由于受气候、环境以及铁路运输工况等因素影响,铁路接触网绝缘子的自然积污状况日益严峻,受到污染的绝缘子容易发生“污闪”现象,严重时影响接触网系统的安全稳定,因此,绝缘子的防污工作必不可少。在如今的绝缘子日常运维技术中,带电水冲洗方法因其不中断供电、清洗效果好、无污染等优点而受到重视并被广泛应用。从带电水冲洗的发展历程可以看出,随着时代的进步,对其冲洗效果、安全性以及冲洗效率有不同的要求。一开始只考虑冲洗效果,导致了多起冲洗事故的发生,之后带电水冲洗的安全性引起了行业的重视,颁布了《电力设备带电水冲洗导则》,发展到今天,人们不仅关注冲洗效果和安全性,而且对冲洗效率提出了更高的要求。针对带电水冲洗的冲洗效果、安全性以及冲洗效率,本文主要工作内容如下:1)为了满足接触网绝缘子带电水冲洗的需要,并根据水柱的射流特性,采用计算流体力学方法对水射流的内流场进行数值模拟,确定了喷嘴关键结构参数的选择,并通过仿真结果验证模型的正确性。2)为了研究喷嘴的外流场射流特性以及各参数对带电水冲洗的影响,根据选定的喷嘴建立外流场的仿真模型,对影响带电水冲洗作业的喷嘴入口压力、喷嘴出口直径、风速等关键参数进行了研究及对比分析。为提高水冲洗的直线性能及冲洗效果,建议尽量在风速低于2.5m/s或无风环境下进行冲洗且合理增加喷嘴入口压力以及选择直径较大的喷嘴。3)针对带电水冲洗过程中的安全问题,提出一种基于水气比的安全特性分析。通过分析射流距离、喷嘴出口直径、喷嘴入口压力等参数对水气比的影响,并与高压水柱的电气特性进行对比分析。最后,结合安全冲洗距离对水气比进行定量分析,得到喷嘴直径、射流距离与水气比的经验关系式,为不同射流距离和喷嘴直径的选择提供了参考。4)为了进一步验证仿真模型的正确性,进行了水柱的水气比试验研究,结果验证了模型的可靠性,并说明仿真结果具有一定的参考价值。5)为了解决目前自动冲洗忽略自然环境的问题,采用计算流体力学方法综合量化分析重力和风速对水柱的影响,得到一定条件下理想的直线水冲洗,再结合视觉系统设计绝缘子自动直线水冲洗方法,为自然环境下绝缘子的自动冲洗提供了参考。