第49卷第3期：1026-1037高电压技术Vol.49,No.3:1026-10372023年3月31日HighVoltageEngineeringMarch31,2023DOI:10.13336/j.1003-6520.hve.202207972023年3月31日第49卷March三元混合绝缘油热裂解过程与产气特性徐晴，郝建，叶文郁，高晨煜，张静文，廖瑞金（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400044）摘要：从绝缘油物质成分原子水平研究揭示绝缘油的热裂解产气机制，是科学指导基于油中溶解气体实现变压器故障诊断的关键。基于反应分子动力学对三元混合绝缘油中不同物质成分的单分子、多分子和混合油体系的热裂解动力学过程进行仿真模拟，研究分析了矿物油、天然酯和改性天然酯中不同类型油品分子的热裂解路径及产气行为，以及三元混合绝缘油的热裂解产气特性，并通过油品过热产气试验验证了仿真结果。结果表明：矿物油、天然酯和改性天然酯分子在热应力下会通过解环、脱羧与脱羰等反应转化为链状烃，再逐步裂解为烃类气体小分子；当油品分子体系增大时，分子热裂解方式与油品单分子相同，但其热裂解反应进程会加快。三元混合绝缘油热裂解仿真结果表明，其在低温过热时油中CO2含量最高，中温过热时油中H2和烃类气体含量增加，高温过热时油中C2H2含量增加，C2H4、C2H6含量增加显著，该油品过热产气试验结果与仿真结果一致。该成果可为基于油中特征气体分析实现三元混合绝缘油变压器过热故障诊断提供理论指导。关键词：混合绝缘油；热裂解；反应分子动力学；反应路径；产气特性MicroscopicMechanismofThermalCrackingandGasProductionCharacteristicsofThree-elementMixedInsulationOilXUQing,HAOJian,YEWenyu,GAOChenyu,ZHANGJingwen,LIAORuijin(StateKeyLaboratoryofPowerTransmissionEquipment&SystemSecurityandNewTechnology,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)Abstract：Toguidethetransformerfaultdiagnosisbasedondissolvedgasanalysis(DGA),itisnecessarytostudythethermalcrackingmechanismandgasbehaviorofmixedoilattheatomiclevel.BasedonReaxFFmoleculardynamics(MD),webuiltmodelsofsinglemolecule,multi-molecule,andthree-elementmixedinsulationoil,andsimulatedthethermalcrackingkineticsprocessofthesemodels.Moreover,westudiedthethermalcrackingpathsandgasbehaviorofdifferenttypesofmoleculesinmineraloil,naturalester,andmodifiednaturalester,aswellasthegasproductioncharac-terist...
