气体绝缘金属封闭开关设备（Gas Insulated Switchgear,GIS）以及气体绝缘封闭输电线路（Gas Insulated transmission Line,GIL）在高压直流输电系统中具有巨大的应用潜力,绝缘子作为GIL/GIS中的重要组成部分,其绝缘性能受表面电荷积聚影响而显著降低。在设备生产、运输、安装以及运行过程中产生的金属微粒在电场作用下弹跳至绝缘子附近,加剧表面电荷积聚,引发沿面闪络,造成设备绝缘故障。因此,研究弹跳金属微粒对绝缘子表面电荷积聚的影响具有十分重要的现实意义。本文选取126 k V真型圆盘绝缘子为试样,观察了线形金属微粒的运动模式,测量了弹跳微粒影响下的表面电荷分布,结合仿真揭示了金属微粒对表面电荷积聚的影响机理。本文主要工作如下:1、在真型圆盘绝缘子表面电荷成像系统的基础上,设计并搭建了金属微粒喷射以及加热系统。测量了在无微粒影响下,绝缘子表面电荷的典型分布。利用COMSOL Multiphysics仿真软件,分析了电荷分布的机理。结果表明,绝缘子表面存在无同极性电荷与有同极性电荷两种典型分布。非体传导主导的模式下,表面无同极性电荷;体传导主导的模式下,表面有同极性电荷。2、采用高速摄像机观察了弹跳线形金属微粒在真型圆盘绝缘子周围的运动规律,研究了不同运动模式下的金属微粒对表面电荷积聚的影响,借助三维电场仿真讨论了电荷积聚机理。结果表明,当体传导不为主导模式时,碰撞到电极边缘的微粒容易引起绝缘子非平面区积聚异极性电荷斑,且电荷分布与微粒轨迹和静止位置有关;金属微粒在运动中会畸变周围的电场,碰撞到电极边缘的带电量最大、电场畸变最严重,可引起气体电离,导致电荷的积聚。当体传导作为主导模式时,微粒的运动更加复杂,出现了运动方向改变、在绝缘子非平面区小幅度旋转弹跳以及在交界处滚动的运动现象。其中,碰撞到地电极垂直面的微粒会引起非平面区积聚电荷斑,在非平面区旋转弹跳的微粒会引起弹跳区域形成电荷斑,在交界处滚动的微粒会引起轨迹两侧积聚双极性电荷带。此模式下,微粒在运动中易引发气体电离,电荷分布与微粒的运动模式以及运动位置有关。3、在体传导为主导模式的条件下,采用加热系统,将腔体温度升高至40℃和60℃,研究不同温度条件下弹跳金属微粒对绝缘子表面电荷的影响。结果表明,绝缘子表面电荷积聚量与温度正相关。当温度上升至60℃时,运动到地电极垂直面的金属微粒容易引发闪络,在与闪络同径向的非平面区会积聚大量异极性电荷。温度的升高加剧了弹跳金属微粒对表面电荷的影响。