基于第一性原理的新型环保绝缘介质CF3SO2F相容性评估

作者:万旭昊; 郭宇铮*; 高克利; 周文俊; 郑宇; 龚升乐
来源:高电压技术, 2023, 49(07): 2848-2857.
DOI:10.13336/j.1003-6520.hve.20221216

摘要

利用基于第一性原理的计算模拟从微观角度研究了新型环保绝缘介质CF3SO2F与常见电工设备表面的气固相容特性。首先,应用前线分子轨道理论分析确定了CF3SO2F分子易与设备表面发生相互作用的潜在位点;然后,通过计算模拟分析了CF3SO2F气体介质与5种典型电工设备固体表面的作用强度和电荷转移,同时研究了SF6气体作为对照;再后,深入分析了CF3SO2F与SF6气体相似相容性质的来源;最后,通过分子动力学模拟研究了CF3SO2F与典型固体表面的动态相容性。结果表明,由于相似的活泼原子电子结构,CF3SO2F具有与SF6相近的高稳定性与优秀气固相容性,尤其对于接触表面为铜、氧化铜、氧化铝和环氧树脂的电工设备中,但CF3SO2F与金属铝表面的相容性较差。实验验证了介质与氧化铜和氧化铝表面的优秀相容性,支持了计算方法的有效性。

  • 单位
    中国电力科学研究院有限公司; 自动化学院; 武汉大学

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