密集的高压输电线路压缩了人类生存空间,严重影响自然景观和环境,当今对高压输电线路走廊环境以及占地问题的投诉已成为亟待解决的关键,因此如何尽可能减小输电线路对环境的影响,是我国目前和未来电能输送面临的挑战。树木是有损介质,在电场中会发生极化效应,激发感应电场,减弱原有电场强度,产生屏蔽电场效果,目前树木的极化机制以及极化后对电场的影响效果尚不清楚。本论文以白杨、落叶松、水曲柳和紫丁香四个树种为试验对象,研究树木电磁参数的测量问题,明确树木的极化机制,获得不同树木的电磁参数。采用数据统计理论,分别对东北林业大学帽儿山实验林场中落叶松等树种进行筛选、测绘和计算,建立树木的电场计算数学模型。提出应用改进格林函数的模拟电荷法计算树木邻近输电线路的二维电场,系统研究采用等效激励源有限元法计算树木邻近输电线路的三维电场,实现树木电磁参数、高度、种植位置、疏密程度和季节变化影响下树木对电场屏蔽效果的科学预测。通过提出合理的种植树木方案来削弱输电线路电场对环境的影响,以解决输电走廊占地面积大的问题。本论文主要研究成果如下:(1)在活立木上直接测量电导率,经采样分析介电常数,获取白杨、落叶松、水曲柳和紫丁香四种树种的电磁参数结果,研究不同频率和含水率对树木电磁参数的影响。针对低频高含水率树木介电常数测量值比理论数值高数千倍的异常现象,着重分析树木内部的极化机制,从理论公式推导中找出产生介电常数测量值异常的干扰项,设计适用于高含水率树木介电常数测量的夹具,通过测量已标定介电常数的电介质,验证排除干扰项方案的有效性,并用数据统计理论对试验树种建立结构模型,分区域赋予电磁参数,构建树木电场计算的数学模型。(2)针对电场二维计算时,树木使求解场域不规则造成模拟电荷法难以使用问题,本文提出应用格林函数改进传统模拟电荷法。只在导线上和树木内部设置电荷,进一步考虑水平大地的边界条件,对所有电荷都相对水平大地平面设置镜像电荷。考虑了树木和地形的特点,消除边界上的电位误差,保证大地表面电位恒为零,减少方程未知数,从而计算准确求解速度快。给出改进方法的实施步骤和算法准确性验证,计算输电线路一侧单排树木对电场的影响;在不同角度斜坡情况下,计算森林对输电线路电磁环境的影响。结论表明:输电线下方有树时,树后电场衰减明显,但在地面以上0～1.5m之间,电场变化不突出;输电线路跨越森林时,斜坡角度越大,工频电场、可听噪声和无线电干扰的变化越明显。(3)针对电场三维计算时,由于导线直径与空间求解区域尺寸相差巨大,导致单元网格剖分过密,无法完成计算问题,本文提出等效激励源的有限元法。该方法基于唯一性定理和电场等效原理,用尺寸与场域相匹配的低值等位面代替细导线的作用,去除小尺寸网格,完成场域计算。以我国锡盟-山东1OOOkV特高压交流线路为实例,计算分析结果表明:树木对高压输电线路电场的屏蔽作用明显,种树可以将输电走廊宽度减小49.70%,地面最大电场减小96.22%。树冠和树干的介电常数,树木高度,树木的疏密程度是影响树木对电场屏蔽效果的主要因素,而树木的电导率和季节因素对电场变化影响较弱。经过对试验结果的比较,通过种植树木来削弱输电线路电场要优于目前广泛使用的架设屏蔽线方法。研究不同树种树木的电磁参数,建立树木电场计算的数学模型,开发树木邻近输电线路时电场的计算方法。量化评价各特征参数对输电走廊宽度影响和对电场屏蔽的效果,获得不同条件下树木对电场的屏蔽系数,提出树木的种植建议,对解决高压输电线路走廊环境以及占地问题具有理论指导意义。