冬季土壤受冻结作用影响，土壤电阻率明显升高。本研究提出了一种土壤导电模型，搭建了土壤电阻率测量试验平台，依据蒙东地区冬季环境的温度与土壤分层结构调研结果，设计不同含水量的黄土与砂土土壤样本在-20℃的恒温密闭环境内的冻土试验，对比分析不同样本的土壤电阻率随温度的变化情况与规律，将试验结果应用于变电站实例，计算分析土壤电阻率的升高对接地电阻、接触电压和跨步电压的影响规律。
冬季土壤冻结后,土壤电阻率急剧增加,而且冻土层土壤电阻率和深度随着土壤温度变化,不仅影响接触电压与跨步电压的值,同时还影响到跨步电压与接触电压的允许值。为了探究季节性冻土对变电站接地安全的影响,建立了季节性冻土地区的土壤模型,仿真分析研究了季节性冻土参数对变电站接地系统接地电阻、接触电压和跨步电压的影响规律;分析了不同情况下接地电阻、接触电压和跨步电压的最大允许安全值;最后研究了改善冻土地区接地安全性能的方法。研究发现:当冻土冻结深度小于地网埋深时,跨步电压与接触电压受到下层土壤电阻率影响,接地系统较为安全,冻土冻结深度超过地网埋深后接触电压与跨步电压急剧上升,超过安全值,此时通过增设垂直接地极可有效地降低接地电阻值,限制接触电压和跨步电压。
青藏高原冬季气温低,大部分地区是季节性冻土区域,冬季土壤冻结之后,土壤电阻率非常高,导致接地系统周边跨步电压与接触电压上升,危及工作人员的安全。为了研究季节性冻土对人员安全的影响,本文建立了季节性冻土的仿真模型,计算了不同冻土厚度与电阻率下通过人体的电流,分析了土壤冻结前后及冻土深度对人体安全的影响,发现土壤冻结前的土壤电阻率对人体安全影响较少,主要是冻土电阻率与深度影响人身安全,并给出达到人体安全极限电流时不同土壤电阻率下的冻土深度,当冻土超过该深度时,跨步电压与接触电压将可能危及人身安全。