LIAG
 

Eine programmierbare Hochstromquelle mit 50 A von DC bis AC

Großräumige geoelektrische  2D- und 3D-Erkundungen, z.B. an tiefreichenden Störungszonen,  erfordern einerseits sehr empfindliche Verstärker für die Potentialdipole und andererseits eine sehr leistungsstarke Stromquelle für die Einspeisungsdipole. Das LIAG hat 2010 seine alte Hochstromquelle, die mit Gleichstrom-Generatoren betrieben wurde, auf einen modernen elektronisch gesteuerten Transverter umgestellt. Das hat den Vorteil, dass beliebige Signalformen von Gleichstrom bis 100 Hz Wechselstrom erzeugt werden können. Der Transverter arbeitet stromeingeprägt und liefert dadurch konstante Ströme bis max. 50 A bei einer max. Leistungsabgabe von 40 kW. Versorgt wird der Transverter von einem 100-kVA-Drehstrom-Generator. Eine Überdimensionierung des Generators ist wegen der sehr unregelmäßigen Belastung (z.B. durch schnelles Umpolen) erforderlich (Hersteller: Atlas Copco).

Die technischen Daten des Transverters

 

Eingang

  • Spannung: 380 V, 3-phasig 
  • Frequenz: 50 Hz
  • Max. Stromaufnahme: 65 A
  • Max. Leistungsaufnahme:  43 kVA

Ausgang

  • Spannung (max.): ± 1500 V DC
  • Strom (max.): ± 50 A DC
  • Max. Ausgangsleistung: 40 kW
  • Frequenz: DC bis 100 Hz

Hersteller IE Power Inc. Kanada

Der Transverter wird über einen PC mit einer Steuerkarte betrieben. Wichtig hierbei ist, dass die Steuerkarte in Echtzeit arbeitet und nicht durch Windowshandling gestört wird. Die erzeugte Signalform und die Anzahl der Perioden wird für ein Einspeisungsintervall genau vorgegeben, um die Auffindbarkeit der erzeugten Signale an den Potentialdipolen zu erleichtern. Das hierzu erforderliche Steuerprogramm wurde im LIAG entwickelt. Ein Einspeisungsbeispiel links zu sehen.

Anwendungen

  • Dipol-Dipol-Messungen, 2D und 3D
  • Schlumberger-Großauslagen, AB > 10 km
  • Inverse Schlumberger-Großauslagen
  • IP-Messungen
  • Mise-à-la-Masse
  • Gradientenanordnungen

Anwendungsbeispiel

Im Rahmen des gebo-Teilprojekts G2 (gebo: Geothermie und Hochleistungsbohrtechnik) wurden gleichstromgeoelektrische Erkundungen am Leinetal-Störungssystem südlich von Northeim durchgeführt. Neben Multielektrodengeoelektrik erfolgte ein großskaliges Dipol-Dipol-Experiment unter Verwendung der Hochstromquelle (Einspeisungsdipol) und von Geolore-Datenloggern (Potentialdipol). Auf einem 2D-Profil von ca. 2500 m wurden Einspeisungsdipole von 200 m Länge und Potentialdipole von 50 m Länge installiert.

Im Beispiel rechts ist eine Einspeisung mit 40 A zu sehen. Exemplarisch ist darunter das Potential an einem ca. 600 m und einem ca. 2000 m entfernten Dipol dargestellt. Bei der größeren Entfernung sind bereits Störungen enthalten.

Das Beispiel oben zeigt eine Einspeisung mit sehr wenig Strom (ca. 3,5 A). Hierbei werden hochfrequente regelungstechnische Störungen des Transverters sichtbar, die sich aber nicht auf das Empfangssignal auswirken. In der Spannung des 1500 m entfernten Potentialdipols sind technische und tellurische Störungen sichtbar. Die hochfrequenten regelungstechnischen Störungen des Transverters zeigen sich besonders beim Konstanthalten eines Stromes. Bei der Erzeugung z.B. eines Sinussignals sind diese Störungen nicht zu sehen.

Produkte & Publikationen

Titel
Autoren
Jahr
3-dimensional subsurface investigation by means of large-scale tensor-type dc resistivity measurements. Ext. abstract, 4th International Symposium on Three-Dimensional Electromagnetics, 27.-30.09.2007; Freiberg.SCHÜNEMANN, J., GÜNTHER, T. & JUNGE, A.2007
Aufbereitung großer gleichstromgeoelektrischer Datensätze im Frequenzbereich. - Poster, Austauschsitzung des GGA-Instituts, 12.-13.11.2008; Hannover.AGRICOLA, T., JUNGE, A., GÜNTHER, T. & SCHÜNEMANN, J.2008
Eine frei steuerbare Hochstromquelle für niederfrequente Geoelektrikmessungen mit großen Elektrodenabständen. - Poster, 71. Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft, 21.-24.2.2011; Köln.SÜDEKUM, W., MEYER, R., EPPING, D. & GRINAT, M.2011
 

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