本发明属于电力系统接地特性检测技术领域，具体涉及一种土壤多次冲击放电特征参数分析方法及系统。
背景技术：
土壤介质作为接地系统的主要散流媒介，其冲击放电特征参数取值的准确性直接决定了接地系统雷击暂态模型计算结果的正确与否，关于土壤雷击放电参数的计算方法一直是接地领域的重点研究内容之一。
土壤冲击放电特征参数主要包括土壤临界击穿场强ec和放电区域剩余电阻率ρres。由于放电过程中的暂态参量难以直接测量，现有研究结果多是基于数值分析模型计算所得，因此计算结果准确性对模型精确性依赖程度极高。但由于土壤介质对光和热具有较强的隔离作用，地中放电情况难以观测，导致现有计算模型中均不同程度的基于人为假设条件。现有分析模型多基于雷电入地后各向均匀散流的假设建立，但最新研究观测结果表明，雷电入地后会形成带状集中式放电通道，并沿此路径进行主体电流的泄放，以均匀散流模型计算结果与实际情况存在较大差异，而且由于各种假设模型的不同，导致现有计算结果差异较大，取值范围跨度极大，难以工程实际应用。
此外，雷电具有一次击穿多次放电的特性，一个雷闪平均具有3-5次继后冲击。现有的参数计算方法和支撑数据全部依托于单次冲击放电结果而来，未考虑雷电多冲击情况，忽略了土壤介质放电衰减特性及恢复特性。而土壤介质在电离后处于高电离态，并会在放电结束后持续一段时间。放电区域的电离恢复程度也直接影响了继后冲击放电特性参数取值的可靠性，从而影响环境土壤的雷击电气参数检测精度。
技术实现要素：
为了解决现有土壤冲击放电特征参数数值模拟方法存在的局限，影响接地环境土壤的雷击电气参数检测精度的问题，本发明提供了一种土壤多次冲击放电特征参数分析方法。本发明能够实现不同条件土壤介质的雷电多冲击放电特性参数的分析计算，提高了各类接地环境土壤的雷击电气参数检测精度。
本发明通过下述技术方案实现：
一种土壤多次冲击放电特征参数分析方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、采集基础数据，并基于基础数据构建放电通道三维空间结构；
步骤二、基于放电通道三维空间结构，构建首次数值计算模型，通过首次数值计算模型进行首次冲击放电特征参数反演计算，得到首次冲击作用下土壤介质冲击放电剩余电阻率和等效临界击穿电场强度；
步骤三、根据放电通道三维空间结构判定多冲击放电通道结构及约束条件，获得继后冲击放电参数计算过程中的约束条件；
步骤四、基于放电通道三维空间结构，构建继后数值计算模型，根据步骤三获得的约束条件对继后数值计算模型进行初始化设定，通过初始化设定之后的继后数值计算模型进行继后冲击放电特征参数反演计算，得到土壤介质被二次击穿时的剩余电阻率和等效临界击穿电场强度。
优选的，本发明的步骤一采集的基础数据包括电气参数和结构参数；
所述电气参数包括连续冲击放电过程中土壤介质上的电压、电流波形参数，以及土壤介质的电气参数；所述电气参数通过接地系统连续冲击放电测量实验平台获得；
所述结构参数包括地中放电通道实际空间结构以及土壤放电环境的物理结构参数；所述结构参数通过土壤放电x射线投射成像观测平台获得。
优选的，本发明的步骤一基于获取的结构参数构建放电通道三维空间结构。
优选的，本发明的步骤二中进行首次冲击放电特征参数反演计算具体为：
以试验获得的首次冲击电流值作为首次数值计算模型的激励，以冲击电压值作为标准响应；
在首次数值计算模型中，将放电通道区域土壤电阻率从初始值进行迭代反演计算，直到计算得到的电压与标准响应相一致，此时放电通道内土壤电阻率即为首次冲击作用下土壤介质冲击放电剩余电阻率，放电通道内电场强度即为等效临界击穿电场强度。
优选的，本发明的判定过程具体包括：
步骤3.1，根据拍摄获得的地中放电通道结构三视图进行放电通道空间结构的三维重构；
步骤3.2，基于重构的三维空间结构判断放电通道类型，并对放电区域进行划分；
步骤3.3，基于划分的放电区域，获得继后冲击放电参数计算过程中的约束条件。
优选的，本发明的步骤3.3具体为：
在首次冲击放电过程中，仅有首次冲击放电通道产生，继后冲击放电并未发生，首次冲击放电特征参数通过步骤二获得；
在继后冲击放电过程中，新产生的继后冲击放电区域内的土壤介质是第一次被击穿，所以其呈现的剩余电阻率与首次冲击放电通道第一次被击穿的剩余电阻率一致；而此时的首次冲击放电区域以及多冲击通道重合区域，由于恢复程度不同，以及分流的冲击电流的大小不同，其此时呈现的剩余电阻率是未知的，也就是土壤介质在多冲击放电过程中二次击穿放电时所呈现的剩余电阻率，即土壤继后冲击放电剩余电阻率。
优选的，本发明的步骤四中的初始化设定具体为：将继后冲击放电区域电阻率设定为步骤二获得的土壤首次击穿放电剩余电阻率，首次冲击放电区域和多冲击通道重合区域电阻率为未知量，将其初始值设定为步骤二获得的土壤首次冲击放电剩余电阻率。
优选的，本发明的步骤四中继后冲击放电特征参数反演计算具体为：
以试验获得的继后冲击电流值作为激励，以继后冲击电压值作为标准响应；
在继后数值计算模型中，将首次冲击放电区域以及多冲击通道重合区域电阻率从初始值进行迭代反演计算，直至计算得到的电压与标准响应相一致，此时计算所得的首次冲击放电区域和多冲击通道重合区域的土壤电阻率即是对应条件下的土壤介质被二次击穿时的剩余电阻率，区域内电场强度均值即为等效临界击穿电场强度。
优选的，本发明的方法还包括：
步骤五，将步骤二和步骤四计算得到的土壤剩余电阻率和临界击穿强度与其对应的土壤属性以及电气参数一同记录并输出存储。
另一方面，本发明还提出了一种土壤多次冲击放电特征参数分析系统，该系统包括数据采集模块、三维模块、首次参数分析模块、约束条件模块和继后参数分析模块；
所述数据采集模块用于采集基础数据；
所述三维模块基于基础数据构建放电通道三维空间结构；
所述首次参数分析模块基于放电通道三维空间结构，构建首次数值计算模型，通过首次数值计算模型进行首次冲击放电特征参数反演计算，得到首次冲击作用下土壤介质冲击放电剩余电阻率和等效临界击穿电场强度；
所述约束条件模块根据放电通道三维空间结构判定多冲击放电通道结构及约束条件，获得继后冲击放电参数计算过程中的约束条件；
所述继后参数分析模块基于放电通道三维空间结构，构建继后数值计算模型，根据所述约束条件模块获得的约束条件对继后数值计算模型进行初始化设定，通过初始化设定之后的继后数值计算模型进行继后冲击放电特征参数反演计算，得到土壤介质被二次击穿时的剩余电阻率和等效临界击穿电场强度。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明提出的土壤多次冲击放电特征参数分析方法及系统，通过考虑实际雷电多冲击放电通道结构，进行放电特征参数数值模拟计算，能够获得与实际情况更加相符的放电特征参数，从而提高了土壤的雷击电气参数检测精度和可靠性。
2、本发明应用范围广，便于实现，适用于各类接地环境土壤的雷击电气参数检测。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的土壤多次冲击放电特征参数分析方法流程示意图。
图2为本发明的放电通道结构灰度图。
图3为本发明的放电通道三维空间结构模型图。
图4为本发明的土壤多次冲击放电特征参数分析系统原理框图。
图中：1金属垂直电极，2首次冲击放电通道，3继后冲击放电通道。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
相较于现有的数值模拟分析方法，本实施例提出了一种土壤多次冲击放电特征参数分析方法。
具体如图1所示，本实施例的方法主要包括以下步骤：
步骤一、采集基础数据，并基于基础数据构建放电通道三维空间结构。
本实施例步骤一采集的基础数据包括电气参数和结构参数，电气参数包括连续冲击放电过程中土壤介质上的电压、电流波形参数，以及土壤介质的电气参数，如土壤电阻率；结构参数包括的地中放电通道实际空间结构以及土壤放电环境的物理结构参数。
本实施例的电气参数可基于接地系统连续冲击放电测量实验平台获得。
本实施例的结构参数可基于土壤放电x射线透射成像观测平台获得。
本实施例基于获得的结构参数构建放电通道及放电环境三维结构。
步骤二、基于放电通道三维空间结构，构建首次数值计算模型，通过首次数值计算模型进行首次冲击放电特征参数反演计算，得到首次冲击作用下土壤介质冲击放电剩余电阻率和等效临界击穿电场强度。
本实施例步骤二中的首次冲击放电特征参数反演计算具体包括：
在放电通道及放电环境三维结构基础上构建有限元数值计算模型，以试验获取的首次冲击电流值作为激励，以冲击电压值作为标准响应。在数值模型中，将放电通道区域土壤电阻率从初始值进行叠代反演计算，直至计算所得电压与标准响应相一致。此时放电通道内土壤电阻率即为首次冲击作用下土壤介质冲击放电剩余电阻率，放电通道内电场强度均值即为等效临界击穿电场强度。
步骤三、根据放电通道三维空间结构判定多冲击放电通道结构及约束条件，获得继后冲击放电参数计算过程中的约束条件。
本实施例步骤三中对多冲击放电通道结构及约束条件进行判定，主要基于多冲击放电通道分支情况以及土壤放电机理对继后冲击放电参数计算过程中的约束条件进行设定。地中放电通道结构复杂多变，总体上可分类为：完全重合的单通道结构、部分重合的分支结构，以及多通道结构。进一步可将放电通道结构划分为：①首次冲击放电区域、②继后冲击放电区域、③多冲击通道重合区域。
首先根据拍摄所得地中放电通道结构三视图对进行放电通道空间结构的三维重构，试验观测与理论分析表明，放电通道主体呈现类变径圆柱结构，基于此现象以及放电通道三视图可以准确还原其实际空间结构。然后依托其实际三维空间结构判断放电通道类型，并对放电区域进行划分。
在首次冲击放电过程中，仅有首次冲击放电通道产生，继后冲击放电并未发生，首次冲击放电特征参数反演计算如步骤二中。
首次冲击放电结束后，放电区域内的土壤介质处于高电离态，并且这种状态不会在电流降为零后立即恢复，其会呈指数规律随时间变化而逐渐恢复，这个时间会因土壤特征参数的不同而持续数十毫秒至数百毫秒不等。当该高电离态未完全恢复时，继后冲击电流再次注入土壤当中，此时首次冲击放电区域土壤介质参数的变化必然会对继后冲击放电过程产生影响，对应到继后冲击放电参数计算过程中，即为其模型的局部约束条件有变化。
在继后冲击放电过程中，新产生的继后冲击放电区域内的土壤介质是第一次被击穿，所以其呈现的剩余电阻率同步骤二计算的首次冲击放电通道第一次被击穿的剩余电阻率一致。而此时的首次冲击放电区域，以及多冲击通道重合区域，由于恢复程度不同，以及分流的冲击电流的大小不同，其此时呈现的剩余电阻率是未知的，也就是土壤介质在多冲击放电过程中二次击穿放电时所呈现的剩余电阻率，即土壤继后冲击放电剩余电阻率。
步骤四、基于放电通道三维空间结构，构建继后数值计算模型，根据步骤三获得的约束条件对继后数值计算模型进行初始化设定，通过初始化设定之后的继后数值计算模型进行继后冲击放电特征参数反演计算，得到土壤介质被二次击穿时的剩余电阻率和等效临界击穿电场强度。
本实施例步骤四中初始化设定具体为：将继后冲击放电区域(②)电阻率设定为步骤2)中计算所得的土壤首次击穿放电剩余电阻率；首次冲击放电区域(①)以及多冲击通道重合区域(③)电阻率为未知变量，将其初始值同样设定为步骤2)中计算所得的土壤首次击穿放电剩余电阻率。
本实施例步骤四中继后冲击放电特征参数反演计算具体为：以试验获取的继后冲击电流值作为激励，以继后冲击电压值作为标准响应。在数值模型中，将首次冲击放电区域(①)以及多冲击通道重合区域(③)电阻率从初始值进行叠代反演计算，直至计算所得电压与标准响应相一致。此时计算所得的区域①和③中的土壤电阻率既是对应条件下的土壤介质被二次击穿时的剩余电阻率，区域内电场强度均值即为等效临界击穿电场强度。
步骤五，将步骤二和步骤四获得的土壤多冲击放电特征参数整理输出。本实施例中具体将步骤二和步骤四计算得到的土壤剩余电阻率和临界击穿强度与其对应的土壤属性以及电气参数一同记录并输出存储。
实施例2
基于上述实施例1，本实施例还提出了一种土壤多次冲击放电特征参数分析系统，具体如图2所示，本实施例的系统包括数据采集模块、三维模块、首次参数分析模块、约束条件模块和继后参数分析模块。
本实施例的数据采集模块用于采集基础数据；
本实施例的三维模块基于基础数据构建放电通道三维空间结构；
本实施例的首次参数分析模块基于放电通道三维空间结构，构建首次数值计算模型，通过首次数值计算模型进行首次冲击放电特征参数反演计算，得到首次冲击作用下土壤介质冲击放电剩余电阻率和等效临界击穿电场强度；
本实施例的约束条件模块根据放电通道三维空间结构判定多冲击放电通道结构及约束条件，获得继后冲击放电参数计算过程中的约束条件；
本实施例的继后参数分析模块基于放电通道三维空间结构，构建继后数值计算模型，根据约束条件模块获得的约束条件对继后数值计算模型进行初始化设定，通过初始化设定之后的继后数值计算模型进行继后冲击放电特征参数反演计算，得到土壤介质被二次击穿时的剩余电阻率和等效临界击穿电场强度。
本实施例的系统还包括输出模块，输出模块用于将首次参数分析模块和继后参数分析模块获得的土壤多次冲击放电特征参数进行输出。
实施例3
本实施例将上述实施例提出的方法和系统应用于具体的土壤多次冲击放电特征参数分析，具体过程如下：
1、首先确定需要计算的对象，并进行基础数据采集。
首先在冲击电流放电前采集放电环境基本参数，本案例中放电沙盒的尺寸为边长20*20*20cm，垂直电极1为长10cm、直径6mm的金属圆柱体，土壤介质初始土壤电阻率ρ0为213ω·m。
采集电气参数，经垂直电极1注入土壤的冲击电流峰值为2ka，波形参数为8/20μs，采集所得首次冲击电压峰值为21.1kv，继后冲击电压峰值为6.4kv。
采集放电通道结构参数，利用x射线透射成像系统获取其放电通道结构灰度图，如图3所示。
根据放电通道结构灰度图，进行放电通道图像灰度分析，并构建放电通道三维空间结构，如图4所示。
2、进行首次冲击放电特征参数计算。
将首次冲击放电通道2作为研究对象，将继后冲击放电通道3视为未击穿土壤介质，参数设置与未击穿区域一致。
在放电通道三维空间结构的基础上构建有限元参数计算模型，首次冲击放电通道土壤电阻率初始值设置为初始土壤电阻率213ω·m。设置电流源经垂直电极x注入8/20μs、2ka冲击电流，计算电极上的冲击电压，此时计算所得电压远高于实际测量到的首次冲击电压峰值21.1kv。因此，降低首次冲击放电通道土壤电阻率为213*0.9＝191.7ω·m，再次计算电极上电压峰值，此时，此时计算所得依旧高于实际测量值，则继续重复上述步骤降低首次冲击放电通道土壤电阻率，直至计算所得电极电压峰值与实际测量电压峰值一致，此时，首次冲击放电通道内的土壤电阻率即为土壤介质首次击穿剩余电阻率，计算值为2.40×10-4·ρ0。计算所得首次冲击放电通道内电场强度体平均值为187.5kv/m。
3、进行多冲击放电通道结构及约束条件判定。
根据放电通道三维空间结构判定，本案例为完全分支双通道结构，首次冲击与继后冲击放电通道体积分别为54.9cm3以及15.3cm3。因继后冲击放电通道内的土壤是第一次被击穿。其土壤剩余电阻应被设定为计算所得的2.40×10-4·ρ0。而首次击穿放电通道内的土壤介质之前已被击穿，且未完全恢复，所以其剩余电阻率未知，为待计算参数。将首次冲击放电通道内的土壤电阻率初始值设定为2.40×10-4·ρ0。
4、进行继后冲击放电特征参数反演计算。
设置电流源经垂直电极1注入8/20μs、2ka冲击电流，计算电极上的冲击电压，此时计算所得电压远高于实际测量到的继后冲击电压峰值6.4kv。因此，降低首次冲击放电通道土壤电阻率为其现值的0.9倍，再次计算电极上电压峰值，若此时计算所得依旧高于实际测量值，则继续重复上述步骤降低首次冲击放电通道土壤电阻率，直至计算所得电极电压峰值与实际测量电压峰值一致，计算所得首次放电通道在继后冲击作用时的视在电阻率为7.92×10-5·ρ0。
5、结果整理输出。
实验环境：立方沙盒边长20cm；高压电极长10cm，直径6mm。
实验条件：土壤类型为沙土，土壤含盐量0.1％，土壤含水量6％，土壤初始电阻率213ω·m；连续冲击电流波形8/20μs，时间间隔1ms，电流峰值2ka。
实验结果：冲击电压峰值分别为首次冲击电压峰值为21.1kv，继后冲击电压峰值为6.4kv。
计算结果：被测土壤介质首次击穿剩余电阻率为2.40×10-4·ρ0，等效临界击穿场强187.5kv/m；土壤介质对应时间间隔第二次被击穿剩余电阻率为7.92×10-5·ρ0。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种土壤多次冲击放电特征参数分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、采集基础数据，并基于基础数据构建放电通道三维空间结构；
步骤二、基于放电通道三维空间结构，构建首次数值计算模型，通过首次数值计算模型进行首次冲击放电特征参数反演计算，得到首次冲击作用下土壤介质冲击放电剩余电阻率和等效临界击穿电场强度；
步骤三、根据放电通道三维空间结构判定多冲击放电通道结构及约束条件，获得继后冲击放电参数计算过程中的约束条件；
步骤四、基于放电通道三维空间结构，构建继后数值计算模型，根据步骤三获得的约束条件对继后数值计算模型进行初始化设定，通过初始化设定之后的继后数值计算模型进行继后冲击放电特征参数反演计算，得到土壤介质被二次击穿时的剩余电阻率和等效临界击穿电场强度。
2.根据权利要求1所述的一种土壤多次冲击放电特征参数分析方法，其特征在于，所述步骤一采集的基础数据包括电气参数和结构参数；
所述电气参数包括连续冲击放电过程中土壤介质上的电压、电流波形参数，以及土壤介质的电气参数；所述电气参数通过接地系统连续冲击放电测量实验平台获得；
所述结构参数包括地中放电通道实际空间结构以及土壤放电环境的物理结构参数；所述结构参数通过土壤放电x射线投射成像观测平台获得。
3.根据权利要求2所述的一种土壤多次冲击放电特征参数分析方法，其特征在于，所述步骤一基于获取的结构参数构建放电通道三维空间结构。
4.根据权利要求1所述的一种土壤多次冲击放电特征参数分析方法，其特征在于，所述步骤二中进行首次冲击放电特征参数反演计算具体为：
以试验获得的首次冲击电流值作为首次数值计算模型的激励，以冲击电压值作为标准响应；
在首次数值计算模型中，将放电通道区域土壤电阻率从初始值进行迭代反演计算，直到计算得到的电压与标准响应相一致，此时放电通道内土壤电阻率即为首次冲击作用下土壤介质冲击放电剩余电阻率，放电通道内电场强度即为等效临界击穿电场强度。
5.根据权利要求1所述的一种土壤多次冲击放电特征参数分析方法，其特征在于，所述判定过程具体包括：
步骤3.1，根据拍摄获得的地中放电通道结构三视图进行放电通道空间结构的三维重构；
步骤3.2，基于重构的三维空间结构判断放电通道类型，并对放电区域进行划分；
步骤3.3，基于划分的放电区域，获得继后冲击放电参数计算过程中的约束条件。
6.根据权利要求5所述的一种土壤多次冲击放电特征参数分析方法，其特征在于，所述步骤3.3具体为：
在首次冲击放电过程中，仅有首次冲击放电通道产生，继后冲击放电并未发生，首次冲击放电特征参数通过步骤二获得；
在继后冲击放电过程中，新产生的继后冲击放电区域内的土壤介质是第一次被击穿，所以其呈现的剩余电阻率与首次冲击放电通道第一次被击穿的剩余电阻率一致；而此时的首次冲击放电区域以及多冲击通道重合区域，由于恢复程度不同，以及分流的冲击电流的大小不同，其此时呈现的剩余电阻率是未知的，也就是土壤介质在多冲击放电过程中二次击穿放电时所呈现的剩余电阻率，即土壤继后冲击放电剩余电阻率。
7.根据权利要求1所述的一种土壤多次冲击放电特征参数分析方法，其特征在于，所述步骤四中的初始化设定具体为：将继后冲击放电区域电阻率设定为步骤二获得的土壤首次击穿放电剩余电阻率，首次冲击放电区域和多冲击通道重合区域电阻率为未知量，将其初始值设定为步骤二获得的土壤首次冲击放电剩余电阻率。
8.根据权利要求1所述的一种土壤多次冲击放电特征参数分析方法，其特征在于，所述步骤四中继后冲击放电特征参数反演计算具体为：
以试验获得的继后冲击电流值作为激励，以继后冲击电压值作为标准响应；
在继后数值计算模型中，将首次冲击放电区域以及多冲击通道重合区域电阻率从初始值进行迭代反演计算，直至计算得到的电压与标准响应相一致，此时计算所得的首次冲击放电区域和多冲击通道重合区域的土壤电阻率即是对应条件下的土壤介质被二次击穿时的剩余电阻率，区域内电场强度均值即为等效临界击穿电场强度。
9.根据权利要求1所述的一种土壤多次冲击放电特征参数分析方法，其特征在于，该方法还包括：
步骤五，将步骤二和步骤四计算得到的土壤剩余电阻率和临界击穿强度与其对应的土壤属性以及电气参数一同记录并输出存储。
10.一种土壤多次冲击放电特征参数分析系统，其特征在于，该系统包括数据采集模块、三维模块、首次参数分析模块、约束条件模块和继后参数分析模块；
所述数据采集模块用于采集基础数据；
所述三维模块基于基础数据构建放电通道三维空间结构；
所述首次参数分析模块基于放电通道三维空间结构，构建首次数值计算模型，通过首次数值计算模型进行首次冲击放电特征参数反演计算，得到首次冲击作用下土壤介质冲击放电剩余电阻率和等效临界击穿电场强度；
所述约束条件模块根据放电通道三维空间结构判定多冲击放电通道结构及约束条件，获得继后冲击放电参数计算过程中的约束条件；
所述继后参数分析模块基于放电通道三维空间结构，构建继后数值计算模型，根据所述约束条件模块获得的约束条件对继后数值计算模型进行初始化设定，通过初始化设定之后的继后数值计算模型进行继后冲击放电特征参数反演计算，得到土壤介质被二次击穿时的剩余电阻率和等效临界击穿电场强度。
技术总结