微水加速变压器油纸绝缘热解的微观机制研究

作者：苗光尧; 周玉霞; 李叶飞

来源：绝缘材料, 2022, 55(09): 57-62.

DOI：10.16790/j.cnki.1009-9239.im.2022.09.010

• 油纸绝缘
• 微水
• 氢离子
• 热解
• 分子模拟

微水是导致变压器油纸绝缘劣化的主要因素之一，探讨其在油纸绝缘热裂解过程中的作用机理具有重要意义。本文建立了油纸绝缘的复合分子模型，基于反应分子动力学模拟了含有微水的油纸绝缘热解的过程，探究了水分子在油纸绝缘热解不同阶段的作用机理，并分析氢离子和氢自由基在热裂解中的作用。结果表明：含有微水的油纸绝缘复合模型中，水分子、氢气等小分子初始生成时间早，而且生成速率和数量均高于不含微水的油纸绝缘复合模型。通过分析反应路径发现，在初始阶段水分子先是破坏绝缘纸的氢键网络；随着高温时间延长，水分子作为催化剂促进绝缘纸裂解；随着反应进行，水分子作为载体携带羧酸氢离子向绝缘油扩散，促进绝缘油热裂解。在反应过程中，羧酸氢离子具有加速绝缘热裂解的作用，并且在与水分子的共同作用下，油纸绝缘会协同加速裂解，而氢自由基不具有加速作用。