提出一种基于有限元法分析特高压直流输电线路双极分裂导线周围空间离子流场的方法。在计及分裂导线中各子导线相互影响的基础上，将每根子导线单独考虑，详细说明了子导线表面电荷密度初值的估计方法。在验证所提方法的有效性之后，将其应用于±800kVHVDC输电线路的离子流场分析。计算了起晕导线周围空间的离子流，导线下方地面离子流密度以及地面电场强度。分析了分裂导线的分裂数、分裂半径以及空间电场单极部分对离子流的影响。研究表明，随着导线分裂数的增加，离子流减小；分裂半径越小，离子流越小。如果不考虑导线周围电场的单极分量，计算所得的离子流将偏高。分析表明，线路的地面离子流密度和场强都满足我国特高压直流输电线路的电磁环境限值要求。

考虑到雷电背景、特高压线路的多分裂导线结构和高运行电压，建立分析特高压线路分裂导线表面连续上行先导起始的数值仿真模型。模型中同时考虑到流注区域空间电荷以及导线和避雷线表面感应电荷对导线和避雷线周围空间电场分布的影响。仿真中采用模拟电荷法和拉普拉斯法计算子导线和避雷线周围的电场分布，根据计算获得的电场判定关键物理过程的起始和转化。采用该模型对我国特高压试验示范工程中的ZBS2塔型线路进行仿真，并与采用已有模型的仿真结果进行对比，得到模型改进前后预测的特高压分裂导线和避雷线表面连续上行先导起始的不同特点。仿真结果表明：采用改进模型计算时，特高压交流输电线路子导线表面的连续先导的起始迟于已有的先导传播模型的预测结果；在避雷线表面则恰恰相反。这意味着已有先导传播模型对输电线路雷电屏蔽性能的预测是保守的，该研究结果可为超/特高压输电线路的防雷设计提供参考。

由于特高压线路本身的特点，雷电绕击是危及特高压输电线路安全可靠运行的主要因素之一，而现有评估输电线路绕击跳闸率的EGM模型难以取得与线路实际运行经验相一致的结果。为确保我国特高压线路安全稳定运行，研究改进特高压架空线路的绕击性能预测模型是当前我国特高压试验示范工程亟待解决的重要课题之一。本文综合考虑国内外已有成果，包括雷电对导线、地线和大地三者击距的差异、风偏影响、地形影响和导线工作电压影响等，提出综合考虑这些因素的改进EGM。应用改进模型，对我国UHVAC试验示范工程初步设计的ZMP2和ZBS2塔型的线路进行了绕击性能分析。仿真结果表明，随着地面倾角的增大，在只考虑导线工作电压峰值和考虑导线工作电压随相位变化这两种情况下，绕击跳闸率差别可达0.16次/100km•a，因此必须考虑雷击时导线工作电压相位的概率分布。随着风速和地面倾角的增大，绕击跳闸率呈加速度增长。杆塔为ZBS2的线路，在所考察范围内不会发生绕击跳闸，而杆塔为ZMP2的线路，只有当地面倾角小于10°时，才能满足特高压线路对绕击跳闸率的要求。

基于ATP-EMTP建立了考虑电晕影响的UHVAC输电线路的雷电绕击耐雷水平分析模型。在验证所建模型的合理有效性之后分析了电晕对我国特高压试验示范工程输电线路初步设计的4种杆塔模型线路的耐雷水平的影响。仿真分析表明，冲击电晕对绕击耐雷水平影响很大，而且线路电压等级越高，这种影响越大。对于1000kV特高压线路，考虑电晕影响后线路绕击耐雷水平升高了约40%。此外，还基于杆塔模型为ZMP2的特高压线路，分析了线路工作电压对绕击耐雷水平的影响。在考虑电晕影响的情况下，考虑工作电压时的耐雷水平比不考虑工作电压时低5.3kA；而对于500kV线路，考虑工作电压比不考虑工作电压的耐雷水平只低2.4kA。可见导线工作电压对特高压线路的耐雷水平影响更大。

An improved leader progression model (LPM) for analyzing the shielding failure performance of overhead transmission lines is established, and implemented in calculating the shielding failure rate and shielding failure flashover rate of 500-kV transmission lines. This paper discusses the inadequate parts of the existing LPM and presents improvements to meliorate the model for applications on extremely high voltage (EHV) transmission lines. The model is improved mainly in three aspects: 1) the background electric field produced by the lightning cloud is simulated by multielectrode configuration, 2) different inception criteria of upward leaders for shielding wires and phase conductors are chosen, and 3) the impact of power frequency operating voltage on the shielding failure flashover rate is considered. The improved model is applied to analyze the shielding failure performance of 500-kV transmission lines in China considering the flat and hilly terrain conditions. The shielding failure flashover rates by existing models and the improved model are calculated and compared with the operating data of 500-kV transmission lines. It is shown that the predicted result of the improved LPM is in accordance with the operating experience. The improved model is suitable for the lightning shielding assessment and applicable in the design of EHVAC transmission lines.