在电力系统不断升级的当下，电抗器作为关键设备，其安全稳定运行对电网起着至关重要的作用。2025年，国家出台多项政策推动电抗器行业向高效、安全、智能化方向发展，旨在提升电力设备可靠性，保障能源稳定供应。与此同时，电抗器在实际运行中仍面临诸多挑战，特高压换流站交流滤波器电抗器的故障问题亟待深入研究与有效解决。

  一、电抗器故障事件概述

  2023年4月20日，某±800 kV特高压换流站在对5643 小组滤波器L1 电抗器A相进行例行检修时，发现异常情况。该电抗器型号为 ZKK - 72.5 - 325.4 - 1，属于干式空心阻尼电抗器，三相水平布置，于2020年8月出厂，2021年6月投入运行。其共有三个包封，最外层为假包封用于减缓老化，无调匝环且顶部有防雨罩，此前例行检修的试验和巡视记录均无异常。此次检修发现，电抗器底部第1包封层一处引出线位置出现烧蚀，防鸟网及出线位置被烧黑，不过监控后台未出现故障跳闸报文。

  二、电抗器故障现场检查详情

  现场检查显示，电抗器下出线臂逆时针120°吊臂第1包封层引出线位置，包封层内表面及附近防鸟网遭受不同程度烧蚀，现场还留有类似马蜂窝状的碎屑，而其他位置完好无损。经现场测试，该电抗器的电阻及电感数值符合要求，其烧蚀情况通过相关图片清晰呈现。

  三、电抗器返厂解体检查与分析

  对故障电抗器进行包裹后返厂解体检查。外观检查发现，除烧蚀位置外，电抗器风道清洁无堵塞，表面涂层保持完好。

  (一)返厂试验数据与结果

  在返厂试验中，对故障电抗器进行直流电阻、电感测量，结果均无异常。施加工频电流后，计算得出 75℃参考温度下的交流电阻 Rac75。

  依据相关标准，对电抗器进行匝间过电压测试、雷电冲击试验以及温升试验。匝间过电压测试中，全电压波形与半电压波形相位无差异，试品无异常;雷电冲击试验过程中，电流、电压波形稳定，试品内部无烟雾、异常声响，绝缘表面无沿面闪络;温升试验中，平均温升 56.8 K(标准值≤70 K)，热点温升 61.9 K(标准值≤84 K)，均满足要求。

  (二)返厂解体检查情况

  去除假包封层并剖开第一、二层包封后观察，未发现放电及击穿迹象。揭开第一包封层靠近损伤位置的内包封层检查导线内部绝缘，情况良好。对损伤部位切块检查，断面内部无异常，损伤仅发生在切块外表面，且该位置无绕组，处于电抗器端部绕组封堵位置。

  (三)返厂电抗器有限元仿真分析

  为探究电抗器内层包封表面及底部防鸟网损坏原因，进行有限元仿真分析。

  金属异物电磁发热影响：对存在异物的电抗器建立模型，在损伤相近位置增加直径 50 mm 的铁制金属环，按照持续运行电流施加激励。经仿真计算，异物环在电磁场作用下产生热作用，温升可高达 186℃，当温升达到 180℃时，可能导致电抗器包封损伤。

  金属异物电场仿真计算：在相近位置增加小型铁制金属块模拟金属尖端，按照对地电压 72.5 kV 施加激励且金属块设置悬浮电位。通过电场分析，金属块附近电抗器可能达到 39.5 kV/cm 的电场强度，超过空气放电场强 30 kV/cm，可能因放电对产品造成损伤。

  四、电抗器故障原因深度剖析

  《2025-2030年全球及中国电抗器行业市场现状调研及发展前景分析报告》综合返厂试验测试与解体检查结果，电抗器各项性能指标正常，绝缘未出现损坏。经过对损伤部位的详细检查，排除内部绝缘损坏等自身因素。结合仿真分析可知，此次电抗器故障原因是悬浮金属性异物在强磁场下发热，进而损伤临近玻璃钢包封;同时，悬浮金属性异物改变局部场强，致使局部场强畸变引发放电，进一步损伤临近玻璃钢包封。

  五、电抗器故障防范措施制定

  此次故障暴露出电抗器运行和检修过程中的潜在风险。一方面，运行中存在小动物筑巢使金属异物留存电抗器本体，从而引发发热烧蚀的风险;另一方面，安装或停电检修时遗留金属异物也可能导致电抗器发热烧损。为避免类似故障再次发生，制定以下针对性防范措施：

  加强对干式电抗器风道、防鸟网等部位的异物检查工作，必要时进行停电清理，确保电抗器运行环境安全。

  强化干式电抗器的红外测温和紫外检测，积极试点安装在线测温装置，实现对电抗器运行状态的实时监测，及时发现潜在问题。

  在电抗器例行停电检修时，除开展常规例行试验外，同步进行专项排查及维护工作，清理风道异物、修复破损防鸟网，消除安全隐患。

  综上所述，在2025年电抗器行业政策的引导下，深入研究特高压换流站交流滤波器电抗器故障意义重大。通过对此次故障的全面分析可知，金属异物是导致电抗器故障的关键因素。为保障电抗器安全稳定运行，必须严格落实各项防范措施，加强运行巡视与检修维护工作，借助先进监测技术提前预警故障，避免事故发生，推动电抗器行业朝着更加安全、可靠的方向发展，为电力系统的稳定运行提供坚实保障。