务孔永，惠 康，张国锋，郭 洁

（1.河南四达电力设备股份有限公司，河南 许昌 461503；2.西安交通大学，西安 710049）

0 引言

当杆塔或输电线路遭受雷击时，雷电流入地后沿接地以垂直于接地导体表面的方向向土壤流散[1]。在散流过程中接地导体间的屏蔽效应[2]、端部效应[3]、电感效应，以及土壤中的火花效应是影响冲击电流散流效果的主要因素。散流效果差会造成冲击接地阻抗过高，降低线路耐雷水平[4]。

传统降低冲击接地阻抗的方法是增加接地导体长度或数量，但由于接地体的电感效应，长度的增加受到限制，即存在有效长度[5-7]。鉴于上述情况，在接地体上增加短导体—针刺，利用针刺头部的强电场扩大土壤中的火花区域，增强接地体近区的火花效应，降低接地体的冲击接地阻抗。

本文根据模拟实验以及有限元仿真，研究接地体针刺设置数量、长度、间距等参数对冲击接地阻抗的影响，并对针刺式接地体的结构进行优化设计，从而降低冲击接地阻抗。

1 模拟实验

1.1 模拟实验原理

相对于真型实验研究，模拟实验具有易于改变土壤参数和接地体参数、对设备和场地的要求相对较低、节约成本等优点[8-9]。模拟实验基于电磁场理论和相似性原理，在保证接地土壤媒质相同的前提下，采用一定的比例对接地体尺寸、雷电流波形等相关量进行缩比，使模拟实验与真型实验的对应点的电磁场相同。文献[10]详细推导了模拟实验的比例尺，主要特征量的比例关系为：

式中：下标为1 的物理量表示真型实验特征量；……