随着电网规模的扩大,通过复杂地理环境及恶劣气候条件的输电线路日益增多,微地形、小气候区域造成的冰、雪等极端气象条件会导致输电线路覆冰过载,进而引发覆冰舞动、断线、倒塔等重大事故。覆冰绝缘子会使得外绝缘电气强度大大降低,极易在正常工作电压下引发闪络事故,造成线路跳闸甚至是电网大面积停电,严重威胁着电网的安全运行。因此,开展微地形环境中输电线路微气象特征研究及覆冰灾害预测,有助于进一步提升灾害性覆冰天气下电网运行可靠性。首先,本文在微地形小气候理论的基础上分析了影响微地形环境下输电线路覆冰的温度、湿度和风速等微气象因子,深入探讨了山区微地形中微气象特征及其形成机理,基于宏观大气参数和地形因子分析预测微地形环境下的温度、湿度和风速,采用多元回归分析法建立了微地形区域微气象预测数学模型并进行了实例验证。其次,通过分析温度、湿度、风速对输电线路覆冰形成的影响规律,并结合能量守恒定律与质量守恒定律以及覆冰过程中过冷却液滴的碰撞、捕获和冻结特性建立起覆冰湿增长预测模型,之后根据灰关联度对覆冰厚度的计算进行校正,同时依据覆冰厚度对输电线路覆冰危害程度进行等级划分。基于覆冰闪络与覆冰厚度、电弧发展路径和冰层剩余电阻之间的关系,提出覆冰闪络电压预测技术,建立起输电线路覆冰绝缘子临界闪络电压预测模型,以此来对覆冰绝缘子闪络电压进行预测。为微地形环境下输电线路覆冰灾害预测系统的建立奠定基础。最后,在基于输电线路覆冰厚度预测模型和绝缘子覆冰闪络预测模型的基础上对输电线路覆冰灾害预测系统进行研发。先对系统的框架与B/S结构的软件架构进行设计,使用Adobe Dreamweaver CC 2019进行可视化编程,基于OA系统框架对覆冰灾害预测系统进行交互界面的设计,使其能够实现并显示出输电线路覆冰厚度和覆冰绝缘子闪络电压的预测结果,据此划分覆冰灾害等级和发出覆冰预警信息。此外,为了在覆冰灾害预测的同时兼顾对覆冰的实时监测,将在线监测系统也并入到覆冰灾害系统当中,对于少数装有在线监控设备的杆塔,利用ZHY810C输电线路在线监测设备中的智能监拍装置并配合Canny算子的边缘检测算法对输电线路的覆冰厚度进行识别。最终完成了微地形区域输电线路覆冰灾害预测系统的研发。此项研究成果可以减少依靠人工检测线路覆冰的巡检工作量,大大节约人力物力,降低输电线路运维人员的工作危险系数。对电网在恶劣极端天气下的覆冰灾害预测具有重要的实际意义。