清华大学学报(自然科学版)

作者：朱潇, 王谦, 肖前波, 吴海涛, 向会英

单位：1. 国网重庆市电力公司电力科学研究院, 重庆 401120,2. 重庆大学 土木工程学院, 重庆 400044,3. 重庆大学 电气工程学院, 重庆 400044

关键词：悬垂金具串,覆冰脱落,动力响应,有限元建模,参数敏感性

基金：国网重庆市电力公司科技项目(52202325000P)

输电线路脱冰工况下, 地线跳跃引发的张力突变会对悬垂绝缘子系统造成显著冲击。非均匀脱冰不仅会增大地线跳跃高度, 还会引发张力异常, 使悬垂绝缘子系统面临几何干涉和潜在失效风险, 严重威胁输电线路的安全稳定运行, 深入研究脱冰过程对悬垂绝缘子系统的影响机理有利于保障输电线路的安全运行。然而, 目前对不平衡张力作用下的绝缘子系统动力响应机理缺乏深入研究, 相关力学建模及工程评估方法尚不完善。该文采用OpenSeesPy建立典型两档耐张段地线-绝缘子-金具串耦合有限元模型, 系统模拟一档完全脱冰引发的动力响应过程, 并分析了初始张力、覆冰厚度和阻尼比的参数敏感性。仿真结果表明：提高初始张力可有效抑制绝缘子偏转和不平衡张力, 但同时也增大了地线跳跃高度; 覆冰厚度越大, 系统各项响应越剧烈; 阻尼比对地线跳跃高度的抑制作用显著, 而对绝缘子偏转角度的影响有限。进一步结合绝缘子弯曲负荷试验得出的极限指标发现, 部分参数组合下悬垂绝缘子系统存在结构干涉及潜在失效风险。该文研究结果可为特高压输电线路在脱冰冲击条件下的响应规律研究, 挂点结构安全评估和设计优化, 实际工程中耐张段张力配置优化, 绝缘子和金具结构选型等提供参考。

来源：2026年第3期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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