随着“西电东送、南北互供、全国联网”和“西部大开发”战略的实施,将会有更多的超、特高压输电线路跨越高海拔地区,而城乡经济的快速发展,高海拔地区的污染日益严重,使得越来越多的输电线路外绝缘特别是绝缘子面临高海拔、污秽的威胁。电力系统污闪事故时有发生,且所造成的损失是巨大的,因此深入开展低气压下绝缘子(长)串污闪特性及直流放电模型研究具有重要的学术意义和工程应用价值。论文在人工气候室研究了低气压下绝缘子(长)串交、直流污闪特性,并在高海拔现场对人工模拟条件下的污秽绝缘子交流污闪特性的试验结果进行了验证。借助高速摄像机,拍摄和分析了低气压下污秽绝缘子直流放电过程,并在此基础上提出低气压污秽绝缘子直流放电模型。论文确定了低气压人工模拟污秽试验方法和高海拔现场试验方法,分析了人工模拟污秽试验方法中试验程序差异对污闪特性的影响,并在此基础上确定了人工污秽试验程序。利用人工气候室模拟高海拔条件的低气压对不同型式绝缘子(长)串直流污闪特性进行了系统的试验研究,得到了高海拔条件下直流绝缘子串污闪电压与串长、污秽、气压等之间的关系,分析了影响绝缘子串直流污闪电压的因素。首次在青藏铁路沿线的望昆车站(海拔4484m)、纳赤台车站(海拔3575m)和格尔木市区(海拔2820m)三个不同海拔高度的高海拔试验现场对绝缘子交流污闪特性进行了试验研究,并对人工模拟条件下的交流污闪试验结果进行了验证。提出人工模拟试验结果与自然条件下的试验结果的误差小于8%,人工模拟试验研究可以应用于工程设计。用高速摄像机拍摄并分析了低气压直流绝缘子串污秽闪络放电过程,对低气压下局部电弧的力学特性进行了理论分析,得到局部电弧受的静电力和热浮力大小随气压变化规律存在差异,从理论上解释了低气压下直流污秽绝缘子串飘弧严重的现象。根据高速摄像机拍摄所得的低气压直流绝缘子串污秽闪络放电过程,得到了局部电弧发展长度和时间的关系、局部电弧发展速度和时间的关系,证实了导致染污绝缘子串最终闪络不是电击穿的原因。测量了低气压下沿面直流电弧和空气间隙直流电弧的E-I特性,提出由于散热媒质散热能力的不同,导致低气压下沿面直流电弧和空气间隙直流电弧的E-I特性存在明显差异。建立了新的描述低气压下染污绝缘子直流污闪放电过程的电路模型,首次提出低气压下直流绝缘子染污放电发展过程是由剩余污层电阻、沿面电弧和空气间隙电弧串联组成的动态发展过程,根据人工模拟试验结果验证了模型的可行性。根据本文提出的经试验验证的模型,得到了绝缘子串直流污闪电压与气压、污秽、绝缘子结构型式、局部电弧特性等之间的关系,并从理论上解释了不同型式绝缘子b、n值的差异主要是由于污闪放电过程中局部电弧飘弧程度差异引起的。