腐蚀性硫化物对绝缘纸理化特性的微观影响机制研究

作者：丛浩熹; 张敏昊; 舒想; 王兆东; 李庆民

来源：中国电机工程学报, 2018, 38(19): 5878-5946.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.172279

• 变压器
• 硫腐蚀
• 纤维素
• 微观机制
• 分子动力学

变压器油中含有的腐蚀性硫所导致的绝缘故障已经成为影响变压器安全稳定运行的关键因素。国内外许多学者已经对硫腐蚀现象展开诸多探索,但相关研究多以实验手段为主,硫化物对于绝缘纸材料的破坏机理仍然不甚清晰。该文基于分子动力学仿真技术,探索不同种类硫化物对纤维素分子的破坏机理,发现H2S和十六硫醇两种硫化物会使纤维素分子的刚性和韧性下降,并且随着硫化物浓度的升高,下降作用更加剧烈。上述两种硫化物也会显著降低模型的玻璃化转变温度,均方位移特征量(meansquaredisplacement,MSD)计算结果也显示纤维素分子链稳定性变差,运动更加剧烈。反观二苄基二硫醚(dibenzyldisulfide,DBDS)对纤维素材料抗拉伸强度的减弱作用不强,但是对其韧性和延展性有增强作用,并且DBDS浓度越大,这种增强作用越明显。进一步从能量角度进行分析,硫化物对纤维素分子模型静电能的影响不大,而十六硫醇和H2S会减少氢键数目,并削弱体系的范德华作用,从能量角度解释材料机械性能下降的原因。

• 单位
  电子工程学院; 华北电力大学; 国网北京市电力公司