绝缘子覆冰闪络严重威胁输电线路的安全运行,而伞形结构和污秽度是影响复合绝缘子冰闪性能的两个重要因素,目前国内外对伞形结构的影响研究多针对110 k V及以下电压等级的复合绝缘子,且很少考虑带电和不带电覆冰之间的区别,同时也忽略了不同污秽模拟方法下伞形结构影响规律的差异,因此开展两种染污方式下不同伞形复合绝缘子覆冰及闪络特性的研究对覆冰地区复合绝缘子污秽模拟方法的选择及伞形结构的优化设计具有重要的学术意义和工程实用价值。本文以6种不同伞形220 k V复合绝缘子为试品,在人工气候室内采用固体涂层法(SLM)和覆冰水电导率法(IWCM)进行预染污,对其进行了带电和不带电对比覆冰试验研究,结合覆冰过程中泄漏电流的监测、冰层融化水电导率和闪络时的滴水电导率的测量以及闪络电弧路径的拍摄,深入分析了伞形结构和染污方式对复合绝缘子覆冰及交流闪络特性的影响规律,取得的主要成果如下:①IWCM下带电覆冰的冰层融化水电导率和滴水电导率均低于不带电时,而SLM下则相反;IWCM下带电时的冰闪电压高于不带电,SLM下改进型绝缘子也同样如此,但常规型绝缘子则相反,且电压差值随污秽度的增加逐渐减小。②不同伞形复合绝缘子在覆冰过程中的泄漏电流幅值、脉冲幅值和个数均存在差异;对于相同伞形的复合绝缘子,SLM染污的泄漏电流幅值和脉冲幅值在覆冰初期大于IWCM染污。③不同伞形结构的覆冰复合绝缘子闪络电弧路径以及冰面电弧和空气间隙电弧比例的不同是造成它们冰闪电压差异的主要原因。闪络过程中电弧有时会沿着伞裙圆周或者伞裙表面发展,并找到最小泄漏路径完成闪络。④较大的k1(伞伸出比)、k2(伞伸出与伞间距之比)和较小的k3(爬距与间距之比)有利于冰闪电压的提高而爬电系数与冰闪电压没有明显关系;较大的大伞直径和大伞间距、合理的伞裙组合、伞径比是提高复合绝缘子冰闪性能的关键。⑤两种染污方式之间存在幂函数的等价关系,且与覆冰期是否带电有关,相同的染污盐密下,带电覆冰对应的覆冰水电导率高于不带电时;带电覆冰时,两种染污方式的等价关系随伞形结构的变化而变化,但不带电时则基本没有影响。⑥复合绝缘子的污秽影响特征指数与伞形结构、染污方式和电场均有关系,带电条件下染污方式的不同可能会改变伞形结构对冰闪电压的影响规律,故在分析伞形结构时需首先确定其染污方式及是否带电覆冰。