陶玉郎，馮建偉，張其林，申 元，侯文豪，姜 蘇，4，王夢(mèng)寒

（1.南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/氣候與環(huán)境變化國(guó)際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室/氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警與評(píng)估協(xié)同創(chuàng)新中心/中國(guó)氣象局氣溶膠與云降水重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)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(zé)任公司電力科學(xué)研究院，昆明650217；4.貴州省電力設(shè)計(jì)研究院，貴陽(yáng)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(hù)水平[1]。因此，準(zhǔn)確地研究接地裝置的沖擊特性是合理設(shè)計(jì)防雷性能的基礎(chǔ)，而接地體沖擊散流過(guò)程中的土壤非線性擊穿現(xiàn)象則是準(zhǔn)確分析接地裝置沖擊特性的關(guān)鍵因素[1-2]。在沖擊電流向土壤泄放時(shí)，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(chǎng)強(qiáng)度，超過(guò)了土壤臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)，使接地體周圍土壤電阻率大大降低，使其變成了良導(dǎo)體，故降低了接地裝置的沖擊阻抗，而接地體的長(zhǎng)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(shí)由于雷電流高頻率的特點(diǎn)，接地體在雷電流作用下會(huì)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(yīng)”，其會(huì)阻礙雷電流向接地體遠(yuǎn)端流散，積聚在土壤表層，離地面越遠(yuǎn)，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(shí)-頻沖擊特性。

目前，國(guó)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(yàn)[3-8]和數(shù)值模擬。沖擊接地試驗(yàn)接近于實(shí)際情況，所得結(jié)果直觀，但耗費(fèi)成本較高，而數(shù)值模擬可方便地改變接地體參數(shù)，分析其沖擊特性。數(shù)值模擬方法主要包括：1）基于電路理論[9-12]的數(shù)值計(jì)算方法；2）基于傳輸線理論[13-17]的方法；3）基于電磁場(chǎng)理論[18-21]的方法。其中電路理論方法和傳輸線理論方法在處理土壤非線性擊穿效應(yīng)時(shí)沒(méi)有考慮擊穿效應(yīng)的不均勻性和時(shí)變性，并且對(duì)于復(fù)雜的接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)，散流過(guò)程中的電路參數(shù)計(jì)算過(guò)于復(fù)雜。而電磁場(chǎng)理論的方法是計(jì)算結(jié)果最精確的一種方法，基于電磁場(chǎng)理論的方法分為積分方程法和微分方程法兩類，包括了有限元法（FEM）[22-24]，時(shí)域有限差分方法（FDTD）等數(shù)值計(jì)算方法，其中時(shí)域有限差分（FDTD）算法直接基于麥克斯韋方程組進(jìn)行計(jì)算，可以精確迭代和求解空間任意位置的電磁場(chǎng)，該方法已經(jīng)廣泛運(yùn)用于分析求解很多的電磁場(chǎng)問(wèn)題，同時(shí)也可以方便地考慮土壤的非線性特性，土壤特性，地網(wǎng)結(jié)構(gòu)和注入電流特征等各因素的影響[25-26]，因此FDTD方法十分適合于接地體的沖擊特性分析。

綜上所述筆者將從麥克斯韋微分方程出發(fā)，采用FDTD數(shù)值分析方法，在考慮了土壤非線性擊穿現(xiàn)象的基礎(chǔ)上建立垂直接地體計(jì)算模型，于時(shí)域內(nèi)研究不同接地體長(zhǎng)度和不同電流幅值對(duì)垂直接地體沖擊特性的影響，于頻域內(nèi)研究垂直接地體在不同正弦電流頻率下的沖擊特性。

1 模型及算法介紹

1.1 垂直接地體計(jì)算模型

基于時(shí)域有限差分法的垂直接地體仿真模型[27]如圖1所示，激勵(lì)電流源從中心引下線上方注入接地體，電流經(jīng)過(guò)垂直接地體散流到土壤，然后電流流入4根輔助電極經(jīng)過(guò)連接導(dǎo)線回到激勵(lì)源處，形成一個(gè)完整的電流泄放通道，4根輔助電極主要作用是在土壤中建立電流泄放回路。整個(gè)模擬空間分為上下兩個(gè)部分，上為空氣，下為土壤，在模擬空間邊界處設(shè)置吸收邊界UPML，激勵(lì)電流源采用雙指數(shù)型電流源8/20μs。整個(gè)計(jì)算域中的導(dǎo)體（包括垂直接地體、連接導(dǎo)線和輔助電極）都采用細(xì)導(dǎo)線技術(shù)等效方法。

1.2 土壤非線性擊穿模型

采用基于Liew和Darveniza（1974）提出的土壤非線性擊穿模型[28-29]，在該模型中，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度還未達(dá)到臨界擊穿強(qiáng)度Ec時(shí)，土壤電阻率為恒定值ρ0；當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)Ec時(shí)，土壤開(kāi)始電離擊穿，土壤電阻率ρ逐步減小，呈現(xiàn)非線性變化；但隨著時(shí)間的增加，電場(chǎng)強(qiáng)度開(kāi)始減小，當(dāng)小于臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)Ec時(shí)，土壤電阻率ρ增加，呈現(xiàn)非線性變化。見(jiàn)圖2。

圖1 接地體計(jì)算模型示意圖Fig.1 Calculation model of grounding electrodes

圖2 土壤非線性擊穿模型Fig.2 Soil nonlinear breakdown model

1）恒定過(guò)程：當(dāng)土壤中的電場(chǎng)強(qiáng)度E還未達(dá)到擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度Ec時(shí)，土壤電阻率ρ等于一個(gè)恒定值ρ0。

式中：ρ0是低頻下測(cè)得的土壤電阻率值。

2）電離過(guò)程：當(dāng)土壤中的電場(chǎng)強(qiáng)度E大于了擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度Ec時(shí)，土壤電阻率ρ隨著時(shí)間增加而減小：

式中：τ1是電離時(shí)間常數(shù)，隨著時(shí)間增加電阻率減小的過(guò)程代表了土壤電離過(guò)程。

3）去電離過(guò)程：當(dāng)在電離區(qū)域土壤中的電場(chǎng)強(qiáng)度E小于了擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度Ec時(shí)，土壤電阻率ρ隨著時(shí)間增加而增加：

式中：ρi是電離過(guò)程中的電阻率最小值，τ2是去電離時(shí)間常數(shù)，隨著時(shí)間增加而電阻率從ρi增加到ρ0的過(guò)程代表了土壤的去電離過(guò)程。

1.3 接地體的FDTD算法介紹

1.3.1 接地體散流過(guò)程的物理方程

沖擊電流經(jīng)接地體向土壤中流散時(shí)，它們?cè)诳臻g的分布隨時(shí)間的變化而變化，整個(gè)場(chǎng)域的電場(chǎng)和磁場(chǎng)都具有時(shí)變場(chǎng)的特征，即變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)。所以在建立接地體計(jì)算模型時(shí)，土壤中的位移電流不可忽略，變化的磁場(chǎng)所激勵(lì)的感應(yīng)電場(chǎng)也不可忽略[30]。因此在土壤中，根據(jù)電磁場(chǎng)理論，全電流定律和電磁感應(yīng)定律等定律可以完整表述整個(gè)散流過(guò)程中的電磁場(chǎng)分布規(guī)律，描述如下：

式中：H為磁場(chǎng)強(qiáng)度，D為電位移矢量，E為電場(chǎng)強(qiáng)度，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，ε為介電常數(shù)，μ為磁導(dǎo)率。

1.3.2 基于微分形式的FDTD方程

FDTD方法是由微分形式的麥克斯韋旋度方程出發(fā)進(jìn)行差分離散從而得到一組時(shí)域推進(jìn)方程[31]，它的主要思想是首先用有限差分來(lái)近似麥克斯韋方程中的空間和時(shí)間導(dǎo)數(shù)，其次構(gòu)造一組方程，以前一時(shí)間步瞬時(shí)場(chǎng)值來(lái)計(jì)算后一時(shí)間步的瞬時(shí)場(chǎng)值，由此來(lái)構(gòu)造時(shí)間向前推進(jìn)的算法，以模擬電磁場(chǎng)在時(shí)域的進(jìn)程。因此上述式（4-7）微分形式的麥克斯韋方程在直角坐標(biāo)系下可表示為

然后根據(jù)時(shí)域有限差分法（FDTD）的差分離散，可從上面6個(gè)等式得到電場(chǎng)和磁場(chǎng)的時(shí)間推進(jìn)公式。然后根據(jù)電場(chǎng)和磁場(chǎng)隨時(shí)間的推進(jìn)公式，可以求得其它分量。

1.3.3 接地導(dǎo)體及連接導(dǎo)體的細(xì)導(dǎo)線處理技術(shù)

在該計(jì)算模型中，所有接地導(dǎo)體及連接導(dǎo)體均為線狀，且由于其半徑遠(yuǎn)小于網(wǎng)格尺度（即r＜＜ds，ds為使用的網(wǎng)格邊長(zhǎng)），故筆者將接地導(dǎo)體及連接導(dǎo)體作為細(xì)導(dǎo)線處理[32-34]。

由于接地導(dǎo)體處于土壤中，而土壤為有耗介質(zhì)，故模型中的接地導(dǎo)體采用Yoshihiro Baba等人[34]提出的在有耗介質(zhì)中導(dǎo)體的細(xì)導(dǎo)線處理方案。該細(xì)導(dǎo)線方案要求將導(dǎo)線所在位置處的電場(chǎng)分量設(shè)置為0，然后根據(jù)導(dǎo)線實(shí)際半徑來(lái)修正導(dǎo)線附近的介質(zhì)電參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)導(dǎo)線處的電磁場(chǎng)傳播的模擬。設(shè)置為0。另外引入修正的相對(duì)磁導(dǎo)率以計(jì)算導(dǎo)線的環(huán)繞磁場(chǎng)分量Hx、Hz以及軸向磁場(chǎng)分量Hy；引入修正的相對(duì)介電常數(shù)和電導(dǎo)率σ'以計(jì)算導(dǎo)線的電場(chǎng)分量和σ'的表達(dá)式如下：

圖3 沿y軸方向布置的細(xì)導(dǎo)線及周圍電磁場(chǎng)分量的構(gòu)成Fig.3 Thin wire set along y-axis and configuration of adjacent electric and magnetic fields

式中：μr、σmax是導(dǎo)線附近原來(lái)的土壤介質(zhì)相對(duì)導(dǎo)磁系數(shù)和相對(duì)介電常數(shù)，空氣中兩者均為1。為模型導(dǎo)線的等效半徑，a為導(dǎo)體的實(shí)際半徑。

由于連接導(dǎo)體處于空氣中，而空氣為無(wú)耗介質(zhì)，故本文模型中的連接導(dǎo)體采用Taku Noda等人[33]提出的在無(wú)耗介質(zhì)中導(dǎo)體的細(xì)導(dǎo)線處理方案，該方案中，只引入修正的相對(duì)磁導(dǎo)率和相對(duì)介電常數(shù)無(wú)需引入修正的電導(dǎo)率σ'。

2 模擬結(jié)果分析

2.1 算法驗(yàn)證

筆者選取了G.Ala等人[27]給出的接地案例進(jìn)行了計(jì)算，對(duì)本文中的算法進(jìn)行了驗(yàn)證?；居?jì)算參數(shù)是：土壤相對(duì)介電常數(shù)8，土壤臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)Ec=110 kV/m，垂直接地極長(zhǎng)度為0.61 m，土壤低頻電導(dǎo)率為0.02 S/m，激勵(lì)電流源波形為7.5/16 μs。模擬空間大小4.88 m×4.88 m×2.44 m，時(shí)間步長(zhǎng)0.1 ns。與G.Ala等人文章中的結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了筆者算法的可靠性，比較結(jié)果如圖4所示。筆者研究?jī)?nèi)容是利用Matlab軟件進(jìn)行編程的，程序流程圖如圖5所示。

圖4 暫態(tài)地電位升的對(duì)比結(jié)果Fig.4 Comparison results of transient ground potential rise

圖5 本文算法程序流程圖Fig.5 The flow chart of the algorithm program of the paper

2.2 時(shí)域特性分析

以單根垂直接地體為研究對(duì)象，在考慮了土壤非線性擊穿效應(yīng)的情況下，從電場(chǎng)強(qiáng)度、電導(dǎo)率分布，最大暫態(tài)地電位升，暫態(tài)沖擊阻抗等角度研究不同接地體長(zhǎng)度和電流強(qiáng)度對(duì)垂直接地體的時(shí)域沖擊特性的影響。

2.2.1 接地體長(zhǎng)度對(duì)時(shí)域沖擊特性的影響

采用的具體參數(shù)是：土壤電導(dǎo)率0.02 S/m，相對(duì)介電常數(shù)8，電流波形8/20μs，電流幅值30 kA，模擬空間大小8.4 m×8.4 m×6 m，垂直接地極長(zhǎng)度L為0.6 m，1.2 m和2 m。

從圖6（（a），（d），（g）中可以看出，當(dāng)接地體長(zhǎng)度為0.6 m，電場(chǎng)強(qiáng)度基本呈現(xiàn)均勻分布狀態(tài)，而當(dāng)接地體長(zhǎng)度分別為1.2 m和2 m，如圖6（b），（e），（h）和（c），（f），（i）所示，垂直接地體末端電場(chǎng)強(qiáng)度呈現(xiàn)不均勻分布狀態(tài)，尤其是當(dāng)接地體長(zhǎng)度為2 m時(shí)不均勻分布狀態(tài)程度更為顯著。這是因?yàn)殡S著接地體長(zhǎng)度的增加，感抗增大，并且垂直接地體端部散流區(qū)域更大，沖擊電流更易于從端部泄放電流，故使得散流更加趨向不均勻，加劇了電場(chǎng)強(qiáng)度分布不均勻的程度。

圖6 不同接地體長(zhǎng)度下的瞬態(tài)電場(chǎng)強(qiáng)度仿真結(jié)果Fig.6 The simulation results of electric field strength in different length of grounding electrode

從圖7（j），（k），（l）可以看出，接地體長(zhǎng)度較小時(shí)，土壤的橫向擊穿區(qū)域較大，縱向擊穿區(qū)域較??；而當(dāng)接地體長(zhǎng)度較大時(shí)，土壤的橫向擊穿區(qū)域較小，縱向擊穿區(qū)域較大。從圖7（j），（k），（l）和（m），（n），（o）可看出，隨著電流逐漸向土壤中流散，接地體長(zhǎng)度越短，接地體注入點(diǎn)附近電離區(qū)域仍較大，散流性能越差，接地體長(zhǎng)度越長(zhǎng)，接地體注入點(diǎn)附近電離區(qū)域明顯減小，電流集中到末端離散，電離區(qū)域較大，散流性能越好。分析認(rèn)為雷電流一方面向接地極縱向傳播，一方面向土壤泄放，當(dāng)接地極長(zhǎng)度較小時(shí)，其散流面積較小，故接地極周圍土壤積聚大量電流，導(dǎo)致接地極附近較大區(qū)域土壤電場(chǎng)強(qiáng)度短時(shí)間內(nèi)超過(guò)土壤臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)，因此土壤發(fā)生擊穿，致使土壤橫向擊穿區(qū)域較大；而當(dāng)接地體長(zhǎng)度較大時(shí)，接地體的散流面積增加，加快了沖擊電流的泄放，故接地極縱向周圍較大區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到土壤臨界擊穿強(qiáng)度，因此土壤的橫向擊穿區(qū)域較小，縱向擊穿區(qū)域較大。

圖7 不同接地體長(zhǎng)度下的電導(dǎo)率分布仿真結(jié)果Fig.7 The simulation results of electric conductivity distribution in different length of grounding electrode

圖8 不同接地體長(zhǎng)度下的最大暫態(tài)地電位升和暫態(tài)沖擊阻抗時(shí)域波形圖Fig.8 The time domain waveform of the maximum transient ground potential rise and transient impulse impedance in different length of grounding electrode

從圖8中可以看出，接地體長(zhǎng)度越長(zhǎng)，最大暫態(tài)地電位升越小，暫態(tài)沖擊阻抗越小，但當(dāng)暫態(tài)沖擊阻抗隨接地體長(zhǎng)度增加而減小具有飽和趨勢(shì)。分析認(rèn)為，這是由于接地體長(zhǎng)度的增加，一方面使得接地體的散流面積增加，加快了沖擊電流的泄放，從而使電場(chǎng)強(qiáng)度減小，繼而最大暫態(tài)地電位升減小，同時(shí)暫態(tài)沖擊接地阻抗下降較快而且暫態(tài)沖擊接地阻抗穩(wěn)定值減小，但另一方面接地體長(zhǎng)度的增加，使感抗增大，散流更加趨向不均勻，增加的接地體部分不能得到充分利用，兩方面因素導(dǎo)致暫態(tài)沖擊接地阻抗穩(wěn)定值隨接地體長(zhǎng)度的增加而降低的趨勢(shì)具有飽和趨勢(shì)，即接地體在沖擊電流作用下具有一定的有效長(zhǎng)度[1]。

2.2.2 電流幅值對(duì)沖擊特性的影響

采用的具體參數(shù)為：土壤電阻率50Ω·m，相對(duì)介電常數(shù)8，電流波形8/20μs，電流幅值1 kA，30 kA和100 kA，模擬空間大小8.4 m*8.4 m*6 m，垂直接地極長(zhǎng)度為1.2 m。

從圖9（a）至（c）中可以看出，同種沖擊電流波形下電流幅值不同，接地極的沖擊散流情況也不同。沖擊電流幅值越大，電場(chǎng)強(qiáng)度也越大，接地體的末端效應(yīng)越強(qiáng)，散流也越不均勻。分析認(rèn)為當(dāng)沖擊波形，接地體長(zhǎng)度等參數(shù)不變的情況下，電流幅值越大，土壤中電場(chǎng)強(qiáng)度越大，散流電流更易引起土壤非線性擊穿，電離區(qū)域電阻率的下降促使了散流的不均勻性，并且由于垂直接地體末端散流空間較大，所以末端散流也較多，故引起了接地體的散流不均勻性。

從圖9（d）至（f）中可以看出，同種沖擊電流波形下電流幅值越大，接地體周圍土壤的橫向和縱向擊穿區(qū)域也越大，即擊穿程度越大。分析認(rèn)為在沖擊電流作用下接地體周圍具有瞬變電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到土壤的臨界擊穿電場(chǎng)時(shí)，土壤發(fā)生非線性擊穿，這相當(dāng)于增加了接地體的導(dǎo)體半徑，當(dāng)沖擊電流幅值越大，在接地體周圍土壤中產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度越大，土壤非線性擊穿效應(yīng)越顯著，因而土壤電離區(qū)域更大。

圖9 不同電流幅值下的電場(chǎng)強(qiáng)度和電導(dǎo)率分布仿真結(jié)果Fig.9 The simulation results of electric field strength and electric conductivity distribution in different current magnitudes

從圖10中可以看出，同種沖擊電流波形下電流幅值越大，最大暫態(tài)地電位升值也越大，暫態(tài)沖擊阻抗越小，且達(dá)到?jīng)_擊阻抗穩(wěn)定值的時(shí)間也越長(zhǎng)。分析認(rèn)為，當(dāng)電流幅值越大，土壤中的電場(chǎng)強(qiáng)度越大，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，注入點(diǎn)附近的電壓也越大，即最大暫態(tài)地電位升越大。電流幅值越大，土壤中非線性擊穿效應(yīng)也越強(qiáng)，土壤擊穿厚度越大，即相當(dāng)于接地體的導(dǎo)體半徑越大，使得土壤中從電解質(zhì)變成導(dǎo)電性能良好的導(dǎo)電煤質(zhì)的區(qū)域越大，所以暫態(tài)沖擊阻抗值越小。

圖10 不同電流幅值下的最大暫態(tài)地電位升和暫態(tài)沖擊阻抗時(shí)域波形圖Fig.10 The time domain waveform of the maximum transient ground potential rise and transient impulse impedance in different current magnitudes

2.2 頻域特性分析

為了分析垂直接地體的頻率特性，筆者仍采用圖1提出的垂直接地體仿真模型和圖2的土壤非線性擊穿模型，然后從電場(chǎng)強(qiáng)度，電導(dǎo)率分布等角度研究垂直接地極在不同正弦電流頻率下的特性。

采用的具體參數(shù)是：土壤電導(dǎo)率0.02 S/m，相對(duì)介電常數(shù)8，電流幅值30 kA，模擬空間大小8.4 m*8.4 m*6 m，正弦電流頻率為50 Hz，1 MHz和10 MHz。

從圖11（a），（b），（c）可以看出，在注入電流頻率為50 Hz時(shí)，由接地體向土壤中流散的電流基本呈現(xiàn)均勻分布狀態(tài)，在接地體末端的散流電流較大，即整個(gè)散流過(guò)程“末端效應(yīng)”占主要作用。當(dāng)注入電流頻率大于1 MHz時(shí)，土壤中電流沿接地體從注入端到導(dǎo)體末端呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)，并在導(dǎo)體末端又有所回升。從圖11（d），（e），（f）可以看出，當(dāng)注入電流頻率為50 Hz時(shí)，土壤未發(fā)生電離，而隨著電流頻率增加，電離區(qū)域趨向于在接地體附近表層土壤，即存在“趨膚效應(yīng)”。分析認(rèn)為，這是由于當(dāng)?shù)皖l電流注入時(shí)，接地體呈現(xiàn)出低阻抗特性，沖擊電流可快速泄放到土壤中去，使其接地體周圍土壤電場(chǎng)強(qiáng)度低于擊穿強(qiáng)度，故未出現(xiàn)擊穿區(qū)域；而當(dāng)高頻電流注入接地體時(shí)，根據(jù)電磁場(chǎng)理論，接地體呈現(xiàn)出高阻抗特性，接地體的阻抗特性阻礙雷電流沿接地體縱向傳播，因此電流則趨向于向電流注入端附近土壤流散。但是由于接地體末端散流空間較大，部分電流傳播到接地體末端集中流散[35]。因此，在高頻電流作用下，“末端效應(yīng)”和“趨膚效應(yīng)”共同作用于接地體散流過(guò)程中，并且隨著注入電流頻率的增加，“趨膚效應(yīng)”作用越來(lái)越明顯，大大影響了接地體的沖擊散流過(guò)程，因此，不可忽略“趨膚效應(yīng)”的影響。

圖11 不同電流頻率下的電場(chǎng)強(qiáng)度和電導(dǎo)率分布仿真結(jié)果Fig.11 The simulation results of electric field strength and electric conductivity distribution in different current frequencies

3 結(jié)論

筆者基于Liew和Darveniza提出的土壤非線性擊穿過(guò)程的時(shí)域模型，采用FDTD方法，建立了垂直接地體仿真模型，研究了垂直接地體在不同接地體長(zhǎng)度，不同電流幅值和不同正弦電流頻率下的散流規(guī)律，得到如下結(jié)論：

1）接地體長(zhǎng)度越長(zhǎng)，最大暫態(tài)地電位升越小，土壤的橫向擊穿區(qū)域較小，縱向擊穿區(qū)域較大，暫態(tài)沖擊阻抗越小，但暫態(tài)沖擊阻抗隨接地體長(zhǎng)度增加而減小具有飽和趨勢(shì)。

2）同種沖擊電流波形下電流幅值越大，最大暫態(tài)地電位升也越大，接地體周圍土壤的橫向和縱向擊穿區(qū)域也越大，暫態(tài)沖擊阻抗越小。

3）當(dāng)注入電流頻率越高時(shí)，電流越傾向于在土壤表層的有限區(qū)域內(nèi)流動(dòng)，即“趨膚效應(yīng)”越明顯，大大影響了接地體的散流過(guò)程。因此，不可忽略“趨膚效應(yīng)”的影響。

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