基于ReaxFF场的矿物绝缘油热解分子动力学模拟-高电压技术.PDF

第 44 卷 第 2 期：488-497 高电压技术 Vol.44, No.2: 488-497 2018 年 2 月 28 日 High Voltage Engineering February 28, 2018 DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20180131020 基于 ReaxFF 场的矿物绝缘油热解分子动力学模拟 1 1 2 1 1 3 杜 林 ，王五静 ，张彼德 ，王誉博 ，相晨萌 ，王 杰 1. 400030 （ 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆 ； 2. 610039 3. 610072 西华大学电气与电子学院， ； 国网四川省电力公司电力科学研究院，成都 ） 摘 要：热故障是影响充油设备安全运行的重要因素，基于ReaxFF 力场的分子动力学模拟方法建立了含有 30 个 分子的矿物绝缘油仿真模型，深入研究了不同温度下矿物绝缘油的动态热解过程和产气规律。通过 Reactive-MD-analysis 识别模块对矿物绝缘油热解产物的识别和统计，结合仿真的动态图像分析了矿物油的微观反 应过程，得出矿物油热解的主要反应路径以及小分子气体的生成路径。同时重点分析了温度对热解微观过程的影 响，结果表明：中温下大分子烃自由基的 β–C 断裂造成 C2H4 气体的大量产生；高温下 C3H8 、C2H6 和 C2H4 的继 续分解造成 C H 和 C H 气体的相继减少以及 H 、CH 和 C H 气体的不断增多。通过与热重实验结果的对比， 2 6 2 4 2 4 2 2 验证了仿真结果的合理性，说明 ReaxFF 反应动力学模拟为从分子上研究矿物绝缘油的热解提供了一种有效的途径。 关键词：矿物绝缘油；热解；ReaxFF 场；温度；分子动力学模拟；Reactive-MD-analysis Molecular Dynamics Simulation of Mineral Insulating Oil Pyrolysis Based on Force Field ReaxFF 1 1 2 1 1 3 DU Lin , WANG Wujing , ZHANG Bide , WANG Yube , XIANG Chenmeng , WANG Jie (1. State Key Laboratory of Power Transmission Equipment System Security and New Technology, Chongqing University, Chongqing