随着我国工业化发展及城市化进程的推进,电网安全运行的需求越来越高,因此超、特高压电网的安全运行极为重要。绝缘子积污所导致的污闪事故是危害电网安全运行的主要因素。因此本文研究在气固两相流情况下的绝缘子积污机理,为预测绝缘子在不同气象条件下的积污程度和研究污闪事故提供理论依据,具有重要的理论研究和应用价值。绝缘子流场是典型的气固两相流,由连续相空气流及离散相污秽颗粒构成,是非定常的高雷诺数复杂流场。由于绝缘子外形复杂需要大量贴体网格且湍流计算方法大涡模拟(LES)所需网格数巨大等原因,本文选择格子玻尔兹曼法(LBM)进行数值模型搭建。利用LBM天然的边界处理能力及并行计算能力,提高数值计算效率,降低计算时间成本。利用开源OpenLB库,进行LBM数值计算程序开发。完成LBM耦合LES的数值计算模型LBM+LES,并在该模型下完成高雷诺数圆柱绕流案例。通过离散元法(DEM)对颗粒相进行数值计算,搭建LBM+DEM气固两相流数值模型,通过3线差值获取颗粒速度,完成流场中颗粒输运。针对颗粒与绝缘子碰撞问题,利用实验测得的粘附力,计算出颗粒碰撞的能量损耗,采用JKR接触和能量耗散模型作为颗粒碰撞吸附模型。最终,将LBM+LES模型与LBM+DEM模型耦合成LBM+LES+DEM模型。在该模型下搭建高雷诺数湍流气固两相流数值风洞。对绝缘子进行实体建模,通过搭建好的湍流气固两相流数值风洞,完成绝缘子积污数值模拟。同时,针对绝缘子积污展开自然积污实验和污秽颗粒粘附力测试实验。在自然积污实验中,利用扫描电子显微镜及图像处理等方法,分析自然积污情况下绝缘子表面污秽颗粒的粒径分布情况。统计发现粒径1Oμm以下的污秽颗粒占绝大部分;污秽颗粒的概率分布满足对数正态分布规律,累积概率分布满足玻尔兹曼分布规律。在粘附力测试实验中,利用扫描电镜及小球探针,测量颗粒与基底之间的粘附力。发现陶瓷材料对于粒径越大的BTG小球粘附力越大,粘附力测量结果在0.02-0.09μN之间;普通玻璃材料对于粒径越大的BTG小球有着越大的撤针粘附力,进针粘附力则有所波动,其粘附力测量值在0.04-0.24μN之间。实验测得的粘附力作为颗粒与绝缘子之间的接触力,用于能量耗散模型中计算颗粒碰撞的能量损耗。