通分装在两组高压放电回路中的两个高压三极点火开关G01、G02 ，使两组电容器组中的储能通过各自的放电电缆，在电极端a 、b和a’、b’同时释放，形成两组组合激发的震源放电过程，即当用过震源不再放炮时，或在充电过程中发现问题不能放炮时，为了释放残留或储存在电容器组C01、C02中的电能，闭合触头就可达到放电的目的，C01通过电阻R2释放能量，C02通过R3释放能量。

特点

电火花震源是一种典型的非炸药地震勘探震源，安全绿色环保，对周围环境的影响小，可用于各种地震方法。并且可根据需求定制其激发频率、能量等参数，以此满足各种工况的使用要求。

其特点包括：

（1）激发的地震波频率与炸药激发的地震波类似，适合各种类型的地震勘探。电火花震源产生的塑性形变小，对周围环境破坏小，所以也适合城市地震勘探。

（2）多次激发子波一致性好。

（3）激发间隔可以定制，既适合走航式探测也适合定点放炮应用。

（4）体积较小，适合陆地和水域等不同野外条件，适用面较广，能量较大。常见能量从几百焦耳到几十万焦耳，勘探深度从几米到几千米。

应用

电火花震源多用于海洋工程地震调查，其穿透深度100～250 m，并具有很高的分辨率。根据水深、底质类型、所需的地层穿透深度等要求的不同，震源的输出能量可以在几十到数千焦耳之间。多电极电火花震源也已经可以用于深层地震调查。

对比

电火花震源与其他震源的对比

与空气枪震源对比，由于完全没有“气泡效应”，效果优于空气枪。并且，同能量情况下，电火花震源比空气枪震源体积小，重量轻几个数量级。