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随着工业的不断发展,电力已成为现代社会不可或缺的能源,构成了人们日常生活和工业生产的基础,同时也是经济发展一个必备的前提。与此同时,工农业的快速发展导致空气中污染物的种类和密度不断增加,空气中的悬浮颗粒不断沉降在外绝缘电气设备,使其绝缘性能降低,极容易引起污闪事故的发生,严重影响供电的正常运行。不断壮大的电网规模对电力的可持续性及可靠性提出了更高的要求,为保障电气设备的正常运行而进行的维护保养,也变得十分重要。而绝缘子作为供电系统中应用最广泛的外绝缘电气元件,保证其表面的清洁显得尤为重要。本文通过对颗粒黏附机理的分析计算,在高压水射流的基本理论的基础上,以绝缘子带电水冲洗为背景,利用CFD流体仿真软件对绝缘子水冲洗实际作业中出现的偏心冲洗工况进行了仿真计算,借助于MATLAB对仿真结果进行了数据处理,得到了临界水平偏转角度和有效冲洗面积的拟合公式,并分析了入口压力、喷口直径以及水平偏转角对冲洗效果的影响,得到的结论如下:1、对附着在绝缘子表面的污秽层的成分进行了分析得到了绝缘子上主要的污秽是粒径为20μm、主要成分为CaSO4和SiO2颗粒;在JKR颗粒黏附模型的基础上对污秽在绝缘子壁面的黏附模型进行了简化,通过对绝缘子污秽的吸附及脱附机理进行了分析计算,得到了污秽颗粒发生滚动脱附和滑动脱附所需的临界剪切速率分别为3860s-1和51710s-1,认为污秽层在受到水射流冲洗时,颗粒更容易以滚动脱附方式被清除。2、利用Fluent对小水、中水、大水三种冲洗方式在不同水平偏转角度冲洗作业进行仿真计算,根据打击力的变化来分析临界水平偏转角度。通过MATLAB根据仿真结果的数据变化趋势求得在保证打击力的前提下的临界水平偏转角,对比各工况下的临界水平偏转角,得到了临界偏转角度随着入口压力的增大而减小,其变化率随喷口直径的增大而增大,当入口压力大小相同时,临界偏转角度随喷口直径的增大而减小;水射流对绝缘子壁面的打击力随着入口压力的增大而增大,且随着喷口直径的增大,打击力随入口压力的增长率也增大,当入口压力相同时,打击力随喷口直径的增大而增大;根据临界水平偏转角关于入口压力和喷口直径的多项式,可以计算出压力在1-4MPa,喷口直径在3-8mm任一工况下的临界偏转角度,当水平偏转角度超过该临界冲洗角时,打击力急剧下降,为保证冲洗的效果,在实际作业时应将水平偏转角保持在该临界偏转角度以内。3、小水和中水冲洗方式下,有效冲洗面积随着入口压力的增大而增大,但其增长幅度会随着压力的增大而减小;当入口压力一定时,随着水平偏转角度的增大,绝缘子伞裙下表面上的有效冲洗面积增大,而由水射流回转水和溅射水冲洗的绝缘子伞裙上表面和内盘柱上的有效冲洗面积减少的幅度增大,从而导致了有效冲洗的总面积先增大后减小;用大水冲洗的方式对该型号的绝缘子进行水冲洗时,会使得在绝缘子伞裙下表面的有效冲洗面积达到饱和,导致了随着水平偏转角度的增大,有效冲洗面积呈持续下降状态;在冲洗作业时,为提高对绝缘子伞裙下表面的清洗效率,应该适当的增大水平偏转角度。