CN105182084A - 一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法，包括以下步骤：1)采用小电流雷电冲击电流发生器对接地装置进行冲击试验，在输出电流峰值为1KA、雷电冲击波形为8/20μS时测量接地装置的接地电阻作为包含电感效应的工频接地电阻R₃；2)获取火花校正系数K₁；3)通过R₁＝K₁R₃计算接地装置冲击阻抗R₁。本发明通过火花效应与电感效应的解耦，将冲击系数分解为火花效应校正系数和电感效应校正系数，并通过查询相关标准或现场测试得到火花效应校正系数，且通过现场小雷电流冲击测试得到电感校正系数，从而得到实际大雷电流冲击作用下接地装置冲击阻抗。

Description

一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法

【技术领域】

本发明属于电力系统接地技术研究领域，涉及一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法。

【背景技术】

合格的接地装置是电力系统安全稳定运行的根本保证。多年来，由于我国线路杆塔接地装置冲击阻抗无法准确测试、评估，再加上土壤环境条件的影响，测试条件的限制等原因，导致目前对杆塔类接地冲击阻抗的准确评估无法开展，成为威胁电力系统安全运行的一大隐患。当输电线路发生雷击事故时，接地系统可能注入高频大冲击电流，接地装置雷电冲击特性主要是指雷电流通过接地装置向周围大地散流的特征，通常表现为雷击后接地装置的冲击接地阻抗和暂态地电位升高。输电线路杆塔接地装置的冲击接地阻抗决定了雷击时的塔顶电位，从而影响线路绝缘子串承受的过电压及反击闪络概率，直接关系到线路的防雷效果。接地网的冲击接地阻抗过大将产生较大的暂态地电位升导致线路雷电反击。

随着电力系统的发展，由于雷击输电线路而引起的事故日益增多。电力系统的运行经验表明，大多数输电线路故障都是由于雷击输电线路或杆塔引起跳闸所致。雷击跳闸的雷电反击因素约占50％，而雷电反击是由于接地阻抗不良所致。据相关统计如下：国家电网公司跨区电网输电线路2003年至2005年雷击故障分别占总故障跳闸的45％、34％、17％；国家电网公司系统110kV～500kV线路雷击闪络跳闸占线路总跳闸的35.12％；在湖北超高压线路前20年运行中，发生雷害事故就有19次，占故障跳闸总次数的57.6％。根据电网故障分类统计表明，在我国跳闸率比较高的地区，高压线路运行的总跳闸次数中，由雷击引起的次数约占40％～70％，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击输电线路引起的事故率更高，这将给社会带来巨大的经济损失。日本50％以上电力系统事故是由于雷击输电线路引起。可见，雷电是严重威胁电力系统安全可靠运行的重要因素。提高输电线路的耐雷水平，降低雷击跳闸率对电力系统的安全运行有非常重要的意义。在线路杆塔的设计中，线路杆塔接地装置的冲击接地阻抗直接影响到线路的防雷效果。

但随着国家电网公司研究技术的发展，和市场科技的不断进步，便携式小容量的模拟雷电电流源已发展愈加成熟，通过相同波形下小电流与大电流的杆塔接地极冲击试验，探讨之间是否存在对应关系，为杆塔接地装置冲击接地电阻的小电流测量奠定基础。

接地装置在工频电流与雷电流作用下的响应完全不同，主要归因于雷电流通过接地装置向大地散流时的特征。因受火花效应、电感效应的影响，接地装置的暂态接地阻抗呈现出时变性和频变性的特点，火花效应导致接地装置暂态电阻减小，而电感效应导致接地装置暂态电阻增大。

就火花效应对接地装置的冲击特性影响研究，国内外研究者分别有不同的侧重点。国外学者侧重在研究土壤的放电机理、土壤的临界击穿场强、火花效应对冲击特性的影响等方面。对于土壤临界击穿场强，Oettle在1942年发表的文章中，对几种不同类型的土壤进行冲击试验，得到土壤临界电离梯度为600-1850kV/m；同时，Oettle还认为土壤的击穿场强与电阻率相关，并给出了其表达式。Mouse在研究了不同学者的大量冲击电阻测量实验之后，分析了土壤的击穿机理和不同因素对其影响，提出了土壤的临界电离梯度为300kV/m。CIGRE(国际大电网会议)在1994年的工作组报告中建议E₀取值为400kV/m，但是没有给出任何解释。对于土壤放电机理，Flanagan认为土壤击穿的起始过程主要还是电的过程，是由土壤颗粒间的空气间隙的击穿产生的，Leadon等人通过将土壤间隙的空气由SF₆替代后的击穿试验证明了土壤的放电涉及到土壤颗粒间空气的电离；D.P.Snowden等人通过对土壤击穿时时延的观测，认为土壤起始击穿主要是由于土壤水分的热过程。对于火花效应对冲击特性影响，1985年，M.Loboda在圆筒形试验装置中研究不同种类土壤的火花放电特性，并在试验中测量得到火花放电区域内存在10％-30％的电压降。因此不可粗略地将火花放电区域土壤电阻率简化等效为金属导体电阻率。YaqingLiu和NelsonTheethayi对其在高电压实验室进行的冲击特性试验数据以及多篇文献中冲击特性试验数据进行详尽的分析，认为火花放电区域的土壤电阻率保持在原始土壤电阻率百分之几的水平上；他们通过分析大量的冲击特性试验数据认为：火花区域内的剩余土壤电阻率与原始土壤电阻率的百分比在1.7％到47％之间呈正态分布，其几何平均值为6.77％，平均值为7％。SekiokaS等人认为放电区域的电阻率随电流密度呈指数函数关系变化，即土壤中火花放电的剧烈程度，与这块土壤区域内注入的能量相关。

国内研究者多侧重在冲击接地电阻与冲击系数经验计算式的拟合等方面，早在1960年湖北中试所就20m长水平接地极冲击特性进行了现场试验，试验电流从2kA-8kA，冲击系数从0.68-0.52变化；刘继等人也进行了相关的现场试验，同样得出了冲击系数随着入地电流幅值增加而较小的规律；陈先禄、何金良等人利用电磁场理论和相似理论论证了冲击接地模拟试验的有效性，针对典型接地体进行了大量的模拟试验，并通过曲线拟合归纳了典型接地体的冲击系数经验计算式，其成果已用于指导我国输电线路接地工程的设计；四川电科院就冲击接地电阻的现场测量也进行了相关研究，并推出了相关测试标准“接地装置冲特性测试导则”，但是导则给出的测量的冲击系数均大于1，原因是注入电流幅值过小，无法产生明显的火花效应，只反应了接地装置在冲击电流作用下的电感效应。邓长征等人利用特高压交流试验基地的接地实验室对水平、垂直以及方框接地极进行了冲击试验，试验冲击系数小于行业标准，主要原因认为是由土壤颗粒结构的差异造成的，规程中冲击系数的得到是采用沙子模拟土壤，沙粒的均匀性要比土壤好，因而其中产生火花放电比土壤中困难，故采用实际土壤进行接地装置的冲击特性模拟试验时，试验结果要小于规程值。

对于电感效应对接地装置冲击特性研究上，国内外研究者均认为电感效应会导致接地电阻值的增高，而且主要采用仿真计算的方式来进行研究，目前几种代表性的冲击暂态过程分析方法是基于电路理论的分析方法、传输导线分析方法、电磁场分析方法、有限元分析方法。

(1)基于电路理论的方法：是由集中参数R-C-L-G组成的π型等值电路来模拟计算接地导体暂态特性的一种直接有效的方法。Gupta和Thapar在上世纪八十年代初首先提出了这种计算方法，总结出了方形接地网格冲击接地阻抗的经验公式，但该模型忽略了串联电阻及对地电容对接地性能的影响，并认为土壤火花放电对接地装置的冲击特性的影响可以忽略。目前，有学者基于电路法提出接地网的暂态分析模型，其中接地网被划分为若干导体段。该模型结构简单，参数的物理意义明确，是后续电路法的发展基础。但该电路分析模型计算导体电感时未计及集肤效应，当暂态电流频率很高时，计算将有较大误差。另一方面模型中未考虑土壤可能放电的影响，且未考虑各导体间的相互耦合。与其他方法相比，易于执行，在对计算机资源的消耗以及结果的准确度方面都是可以接受的。但对于复杂地网的计算，该方法在计算导体间的交错复杂的耦合参数时候存在一定的困难。

(2)传输导线分析法：文献于二十世纪八十年代提出了基于传输线理论的解决接地装置冲击暂态特性的时域方案，即将接地极在冲击电流作用下的响应看作具有分布参数的传输线上的波过程来考虑，把分析场的问题转化为分析电路模型的问题。基于传输线理论的方法的计算过程可以分为两步：首先根据注入电流及土壤特性计算接地导体的对地导纳和轴向阻抗等分布参数，而后根据所得的导体参数求解传输线方程。将接地体在冲击电流作用下的相应看做具体分布参数的传输线上的波过程来考虑。这一方法对于水平接地体是完全合理的，但是不适用于垂直接地体。

(3)电磁场分析法：基于场路结合理论的方法提出电磁场和电路结合分析接地网暂态特性，目前我国在该方法上取得了很多研究成果，在实际工程中广泛应用该方法分析工频短路以及雷击情况下接地网的响应。场路结合法首先将接地网分成N段，假设分段导体泄漏电流由节点或者导体段中点流出，轴向电流在导体段中为恒定值；由轴向电流和导体内阻抗、导体段之间的互感求得导体段内表面电位，由漏电流和导体段之间的互阻抗求得导体段外表面电位；由电磁场理论中介质分界面处电位连续的边界条件建立方程，求解得出导体轴向电流和漏电流分布。这种方法目前已经得到比较成功的应用，加拿大及清华大学等开发的软件包均是基于这种分析法。

(4)有限元分析法：基于麦克斯韦微分方程的有限元方法(FiniteElementMethod，FEM)作为一种有效的数值计算方法，分析接地网接地性能时可以方便地考虑土壤地电特性、地网结构和注入电流特征等各种因素的影响。其计算完全以场的形式进行，避免了由于各种参数的忽略或近似求取带来的计算误差。

综上所述，目前，学界对冲击下的接地电阻有如下共识：

1、由于高频下的电感效应，接地极冲击电阻值会高于工频值。而且由于电感效应，冲击电流的波头时间以及接地装置的尺寸对冲击接地电阻影响很大。

2、由于高幅值电流下的火花效应，接地极冲击电阻值会低于工频值。而且，随着电流幅值的增大冲击电阻会减小，但是会呈现一定的饱和特性。

尽管国外学者有以上共识，冲击电流下电感效应会增加杆塔接地电阻，土壤的火花放电可以减小杆塔电阻，而且雷击闪络率对杆塔基础接地电阻是相当敏感，但是IEEE标准IEEEStd1243-1997在计算线路雷击闪络率的方法并没有考虑这些因素。

目前，对冲击阻抗的测量主要有两种方案：

(1)通过现场试验的方法

波兰学者R.Kosztaluk等对输电线路杆塔混凝土接地塔基进行冲击试验，测量注入点电压及电流波形，研究接地塔基在散流冲击电流过程中电位升、接地电阻瞬时值与注入电流瞬时值之间的非线性关系，并分析冲击接地电阻与注入电流幅值之间的关系，发现在火花效应作用下接地装置冲击接地电阻值减小2-3倍。其中注入的冲击电流幅值达到26kA，较好地模拟了冲击接地电阻的非线性性质。有实验对杆塔混凝土桩、单根水平及垂直接地极和接地网进行了冲击电流最高幅值40kA的现场试验，结果显示垂直接地极的冲击自电阻及互电阻与注入电流幅值的对数呈现反比关系，且具有滞后特性；另外接地极有效长度的增加能够促进接地极互电阻的下降。有实验测量了冲击电流幅值由5.2kA上升到30.8kA时，电流注入点的冲击电压波形，并分析了冲击接地电阻与与注入电流幅值之间的非线性关系，其中考虑了土壤电离效应，但试验对象为结构简单的单根水平和单根垂直接地极。

真型试验要求大容量的冲击电流发生器产生较大的电流幅值(20～200kA)和宽广的试验场地，试验费用很高。因此受试验条件和接地装置结构复杂程度所限，已开展的真型试验大都针对结构较为简单的接地装置形式，如单根水平接地极和单根垂直接地极等，而且集中于研究反映接地极的整体冲击性能的指标，如冲击接地电阻、冲击电流注入点处的电流电压波形变化等，对接地装置的局部冲击特性进行研究较少；同时，受冲击电流发生器容量所限，很多真型试验还忽略了接地极周围土壤击穿电离的火花效应。

(2)通过测量接地装置的工频接地电阻然后乘以相应的冲击系数，得到接地装置的冲击接地电阻。但是经过清华大学、浙江电科院经过几次现场实际测试确认：用现有校验公式从工频接地阻抗到冲击阻抗的换算误差较大。

目前，采用特定值的集中参数电阻来模拟接地装置进行输电线路防雷分析的方法，是造成防雷分析结果与实际运行统计数据相差较大的主要原因之一。综上所述，得到输电线路接地装置的耐受雷电冲击水平最直接，且最有效的方法就是进行现场测试，然而目前由于接地装置冲击特性测试设备体积庞大、操作复杂，难以运输和现场装配，并且现场冲击测试属于高频、高压、大电流测试，危险性也较高，所以急需使用能够便携式进行接地装置冲击阻抗测试的雷电流产生装置，从而优化输电线路接地装置的设计、保证安全运行、减少线路维护成本具有十分重要的意义。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法，克服以往使用大型雷电流冲击装置进行接地装置冲击阻抗运输麻烦、危险性高等缺点；本发明提出一种通过火花效应与电感效应的解耦，将冲击系数分解为火花效应校正系数和电感效应校正系数，并通过查询相关标准或现场测试得到火花效应校正系数，且通过现场小雷电流冲击测试得到电感校正系数，从而得到实际大雷电流冲击作用下接地装置冲击阻抗的方法，它可实现在不使用大型雷电流冲击测试装置的情况下，仅使用小型的、携带方便的便携式雷电流产生装置就可对接地装置的冲击阻抗进行现场测试，这可大大提高接地装置冲击阻抗测试的工作效率，尤其是对于偏远戈壁、山区的接地装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法，包括以下步骤：

1)采用小电流雷电冲击电流发生器对接地装置进行冲击试验，在输出电流峰值为1KA、雷电冲击波形为8/20μS时测量接地装置的接地电阻作为包含电感效应的工频接地电阻R₃；

2)获取火花校正系数K₁；

3)通过公式(2)计算接地装置冲击阻抗R₁：

R₁＝K₁R₃(2)。

本发明进一步的改进在于：步骤2)中火花校正系数K₁通过查找规程DL/T621-1997《交流电气装置的接地》获取，其中，火花校正系数K₁等于规程DL/T621-1997《交流电气装置的接地》中冲击系数α。

本发明进一步的改进在于：

对于铁塔接地装置：

钢筋混凝土杆放射型接地装置：

钢筋混凝土杆环型接地装置：

单独接地极接地电阻的冲击系数，用以下各式计算：

垂直接地极：

单端流入冲击电流的水平接地极

中部流入冲击电流的水平接地极

其中，ρ为以Ω·m表示的土壤电阻率；L为水平接地极的总长度，m；I_i为流过杆塔接地装置或单独接地极的冲击电流，kA。

本发明进一步的改进在于：步骤2)中火花校正系数K₁通过以下步骤获取：

2.1)取一根1m长的导体埋入接地装置以外10米外的地中；

2.2)采用小电流雷电冲击电流发生器对1m长导体进行冲击试验，在输出电流峰值为1KA、雷电冲击波形为8/20μS时测量1m长导体的接地电阻作为包含电感效应的工频接地电阻R；

2.3)然后调整小电流雷电冲击电流发生器的输出电流，使得该1m长导体上流过峰值电流为357A的冲击电流，测量此时1m长导体的接地电阻作为包含火花效应和电感效应的冲击接地电阻R′；

2.4)利用R′/R作为火花校正系数，即

K₁＝R′/R(9)。

本发明进一步的改进在于：1m长导体与接地装置的接地极导体截面尺寸相同。

本发明进一步的改进在于：对于土壤电阻率大于和小于100Ω·m的区域，步骤3)冲击接地电阻通过以下公式计算：

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明通过火花效应与电感效应的解耦，将冲击系数分解为火花效应校正系数和电感效应校正系数，并通过查询相关标准或现场测试得到火花效应校正系数，且通过现场小雷电流冲击测试得到电感校正系数，从而得到实际大雷电流冲击作用下接地装置冲击阻抗；该方法可实现在不使用大型雷电流冲击测试装置的情况下，仅使用小型的、携带方便的便携式雷电流产生装置就可对接地装置的冲击阻抗进行现场测试，这可大大提高接地装置冲击阻抗测试的工作效率，尤其是适用于偏远戈壁、山区接地装置的冲击阻抗测试。

【具体实施方式】

一、理论依据

由于在实际现场测量中，工频接地电阻最易于测量，因此现有的关于接地装置的冲击接地电阻的获取，主要是通过冲击系数校正得到，即首先测量接地装置的工频接地电阻，然后依据规程中的冲击系数公式计算对应接地在装置的冲击系数，工频接地电阻乘以冲击系数即得到冲击接地电阻。

然而，规程中的冲击系数的得到是通过在沙池的模拟试验而得到的，模拟试验的基本做法是将实际的接地装置按照一定的比例缩小做成模型，与实际一样埋在土壤或砂等介质中，施加雷电冲击电流，通过测量电流和电压波形来研究接地装置的冲击特性及其规律。这种方法的物理过程与实际接地装置的物理过程是一样的，但是接地装置试品的尺寸是微缩的，土壤电阻率、雷电流参数及接地装置的埋深等相关参数并不能和实际现场一致，因此使用规程中的冲击系数经验公式计算出来的冲击系数误差较大。

由于雷电流冲击作用下的接地装置电感效应与接地装置尺寸相关，因此沙池中的模拟试验难以模拟出实际接地装置的电感效应；但沙池模拟实验使用真实雷电流进行测试，因此，规程中得到的冲击系数可以对火花效应进行较好的模拟。

对应于集中接地装置，由于其尺寸一般不会超过冲击下有效长度，所以，考虑将电感效应与火花效应进行解耦考虑，即可以用如下表达式来表示冲击接地阻抗与工频接地电阻的关系：

R₁＝K₁K₂R₂(1)

R₁＝K₁R₃(2)

式中，K₁和K₂分别表示为火花校正系数与电感校正系数；R₁和R₂分别表示大电流下冲击接地阻抗与工频下的接地电阻；R₃＝K₂*R₂，表示小冲击电流下的接地装置冲击阻抗值。由于科技的不断进步以及功率电力电子器件的发展，便携式小容量的雷电模拟等形式电流源已发展愈加成熟，完全可以实现接地装置的电感效应的现场测量。因此，只需要得到火花校正系数K₁，即可得到较为准确的冲击大电流作用下接地装置的冲击阻抗值。

本发明一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法，包括以下步骤：

1)采用小电流雷电冲击电流发生器对接地装置进行冲击试验，在输出电流峰值为1KA、雷电冲击波形为8/20μS时测量接地装置的接地电阻作为包含电感效应的工频接地电阻R₃；

2)获取火花校正系数K₁；

3)通过公式(2)计算接地装置冲击阻抗R₁。

二、实现方法

本发明提出了利用冲击下的小电流设备测量的接地装置的接地电阻反推冲击大电流下接地装置的接地电阻的方法，即通过式2，可以将接地装置在小冲击电流作用下的接低阻抗转换为大冲击电流作用下的接地阻抗，其中K₁为火花校正系数。以下介绍工程中火花校正系数的获得方法。

1、通过规程公式得到

实际上在规程DL/T621-1997《交流电气装置的接地》中，冲击系数是通过在模拟沙池的缩小比例尺的试验得到的，在大量试验的基础上拟合了不同形状接地装置在不同电阻率以及注入电流幅值下的计算公式。

通过报告里的分析，可知现有的实验条件无法完全满足缩小比例尺的试验要求，试验波形无法满足比例尺要求。例如，对2.6/50us的雷电波，在模拟比例尺为52时，模拟试验时注入的电流波形应该为0.05/0.962us，这是无法达到的。

因此，规程中给出的冲击系数中其实并未包含电感效应的影响，其反应的主要还是火花效应。即，公式2中火花系数的取值可以按照规程中相应的公式取值，火花校正系数K₁等于冲击系数α，例如公式3～8所示。

对于铁塔接地装置：

钢筋混凝土杆放射型接地装置：

钢筋混凝土杆环型接地装置：

单独接地极接地电阻的冲击系数，可利用以下各式计算：

垂直接地极：

单端流入冲击电流的水平接地极

中部流入冲击电流的水平接地极

其中，ρ为以Ω·m表示的土壤电阻率；L为水平接地极的总长度，m；I_i为流过杆塔接地装置或单独接地极的冲击电流，kA。

2、通过现场试验的标定

由于研制的小电流冲击设备也具有一定的输出能力，可以在需要测量的接地装置的当地。对某1m长金属进行冲击接地电阻试验，然后对火花效应进行现场的标定，这样精度更高。具体操作如下：

对于典型的杆塔接地装置，其放射线长为20m，边框边长为8m。故整个装置导体长度为112m。假设实际雷击时，流过杆塔接地装置的雷电流幅值为40kA，此时平均每米长的导体上流散的电流即为40kA/112＝357A。那么实际操作中，可以取一根1m长的导体埋入接地装置以外10米外的地中，①首先采用小电流雷电冲击电流发生器对1m长导体进行冲击试验，在输出电流峰值为1KA、雷电冲击波形为8/20μS时测量1m长导体的接地电阻作为包含电感效应的工频接地电阻R；②然后调整冲击电流发生器的输出电流，使得该1m长导体上流过峰值电流为357A的冲击电流，测量此时1m长导体的接地电阻作为包含火花效应和电感效应的冲击接地电阻R′；③利用R′/R作为火花校正系数，即

K₁＝R′/R(9)

为了保证火花校正系数的准确性，该1m长导体应该与杆塔接地极导体截面尺寸相同。

小冲击电流下的接地装置冲击阻抗值R₃的测量方法：采用小电流雷电冲击电流发生器对接地装置进行冲击试验，在输出电流峰值为1KA、雷电冲击波形为8/20μS时测量接地装置的接地电阻作为包含电感效应的工频接地电阻R₃。

三、方法比较

如表1所示，本发明中两种得到火花校正系数的方法对比可以看出，最大的区别在于火花校正系数的选取，第一种是通过规程公式选取即是通过沙池的模拟试验得到；第二种是通过现场试验标定。

表1两种方法的比较

综上，通过对两种方法的分析比对，可以得出这样一个结论。规程法为了便于工程实际应用，将土壤对冲击电流作用下的火花效应的影响全部归结到了土壤的电阻率上，这中处理是一个不精确的粗糙的方法；而通过现场试验标定的方法，由于与待测接地装置处于同样的一个土壤环境，故可以准确的测量得到该待测接地装置的火花校正系数。从测量的准确性来看，采用第二种方法可进一步提高冲击接地电阻计算的准确性，因此实际接地装置冲击阻抗测试过程中建议采用现场校正的方法得到火花校正系数。

四、不同土壤电阻率情况下的冲击电阻公式

对于土壤电阻率大于和小于100Ω·m的区域，冲击接地电阻计算公式为：

公式(10)中，R1表示冲击接地电阻，R3表示的冲击小电流设备测量的接地电阻，K1作为火花校正系数。

Claims (6)

1.一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采用小电流雷电冲击电流发生器对接地装置进行冲击试验，在输出电流峰值为1KA、雷电冲击波形为8/20μS时测量接地装置的接地电阻作为包含电感效应的工频接地电阻R₃；

2)获取火花校正系数K₁；

3)通过公式(2)计算接地装置冲击阻抗R₁：

R₁＝K₁R₃(2)。

2.根据权利要求1所述的一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法，其特征在于，步骤2)中火花校正系数K₁通过查找规程DL/T621-1997《交流电气装置的接地》获取，其中，火花校正系数K₁等于规程DL/T621-1997《交流电气装置的接地》中冲击系数α。

3.根据权利要求2所述的一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法，其特征在于，

对于铁塔接地装置：

$\mathrm{\α}=0.74{\mathrm{\ρ}}^{-0.4}(7.0+\sqrt{L})\[1.56-\exp (-3.0I_i^{-0.4})\]---\left(3\right)$

钢筋混凝土杆放射型接地装置：

$\mathrm{\α}=1.36{\mathrm{\ρ}}^{-0.4}(1.3+\sqrt{L})\[1.55-\exp (-4.0I_i^{-0.4})\]---\left(4\right)$

钢筋混凝土杆环型接地装置：

$\mathrm{\α}=2.94{\mathrm{\ρ}}^{-0.5}(6.0+\sqrt{L})\[1.23-\exp (-2.0I_i^{-0.3})\]---\left(5\right)$

单独接地极接地电阻的冲击系数，用以下各式计算：

垂直接地极：

$\mathrm{\α}=2.75{\mathrm{\ρ}}^{-0.4}(1.8+\sqrt{L})\[0.75-\exp (-1.5I_i^{-0.2})\]---\left(6\right)$

单端流入冲击电流的水平接地极

$\mathrm{\α}=1.62{\mathrm{\ρ}}^{-0.4}(5.0+\sqrt{L})\[0.79-\exp (-2.3I_i^{-0.2})\]---\left(7\right)$

中部流入冲击电流的水平接地极

$\mathrm{\α}=1.16{\mathrm{\ρ}}^{-0.4}(7.1+\sqrt{L})\[0.78-\exp (-2.3I_i^{-0.2})\]---\left(8\right)$

其中，ρ为以Ω·m表示的土壤电阻率；L为水平接地极的总长度，m；I_i为流过杆塔接地装置或单独接地极的冲击电流，kA。

4.根据权利要求1所述的一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法，其特征在于，步骤2)中火花校正系数K₁通过以下步骤获取：

2.1)取一根1m长的导体埋入接地装置以外10米外的地中；

2.2)采用小电流雷电冲击电流发生器对1m长导体进行冲击试验，在输出电流峰值为1KA、雷电冲击波形为8/20μS时测量1m长导体的接地电阻作为包含电感效应的工频接地电阻R；

2.3)然后调整小电流雷电冲击电流发生器的输出电流，使得该1m长导体上流过峰值电流为357A的冲击电流，测量此时1m长导体的接地电阻作为包含火花效应和电感效应的冲击接地电阻R′；

2.4)利用R′/R作为火花校正系数，即

K₁＝R'/R(9)。

5.根据权利要求4所述的一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法，其特征在于，1m长导体与接地装置的接地极导体截面尺寸相同。

6.根据权利要求1所述的一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法，其特征在于，

对于土壤电阻率大于和小于100Ω·m的区域，步骤3)冲击接地电阻通过以下公式计算：

$\left\{\begin{array}{cc}{R}_1=K_1{R}_3& \\ K_1=1.16{\mathrm{\ρ}}^{-0.4}(7.1+\sqrt{L})\[0.78-\exp (-2.3I_i^{-0.2})\]& \mathrm{\ρ}>100\mathrm{\Ω}\·m\end{array}\right.$

{R₁＝R₃ρ≤100Ω·m(10)。