高压电源在电火花震源领域的应用

前言

电火花震源又称“电火花声源”、“水下等离子体声源”，是脉冲功率技术的重要研究内容之一，利用储能电容将电能储存起来，在微秒级别放电产生电弧汽化水产生冲击。电火花震源可用作地质勘探的震源、油井增产、也可在海洋中用于声波传播特性的研究。本文从高压电源应用的角度出发，谈谈海伏科技的高压电源对此类应用进行了怎样的优化。

更新历史

2019年11月1日 - 初稿

作者：海伏科技——小涛（转载注明出处）
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总体结构

电火花震源主要由充电装置(高压电源)、储能电容器组、放电装置(高压放电开关、同轴放电电缆及放电电极)、控制与安全保护装置(充电控制电路、反峰保护电路、安全接地电路及触发控制电路)等组成。

工作原理

通过高压电源将脉冲电容器C充电至设定电压，触发电路触发三电极开关K，放电电缆对放电电极F间的水间隙放电，能够产生强大的脉冲压力而形成人工震源。放电产生的压力作用于油层可产生微裂隙，达到石油增产的目的。也可在海洋中用于声波传播特性的研究、地质勘探的震源等。

电源系统

早期的电源系统是由电动调压器、工频高压变压器、整流器及充电保护电阻等组成。属于恒压充电，输出电压的上升曲线由电动机的转速决定，达到预期电压之后将调压器的输入供电切断，并将调压器的输出电压调节至0V为下一个工作周期充电做准备。

由于升压变压器是工频变压器，体积、重量都非常大，对于经常要求移动作业的设备来说运输和携带都不方便，现在已经逐渐被高频高压开关电源所取代。

海伏科技对电火花震源应用的优化

海伏科技的全数字开关电源针对电容充电的应用可以实现恒流充电，达到设定电压之后进入保压状态，充电重复精度可达千分之一（更高重复精度可定制），免去了电压判断、控制调压器电机等控制逻辑，只需通过通讯协议对充电电压设定即可。具有全光纤通讯功能可以更好的用于野外、长距离、强电磁干扰等场合。

海伏科技的优势

电火花震源属于强流脉冲系统，海伏科技的工程师多年来从事该领域，对放电反峰保护、放电抗干扰处理、放电环路优化等有多年的实战经验，并且开发了一系列脉冲功率系统的相关配件，如反峰保护电感、全光纤主控器、峰值电流检测模块等；海伏科技将在强流脉冲系统这一领域持续深耕，开发出更多受客户欢迎的产品。

相关产品

应用于强流脉冲的全光纤控制系统：HVHC系列 多端口数据通信控制中心

用于反峰保护的抗冲击电感：HVL系列 高耐压抗冲击电感

参考资料

[1]孙鹞鸿,孙广生,严萍.大功率电脉冲采油技术原理与应用[J].钻采工艺,2002(05):61-63+6.