修连成，杜志叶，岳国华，何靖萱，蔡泓威，易凡

(1.武汉大学电气与自动化学院，武汉430072；2.空军预警学院雷达士官学校，武汉430345)

0 引言

近年来，随着我国电能需求的不断增加，特高压直流输电技术在电力系统中得到广泛运用[1-3]。当特高压直流输电线路的导线和金具表面电场强度超过起晕电场强度时，其表面会发生电晕[4-7]，导线和金具周围产生了正、负电荷。因为直流输电线路导线极性不变，电荷受到电场力的作用向空间中扩散，与标称电场作用形成了合成电场，提高了地面电场强度[8-10]。由于输电电压等级的不断提高，线路附近的电磁环境问题更加严重。因此，特高压直流输电线路下方的离子流场研究具有非常重要的意义。

解析求解是一种可以精确计算离子流场的方法，其原理是根据场域及其内部物理量分布对称特性，从而获得与边界条件对应的唯一解[11]。但是，该方法只能求解相对简单的结构，如同轴圆柱模型、平行板模型等。为了解决复杂模型离子流场求解问题，文献[12-13]基于Deutsch假设提出了一种离子流场计算方法，实现了复杂模型的离子流场快速求解。然而，该假设认为空间电荷只会影响电场数值，而不会改变电场方向，这与实际情况有所区别。而且在含有风速影响时，采用Deutsch假设的离子流场求解精度较低。文献[14]提出一种利用Kaptzov假设求解离子流场的有限元方法。针对不同结构的直流输电线路问题，文献[15-18]利用基于Kaptzov假设的有限元法对其离子流场进行了求解和分析。……