高压套管作为在特高压变电站中固定和支撑上部跨线引下线并将高压线从变压器内部引出到外部油箱的关键设备,是特高压变电站的关键构件。由上部跨线引下线、下部高压套管和避雷器等电气设备组成的结构体系称为高压套管引线体系。体系下部的高压套管和避雷器等电气设备的自振频率接近地震的卓越频率,而上部的跨线和引下线刚度较小,其复杂的结构体系使其在面对强风和地震等自然灾害时事故频发。因此系统分析高压套管引线体系在风荷载和地震作用下的承载能力,对于结构的设计施工及监测维护都具有重要的意义。本文以华中地区某特高压变电站为背景,建立了包含高压套管及简化变压器箱体、避雷器及其支座、上部跨线引下线和连接金具的完整高压套管引线体系有限元模型。分析了结构体系在风荷载和地震荷载作用下的动力响应;对风载影响下的结构进行优化设计;对地震荷载作用下结构上部的引下线对下部电气设备的影响进行了分析。主要研究内容如下:（1）依据设计图纸,利用ANSYS软件对于高压套管引线体系建立有限元模型并进行模态分析,以了解结构的动力特性和固有频率。（2）根据工程背景中目标场地的地貌特征,利用谐波叠加法模拟风速时程并转换为荷载时程后作用在高压套管引线体系上。考虑不同风速工况和风攻角,分析结构的动力响应,对比指出最不利工况。将分析结果与文献对比,考察下部电气设备对上部金具承载性能的不利影响。（3）对于风载影响下的结构提出优化建议。选取“λ”形引下线的分岔点点位置、接线端子部位的截面尺寸及接线端子高度三个影响因素,考虑接线端子应力和材料用量两个优化目标,采用响应面法对其进行了优化设计探索。（4）考虑不同地震烈度,分别选取ELCentro波、Taft波和人工标准时程波并分X、Z单向和三向分析高压套管引线体系在地震荷载作用下的动力响应。计算不同工况下结构的安全系数。（5）建立简化模型分析了设备自振频率对耦合作用的影响。单独提取高压套管及变压器箱体和避雷器及支座的有限元模型,选取ELCentro波、Taft波和人工标准时程波三向输入计算其地震荷载作用下的动力响应并与整体体系的地震响应对比,分析上部引线结构连接对构件的影响。研究表明:风荷载影响下,结构体系最薄弱的构件为高压套管侧接线端子,其最大应力应力出现在根部。在最不利工况下接线端子最大应力可达285.58MPa,对比文献中仅含上部跨线引下线及连接金具的模型分析结果可知,下部电气设备对于连接金具有非常不利的影响,结构体系刚度降低,响应则随之增大。接线端子的最大应力可放大34.1%。通过对模型进行优化设计,当接线端子高度取125mm,半径取40mm,引下线分岔点位置取3m高时,相较于原模型最大应力可降低约46.66%,同时节约4.65%的材料用量。建议在制造和施工允许的范围下,适当降低引下线分岔点位置并增大套管侧接线端子的截面尺寸,可以在降低接线端子最大应力的同时节省材料。地震荷载作用下,整体结构最不利位置出现在体系下部高压套管及避雷器根部。结构在多遇地震和基本烈度地震作用下都偏于安全,但是在罕遇地震烈度下避雷器将发生破坏,高压套管安全系数也低于规范要求的最低值1.67。通过分析简化模型发现,两个通过软母线连接的设备自振频率相同时其耦合效应最小,最接近单体设备的地震响应。进一步分析实体模型可知上部引下线对下部电气设备在地震作用下的动力响应有放大作用。相较于单体模型,由于引下线的连接,高压套管和避雷器的刚度均有所降低。引下线对于高压套管的影响大于避雷器,高压套管应力最大增加13.02%,避雷器应力最大增加7.80%。