架空输电线路覆冰生长会引起载荷增加、不平衡张力、舞动等诸多问题,诱发大面积倒塔、断线、闪络跳闸等严重事故,对电力系统安全可靠运行构成严重威胁。覆冰生长模型是覆冰预测的基础,对于提高输电线路安全性具有重要的理论意义和工程应用价值。覆冰生长模型的核心内容是过冷却液滴碰撞质量和覆冰表面热平衡计算,而热平衡主要受其表面热耗散和内部热传导两因素影响。为此,本文以过冷却液滴碰撞系数、表面热耗散、冰层内部热传导等关键因素为出发点,研究相关参数的计算及实验方法,进而实现覆冰生长建模方法及求解精度的优化。过冷却液滴碰撞系数是覆冰生长模型的基础,但传统经验公式无法求解非圆形截面的液滴碰撞问题,且难以反映覆冰生长局部特性。为此,本文首先论证了欧拉-拉格朗日法和欧拉-欧拉法两种方法的可行性及计算精度。在此基础上,针对传统计算公式无法适用的椭圆形、新月形等特殊覆冰截面,分别采用欧拉法和拉格朗日法分析截面尺寸、短长轴比值、迎风攻角等相关参数对液滴碰撞系数的影响,为覆冰生长模型及冰灾预测提供理论参考。在覆冰表面热耗散计算方面,本文首先建立覆冰生长热平衡方程,提出对流换热系数是求解热耗散的关键因素。随后本文采用流体力学方法求解了覆冰截面对流换热系数,特别是针对传统经验公式难以解决的裸导线、非圆形覆冰截面、粗糙表面、冰柱等特殊覆冰结构,获取了多种覆冰结构在不同气象条件下的对流换热特性,并在此基础上提出了部分研究对象的平均及局部努塞尔数计算公式。冰层内部热传导可由傅里叶方程描述,而覆冰热导率是该方程的基础参数。为此,本文基于搭建的人工气候室覆冰实验平台,提出了一种覆冰热导率实验测量方法,得到了适用于覆冰模型的热导率-密度关系式。研究结果表明,冰层密度对覆冰热导率的影响最为显著,当密度在250~800kg/m~3范围内时,覆冰热导率与密度的关系可由二次函数表示;但当密度高于800kg/m~3时,适合采用最大并联模型进行计算。冰层热导率计算公式有助于提升覆冰生长过程中干湿增长临界条件、最小融冰电流、融冰时间等参数的计算精度,有利于覆冰生长、融化模型的改进。基于上文中提到的对流换热系数、过冷却液滴碰撞系数、覆冰热导率计算方法及研究结果,提出了一种包含液滴碰撞、溢流、蒸发、升华等因素的质量平衡方程,随后基于此方程推导出了计算对象的热量平衡方程。鉴于热平衡方程中存在局部冻结系数、导线温度等多个未知量,提出了一种多级假设、一维搜索的求解方法,得出各控制单元的液滴冻结系数和覆冰质量,进而完成覆冰生长预测。同时,本文针对性的设计人工气候实验室覆冰生长实验平台,布置钢芯铝绞线及模拟导线两种覆冰结构,分析环境温度、气流速度、覆冰体直径、扭转刚度等参数对覆冰生长的影响,验证了覆冰生长模型的有效性。本文针对覆冰生长影响参数及其预测模型开展研究,对输电线路冰灾防治具有一定的参考意义。但如何对导线扭转、覆冰热导率等参数进行合理建模,本文并未能深入研究,有待进一步的深入探索。