在輸變電工程的設(shè)計(jì)階段，可以通過建模對多種導(dǎo)線選型進(jìn)行分析計(jì)算，對電暈放電的影響因子進(jìn)行預(yù)測，最終選取最佳設(shè)計(jì)方案，使其滿足電磁環(huán)境限值的要求。
傳統(tǒng)的方法主要是在一系列試驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)公式，例如計(jì)算起暈場強(qiáng)的peek公式、計(jì)算電暈損失的皮德森公式，利用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行分析計(jì)算。經(jīng)驗(yàn)公式簡單，使用便捷，但其適用性有很大的限制，也沒有考慮到環(huán)境因素對電暈放電的影響。另外，特高壓電暈放電與傳統(tǒng)超高壓有何異同？以往的計(jì)算方法在特高壓中是否適用？這些問題根據(jù)過去的研究成果也無法確定。面對這些問題，課題組在前述電暈放電特性研究基礎(chǔ)上，深入研究了輸電線路電暈放電的宏觀等值物理模型，提出了輸電線路電暈放電電磁環(huán)境評估方法。在過去研究基礎(chǔ)上，研究人員舍棄了眾多假設(shè)，建立了無量綱模型，得到了適用于特高壓輸電線路電暈起始和自持判據(jù)，明確了電暈放電計(jì)算的邊界條件，為電磁環(huán)境評估及相關(guān)計(jì)算奠定了基礎(chǔ)。
我國特高壓直流輸電線路走廊環(huán)境復(fù)雜，附近存在建筑物、樹木及地表變化等。目前國際上仍采用二維離子流及合成電場評估方法。課題組改進(jìn)了二維離子流場的計(jì)算方法，將邊界電場約束方程法應(yīng)用于子導(dǎo)線表面電場強(qiáng)度計(jì)算，加快計(jì)算速度，采用電位排序方法從而加速了算法收斂，在此基礎(chǔ)上發(fā)展得到了三維離子流場的計(jì)算方法。
課題組還從電暈損失產(chǎn)生的機(jī)理出發(fā)研究并得到了新的電暈損失計(jì)算方法，并在武漢、北京的特高壓基地進(jìn)行了不同環(huán)境條件下電暈損失現(xiàn)場測量實(shí)驗(yàn)。相比于傳統(tǒng)的計(jì)算方法，新的計(jì)算方法考慮了環(huán)境因素對電暈損失的影響，使計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確，與現(xiàn)場的數(shù)據(jù)吻合較好。
從電暈放電的機(jī)理出發(fā)，到離子流場的計(jì)算，以及最后電暈損失的求解，課題組開展了系統(tǒng)且細(xì)致的研究，提出了一種特高壓輸電線路電磁環(huán)境的評估方法，最終很好地運(yùn)用到特高壓電磁環(huán)境現(xiàn)場評估中。本成果陸續(xù)在錫盟—山東、淮南—南京—上海、榆橫—濰坊1000千伏特高壓交流，上海廟—山東、錫盟—泰州±800千伏特高壓直流工程設(shè)計(jì)中得到了應(yīng)用。