脱冰跳跃会引起导线剧烈运动,造成导线上下摆动和相邻档产生较大的张力差,严重时易发生相间闪络、烧伤导地线和输电塔失稳倒塔等事故,对整个电力系统的安全可靠运行造成巨大的威胁。因此,明确输电线路导线覆冰脱落时冰跳幅值、不平衡张力和输电塔杆件应力等的变化规律,对输电线路结构设计和除冰融冰技术具有重要的研究意义。基于此,本文借助ANSYS平台,建立塔线耦合体系有限元模型,对塔线体系静动力学特性、覆冰导线脱冰跳跃的影响和塔线体系脱冰动力响应及结构优化等问题进行了研究,具体的研究内容如下:首先,结合工程实际,建立了杆塔、导线、绝缘子串相互耦合作用的塔线体系有限元模型,运用非线性力学理论方法,研究了冰厚、悬挂点高差、档数、档距等因素对塔线体系静力特性的影响以及杆塔、导线及塔线体系的动力特性;其次,忽略输电塔的影响,建立了导线-绝缘子耦合有限元模型,获得不同影响因素下,导线脱冰冰跳幅值和纵向不平衡张力的变化规律。随着脱冰档档距的不断增加,其纵向不平衡张力近似呈线性增加;当档距较小时,其冰跳幅值随档距的增加而增加,当档距增加到一定程度,冰跳幅值的变化趋于饱和。导线脱冰纵向不平衡张力随覆冰厚度、脱冰档档距、脱冰量、突变高差的增加而增加;当档距一定时,纵向不平衡张力随悬垂绝缘子串长度的增加而减小;脱冰方式的不同对纵向不平衡张力的影响较大。最后,研究了塔线体系脱冰动力响应及其结构优化,得到了脱冰相位置和数量、塔线体系耦合作用、覆冰厚度、脱冰率、“拉链式”脱冰和高差六种工况下,纵向不平衡张力、冰跳幅值和输电塔杆件应力的变化规律,重点研究了导线脱冰对输电塔杆件应力的影响;针对覆冰厚度的改变,进行塔线体系脱冰分析,找出易故障点,并针对易故障点提出结构优化方案,对比分析,从而为后续线路设计提供参考。