侯树政，田蔚光，邹军，刘培杰

(1.电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系)，北京100084；2.国网经济技术研究院有限公司，北京102209)

0 引言

对输电线路周围的电场已有较多研究，可采用二维模型计算无限长直输电线路在空间产生的电场分布[1-5]，但是当需要考虑导线弧垂、交叉跨越或转角时，就需要对输电线进行三维建模，求解该场景下的电场分布应用较多的是模拟电荷法(CSM)[6-10]，然而这些文献中对有限长输电线进行分段后直接计算电荷，此时输电线两端悬空，则电荷将会在输电线两端聚集，这与实际情况不相符，并且对于多档输电线路，导线分段数量多，计算量大，不利于实际应用。因此若只求解多档输电线路中间某一区域电场，考虑输电线路的周期性结构，可采用周期边界条件将整个输电线路的影响归并到一档线路之内，则可消除输电线路端部效应，并且减少了待解未知数的数量，提高了计算效率。文献[11]将输电线两端等效为半无限长线电荷，但模拟电荷法的精度取决于模拟电荷的数量和布置方式，用一根线电荷代替远端延伸的导线，模拟电荷数量过少可能会导致结果误差增大[12]。

此外，若考虑输电杆塔对导线电荷和周围电场的影响，则需对输电杆塔进行建模[13-18]，将输电杆塔简化后分为若干段有限长线电荷。此时输电线路的电荷不再均匀分布，输电线应做更细化分段，以保证计算结果准确性。输电线路以一档为一个周期单元，每档长度为400 m左右，档距较长，分段后的电荷数量太多，计算量远大于不考虑杆塔时求解输电线路电场问题，因此针对该场景的电场求解，需要一种更高效的计算方法。……