【摘 要】
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绝缘纸寿命是决定油浸式变压器整体使用寿命的关键,绝缘油中的十六硫醇会加速纤维素绝缘纸的老化,进而导致绝缘纸寿命缩短。因此,研究绝缘纸的抗硫醇腐蚀措施对于保障变压器油纸绝缘安全运行具有重要意义。目前关于变压器油中硫化物对油纸绝缘影响的实验研究已取得重大进展,但仍存在两大问题:首先,尚未从原子层面研究十六硫醇破环纤维素结构的微观机理,其次,对于绝缘纸抗硫醇腐蚀的纳米改性鲜有研究。本文充分运用分子动力学
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绝缘纸寿命是决定油浸式变压器整体使用寿命的关键,绝缘油中的十六硫醇会加速纤维素绝缘纸的老化,进而导致绝缘纸寿命缩短。因此,研究绝缘纸的抗硫醇腐蚀措施对于保障变压器油纸绝缘安全运行具有重要意义。目前关于变压器油中硫化物对油纸绝缘影响的实验研究已取得重大进展,但仍存在两大问题:首先,尚未从原子层面研究十六硫醇破环纤维素结构的微观机理,其次,对于绝缘纸抗硫醇腐蚀的纳米改性鲜有研究。本文充分运用分子动力学模拟的优势,从原子层面出发,研究了十六硫醇对纤维素绝缘纸老化的微观作用机理。旨在进一步研究硫醇受热分解后加速纤维素老化的原因,从而为优化绝缘纸抗硫醇腐蚀性能提供理论指导,论文取得的创新性成果主要有:（1）基于反应分子动力学模拟方法分析了绝缘油中硫醇分子在热场下的状态,发现硫醇分子热解产生的SH自由基对纤维素结构有破坏作用。通过追踪硫醇分解产物攻击绝缘纸中纤维素的路径并对各路径的数量和反应所需能量进行统计分析,指出为了增强绝缘纸抗硫醇腐蚀性能而需要对纤维素分子加强保护的位置。（2）基于分子动力学模拟研究了纳米SiC颗粒对纤维素绝缘纸的保护作用,从分子的层面揭示了纳米SiC颗粒对硫醇产物扩散的抑制作用并进一步计算了纳米SiC改性纤维素模型的自由体积,指出纳米SiC增强纤维素抗油硫腐蚀性能的微观机理,并结合力学性能分析得到纳米SiC最佳添加比例。（3）基于分子动力学模拟验证了纳米SiC改性绝缘纸在油纸绝缘系统中的性能,通过搭建了改性油纸绝缘系统模型,对改性后的油纸绝缘系统进行了分子动力学模拟,仿真结果证明了油纸绝缘系统中的纳米SiC改性绝缘纸的抗硫醇腐蚀性能、热稳定特性、导热性均优于未改性绝缘纸。
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