基于分子模拟的绝缘纸高温裂解过程水分产生及其破坏作用研究

• 作者: 张远涛 张黎 石雷 赵彤 邹亮
• 来源期刊: 中国电机工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 绝缘纸 高温裂解 水分 破坏作用 氢键 分子模拟
• 年，卷（期）: 2017,（15）
• 所属期刊栏目: 高电压技术
• 页码范围: 4548-4556
• 页数: 9页
• 分类号: TM215
• 语种: 中文
• DOI: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.161907

摘要

绝缘纸高温裂解时有大量水分生成,为从微观层面研究水分子生成机制及其对绝缘纸的破坏作用,首先以绝缘纸纤维素链的结构单元纤维二糖(Cellobiose)为研究对象,结合ReaxFF反应分子动力学模拟方法(ReaxFF-MD),模拟绝缘纸高温裂解过程,发现裂解时有大量水分子产生,且水分子数量呈递增趋势,个别时间区间内水分子数量波动明显,存在水分子的消失及再生现象.因不同位置的O原子的活性存在差异,夺H脱H2O反应分三种情况,即仲醇羟基夺H脱H2O、醚基O原子夺H脱H2O和伯醇羟基夺H脱H2O.最后利用分子动力学模拟水分对纤维素链的破坏作用,发现水分子在纤维素链间自由空隙中局部运动,并与纤维素链上的羟基和醚基O原子结合氢键,既束缚水分子的运动,又破坏纤维素自身的氢键网络.模拟结果和实际实验结论相一致,可为变压器过热故障分析提供借鉴,表明利用分子模拟方法研究绝缘高分子材料老化微观过程及改性研究是一种行之有效的方法.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张黎		75	751	14.0	25.0
2	赵彤		44	322	10.0	17.0
3	邹亮		37	478	12.0	21.0
4	张远涛		9	57	4.0	7.0
5	石雷		1	0	0.0	0.0