变电站接地系统是保证人身和电气设备安全、维护电力系统可靠运行的重要措施。变电站接地网设计是重要的电气设计之一。随着电力系统容量不断增大，故障时流入地网的电流将随之增大，等间距的变电站接地网的地表电位梯度大，散流不均匀。同时，土壤电阻率较高的地区，仅靠水平接地网时接地电阻往往不能满足有关规定的要求，如何经济、有效地减小接地电阻也成为电力系统十分关注的课题。因此有必要研究变电站接地网的优化设计和降阻措施。　　本文首先介绍了高密度电法在土壤电阻率测试的原理和方法，以及把它应用到具体变电站的土壤电阻率测试；针对等间距接地网存在的问题，总结国内外接地网的优化原则和方法的基础之上，提出变电站接地网的优化方法；其次分析了均匀土壤中垂直接地极对接地电阻的影响，然后分析了垂直接地极长度等对接地网接地电阻的影响，并给出了垂直接地极的选取方案。同时对垂直接地极的选用和安装提出了建议。　　本文最后结合110kV红岩变电站接地网设计，研究了变电站接地系统设计的方法、步骤和垂直接地极在变电站接地网中的应用。重点对均压导体不等间距布置和垂直接地极的实际应用进行了研究，通过采用理论计算和数字仿真，得到了地网布置的较优化方案，使接触电压、跨步电压比等间距布置时都有所降低，并且减少了水平接地体的使用，节约了施工成本，具有一定的工程实用价值。