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我国水电资源分布严重不均，意味着国家输送电工程需求巨大。输电线路不可避免穿越覆冰区域，导线覆冰脱冰问题造成了一系列电气事故，而导线脱冰跳跃引起的线路跳闸故障极为常见。为保障电网的正常运行，本文采用有限元模拟方法研究输电线路脱冰动力响应，分析导线冰跳高度影响因素，建立导线脱冰风险评估系统，对线路跳闸作出合理、有效的预测。本文的主要内容如下：
首先，阐述输电线路脱冰有限元模拟方法。基于有限元软件ANSYS建立输电线路仿真模型，分别对输电塔、导地线、绝缘子串、金具和间隔棒进行精细化建模。运用等效圆形法模拟导线覆冰和改变密度法模拟导线脱冰，在导地线和绝缘子上施加水平风荷载，并验证模型的正确性。
其次，对输电线路脱冰跳跃高度进行参数化分析。设置输电线路脱冰标准工况，分别从有限元建模参数、线路设计参数和施加荷载参数这三方面研究其对导线冰跳高度的影响。分析平均分和脉动风分别与脱冰荷载交互作用在导线上的运动轨迹和对冰跳高度的影响。
然后，研究输电线路非同期脱冰和非均匀脱冰对冰跳高度的影响。以输电线路同期脱冰作为基础性研究，然后建模分析单跨Unzipping形式脱冰和多跨Unzipping形式脱冰等非同期脱冰，研究脱冰形式和脱冰速度对导线冰跳高度的影响。最后研究了随机非均匀脱冰动力响应，分析非均匀脱冰的最大冰跳高度点位置；基于脱冰量这一关键影响因素，非均匀脱冰的冰跳高度要明显大于比均匀脱冰。
最后，基于MATLAB预测算法对输电线路脱冰风险进行评估。先建立与输电线路脱冰相关的气象参数(风速、脱冰长度和覆冰厚度)概率分布模型，利用有限元计算得到导线冰跳高度和对应水平位移，建立脱冰数据文档。然后基于MATLAB编写KNN算法模型和BP神经网络模型，训练数据文档，优化算法预测模型。依据导线脱冰跳闸条件，通过大量抽样、预测和统计，得出脱冰跳闸概率并进行风险等级判定。以某工程脱冰跳闸为例，脱冰风险评估模型的预警与实际情况相吻合。
首先，阐述输电线路脱冰有限元模拟方法。基于有限元软件ANSYS建立输电线路仿真模型，分别对输电塔、导地线、绝缘子串、金具和间隔棒进行精细化建模。运用等效圆形法模拟导线覆冰和改变密度法模拟导线脱冰，在导地线和绝缘子上施加水平风荷载，并验证模型的正确性。
其次，对输电线路脱冰跳跃高度进行参数化分析。设置输电线路脱冰标准工况，分别从有限元建模参数、线路设计参数和施加荷载参数这三方面研究其对导线冰跳高度的影响。分析平均分和脉动风分别与脱冰荷载交互作用在导线上的运动轨迹和对冰跳高度的影响。
然后，研究输电线路非同期脱冰和非均匀脱冰对冰跳高度的影响。以输电线路同期脱冰作为基础性研究，然后建模分析单跨Unzipping形式脱冰和多跨Unzipping形式脱冰等非同期脱冰，研究脱冰形式和脱冰速度对导线冰跳高度的影响。最后研究了随机非均匀脱冰动力响应，分析非均匀脱冰的最大冰跳高度点位置；基于脱冰量这一关键影响因素，非均匀脱冰的冰跳高度要明显大于比均匀脱冰。
最后，基于MATLAB预测算法对输电线路脱冰风险进行评估。先建立与输电线路脱冰相关的气象参数(风速、脱冰长度和覆冰厚度)概率分布模型，利用有限元计算得到导线冰跳高度和对应水平位移，建立脱冰数据文档。然后基于MATLAB编写KNN算法模型和BP神经网络模型，训练数据文档，优化算法预测模型。依据导线脱冰跳闸条件，通过大量抽样、预测和统计，得出脱冰跳闸概率并进行风险等级判定。以某工程脱冰跳闸为例，脱冰风险评估模型的预警与实际情况相吻合。