积雪冰冻天气对电力系统的安全运行产生了严重威胁,给工农业生产和人民生活造成严重影响。几十年以来国内外开展了广泛研究,提出了采用憎水性涂料、直流融冰等数十种防冰除冰技术。到目前为止,只有直流融冰技术在电网防冰减灾中发挥了实际性的作用。但直流融冰装置和直流融冰技术在电网的实际应用中也存在一定的局限性,如需要停电、融冰时间长、操作覆冰、投入的人力成本高,装置也昂贵,占地面积巨大等缺点,且目前的技术条件尚不能应用于特高压输电线路融冰。因此,开发和研究新的防止输电线路发生冰雪灾害的发方法一直是国内外研究的重点。本文通过在重庆大学雪峰山自然覆冰(污秽)试验基地,暨重庆市能源装备安全野外科学观测研究站的长期观测和研究,根据自然环境输电线路覆冰的形成机制,提出了采用扩径导线替代分裂导线防止冰雪灾害的研究,可降低输电线路覆冰量。从而达到被动式、非人工干预的防冰减灾目的。本论文主要研究内容如下:(1)以500kV输电线路四分裂4×LGJ-400/50导线为例进行研究,发现四分裂导线从电磁特性上可等效为单根导线。对四分裂导线的电磁特性的分析,主要选取了对地电容、对地电感、波阻抗、自然功率和单根导线所带有电荷量等电磁参数进行了分析。并根据等效半径不变的原则,计算出三分裂扩径导线、二分裂扩径导线和单根扩径导线的外径。以输电面积不变为原则,即保证电流密度不变,确定了不同分裂形式的扩径导线的内径。(2)导线直径越大,碰撞率越低。当导线直径大于临界覆冰直径时,碰撞率基本为零,可认为此时不覆冰。覆冰后导线直径逐渐增大,覆冰增长逐渐缓慢,并且覆冰增长和环境参数密切相关。(3)分裂导线中的上风导线所产生的尾流区对下风导线产生影响,下风导线处于尾流区内,下风导线的碰撞率低于上风导线。并在覆冰后期,子导线覆冰厚度逐渐趋于一致。(4)通过多功能人工气候试验室和雪峰山自然覆冰地基的试验可知:和分裂导线相比,三分裂扩径导线、二分裂扩径导线、单根扩径导线的覆冰减少量百分比依次增大,导线直径越大,分裂根数越少,减少覆冰效果也越显著。(5)对覆冰四分裂导线、三分裂扩径导线、二分裂扩径导线和单根扩径导线的风荷载进行了计算。并对比分析了四种导线布置方式的自重比载、冰重比载、垂直总比载、风压比载、无冰综合比载、覆冰风压比载、综合覆冰比载。计算了导线的单根的拉断力,并分析其架空导线振动情况。(6)分裂导线根数多,用来替代分裂导线的扩径导线可显著降低导线根数,大大提高输电线路抗冰能力。严重覆冰地区,采用扩径导线替代分裂导线可减少导线覆冰量,从而实现防止输电线路线路发生冰灾的目的,避免采用费时费力的人工干预的防冰方法,具有显著的经济效益。