随着我国经济的发展,输电线路电压等级不断升高,输电线路电晕放电带来的一系列环境问题日益突出。其中,无线电干扰作为环境影响的评价因子,成为特高压输电线路设计需要考虑的关键因素。输电线路无线电干扰的研究主要采用电晕笼试验获取不同导线的激发函数,进而用于预测实际输电线路的无线电干扰水平。无线电干扰产生的本质是由于电晕放电产生的脉冲电流在线路上的传播,因此,电晕放电脉冲形成的微观物理机理和其沿回路传播规律的研究是合理预测输电线路电晕放电产生的无线电干扰水平的基础,对环境友好型超/特高压输电线路的建设至关重要。目前,电晕放电脉冲形成的微观物理机理多采用单一的理论模型模拟微观物理过程,缺乏对放电过程中复杂微观化学反应的描述。现有的考虑微观化学反应过程的混合模型由于引入较多参数而无法进行多个电晕放电脉冲的仿真计算。电晕放电脉冲沿电晕笼试验回路的传播规律一般引入放大系数进行描述,国内在进行激发函数试验时,由于测量回路的等效阻抗与导线特性阻抗的不匹配,放大系数不能简单应用解析法获得,针对电晕笼电晕电流传播特性的校准分析尚无准确可靠的方法和公认的结论。本文旨在系统全面的开展电晕笼电晕放电特性的基础研究,针对电晕放电脉冲形成的微观物理机理和其沿电晕笼试验回路的传播规律两个方面,对输电线路的电晕放电问题进行了研究,主要内容和结论如下：首先,基于已有的62种电子与大气分子碰撞反应的截面数据和Boltzmann方程,简化空气为21%的O2和79%的N2气体分子组成的混合气体,采用两项近似理论求解得到电晕放电的电子平均能量分布函数(EEDF)和电子平均能量与约化电场强度的关系。通过计算电子与O2和N2分子碰撞电离反应以及电子与O2分子解离和非解离吸附反应的汤森系数得到电子的电离系数、吸附系数及有效电离系数为零时对应的电晕放电起晕场强,并将计算结果与文献中的试验结果进行对比,起晕场强的相对误差不超过3%,验证了Boltzmann方程求解的准确性。根据电子能量分布函数(EEDF),计算得到了电子迁移率、电子扩散系数、电子能迁移率、电子能扩散系数等电子输运参数。其次,采用流体动力学中的粒子连续性方程、动量守恒方程和能量守恒方程为控制方程,根据等离子体化学反应模型对控制方程中的粒子源项进行修正,根据Boltzmann方程求解为粒子连续性和动量守恒方程提供电子的输运参数,为能量守恒方程提供电子的能量传递系数,提出了基于流体-化学反应的电晕放电混合数值模型。将电晕笼简化成同轴圆柱电极,计算分析了正负电晕脉冲发展过程的单脉冲和时间间隔阶段各微观特征量随时空的演化特性,并根据一定时间段内获得的多个脉冲组成的特里切尔脉冲序列,重点讨论了负极性电晕脉冲的二次脉冲特性和重复特性。结果表明,整个放电过程中,与碰撞电离反应相比,弹性碰撞占主导地位。电子与N2碰撞电离和弹性碰撞反应的反应速率均大于电子与02,电子与O2的解离吸附反应速率远远大于电子与O2的非解离吸附反应。在本文的计算条件下得到导线施加电压为-33kV条件下负电晕放电脉冲幅值在1-2mA之间,脉冲时间间隔在10-5s数量级。计算得到导线施加电压为33kV条件下正电晕放电脉冲幅值为10-2A数量级。再次,为验证流体-化学反应的电晕放电混合数值模型的准确性以及对电晕脉冲特征量进行统计特性研究,基于小电晕笼电晕放电试验,采用高电位高频电流采集系统,串入高压导线上直接采集小电晕笼中导线上的电晕电流。对不同极性不同电压下的电晕电流脉冲序列进行了测量,讨论了电晕脉冲幅值和时间间隔的变化规律,并与仿真计算的结果进行了对比分析。正负电晕脉冲幅值的均值分别为20mA左右和1-2mA之间,随导线电压的升高变化不明显,正负电晕脉冲时间间隔的均值随导线电压的升高而显著下降,导线电压较高时,脉冲时间间隔分别稳定在10-3s和10-5s数量级。根据测量结果对正负电晕电流脉冲序列特征量进行了统计分析,负电晕电流脉冲幅值分布类似于正偏态分布,负电晕电流脉冲时间间隔分布服从显著性水平为0.05指数分布,正电晕电流脉冲幅值分布类似于负偏态分布,时间间隔分布类似于正态分布。最后,基于实际的电晕笼无线电干扰试验回路,建立了试验测量回路的分布参数等效数值仿真模型,采用三种不同波形的模拟电晕电流单脉冲作为激励信号,计算得到了电晕电流激励信号在测量回路中的响应,从而分析电晕电流在无线电干扰试验测量回路中的传播特性,搭建了电晕笼-导线结构电晕电流传播特性试验平台,采用任意波形发生器和无感电阻产生模拟的单脉冲电晕电流波形作为激励信号,将试验获得的放大系数与数值计算结果进行对比。在0.5MHz测量频率下,试验和数值计算的结果呈现出较好的一致性,最大误差仅为3.2%,不同激励信号波形对放大系数的影响很小,在测量频率为1MHz时,由于响应信号中存在明显的频率为1MHz左右的高频干扰信号,试验与数值计算得到的放大系数最大误差达到了17.0%。在带耦合电容高压侧测量方式下,放大系数随导线分裂数的增加而减小,试验和数值计算的结果基本一致。