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输电导线微风振动是由卡门涡街引起的涡激振动,是导线运动和涡激励的耦合振动。它振幅较小,但振动频率较高、持续时间较长,有些线路甚至常年发生微风振动。微风振动会造成很多事故,如:悬垂线夹、防振锤和间隔棒等金具连接处导线的断股和线夹的松弛等。尽管对导线微风振动的研究已取得不少成果,微风振动造成的断线事故仍然时有发生,问题尚未得到根本性的解决。因此,研究输电导线的微风振动特征并考虑其抑制方法对减少断线事故、保障电力系统的安全稳定运行具有十分重要的意义。论文首先以尾流振子模型描述导线背风侧涡脱落的波动特征,研究导线运动与涡激励耦合作用的单导线微风振动的非线性数值模拟方法。相比于能量平衡法和不考虑导线运动与涡激励耦合作用的动力学方法,本方法能更真实揭示微风振动的振动特征,加深对振动机理的理解。利用该方法首次通过三维数值模拟揭示了导线微风振动的锁定现象。研究发现,锁定时,升力和位移之间的相位差约90°,振动最终稳定为单频振动;锁定区域外,相位差不稳定,振动出现“拍现象”。研究得到的考虑导线运动与涡激励耦合作用的导线微风振动非线性数值方法,为深入研究微风振动特征奠定了基础。对导线中钢和铝单线进行单轴拉伸实验,得到钢线和铝线的力学性能参数。考虑导线的绞股细节和绞线内单线间复杂的摩擦、挤压和滑移等,建立典型钢芯铝绞线和钢芯成型铝绞线的三维精细化有限元模型,研究该两种导线在静态拉伸和动态载荷作用下的弹塑性变形、应力以及拉扭耦合效应等特征。结果表明,在输电线路设计时有必要考虑导线结构细节对其力学性能的影响。在相同的静态拉伸载荷和动态载荷工况下,导线各层的最大Mises应力从大到小依次为外层钢、钢芯、内层铝、外层铝;钢芯铝绞线中钢股的最大应力远大于钢芯成型铝绞线,表明后者在相同载荷下的安全性高于前者。分析结果为导线受载时的损伤程度和破坏机理研究提供参考。考虑悬垂线夹和导线间以及导线内部各线间的摩擦、挤压、滑移以及导线的初始弯曲,建立导线和完整悬垂线夹的三维精细化有限元模型,相比于文献中取导线和悬垂线夹一半的模型,本文模型取导线和完整悬垂线夹进行分析,模型较合理。对该模型在微风振动下进行弹塑性动力响应计算,分析导线的应力、变形、微动疲劳和微动磨损等。研究发现,若研究悬垂线夹附近导线的振幅,需要考虑导线的实际抗弯刚度。导线的初始弯曲对悬垂线夹附近导线的应力状态影响明显。随着振幅的增加,铝线上的最大应力从外层向内层转移。摩擦系数越小,内层铝线的最大Mises应力越大,外层则相反。保持导线振幅不变,摩擦系数增加后,导线更容易发生疲劳破坏。振幅增加后,摩擦系数对最大滑移位移的影响减小。摩擦系数对外层铝线滑移位移和磨损的影响比对内层明显。内层铝线比外层铝线更容易发生磨损。分析结果为导线微风振动的微动疲劳和微动磨损机理研究提供参考。针对导线微风振动危险频率和防振器固有频率不匹配以及Stockbridge防振锤等带钢绞线防振锤的钢绞线容易损坏等问题,提出新型微风振动防振器,并给出其设计方法。该防振器可以根据具体线路的防护频率反向设计其质量、阻尼和固有频率等。数值模拟研究了其对导线微风振动的抑振效果,并与Stockbridge防振锤进行了比较。研究结果表明,质量、阻尼比和固有频率相等时,新型防振器比Stockbridge防振锤对低频微风振动的抑制效果好;针对特定的线路通过合理设计新型防振器的质量、阻尼比和固有频率等参数,可以获得更好的抑振效果。针对水平排列双分裂导线,考虑导线运动与涡激励耦合作用和两子导线间的尾流干扰,以两个尾流振子模型描述导线背风侧旋涡脱落的波动特征,振子的干扰项描述上游子导线尾流对下游子导线的干扰,研究双分裂导线微风振动的非线性数值模拟方法,并利用该方法模拟研究双分裂导线微风振动特征。研究发现,由于间隔棒的影响,振动频率大于10Hz时,双分裂线路各次档距间的振幅不相等;在锁定区间内,存在振动形态的转变,此时振幅和频率会发生突然变化。无间隔棒时,由于尾流作用的影响,两子导线振动同频但相位不同;安装间隔棒后,两子导线的振幅基本相等,运动同相或反相。在一些频率下,间隔棒使导线的振动波形发生改变。本论文研究成果为研究输电导线的微风振动特征、破坏机理和抑制方法提供参考,具有重要的理论意义和工程应用价值。