1、隨著國家特高壓、大電網(wǎng)戰(zhàn)略的深入推進，架空輸電線路的保護工作日益嚴峻。架空輸電線路遭受自然雷擊導致的線路跳閘事故是電力系統(tǒng)最常見的故障之一。桿塔接地裝置的散流分布特性及沖擊接地電阻規(guī)律不同于工頻條件下的規(guī)律，表現(xiàn)更加復雜，因而不能簡單地使用工頻特性推導沖擊電流下的特性。以往文獻中對于接地裝置上的散流分布規(guī)律以及將沖擊接地電阻規(guī)律與沖擊散流特性結合起來研究的較少。本文在總結國內(nèi)外研究者對于接地裝置沖擊散流分布規(guī)律和沖擊接地電阻規(guī)律的理論分

2、析和試驗研究后，在實驗室條件下設計并搭建了模擬試驗回路，通過相似原理全面地分析了在不同的因素下，幾種典型桿塔接地裝置的沖擊散流特性與沖擊接地電阻規(guī)律。之后，基于時域有限元分析方法，對典型的桿塔接地裝置進行了仿真計算與研究，考慮了在沖擊電流高幅值、高頻率下的土壤非線性特性及土壤電離擊穿動態(tài)特性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于相似原理，在實驗室搭建了桿塔接地裝置模擬試驗回路，對幾種典型接地裝置模型開展了大量的模擬試驗，通過多個Rog

3、owski線圈測量了各種接地裝置待測點處的軸向電流波形，分析了接地裝置結構型式、沖擊電流峰值、注入沖擊電流位置及注入點數(shù)量對于接地裝置沖擊散流特性的影響。⑵在模擬試驗中，分別測量了沖擊電流在不同幅值及不同注入方式下幾種典型接地裝置的沖擊電流和注入點的對地電位波形，進而得到不同條件下的沖擊接地電阻。結合沖擊散流特性對沖擊接地電阻的變化規(guī)律進行了理論分析。⑶利用有限元仿真分析軟件，在計算中將土壤電導率設置為隨土壤中電場強度大小動態(tài)變化的函數(shù)

4、表達式，充分考慮了土壤非線性特性及土壤電離擊穿動態(tài)特性，使仿真過程更加符合實際沖擊電流流散到土壤的過程，優(yōu)化了仿真計算結果。利用此計算方法，以水平單根接地極從不同位置注入電流為例，通過分析接地極上的電流密度、電勢、土壤電場強度等物理量，直觀地了解了沖擊散流過程中的端部效應，分析了土壤火花放電效應對接地裝置沖擊特性的影響，并將仿真結果與試驗結果進行了對比。⑷采用仿真計算與模擬試驗研究相結合的手段探究了沖擊電流下輸電線路桿塔接地裝置的沖擊散