● 摘要
随着我国特高压直流输电工程的发展，输电线路的电磁环境引起了广泛关注。直流输电线路的离子流场计算结果（包含地面附近的合成电场强度和离子流密度）是评估电磁环境的重要参数，其数值必须满足规定的限值要求。直流输电又具有输电距离长、输电容量大等特点，其跨越区域的环境及地理气候条件存在很大差异，但国内外尚未有人对离子流场受到的环境因素影响开展专门的研究。本文针对环境因素对离子流场的影响做了以下工作：
（1）从输电线路的电晕放电过程入手分析离子流场的形成机理，建立离子流场的物理模型；从电荷基本方程出发，建立离子流场的数学模型；基于离子流场的物理模型和数学模型分析环境因素影响离子流场的作用方式。
（2）研究空气风对离子流场的影响。给出了考虑空气风的离子流场基本方程。对比分析了空气风与电场对空间电荷运动的影响，说明了考虑空气风的必要性和可行性。提出了一种考虑空气风影响的离子流场计算方法，分析了不同风向及风速大小的空气风对地面合成电场强度和离子流密度的影响，并将计算结果与测量数据比较，发现它们具有良好的一致性。
（3）研究灰尘对离子流场的影响。从荷电理论出发，建立考虑灰尘的离子流场基本方程。分析了荷电尘粒在离子流场中的力学行为，得出：与离子运动速度相比，荷电粒子可以认为是静止的。提出了一种考虑灰尘的离子流场计算方法，分析了不同浓度的灰尘对离子流场计算结果的影响规律。与试验线段仿真结果对比，验证了计算方法的有效性。
（4）简要探讨气压、温度、湿度对离子流场的影响。将气压、湿度、温度等环境因素对离子流场的影响量化为起晕电场强度计算中的一个变量，以该值的变化来代替环境参数的变化，分析了地面电场强度和离子流密度随该值的变化情况。
本文所取得的结果对于高压输电线路的实际工程架设具有重要的指导意义。