为了在更大范围内实现能源优化配置、缓解电力供需紧张状况、减少建设成本、提高输电效率,我国发展特高压电网势在必行。但是,随着公众环保意识的增强,电磁环境问题成为制约特高压交流输电工程发展的一个重要因素。在建设“资源节约型、环境友好型”特高压工程的思想指导下,根据我国国情,正确预测和评估特高压交流线路电磁场强度,提出线路优化设计方案,是工程前期必须深入研究的关键问题。而较之高压、超高压输电线路,特高压在电压等级、线路结构、导线类型、运行环境等方面都有较大差异,原有的一些电磁场计算模型不足以准确评估特高压交流输电线路电磁环境。在这一背景下,本论文以特高压交流输电线路下方工频电场和工频磁场、输电线表面工频电场、电晕辐射电磁场为研究对象,优化模型、改进算法,快速而准确地计算特高压交流输电线路电磁场强度并分析其分布规律和特点,对比研究特高压交流输电线路电磁场的影响因素和屏蔽方案,旨在以本论文研究结果为特高压交流输电线路的优化设计提供建议和参考,以技术数据支撑消除公众对特高压交流输电线电磁污染的误解和恐惧。主要研究成果如下:①基于架空悬链导线特性建立了特高压输电线三维工频电场计算模型,将模拟电荷法和矩量法相结合进行电场数值计算。研究表明三维模型较之传统二维模型能够更准确地反映空间电场分布。对比分析了各种线路结构和导线类型条件下的电场强度,首次定量探讨了档距长度、气象因素对电场的影响。②由传输线理论计算输电线路电流,根据Biot-Savart定律推导出计及弧垂的特高压输电线下三维工频磁场数学模型。通过对各种影响因素,如气象条件、线路结构参数、导线类型的研究,提出了控制工频磁场的输电线路结构优化设计建议。③结合模拟电荷法、矩量法和逐步镜像法求解思想,提出了计及弧垂的特高压输电线表面电场计算优化模型,采用模拟电荷位置寻优算法,提高计算精度。本模型能够精细反映各分裂子导线表面电场的分布规律。通过对比讨论线路结构参数、导线类型、气象条件等因素对表面电场的影响,提出抑制电晕的输电线路结构优化设计建议。④基于电晕电流脉冲特性,根据传输线理论和天线辐射理论,推导出特高压交流线路电晕放电瞬态电磁场计算式,初步研究了电晕辐射场的动态时变特性。定义电晕辐射干扰水平,讨论了辐射干扰水平的影响因素。⑤以架设屏蔽线实现对输电线工频电场的防护,讨论了屏蔽线数目和排列方式对屏蔽效果的影响。以设置金属屏蔽板实现对输电线工频磁场的防护,推导出有限宽平板屏蔽区域磁场计算式,从而能够快速评估屏蔽材料的屏蔽效能;仿真研究了屏蔽系统中金属平板自身物理特性、几何尺寸、输电线路结构与屏蔽效能之间的关系。