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随着我国电网建设的不断进行,越来越多不同作用和类型的电子、电气设备应用于电力系统中,虽然它们的大小尺寸不同,但是都会产生电磁辐射,从而导致周围空间的电磁环境日益复杂。为了分析电子、电气设备等不同尺度目标与干扰源之间的相互作用并提出快速、准确的电磁耦合计算方法,本文对开孔屏蔽体、贯通传输线、多导体传输线以及埋地电缆等不同尺度目标的电磁耦合效应问题进行了研究。针对不同的研究目标,建立了相应的计算模型,为研究不同场合中的电磁耦合效应问题提出了理论依据和参考方法。本文主要的研究工作如下:(1)针对导电材料封堵开孔的多腔体屏蔽体,分别研究了平面波(远场干扰)和电偶极子(近场干扰)激励下屏蔽体的屏蔽效能(Shielding Effectiveness,SE)。对于平面波激励的情况,基于导电材料的转移阻抗和腔体的格林函数,提出了一种计算具有环状开孔屏蔽体屏蔽效能的解析模型,并分析了导电材料厚度和电导率、环状开孔位置和尺寸等参数对屏蔽效能的影响;对于电偶极子激励的情况,基于广义BLT(Baum-Liu-Tesche)方程,提出了一种内置电路板的屏蔽体屏蔽效能的解析模型,该模型可以快速分析电偶极子位置、电路板厚度和数量以及位置对屏蔽效能的影响。利用全波仿真软件CST(Computer Simulation Technology)对上述解析模型的计算结果进行了验证,结果表明解析模型具有较好的计算准确性。(2)研究了多腔体屏蔽体的电磁泄漏问题。选择屏蔽效能作为衡量电磁泄漏的指标,结合Bethe小孔耦合理论、镜像原理和矢量位,对内置电偶极子激励的多腔体屏蔽体进行了解析建模。该解析模型可以考虑电偶极子位置、孔阵中心点位置和开孔形状等参数对电磁泄漏的影响,并分析了不同参数对电磁泄漏的影响规律,其计算结果和CST仿真结果吻合地较好,验证了解析模型的有效性。(3)屏蔽体中贯通传输线的场线耦合问题研究。屏蔽体和贯通传输线之间的尺寸差距较大,同时干扰源可以通过多种耦合途径对传输线进行电磁干扰,利用数值计算方法解决该问题时需要精确建模,计算效率较低。为降低此类问题的分析难度、提高计算效率,基于电磁拓扑理论(Electromagnetic Topology,EMT)和推广的BLT方程,分析了不同干扰源激励下开孔屏蔽体-贯通传输线系统的电磁耦合问题,提出了一种快速计算贯通传输线负载端响应的解析模型。在该解析模型中,首先利用EMT理论分析干扰电磁场与贯通传输线的不同耦合途径;然后计算屏蔽体中的稱合电场分布,利用得到的电场分布建立Agrawal形式推广的BLT方程;最后计算得到贯通传输线的负载端响应。该解析模型可以很方便地计算贯通传输线不同长度和位置时的负载端响应,通过与时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)法的计算结果进行对比,验证了该解析模型具有计算简单和高效的优势。(4)为了分析外界干扰源与多导体传输线(Multiconductor transmission lines,MTLs)以及埋地电缆的电磁耦合效应问题,本文基于传输线的频域二阶基本电流方程,利用伽辽金法、矢量匹配以及迭代卷积,提出了一种仅以电流为迭代变量的改进的时域有限元(Finite-Element Time-Domain,FETD)算法。该算法可以计算外界电磁场激励下有损大地上多导体传输线和埋地电缆的瞬态响应,克服了 FDTD法为了保证稳定性需要满足CFL(Courant Friedrich Levy)约束条件,具有绝对收敛的优势;改进的FETD算法仅以电流为迭代变量就能实现瞬态响应的计算,提高了计算效率,特别当多导体传输线负载端接有集总参数网络时,相较于FDTD法,该算法可以避免列写复杂的状态方程。(5)分析外界电磁场激励下多导体传输线的瞬态响应问题时,传统数值计算方法需要将传输线离散成多段,降低了计算效率,同时由于多导体传输线之间的相互耦合性,这些数值方法也无法进行并行运算。为了解决上述问题减少计算时间,本文基于波形松弛技术和 DEPACT(Delay Extraction-based Passive Compact Transmission Line Macromodeling Algorithm)时域宏模型,提出了一种计算有损大地上多导体传输线瞬态响应的时域算法,该算法不仅大幅度减少了传输线的离散段数,还可以进行并行运算。根据以上算法建立传输线的等效电路,并利用电路仿真软件PSCAD计算了传输线的瞬态响应,其准确性和计算效率通过SD-2nd FDTD(Spatial Decomposition and Second-Order Finite-Difference Time-Domain)并行运算方法进行了验证。