021]電磁場理論是以Maxwell方程組為出發點，考慮導體之間的電磁耦合，進而分析接地裝置暫態特性。隨著計算機技術的飛速發展，電磁場理論能更好的運用瞬時方法、數值積分、Sommerfeld積分以及FFT技術來對接地體的暫態特性進行分析計算。基于電磁場的數值計算方法有很多，比如有限元法、邊界元法、有限差分法、矩量法等。Anton Habjanic和Mladen Trlep利用有限元法模擬計算了垂直接地體發生火發放電時地表的電位分布，并同不考慮火花放電的情況作了對比，解放軍理工大學的周璧華教授通過時域有限差分法(FDTD)對接地體在沖擊電流作用下的時域特性做了分析，華北電力大學的張波博士利用基于矩量法的電磁場計算方法分析了變電站接地網的頻域特性，重慶大學在這方面也做了大量的研宄。
[0022]有限元方法的優點在于能非常好的處理土壤分層的情況，但在土壤分界處電阻率明顯變化會很容易引起病態矩陣，在數值求解的時候影響計算精度。而頻域的方法則不容易處理土壤發生擊穿時的非線性影響，影響了模型的實用性。另外，基于電磁場理論的方法對計算資源的要求較高，在計算簡單接地體的時候比較有效，對于復雜的大型的接地裝置，則需要耗費大量的計算時間。
[0023]根據雷電流本身的特性來進行防雷接地設計是降低雷擊事故的基礎。在現階段國內外的研宄工作中，很多學者往往是根據工頻接地的經驗來進行防雷的設計和計算，然而相比于工頻電流，雷電流卻有著其獨特的性質，最主要的有以下兩點:第一，雷電流的頻率很高，這就使得在沖擊電流下接地系統電感效應的影響相比于在工頻下的影響要大得多，因此，沖擊電流下接地系統的電感效應必須考慮，而在工頻電流下，接地系統的電感效應常常被忽略。第二，雷電流的幅值相當高，當雷電流在地中散流時，其電流場的場強高到足以使接地極周圍的土壤發生電離，產生火花放電效應，從而改變了附近土壤的電特性，如果不考慮，就會嚴重脫離實際，然而在工頻下，則很難產生這么高的電場強度。在現階段的仿真研宄中，很多學者都忽略了這兩個因素的影響，然而無論忽略掉哪一個因素，都會使仿真設計的結果與實際接地裝置的沖擊特性產生一定的偏差。此外，由于真型試驗的難度大，成本高，使得很多理論仿真的結果都得不到有效的驗證，其實用性也就大打折扣了。
[0024]目前，采用特定值的集中參數電阻來模擬接地裝置進行輸電線路防雷分析的方法，是造成防雷分析結果與實際運行統計數據相差較大的主要原因之一。綜上所述，得到輸電線路接地裝置的耐受雷電沖擊水平最直接，且最有效的方法就是進行現場測試，然而目前由于接地裝置沖擊特性測試設備體積龐大、操作復雜，難以運輸和現場裝配，并且現場沖擊測試屬于高頻、高壓、大電流測試，危險性也較高，所以急需研制能夠便攜式進行接地裝置沖擊阻抗測試的雷電流產生裝置，從而優化輸電線路接地裝置的設計、保證安全運行、減少線路維護成本具有十分重要的意義。
[0025]接地裝置在沖擊電流作用下，因電感效應和土壤火花放電效應，具有瞬變特征，各個時刻的有效電阻值表現不一致。沖擊接地電阻與土壤電阻率、雷電流幅值、接地裝置結構和幾何尺寸等諸多因素有關，難以采用單一的通用表達式對其性能進行評估。而工頻接地電阻便于計算和測量，在輸電線路桿塔接地裝置的設計和評估中，接地電阻的取值和測量均簡單的采用工頻接地電阻作為設計取值和評估標準。但是桿塔的沖擊特性和工頻特性具有明顯的差異，接地裝置在雷電流作用下呈現的沖擊接地電阻與工頻電流作用下呈現的接地電阻具有不同的值，在實際運行經驗中也出現了工頻接地電阻較小，但桿塔仍然遭受了反擊的情況。現有技術采用特定值的集中參數電阻來模擬接地裝置進行輸電線路防雷分析，其無法真實的模擬因電感效應和土壤火花放電效應，誤差極大。
【實用新型內容】
[0026]本實用新型的目的在于提供一種用于接地裝置沖擊阻抗測試的便攜式雷電流產生裝置，以解決上述技術問題。
[0027]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0028]用于接地裝置沖擊阻抗測試的便攜式雷電流產生裝置，包括發電機和雷電流發生器主回路試驗箱；雷電流發生器主回路試驗箱的主回路，包括隔離變壓器Tl、升壓變壓器T2、整流硅堆D、充電電阻R1、直流分壓器、儲能電容C、放電開關S、可調的調波電阻R2和可調的調波電感L ;隔離變壓器Tl的輸入端連接發電機的輸出端，隔離變壓器Tl的輸出端連接升壓變壓器T2的輸入端；整流硅堆D、充電電阻Rl和直流分壓器串聯在升壓變壓器T2的輸出端；儲能電容C與直流分壓器并聯；放電開關S —端連接儲能電容C的正極，另一端連接可調的調波電阻R2的一端，可調的調波電阻R2的另一端連接可調的調波電感L 一端，可調的調波電感L的另一端通過接地測試電流注入點連接待測接地網；待測接地網的四周布置有接地測試回流極；接地測試回流極連接至雷電流發生器主回路的儲能電容C的負極。
[0029]優選的，接地測試回流極布置在離待測接地網最遠端部2-3米距離的圓周上；在這個圓周上均勻布置8-10根接地測試回流極；接地測試回流極的直徑為2-3cm，地下深度和接地網埋設深度相同，地上部分預留至少30cm ;8-10根接地測試回流極用耐流至少2kA的扁銅線連接，扁銅線的一端連接至雷電流發生器主回路的儲能電容C的負極。
[0030]優選的，所述便攜式雷電流產生裝置還包括參考電壓極和脈沖分壓器CH2。
[0031]優選的，脈沖分壓器CH2—端連接可調的調波電感L的另一端，另一端連接參考電壓極。
[0032]優選的，參考電壓極布置在離接地網最遠端部10-15米處；參考電壓極的直徑為2-3cm，地下深度和接地網埋設深度相同，地上部分預留至少30cm。
[0033]優選的，隔離變壓器Tl的功率為3kW ;升壓變壓器T2的功率為3kW，輸出電壓為O?30kV ;充電電阻Rl的阻值為1.1XlO6Q ;儲能電容C，電容值為0.6 μ F ;可調的調波電阻R2的阻值為13 Ω，功率為300J ;可調的調波電感L的電感值為100 μ H，功率為300J。
[0034]優選的，儲能電容C由兩個耐壓為25kV，容量為0.3 UF的電容并聯組成。
[0035]優選的，放電開關S為能夠耐受30kV電壓、開斷時間在8 μ S以內的球隙開關。
[0036]優選的，所述用于接地裝置沖擊阻抗測試的便攜式雷電流產生裝置還包括試驗控制箱；所述試驗控制箱包括試驗操控面板；試驗操控面板上設有液晶觸摸屏、預置電壓表、充電電壓表、急停按鈕、充電電壓旋鈕和預置電壓旋鈕；充電電壓表用于顯示試驗過程試驗主回路中儲能電容C上所充的電量的電壓值；預置電壓表用于顯示設定的預置電壓值；液晶觸摸屏用于進行試驗操作；充電電壓旋鈕用于手動調節儲能電容C充電電壓；預置電壓旋鈕用于手動調節預置電壓；放電按鈕和急停按鈕用于手動控制主回路中放電開關S。
[0037]優選的，接地測試回流極連接儲能電容C的回流線上設有羅氏線圈，羅氏線圈通過電流測試線連接電流示波器；脈沖分壓器CH2通過電壓測試線連接電壓示波器；電流測試線和電壓測試線通過多跟絕緣支桿支于地上，使這兩根導線與地保持50cm的絕緣距離；絕緣支桿采用環氧樹脂制成，長度為lm。
[0038]采用便攜式雷電流產生裝置進行接地裝置沖擊阻抗測試的方法，包括以下步驟:首先，將雷電沖擊產生裝置的高壓輸出端連接至待測接地網的電流注入點，沖擊產生裝置的低壓輸出端連接至接地測試回流極；然后設定預置充電電壓、放電間隙和放電次數，接著接通電壓給儲能電容C充電，當充電電壓大于預置充電電壓，放電開關S合閘進行放電，放電結束，完成一次雷電沖擊試驗；放電次數減1，按照放電間隔所指定時間進行延時，重新充電和放電，直至試驗結束。
[0039]優選的，通過脈沖分壓器CH2采集沖擊電壓波形，通過羅氏線圈采集接地測試回流極的沖擊電流波形；沖擊接地電阻等于沖擊電壓的峰值