随着电压等级的提高及系统容量的不断提升,电力系统对高压开关电器设备的绝缘性能提出了更高要求。近年来,换流站的交流滤波器(Alternating Current Filter,ACF)断路器发生了多起事故,基于ACF断路器运行特点及对多起事故综合分析,初步认为发生事故的主要原因是断路器内绝缘裕度不够或灭弧室含金属异物引起场强畸变,进而导致灭弧室爆裂。这类事故在直流输电系统中连续发生,且迄今为止还没有系统的事故分析和技术解决方案,已严重危害到了电网的正常运行。故本文针对ACF断路器内绝缘性能开展理论分析和仿真研究,为提出滤波器投切断路器的技术要求、反事故措施及相关标准提供理论支持。本文首先介绍了应用于工程电磁场仿真的数值分析方法,针对工频交流ACF断路器灭弧室电场仿真计算属静电场范畴,阐述了静电场的基本原理。其次,基于SolidWorks软件建立了四厂家断路器灭弧室内绝缘的1:1三维仿真模型,采用ANSYS有限元软件计算了四厂家断路器各部件在开断电流后5~10ms内的最大电场强度,并进行了对比分析,研究了燃弧时间和开断速度的变化对最大场强的影响。然后,基于对灭弧室内金属微粒形成原因和主要成分分析,分别建立了正四面体、正六面体和球体三种金属微粒模型,研究了金属微粒形状大小、位置和曲率半径对畸变电场能力的影响,并基于断路器燃弧时间和开断速度进一步优化灭弧室最大场强。本文对ACF断路器灭弧室电场分布影响因素分析及电场仿真研究,为事故原因分析以及事故反措提供了理论支持,有望防止同类事故在运行的和正在规划建设的换流站中再次发生。