雷电绕击是影响特高压直流输电线路安全运行的重要原因。在直流电压、雷云电场和下行先导电场作用下,线路因电晕放电产生大量离子,积聚在线路附近形成电晕空间电荷层。为了揭示电晕空间电荷对特高压直流线路雷电绕击特性的影响机制,首先需要掌握雷暴过程中直流线路电晕空间电荷的分布规律。本文首先建立了直流运行电压、雷云背景电场及下行先导电场共同作用的雷暴过程中直流输电线路电晕空间电荷分布二维数值计算模型,其中离子输运方程是电晕空间电荷场的求解关键,提出了采用带通量限制器的二阶精度有限体积法进行求解,数值测试结果表明该方法有效地减小了因数值扩散和数值震荡带来的计算误差。基于电力电子式冲击高压发生器,开展了导线动态电晕放电电流特性试验研究,首次获得了动态电场作用下导线电晕放电电流特性,克服了现有试验方法只能获得电晕电流稳态值,不能准确反映电晕放电电流动态变化特征的不足。试验结果与仿真获得的导线电晕放电波形吻合较好,验证了本文建立的模型的有效性。应用建立的模型,仿真获得了雷暴过程水平单导线的电晕空间电荷时空分布特征、电晕向流注的转化过程以及导线参数、雷电参数及环境参数对电晕空间电荷分布及电晕向流注转化的影响;获得了雷暴过程±1100kV典型特高压直流输电线路电晕空间电荷分布特征及地线电晕向流注的转化过程,分析了电晕空间电荷对流注起始的影响。