我国的特高压直流输电技术的发展,是为了解决我国能源及负荷的不均衡分布现象。由于我国运行的高压直流输电线路多达几十条,两回线路的交叉跨越现象时有发生。导线的电晕放电及上下层线路的相互影响,导致交叉区域的地面合成电场分布复杂。为了改善输电线路附近的电磁环境,有必要开展两回交叉跨越直流输电线路地面合成电场的三维建模与应用研究,为建设中和规划中的高压输电线路提供积极合理的技术参考。首先,优化交叉跨越直流线路合成电场的三维建模及计算方法。对于交叉跨越区域的三维建模,提出合理的区域边界形状及大小,减少了计算时间。针对地面合成电场的预测计算,以上流有限元法为基础,对伽辽金加权余量形式的泊松方程和电流连续性方程求解,提高计算精度。对传统的三维模拟电荷法进行优化,应用二次分布的线电荷单元以确保无空间电荷电场的计算精度,也为人工边界的设置提供了理论方法。其次,针对光滑导线和实际导线模型,进行两回交叉跨越直流线路实验。对实验模型进行三维计算得到理论结果并与测量结果对比,验证了计算方法的有效性。实验得到不同交叉角度时电压的变化对地面合成电场分布的影响结果。同时关注导线不同电晕状态下地面合成电场分布。最后,针对实际线路模型进行地面合成电场的预测计算。分析了±800kV线路交叉跨越±500kV线路的电场特性,得到地面标称电场和离子流场的分布规律,以及导线表面沿导线纵向的标称电场分布。然后又分析了地面合成电场的影响因素,通过改变上层线路的电晕电压、对地高度、垂直间距和交叉角度等线路结构参数,讨论了地面合成电场的分布规律。本文的研究工作可以为高压直流输电线路的工程预测和环境评估提供参考。