为了化解我国能源和电力需求分布不均衡的矛盾,特高压输电已成为我国电力发展战略中优先推行的重点,以满足各大电网互联和大容量电力输送的需要。国内外运行经验表明：随着电压等级的提高,输电线路跳闸主要是由雷击引起的。日本东京电力公司(TEPCO)通过近10年对本国特高压同塔双回线路的雷电观测表明：特高压线路的雷击跳闸几乎都是绕击跳闸。目前,世界各国和IEC、IEEE等国际组织均推荐采用电气几何模型(electro geometrical model, EGM)法对输电线路进行雷电屏蔽性能的计算。然而,](?)EPCO采用现有经典EGM的绕击率计算结果与雷电观测结果相差甚远,表明现有结合1-4m较短间隙放电试验数据推导而来的击距公式已不适合大尺寸特高压输电线路。因此,在输电线路从高压、超高压向特高压发展的过程中,原有EGM中的一些参数变得不再准确,不能指导新线路的防雷屏蔽设计。为此,有必要通过结合运行经验和更长间隙的试验数据重新修正EGM中的一些参数,提高EGM的工程适用性。本文的主要研究工作如下：(1)开展了500kV交流输电线路小尺寸缩比模型雷电屏蔽影响因素模拟试验。选取500kV交流输电线路为研究对象,考虑电极沿档距方向放置位置、雷电先导入射角、线路保护角和地面倾斜角等诸多因素,借助高速摄影仪观测,通过近10万次放电试验：得到线路绕击概率由塔头至档距中央呈先增加,后减小的变化规律,找出了能够反映线路平均绕击概率的电极最佳放置区域；得到了绕击概率随电极倾斜角度增大而增大、随线路保护角增大而增大、随地面倾斜角增大而先增大后减小的试验规律；观测到了主放电击中导线(避雷线)的同时,避雷线(导线)上竞争失利的残余迎面流注。(2)进行了500kV交流输电线路绕击空间分布特性试验。将ZB6T型杆塔的500kV交流输电线路分别按1：80、1：40、1：25的比例缩小,分别采用负极性标准雷电波和负极性标准操作波对三种模型进行了大量的放电试验：绘制了绕击空间分布图,试验现象与用经典EGM计算分析的绕击空间分布规律相一致。假设雷电流定位在空间上呈均匀分布,使用面积法计算了个空间分布下的线路总绕击概率,依据计算结果并结合理论分析推荐：对于放电间隙较短的小尺寸缩比模型雷电屏蔽模拟试验采用负极性标准雷电波进行试验,试验结果受模型尺寸影响小,线性度好。(3)开展了三种典型电极的长间隙在负极性操作波作用下的冲击放电试验。对棒-棒、棒-板、棒-线三种典型间隙分别采用负极性20/2500μs和负极性80/2500μs操作冲击进行了最大间隙距离达到10m的放电试验,并采用升降法求取间隙50%放电电压。通过分析比较,绘制了三种典型间隙的负极性50%放电电压与间隙距离的关系曲线,发现间隙的负极性放电特性具有明显的饱和趋势；间隙距离大于4m后,相同间隙的负极性80/2500μs操作冲击50%放电电压低于负极性20/2500μs操作冲击50%放电电压；棒-棒间隙与棒-板间隙的放电特性曲线在间隙距离4-5m之间时发生翻转；线电极接地将明显降低棒-线间隙的负极性放电电压；在试验过程中存在梯级放电过程,间隙的平均击穿场强随着间隙尺寸的增大而减小；根据T-test结果,随间隙距离的变化,下棒电极高度对棒-棒间隙负极性放电特性影响的显著程度没有明显的规律性变化。(4)统计了棒-棒间隙的负极性击穿时间,并与高速摄影仪拍摄到的负极性放电过程影像图比较。负极性放电击穿时间和负极性放电过程中的梯级数量随波头时间的增大而增多；负极性放电击穿时间随间隙距离的增大而增大。利用实验室长间隙试验结果对击距公式修正时,依据击距的定义,最理想的条件是放电过程中不出现梯级先导过程。因此在模拟雷电最后一击时,应尽量采用短波头操作冲击试验。因此,本文选取采用负极性20/2500μs操作冲击电压波的放电试验结果进行击距及击距公式的修正。(5)击距公式的修正。根据棒-棒间隙的负极性20/2500μs操作冲击放电试验结果,修正了现有击距公式。负极性20/2500μs操作冲击电压作用下棒-棒间隙(h=4.5m)负极性放电特性关系式：U50%=0.9667xd0.614。根据Wagner先导头部电位计算公式：Vs=60(I/v1)×ln(2r’/d’),并引入Idone的雷电通道回击速度概率分布,得到适合大尺寸特高压输电线路的击距修正公式：rc=(0.286/v1)1.63I1.63。(6)击距系数的修正。根据棒-棒间隙和棒-板间隙的负极性20/2500μs操作冲击放电试验结果,修正了现有击距系数。求取了负极性20/2500μs操作冲击电压作用下棒-棒间隙(h=4.5m)与棒-板间隙的负极性50%放电电压比值及棒-棒间隙(h=4.5m)与棒-棒间隙(h=7.3m)的负极性50%放电电压比值随间隙距离d的变化关系。假设雷电最后一击距离为100m,得到大地击距系数为1.25,避雷线修正系数为1.0。(7)特高压同塔双回输电线路雷电屏蔽性能计算。分别采用经典A-W模型、Taniguchi的改进A-W模型和本文修正EGM模型对日本UHV和500kV同塔双回线路雷电屏蔽性能进行计算,并将计算结果与实际运行观测值进行了比较。尽管总的绕击率和跳闸率计算结果与观测值均较接近,但本文提出的修正模型计算的上、中、下各相的绕击率和跳闸率百分比分布较经典A-W模型更接近观测值。充分体现了本文提出的针对大尺寸线路的EGM修正模型的优越性。使用该模型对我国SZT1型特高压同塔双回线路雷电屏蔽性能所进行的计算表明：在两线路采用保护角基本相同的情况下,由于我国杆塔高度远小于日本,并且具有较高的绝缘水平,使得其在绕击跳闸率这一关键指标上远小于日本UHV线路,防雷设计更为出色。