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雷击瞬态响应的研究方法分为“路”的方法和“场”的方法，一直以来换流站的侵入波响应的研究依赖于基于路的思想，但该方法存在很多先天不足，如无法考虑换流站内架构的布置方式、换流站进线段导线倾斜角设备外壳等由于电磁波传播路径的不规则因素及站内地网、大地阻抗对设备侵入波响应的影响，也无法评估瞬态电磁场对换流站内敏感电子设备的干扰。因此，为研究换流站内设备的侵入波冲击响应特性，本文采用时域有限差分法（FDTD）进行计算。 本文首先介绍了FDTD的基本原理，研究了换流站直流场侵入波FDTD数值计算的关键模型（细导体、集总元件、雷电通道及面体结构）的建模方法，验证了侵入波模型的准确性。 然后，开展了换流站典型导体结构冲击响应影响因素研究，研究表明：(1)换流站的冲击过电压幅值与进线段导线倾斜角近似成反比例关系；(2)不考虑架构分支结构时计算结果偏大，分支越多误差越大；(3)大地电阻率和地网对架构的冲击响应有较大的影响，不考虑大地电阻率及地网会使得冲击响应过电压偏大。 最后，开展了楚雄站直流场雷电侵入波过电压的数值计算。进线段杆塔的绕反击研究表明：(1)极线工作电压对绝缘子串端电压有较大影响，但其对绝缘子串端电压的贡献并非线性叠加，应加强正极性导线的绝缘防护；(2)基于FDTD计算导线感应电压时，当地参考点90m远时，积分路径的影响在5％以内，FDTD的感应电压计算结果小于规程法、电科院公式得到的感应电压；(3)正极性导线能吸引更大的雷电流，而负极性导线吸引更小的雷电流，杆塔越高越易发生反击闪络。楚雄站直流场极线侵入波的数值研究表明在极线避雷器的保护下，极线避雷器上方电压都在1500kV以下，避雷器及设备的电流小于8kA，换流站极线设备电压在1200kV以下，低于极线设备的最大绝缘水平1950kV，基于此，得出现有的工程设计方法是偏严格的。