• 地磁感應電流

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    地磁感應電流

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    地磁感應電流(GIC)影響長電導體系統的正常運行,是太空天氣在地面上的一種表現。在太空天氣事件期間,磁層和電離層中的電流會經歷很大的變化,這也表現在地球磁場中。這些變化會在地球表面上工作的導體中感應出電流(GIC)。輸電網格和地下管道是此類導體系統的常見示例。地磁感應電流可能引起問題,例如管道腐蝕加劇和損壞的高壓電力變壓器。地磁感應電流是一個可能的結果是地磁暴,這也可能會影響地球物理勘探調查和石油和天然氣鉆探作業。

    地磁電流

    基礎設施面臨的風險

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    地球外部的時變磁場會感應出大地電流-導電地面中的電流。這些電流產生次級(內部)磁場。由于法拉第感應定律,地球表面的電場與磁場的時間變化相關。表面電場使電流(稱為地磁感應電流(GIC))在任何導電結構中流動,例如,接地的電源或管道網格。以V / km為單位測量的該電場充當整個網絡電壓源。

    導電網絡的示例是電力傳輸網,石油和天然氣管道,海底非光纖通信電纜,非光纖電話和電報網絡以及鐵路。地磁感應電流通常被描述為準直流電(DC),盡管GIC的變化頻率取決于電場的時間變化。為了使GIC成為對技術的危害,電流必須具有一定的大小和發生頻率,以使設備易于受到立即或累積的損害。任何網絡中GIC的大小都取決于網絡的電氣特性和拓撲。xxx的磁層-電離層電流變化,導致xxx的外部磁場變化,發生在地磁暴期間,然后發生xxx的地磁感應電流。顯著的變化周期通常從幾秒到一個小時左右,因此誘導過程涉及上地幔和巖石圈。由于在較高的緯度上觀測到xxx的磁場變化,因此自1970年代以來,已定期在加拿大,芬蘭和斯堪的納維亞的電網和管道中測量地磁感應電流。記錄的GIC為幾十到幾百安培。大風暴期間在中緯度也記錄了地磁感應電流。甚至可能存在低緯度地區的風險,尤其是在突然開始的暴風雨中,這是因為地球日面發生的高,短周期的磁場變化率。

    地磁感應電流最早是在1847-8年太陽周期9出現在新興的電報網絡上的。技術變革和行為網絡的發展使GIC在現代社會中的意義更加重大。海底電纜、電話和電報網絡以及鐵路的技術考慮因素相似。關于這些系統,公開文獻中報道的問題更少。這表明今天的危害較小,或者存在可靠的設備保護方法。

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