偏心覆冰及上升气流等因素易导致大档距多分裂导线剧烈扭转,严重时会引发翻转扭绞故障,对电网安全运行造成了较大威胁。研究多种参数对大档距分裂导线扭转及翻转特性的影响,对于线路防翻转优化设计有着十分重要的意义。在总结国内外相关研究现状后,本文建立了大档距多分裂导线的精细化有限元模型并进行数值模拟分析,同时设计研制了分裂导线缩尺模型试验装置并进行扭转试验,针对多种参数研究了分裂导线的扭转及翻转特性。1.分裂导线扭转刚度有限元计算及分析:分别采用LINK单元模拟子导线、BEAM单元模拟间隔棒,建立大档距多分裂导线的有限元模型,依据计算所得的扭矩-扭转角关系确定了分裂导线的整体扭转刚度。研究了不同档距和初始水平张力条件下的扭转刚度变化规律,分析了目前常用的Nigol扭转刚度计算公式的误差及其产生的原因。依据Hamilton原理建立覆冰分裂导线的舞动模型,通过Runge-Kutta方法求解振动微分方程得到了导线舞动响应的数值解,比较分析了扭转刚度计算误差对分裂导线舞动响应的影响。2.分裂导线扭矩-扭转角关系理论计算:基于架空输电线路的基本力学理论及几何关系,以数值计算为手段,建立多参数的扭矩-扭转角关系半解析模型。以单跨四分裂导线为例,通过对比不同模型所得扭矩-扭转角关系曲线,分析阐述了分裂导线的扭转机理。3.分裂导线扭转缩尺模型试验及仿真模拟研究:建立双尺度的缩尺模型相似关系,设计并研制了一套研究分裂导线扭转及翻转特性的缩尺模型试验装置;基于LS-DYNA显式分析方法,采用动力松弛法实现了分裂导线扭转全过程(包括翻转)的准静态模拟。针对间隔棒数目、水平张力和分裂数,以某680m档距线路为例,同时采用缩尺模型试验、LS-DYNA显式分析以及ANSYS隐式分析三种途径研究了多分裂导线的扭转及翻转特性。4.分裂导线翻转扭矩荷载研究:基于ANSYS隐式有限元分析方法,采用BEAM单元模拟子导线和间隔棒,分析了不同形式扭矩作用下的分裂导线扭转及翻转特性,并建立一般形式的冰、风荷载参数(如风速、覆冰厚度等)与分裂导线扭转状态之间的对应关系,以期对具体线路在承受冰风联合作用时是否发生翻转做出初步预判。本文针对分裂导线扭转及翻转特性提出了更为完善、有效的研究方法,据此对多种参数的相关讨论以及对翻转扭矩荷载的研究分析,可为架空输电线路的设计提供参考。