覆冰引发输电线路断线倒塔等事故是电网安全运行的主要危害之一,严重威胁社会生产和人民生活。然而,目前人们对输电线路覆冰灾害机理的认识尚存在不足,覆冰引起的导线断线、金具损伤、杆塔破坏,甚至输电线路连续倒塌等事故时有发生。为了有效的防治输电线路覆冰灾害,对覆冰事故的机理进行研究很有必要。本文首先为了防治舞动,研究了输电导线覆冰后的两个重要力学特性(气动力特性和扭转刚度);随后对常见的覆冰灾害—覆冰脱落、覆冰断线及绝缘子覆冰断裂分别开展了研究,分析了这三种典型覆冰灾害所引起的输电线路动力响应及相应的影响参数。主要研究内容和结论如下:(1)在考虑导线表面粗糙度的基础上,制作了 12个不同的新月形覆冰导线模型,通过风洞试验获得了这些模型的气动力系数。将覆冰厚度与导线直径的比值定义为形状参数β,分析了 β、雷诺数和导线表面粗糙度对其气动力特性的影响,并根据DenHartog理论和Nigol理论计算了舞动不稳定区域。结果表明:对于新月形覆冰导线而言,β的增大将导致攻角为20°和170°时对应的气动力系数发生剧烈变化;导线的舞动区域随着雷诺数的增大而增大,且导线表面粗糙度将对雷诺数的影响范围产生影响。(2)在考虑覆冰偏心作用的基础上,提出了一种计算分裂导线覆冰扭转刚度的新方法,并进行了参数分析。结果表明:覆冰偏心作用对扭转刚度有影响,在计算扭转刚度时不应忽略;常见易引发舞动的覆冰形状中,扇形覆冰的偏心对扭转刚度的影响最大;在考虑加载方向的影响时,覆冰偏心对扭转刚度和临界扭转角的影响可以忽略,但对临界扭矩影响较大。(3)在考虑覆冰刚度的基础上,建立了覆冰输电线路的有限元模型,利用生死单元技术模拟覆冰脱落,分析了两种典型的脱冰工况(单导线受冲击荷载脱冰和分裂导线单子导线脱冰),研究了线路参数和外部荷载对覆冰脱落的影响。结果表明:跨度较大时,应该考虑风荷载的影响;分裂导线单子导线脱冰能加速整个分裂导线的脱冰过程;在分析覆冰脱落的过程中应该考虑覆冰刚度的影响,否则结果偏于不安全。(4)在考虑了输电塔初始缺陷的基础上建立了 2塔3线的覆冰的输电塔-线体系模型,对输电塔-线体系进行了断线工况下的非线性静力稳定性和动力稳定性分析以获得荷载-位移曲线和输电塔-线体系的破坏模式,随后研究了跨度、绝缘子长度和导线初始张力等参数对塔-线体系稳定性的影响。结果表明:受冲击作用的影响,输电塔-线体系的动力失稳将早于静力失稳,故现行国家规范中忽略断线的冲击作用、只考虑断线后不平衡张力的计算方法是不安全的;覆冰断线能够引起输电线路的连续倒塌;档距对断线引起的塔-线体系振动影响很大。(5)在考虑了输电塔初始缺陷的基础上建立了 3塔4线的输电线路有限元模型。分析了覆冰荷载作用下绝缘子断裂导致塔-线体系的动力响应和破坏过程,并对相关参数进行了研究。结果表明:绝缘子断裂时,覆冰荷载越大,塔-线体系的振动越严重;随着档距的增大,覆冰荷载下绝缘子断裂引起的输电线路破坏越来越严重,甚至能够引起塔-线体系的连续倒塌。