中文摘要：

"西电东送"是国家实施西部大开发战略作出的重大决策,而西部很多地区属高寒永冻区。如何在高寒永冻地区进行输电线路杆塔接地装置设计、满足线路防雷要求，是提高电网供电可靠性的关键难题。而高寒永冻地区输电线路接地装置及周围土壤冲击特性的研究，是线路雷电防护重要的理论基础。永冻土壤的结构明显不同于常规土壤，常规土壤的击穿机理及接地装置的冲击特性无法用于永冻土中的接地装置。本课题提出采用光纤阵列实测永冻土中的接地极在雷电冲击作用下的击穿发展过程，研究永冻土壤冲击击穿的电-热击穿机理及各种因素对击穿特性的影响；采用试验的方法研究不同性质的冻土的冲击击穿电场强度；采用分形学、电磁场及热物理理论模拟土壤的击穿过程，建立接地装置的分形－电热冲击暂态模型；研究常用接地装置在各种典型冻土模型中的冲击特性。为高寒永冻地区电力系统及其它系统的雷电防护提供科学基础，具有重要理论意义。

结论摘要：

高寒永冻地区输电线路接地装置及周围土壤冲击特性的研究，是线路雷电防护重要的理论基础，也是在高寒永冻地区进行输电线路杆塔接地装置设计、满足线路防雷要求，提高电网供电可靠性的关键难题。本课题通过土壤电离及火花放电特性的实验研究深入地分析了土壤的电击穿机理，建立了土壤冲击击穿的物理模型。通过实测常规与永冻土中的接地极在雷电冲击作用下的击穿发展物理过程，研究永冻土壤冲击击穿的电-热击穿机理及各种因素对击穿特性的影响，并采用试验的方法研究了不同性质的常规与冻土的冲击击穿场强特性。基于以上的物理模型及击穿场强这一关键参数的实验研究，建立了基于分形理论的接地体击穿数值模型，研究了土壤电击穿的分形特征，并根据该模型开展了土壤中电场的计算与击穿特性分析。通过实地调研并获取西北高寒永冻地区的土壤模型，结合青藏线铁路采用的接地装置开展了冲击特性的实验研究，并设计了格尔木至拉萨线段线路接地方案，为我国青藏铁路线建设做出了贡献。