基于FDTD方法的垂直接地體沖擊時-頻特性分析

陶玉郎，馮建偉，張其林，申 元，侯文豪，姜 蘇，4，王夢寒

（1.南京信息工程大學氣象災害教育部重點實驗室/氣候與環(huán)境變化國際合作聯(lián)合實驗室/氣象災害預報預警與評估協(xié)同創(chuàng)新中心/中國氣象局氣溶膠與云降水重點開放實驗室，南京210044；2.蘇州市氣象局，江蘇蘇州，215000；3.云南電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院，昆明650217；4.貴州省電力設計研究院，貴陽550000）

0 引言

接地裝置是故障電流和雷擊電流的泄流通道，其在沖擊電流下的散流能力決定了接地裝置的防雷保護水平[1]。因此，準確地研究接地裝置的沖擊特性是合理設計防雷性能的基礎，而接地體沖擊散流過程中的土壤非線性擊穿現(xiàn)象則是準確分析接地裝置沖擊特性的關鍵因素[1-2]。在沖擊電流向土壤泄放時，高幅值的雷電流使得土壤中電流密度增大，因而增大了土壤電場強度，超過了土壤臨界擊穿場強，使接地體周圍土壤電阻率大大降低，使其變成了良導體，故降低了接地裝置的沖擊阻抗，而接地體的長度，注入電流幅值等因素都要影響接地裝置的沖擊阻抗。同時由于雷電流高頻率的特點，接地體在雷電流作用下會呈現(xiàn)出與工頻條件下不同的特性，主要表現(xiàn)在土壤的“趨膚效應”，其會阻礙雷電流向接地體遠端流散，積聚在土壤表層，離地面越遠，電流密度越小[2]，大大影響了接地體的沖擊散流特性，因此，十分有必要研究接地體的時-頻沖擊特性。

目前，國內(nèi)外研究接地體雷電沖擊特性的方法主要有沖擊接地試驗[3-8]和數(shù)值模擬。……