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硅橡胶复合绝缘子因体积小、重量轻、强度高、耐污闪性能强、制造维护方便等优点而被广泛应用于输电线路之中。运行年限的增加会使绝缘子发生不同程度的老化,老化的伞裙护套憎水性极差,这大大减弱了绝缘子串的防污闪性能。在雾、露、毛毛雨等湿润环境下,老化的绝缘伞面容易凝结水珠形成导电层,增大绝缘子的表面电导和泄露电流,使闪络电压显著下降,给电力系统的安全运行带来威胁。因此,研究绝缘子的沿面闪络机制,分析表面水珠对绝缘子串沿面放电的影响具有十分重要的意义。本文首先对表面水珠的电场数值计算和流体动力学方程进行了数学推导,给出了有限元法求解静电场的过程和纳维-斯托克斯(Navier-Stokes)流体动力学控制方程。实验室条件下,进行了大量的绝缘子喷水分级实验,统计归纳出不同憎水性湿润伞面水珠分布的形态规律。以此为依据,构建了复合绝缘子串的三维仿真计算模型,研究了湿润绝缘子串的电场分布特性,详细分析了分离水珠对沿面电场分布的影响。计算结果表明,表面水珠的存在畸变了复合绝缘子伞裙表面的电场,增大了三重介质(水、空气和硅橡胶)交汇处的电场值。水珠距高压电极越近水珠的电场效应越强,电场畸变率越大,距高压电极越远电场效应越弱,电场畸变率越小。分离水珠的体积越大、分布密度越大、分布间距越小对电场畸变的越厉害;下伞面水珠比上伞面水珠的电场畸变率大。弱憎水等级的复合绝缘子伞面比强憎水等级的复合绝缘子伞面更容易形成电场畸变的通道,水珠水膜之间的电场效应更明显。通过对硅橡胶平板试样进行沿面闪络试验,研究了交流电场下表面水珠的运动特性,分析了水珠形变与沿面电场的相互影响以及分离水珠对闪络电压的影响。试验结果表明:在一定的工频电场下水珠会产生周期性振动并呈现出不同的振动形态,水珠的体积越大振动形态越复杂,伞面的倾角越大临闪前水珠的形态越复杂。场强越高、电导率越大水珠的形变量越大;伞面越粗糙、憎水性越差水珠的形变量越小。水珠的形变对沿面电场有一定影响,形变越严重对电场畸变的效果越明显,且水珠的体积越大电场的畸变率大。多个水珠分布于试样表面时,水珠的分布密度越大、分布间距越小,沿面闪络的电压值越低;水珠的体积和电导率越大沿面闪络的电压值越低。