DBDS和十六硫醇对变压器绝缘纸协同劣化作用的微观机制研究

作者：张敏昊; 丛浩熹^*; 舒想; 李庆民

来源：中国电机工程学报, 2018, 38(24): 7156-7442.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.180381

• 变压器
• 硫腐蚀
• 纤维素
• 微观机制
• 反应分子动力学

腐蚀性硫化物导致的变压器故障已成为影响电网安全运行的重要因素。现有针对腐蚀性硫化物的研究主要集中在二苄基二硫醚(DBDS),然而实际运行的变压器油中可能存在多种具有腐蚀性的硫化物,共同导致变压器绝缘性能的劣化。选取3种典型的腐蚀性硫化物DBDS、十六硫醇、DBDS+十六硫醇为研究对象,开展加速热老化实验,发现添加等比例DBDS+十六硫醇时绝缘纸抗张强度与聚合度下降程度明显大于单一硫化物。为厘清其微观作用机制,采用反应分子动力学仿真手段,研究硫化物对纤维素材料特性的影响。结果表明,在硫化物作用下纤维素分子的机械性能显著降低;而在硫化物浓度相同时,等比例DBDS+十六硫醇的劣化作用效果大于单一硫化物,这与该文实验结果相一致。进一步地,由纤维素分子能量的计算结果指出,氢键数目减少与范德华作用减弱是导致纤维素材料机械性能下降的主要原因。上述工作结合实验研究和微观仿真,揭示了硫腐蚀引起油纸绝缘材料劣化的作用机制,为研发硫腐蚀防护技术提供了参考依据。

• 单位
  电子工程学院; 华北电力大学; 新能源电力系统国家重点实验室