运行和试验研究表明,绝缘子串在运行电压或试验电压下覆冰时其高压端总是存在空气间隙。空气间隙的存在使覆冰绝缘子表面的电场分布发生了明显畸变,间隙上承受了非常高的电压,这使得冰凌尖端的电场变得相当强,一旦电场达到了电晕的起始电场,局部放电就在这一区域发生,进而产生局部电弧并逐渐发展成整串的闪络,泄漏电流迅速增大,同时伴随着冰的融化。这说明,覆冰绝缘子的起始放电和局部电弧的发展乃至整串的闪络与发生在冰柱尖端的起始放电活动有非常密切的关系。因此,深入、系统的研究空气间隙中的放电活动对绝缘子串闪络电压的影响有着重要的工程应用价值和学术意义。本文根据绝缘子覆冰后伞裙边缘的冰凌特征设计了冰柱-冰板间隙模型,利用紫外线成像仪和数据采集卡等设备,在人工气候室内对该间隙模型进行了试验研究。根据试验结果,用气体放电和数理统计方法,分析了覆冰水电导率、冰的状态(干冰和湿冰)、空气间隙长度、气压和施加电压等参数的变化对间隙模型的起始放电电压、脉冲放电特性、放电频率、放电幅值和时间间隔等的影响。研究结果表明:间隙长度、冰的状态和气压对间隙的起晕电压有明显的影响。间隙越长,起晕电压越高;湿冰情况下间隙的起晕电压比干冰约低2kV;而覆冰水电导率对起晕电压没有明显的影响。起晕电压随着气压的降低(海拔高度的增加)而降低。对于间隙中的放电情况,施加电压越高,放电区域越大,放电时间间隔越小,放电脉冲频率越高;电压进一步升高,放电转化为稳定的辉光放电。间隙中的平均放电量随着空气间隙长度的增加而减小,随着施加电压的升高先增加后近似保持不变。覆冰水电导率对它的影响与冰的状态有关。干冰时覆冰水电导率对平均放电量的影响不大;湿冰情况下,覆冰水电导率越大平均放电量越大,其平均放电量明显高于干冰。金属电极情况下的平均放电量达到了几千pC。这说明,放电量与电极材料有密切的关系。试验结果表明,湿冰情况下间隙中的放电活动非常激烈,覆冰绝缘子串表面的湿冰对电力系统的潜在威胁更大,更值得我们关注。