近年来,我国部分区域冬季雨雪冰冻极端灾害频发,严重影响电力系统的正常运行,尤其是威胁绿色能源电力供应的稳定性。尽管国内外专家和学者针对绝缘子覆雪闪络特性做了大量的研究,深入分析了各因素对覆雪绝缘子绝缘性能的影响。但由于绝缘子结构复杂,关于绝缘子覆雪增长过程的研究相对较少,制约了对绝缘子覆雪增长机理及其后续放电机制的揭示。因此,建立绝缘子覆雪增长数值计算模型,实现绝缘子覆雪过程的三维可视化模拟,对于推进覆雪研究由试验向数值模拟方向发展和建立输电线路覆雪预警机制具有重要的工程应用价值。本文采用理论分析、数值模拟和试验验证相结合的方法研究绝缘子覆雪过程,论文的主要工作及取得的成果如下:首先,基于流体力学原理,结合气流流动和雪晶颗粒运动的控制方程,建立了绝缘子气-液两相流模型,对绝缘子表面不同位置的流场特性和颗粒运动特性进行了数值模拟和理论分析。仿真计算结果表明:在气流绕流绝缘子过程中,存在降压增速和增压减速两个相反的过程。由于气流的粘性作用,颗粒在远离绝缘子时其轨迹与流线一致。当颗粒运动至绝缘子附近时,受其自身分子质量和运动惯性的影响,颗粒容易偏离气体流线,碰撞至绝缘子表面。由于绝缘子结构复杂,不同位置处的气流特性不一,对颗粒的作用力也不一致,进而影响颗粒的碰撞特性。此后,计算得到了雪晶颗粒的局部碰撞系数,结合质量守恒和热平衡方程构建了绝缘子三维覆雪数值计算模型,分析了风速、雪晶颗粒直径和液态水含量对绝缘子覆雪形态和覆雪量的影响,并与人工试验结果进行对比分析。绝缘子迎风侧局部碰撞系数从前驻点处沿瓷绝缘子钢帽和复合绝缘子杆径以及两者的伞裙向两侧逐渐减小,迎风侧伞裙边缘和钢帽（或杆径）处局部碰撞系数远远大于其他位置。风速、颗粒直径和液态水含量通过影响雪晶颗粒的粒径、动能、惯性等因素,进而影响绝缘子的覆雪量,总体趋势是随着上述因素的增大,覆雪量随之增大。与人工气候室试验结果相比,XP-70绝缘子覆雪量的数值计算误差在16.3%以内,FXBW-35/110复合绝缘子的误差在18.79%以内,证明了数值模型的有效性。最后,基于构建的绝缘子三维覆雪数值计算模型,分析了复合绝缘子伞裙倾角、芯棒直径、伞裙间距等结构参数对覆雪的影响,提出了适用于覆雪地区的最优伞裙结构。复合绝缘子应在满足机械强度的要求下选择较小的伞裙上倾角;下倾角宜选择0°;棒径应在满足机械强度的要求下选择较小的尺寸;在满足爬电距离的要求下尽量选择较小的伞裙间距和伞裙直径比;宜采用一大二小的伞裙组合方式。