为研究N-k故障下导致电力系统脆弱性恶化的关键线路,提出一种构建关键线路模型的方法。基于脆弱性概念和复杂网络脆弱性理论,以电力系统最小失负荷率来表示电力网络的实际传输效率,建立电力系统脆弱性模型;基于协同破坏效应理论,结合N-k故障下故障集的脆弱性,建立故障情况下影响电力系统脆弱性的关键线路模型;考虑系统中两两相邻线路可能具有相似的特点,提出基于分区划分法的分析流程。IEEE 39节点系统算例仿真结果表明,所提模型和方法能够有效筛选故障集的数目,并得出高脆弱线路具有低协同破坏效应、高关键线路具有高协同破坏效应和低脆弱性的结论。