随着我国高速铁路的快速发展,高速铁路运输量达到了所用运输总量的35%。高速铁路凭借速度快,运输能力强,安全系数高等优势,迎合了现代社会出行的要求。兰新线是世界上第一条一次性建成的高速铁路,其长度为1776km,途径三大沙漠和四大风区。其中,百里风区与三十里风区的风力最为强劲,最大时速60m/s,部分区段年均大于8级大风天气达到208天。当列车高速运行时,列车车顶的风速可以达到l00m/s,远远超过自然环境下的风速。高速列车车顶绝缘子是保障列车安全稳定运行的重要高压部件之一,列车行驶于沙尘天气中时,一方面沙尘暴活动过程中的沙尘颗粒改变绝缘子周围环境的介电常数,当沙粒浓度达到一定程度时,使绝缘子伞裙之间的空气间隙发生击穿,另一方面,沙粒与高速运动的绝缘子发生碰撞产生磨损,减小绝缘子表面憎水性,加重污秽沉积,使绝缘子更易发生闪络。因此研究沙尘环境下车顶绝缘子伞裙之间间隙放电特性和沙粒磨蚀对绝缘子沿面放电影响对高速列车安全可靠运行具有重要意义。列车行驶于沙尘天气中时,空间分布的沙粒会对车顶绝缘子伞裙的空气间隙放电特性产生影响。基于风洞试验系统探究高速沙尘环境对针-板间隙击穿特性的影响,测定了高速沙尘环境下针-板间隙的击穿电压,分析了沙尘浓度、风沙速度、间隙距离、沙粒粒径等因素对针-板间隙击穿电压的影响,揭示了高速沙尘环境对间隙放电影响的基本规律,阐明了风速、沙尘浓度对击穿电压影响的原因。考虑到车顶绝缘子表面不同粗糙度对闪络电压的影响,采用不同目数的砂纸对硅橡胶试样表面进行人工磨蚀,测定了不同磨蚀时间、不同砂纸目数下试样表面粗糙度、憎水性与闪络电压,分析了试样表面憎水性随磨蚀时间与砂纸目数的变化情况,对比了不同磨蚀方向和粗糙度对试样干闪、湿闪与污闪电压的影响,探讨了试样闪络电压与表面粗糙度的关系。针对高速沙尘环境下车顶绝缘子表面磨蚀与沿面闪络问题,利用风洞试验系统探究高速沙尘环境对硅橡胶试样表面磨蚀与闪络特性的影响,测定了高速沙尘环境下试样表面憎水性能与闪络电压,对比了不同风向角与沙尘磨蚀时间下的试样表面粗糙度与憎水性变化情况;分别讨论了干燥、潮湿、湿污环境对试样闪络电压的影响;分析了高速沙尘环境对车顶绝缘子闪络路径的影响。