雷电流经由接地装置在地中流散是一个复杂的暂态过程。一方面,接地装置的冲击特性直接决定了其防雷性能,而土壤的动态电离过程是影响接地装置冲击特性的重要因素;另一方面,雷电流入地造成的复杂地中散流环境也会给接地装置周边人身、设备和生物的安全带来隐患。因此,亟需围绕杆塔接地装置的冲击特性以及冲击电流入地散流开展相关研究。本文首先搭建土壤冲击特性试验平台,使用平行板电极和同心半球形电极共同研究土壤的动态电离过程。试验结果表明:不同类型的土壤临界击穿场强各不相同,且颗粒越大的土壤越容易发生火花效应;土壤的临界击穿场强随含水量的升高而降低,土壤颗粒越小,冲击电阻率受含水量的影响越小;此外,土壤在雷电冲击后的电气特性会发生改变,且这种电气特性的改变均可恢复,但恢复速度存在差异。然后本文提出了考虑环形回流极的冲击试验接地参数计算方法并使用自编写程序实现参数的求解,用于探究环形回流极对冲击试验的影响并在试验规划阶段高效、快速地确定合适的回流极布置方式,结果表明:环形回流极的存在实际上拉低了接地装置的电位升,且会导致回流极附近区域的地中电流密度发生畸变;通过计算任意环形回流极半径对应的补偿系数k可以实现对接地装置电位升的补偿;通过计算不同基准误差率δ₀下的最大有效测量距离d可以确定回流极的最优半径,减小由回流极引起的电流密度畸变的影响。随后本文设计了平板型结构的散流采集模块并开发入地散流测量系统,实现了对地中散流的有效捕捉与测量。最后设计现场测试方案,根据测试目标确定合适的回流极半径、电位补偿系数以及散流采集模块尺寸,并在某220kV线路杆塔开展现场试验。现场测试结果的相对误差在10%以内,可用于指导接地装置的优化设计及防护改造。