基于密度泛函理论的变压器绝缘油电老化机理研究

为研究绝缘油在电场作用下的老化机理,构建了3种碳原子数为15的绝缘油烃分子模型,利用基于密度泛函理论的M06-2X泛函对分子模型在电场作用下的微观反应进行了模拟。结果表明:3种烃分子随电场的增加呈现出大致相同的变化趋势,但存在着一定的差异。随着电场强度的增加,分子的空间结构逐渐舒展开来,总能量和动能逐渐减小,势能逐渐增大,偶极矩逐渐增大,导致分子的稳定性逐渐降低。分子最高占据轨道与最低未占据轨道分别在分子链两端表现出亲电反应活性和亲核反应活性,能隙随电场的增加逐渐减小,分子链端部原子反应活性较强。其中,链烷烃在3者中分子最不稳定,最容易发生化学键断裂,导致分子裂解;环烷烃和芳香烃会先发生开环反应导致分子链的裂解。