复合绝缘子的外形特点,金具结构和硅橡胶材料的介电特性导致其电位分布很不均匀,在两金具端附近电场集中。随着电压等级的提高和复合绝缘子结构高度的增大,这种现象愈加严重。强电场将导致外绝缘介质和金具表面发生电晕放电,进而对电磁环境、绝缘材料的运行特性等产生影响,对电力安全运行造成严重威胁。因此本论文研究改善复合绝缘子端部电场和调整绝缘子串电位分布的新方法具有重要的学术价值和科学意义。目前,复合绝缘子常用的均压措施是装设均压环,但是均压环对于改善复合绝缘子端部电场效果明显,而对调整整体电位分布效果有限,且装设的均压环会缩短复合绝缘子两极间的极间距离,降低输电线路的耐雷水平,同时国内外对于均压环的使用尚没有统一的标准。基于有限元法,本论文以复合绝缘子和玻璃绝缘子的串联组合使用为例,建立了输电线路复合绝缘子三维电场计算模型,提出了一种改善复合绝缘子电场分布的新方法。研究了在不同电压等级的复合绝缘子导线侧串联玻璃绝缘子后复合绝缘子轴向电位和电场分布的变化情况;计算结果表明:复合绝缘子导线侧串联玻璃绝缘子后,降低了复合绝缘子导线端承受的电压,消除了畸变电场,改善了复合绝缘子端部的电场分布,并推荐了不同电压等级的复合绝缘子导线侧应串联的玻璃绝缘子片数。本论文以110kV电压等级的复合绝缘子为例,开展了在复合绝缘子导线侧串联玻璃绝缘子的人工污秽试验,研究了绝缘子串闪络电压的提高比和闪络梯度的变化情况。结果表明:在同种污秽度下,随着复合绝缘子导线侧所串联的玻璃绝缘子片数增加,由于增加了爬电距离,故其闪络电压有所提高。同时在复合绝缘子导线侧串联1-2片玻璃绝缘子后,由于玻璃绝缘子的均压作用使得高压端电位分布均匀,对绝缘子的起弧以及发展有了一定的抑制作用,故闪络梯度的变化不大。220kV和500kV电压等级的复合绝缘子可以此作为参考。最后,本文以110kV复合绝缘子串联玻璃绝缘子为例,对爬电比距、风偏角以及耐雷水平等参数进行了校核,并研究了串联玻璃绝缘子对覆冰复合绝缘子的影响。研究成果为输电线路的绝缘子改造以及外绝缘设计提供参考。