近年来我国电网高速发展,一批早期建成投运的变电站受当时施工技术条件的制约和多年腐蚀的影响,其接地网性能已经下降,难以满足安全运行的需要,电网对接地网腐蚀情况的评估有相当迫切的需求。现有接地网腐蚀诊断方法大多要求接地网拓扑结构已知,因此研发接地网拓扑结构检测装置具有重要的工程价值和现实意义。本文针对现有基于电磁感应原理的接地网结构检测方法存在的不足,提出了组合脉冲源电磁检测方法。通过4根接地引下线向接地网旋转注入双极性陡脉冲电流,使用二分量接收线圈测量地表磁场,发射电流关断期间高速变化的磁场在接收线圈中感应出脉冲高压,根据磁场数据分布特征提取接地网拓扑结构,基于提出的方法设计研发了组合脉冲源电磁发射机、二分量磁场接收机,开发了拓扑成像算法。论文构建了载流接地网的等效电路,得到了接地网电流分布规律;研究了地表磁场信号的时域特征和空间分布特征,分析了多点旋转注入脉冲电流在响应信号强度、叠加消噪、施工效率等方面存在的优势;建立了组合脉冲源电磁法接地网结构检测的电磁场仿真模型,通过仿真算例验证了方法原理的正确性。针对检测方法的需要,研发了组合脉冲源电磁发射机、二分量磁场接收机。基于提出的四桥臂恒压钳位电路,发射机实现了4电极旋转输出线性关断的双极性脉冲电流;接收机包含两个正交的接收线圈,采集同一个测点磁场的两个水平分量,采用超宽带定位技术和陀螺仪记录线圈位置和姿态;利用GPS驯服钟设计了收发脉冲同步方案,实现了脉冲磁场提取和叠加消噪。开发了用于数据后处理的形态滤波拓扑结构成像算法,对磁场数据进行形态学滤波和边界提取处理,直接获得接地网拓扑图,避免漏判和误判接地导体。制定了接地网拓扑结构检测流程,利用所研发的装置在接地网试验场和110k V变电站开展了接地网拓扑结构检测实验研究。实验结果表明,论文提出的方法正确,装置可靠、高效,成像算法鲁棒性强。