运行过程中的架空线路时有断线故障发生,导致出现区域性停电事故。原因往往是因为架空地线的预绞丝金具端口出现断线或断股。停电事故会造成严重的经济损失,如果是跨越地铁、油气管道等重要设施的导线、架空地线断线还可能引起次生灾害,性质非常恶劣。架空地线的断线集中发生在金具连接处,尤其是悬垂线夹的预绞丝端口处,常有断线、断股的情况。到目前为止,对地线的断线机理和应对措施还没有统一的认识和防范措施。为了保障电网安全稳定的运行,减少断线断股事故,论文以架空地线预绞丝端口为研究对象,从集肤效应、接触电阻以及热力学传热三个方面着手,采用实验和有限元仿真计算的分析手段,总结出避雷线在预绞丝端口发生断线的机理。基于总结处的避雷线在悬垂串处的断线机理,提出相应的改进措施或者优化方案,以降低避雷线悬垂串的断线风险。首先分别从架空地线断线研究背景展开介绍,通过对接触电阻、集肤效应以及短时大电流的暂态温升分析等几个方面调研了国内外研究现状。提出了以地线与预绞丝接触端口轴向热路模型为基础的接触电阻动态计算方法,结合文献实验数据计算得到接触电阻与温度之间的关系。其次,建立以接触端面及其附近为研究对象的三维电磁场有限元仿真模型,分析了其电流密度分布以及相关的影响因素;基于该三维模型,通过简化建立了接触端面的二维电热耦合的有限元仿真模型,对不同类型的电流、预绞丝材质以及不同镀层厚度对暂态温升的影响进行了研究分析;建立以架空地线预绞丝端口为研究对象的三维电磁场有限元仿真模型,分析了不同集肤效应程度下的电流密度分布,并推导出加载大电流情况下暂态温升与电流密度的关系。建立了地线预绞丝端口的电磁-热-固多物理场耦合的三维有限元仿真模型,计算了在工频短路电流作用下端口内部的电流密度分布、暂态温度分布。仿真结果表明,端口内第一排接触点处的暂态温升较高,并且产生较大的温升,使得端口内的地线产生额外的热应力,进一步提高了其应力水平。由此确定了预绞丝和地线接触点为温升最明显的瓶颈点,预绞丝端口也就成为了热应力和机械应力最集中的位置,极易引发断线风险。基于总结得到的预绞丝端口内的架空地线断线机理,在论文中针对预绞丝端口提出两种改进措施,一是使用阶梯式预绞丝端口,二是使用不附带磨砂的预绞丝。