随着我国电气化铁路里程不断刷新,接触网的合理维护对于铁路运营安全具有十分重要的意义,在铁路供电系统故障中,接触网故障率每年占比在60%~80%之间浮动,其中接触网绝缘子污闪占极大。通过分析对比了各种应对措施,干冰清洗以清洗效果较好、清洗污秽物种类多、适用环境广、安全性较高的优点,在该领域具有广阔的发展应用空间,可对现有维护方式进行补充。本文设计了接触网绝缘子干冰清洗设备总体方案,并围绕该技术展开研究。通过对接触网维护工作进行分析研究,确定设备总体设计方案。选择铁路平车作为设备走行机构。根据接触网绝缘子实际空间分布,选择机械臂作为设备执行机构,并设计清洗机械臂结构,建立其D-H参数坐标系,进行正逆运动学分析,并基于蒙特卡洛算法分析机械臂末端可达空间范围,验证所设计清洗机械臂可满足接触网绝缘子干冰清洗作业需求。对干冰清洗机理进行分析研究,判断清洗过程中各因素的影响,对于接触网绝缘子干冰清洗效果主要应考虑冲击应力,并基于此建立干冰清洗仿真模型,通过类比验证的方式验证了模型的可靠性,为后续研究提供理论支撑。使用干冰清洗的流体仿真模型,进行该设备干冰喷嘴结构的多目标优化设计研究,并提出一种基于模糊综合评判的干冰喷嘴设计方法。采用喷嘴的结构参数为变量设计正交试验,对单一目标分别优化,根据得到的单目标最优值建立隶属函数,以完成无量纲化处理并加权得到综合评判分数来评价喷嘴综合性能,进而对综合性能进行极差分析,结果得到喷嘴结构的各个几何参数对单一目标和综合性能的影响因次,最终确定最优的喷嘴设计方案,经验证对比课题组现有喷嘴,综合性能提高2.34倍,满足接触网绝缘子干冰清洗设备作业需求。提出一种Computational Fluid Dynamics（CFD）技术与BP神经网络技术相结合的干冰清洗参数研究方法,对触网绝缘子干冰清洗设备清洗过程进行合理指导,提高清洗效率,降低干冰消耗。根据该设备的清洗参数:压缩空气压强、干冰质量流量、清洗角度、清洗靶距,采用拉丁超立方抽样方法抽样50组参数组合进行CFD仿真试验,其结果作为神经网络训练集,再另抽取10组作为测试集,来验证训练好的模型的精度。根据误差分析表明,可决系数为0.9795,该模型为高精度模型,能有效的反映各清洗参数之间的交互作用。该方法能对清洗过程进行合理指导,提高清洗效率,降低干冰消耗,对清洗工程作业具有实际意义。