外电场对HFO-1234ze(E)分子的结构和性质的影响

作者：田双双^*; 李晓涵; 陈康; 张英; 刘洋; 肖庞欣

来源：高电压技术, 2022, 48(07): 2650-2658.

DOI：10.13336/j.1003-6520.hve.20220392

• HFO-1234ze(E)
• 外加电场
• 分子结构
• 分子轨道
• 介电强度

初步研究表明,HFO-1234ze(E)具有良好的绝缘性能和环保性能,有潜力作为绝缘介质应用于电气设备中。考虑到气体绝缘介质在设备中应用时处于外加电场作用下,然而目前尚无关于HFO-1234ze(E)气体特性受电场影响的研究。因此,通过理论计算获取了电场对HFO-1234ze(E)的分子结构和性质参数的影响规律,剖析不同电场作用下HFO-1234ze(E)微观特性的变化,从而揭示其具有良好绝缘性能的本质。计算结果显示HFO-1234ze(E)分子结构中除C—H键外其余键长存在明显变化,SF6分子中仅沿电场方向的S—F键存在变化。HFO-1234ze(E)的能隙值随外电场增大而减小,电子跃迁更容易发生,分子结构化学稳定性降低,且C=C双键附近的电荷密度较大,具有较强的化学反应活性;同时HFO-1234ze(E)的能隙值整体小于SF6的分子轨道能隙值,表明其分子结构化学稳定性略弱于SF6。分子的结构变化会导致分子的性质改变,且气体的介电强度与分子的极化率和电离能存在紧密联系,与SF6对比,HFO-1234ze(E)分子的电离能略低于SF6的电离能,但极化率明显高于SF6,同时根据工频击穿实验结果,气压为0.1～0.3MPa范围内时纯HFO-1234ze(E)的击穿电压为SF6的0.78～0.89,具备较好的绝缘性能。

• 单位
  贵州电网有限责任公司; 湖北工业大学