随着我国特高压直流输电线路的发展,直流电压等级逐渐升高。输电线路外绝缘处于大气污秽颗粒悬浮的环境中,大气污秽颗粒受到静电吸附的作用,绝缘子表面积污严重,污闪概率大大增加。污秽颗粒之间存在团聚,会对绝缘子表面污秽形貌以及污秽特性产生影响,而污秽形貌又会影响绝缘子的闪络特性。目前关于绝缘子污秽特性的研究主要以等值盐密、灰密作为衡量标准,但是等值盐密、灰密并不能作为绝缘子的污秽形貌的衡量标准,因此研究污秽颗粒的团聚以及粒度分布能够为绝缘子的污秽形貌以及污秽特性的研究提供新的理论依据。同时,研究污秽形貌对闪络电压的影响对于特高压输电线路外绝缘设计以及保障输电线路安全平稳运行具有重要意义。本文自行设计并搭建了人工气雾室自然积污平台,并利用人工气雾室模拟自然雾霾环境。以复合绝缘子和硅橡胶绝缘片为研究对象,在直流电压下进行了不同相对湿度和不同电压等级的绝缘子积污试验,分析了相对湿度、电压等级对绝缘表面污秽形貌的影响规律,并结合不带电条件下积污的绝缘子进行表面污秽形貌、污秽颗粒粒度的对比,分析了不同电场对绝缘子伞裙表面污秽形貌、污秽颗粒粒度分布、粒径尺寸大小的影响,并结合闪络电压试验,研究了污秽形貌对闪络特性的影响。通过积污试验结果可以发现,不同条件下积污的绝缘子表面污秽形貌不同。本文将污秽形貌分成三类:长链、短链、球状。相对湿度和电场强度越高,污秽链的长度越长。长链的污秽形貌只发生在强直流电场的作用下。直流电压较低时,电场强度较弱,绝缘子表面呈短链状的污秽形貌,不带电运行的绝缘子表面污秽形貌呈现球状。不同条件下绝缘子表面污秽颗粒粒度分布不同,但总体趋势一致:粒径大小随湿度和电压等级的增大而增大。小粒径污秽颗粒数量占比最大,大粒径污秽颗粒数量占比最小,污秽颗粒的数量占比随着污秽颗粒粒径的增大而减小。不同的污秽形貌对闪络电压产生影响,同等盐密下,闪络电压大小排列:U_长链短链球状。以上研究成果探明了直流电压下不同运行条件对绝缘子污秽形貌的影响规律以及污秽颗粒的团聚、沉积机理,可为特高压直流输电线路外绝缘的设计提供重要理论依据,为外绝缘的防护提供指导。