(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书 | ||
(10)申请公布号 CN 112908422 A (43)申请公布日 2021.06.04 | ||
(21)申请号 CN202110018089.4
(22)申请日 2021.01.07
(71)申请人 国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院;国家电网有限公司
地址 010020 内蒙古自治区呼和浩特市赛罕区绿地腾飞大厦B座1801房间
(72)发明人 张星宇 张小明 安义岩 尚鑫 王延伟 刘会斌 左秀江 刘天奇 李博 周丽英 马慧敏 戴雨薇
(74)专利代理机构 37221 济南圣达知识产权代理有限公司
代理人 王志坤
(51)Int.CI
G16C10/00(20190101)
G16C20/10(20190101)
G16C60/00(20190101)
C08L63/00(20060101)
权利要求说明书 说明书 幅图 |
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及环氧树脂材料技术领域，具体涉及一种复合绝缘子芯棒环氧树脂材料的交联模型构建方法和老化仿真方法。为达成对极端低温环境与局部放电活性生成物作用下复合绝缘子芯棒环氧树脂的老化特性进行快速分析并从微观原子层面对其老化机理进行分析，发明使用MS对环氧树脂材料进行建模，使用AMS软件的ReaxFF模块对所需条件下的环氧树脂材料老化特性进行仿真模拟，以更低的时间成本对复合绝缘子芯棒环氧树脂老化特性与活性生成物对其老化特性的作用机理进行仿真分析，解决了目前现有传统多因素人工加速老化试验应用于极端低温环境下复合绝缘子芯棒环氧树脂材料老化机理研究的困难，大幅度降低了试验所需的时间成本和物资成本。 | |
法律状态
法律状态公告日 | 法律状态信息 | 法律状态 |
2021-06-04 | 公开 | 公开 |
2021-06-22 | 实质审查的生效 | 实质审查的生效 |
2022-07-08 | 授权 | 发明专利权授予 |
权 利 要 求 说 明 书
1.一种复合绝缘子芯棒环氧树脂材料的交联模型构建方法,其特征在于,包括步骤如下:
李博(1)使用MS建立环氧树脂和固化剂的分子模型,并对分子上交联反应点位所属原子进行标记,分别标记为R1与R2;
(2)使用MS中的Amorphous Cell模块按照复合绝缘子芯棒环氧树脂材料原料配比建立环氧树脂和固化剂的共混物模型;
(3)使用MS中的Build Layers在上述共混物模型的Z轴方向上添加一层具有足够厚度的保护性气体层模型,用于阻断模型在Z周方向上的周期性,以保证在后续交联过程中环氧树脂不会在Z轴方向上形成交联结构;
(4)对上述准备好的初始结构进行足够长时间的结构优化与分子动力学弛豫操作后,统计体系内每个被标记R1和R2的原子之间的距离,当R1与R2之间的距离小于预先设定的交联反应截断半径值时,断开开环氧基团与固化剂反应点位的化学键并在R1和R2原子间生成交联结构;
(5)在完成上述步骤后统计体系内交联度、热力学性质参数,并根据交联度来判定交联体系是否达设定要求,如果满足要求则导出已有模型;如果未达成要求则适当增加交联反应截断半径值并重复步骤(4)直到达设定要求。
2.如权利要求1所述的复合绝缘子芯棒环氧树脂材料的交联构建方法,其特征在于,步骤(1)中,所述环氧树脂为交联环氧树脂单体双酚F型环氧树脂;
所述固化剂为二乙基甲苯二胺。
3.如权利要求1所述的复合绝缘子芯棒环氧树脂材料的交联构建方法,其特征在于,步骤(1)中,所述环氧树脂和固化剂可以根据具体应用情况进行调整。
4.如权利要求1所述的复合绝缘子芯棒环氧树脂材料的交联模型构建方法,其特征在于,步骤(2)中,所为了模型能够顺利建立,将共混物模型密度设定为交联环氧树脂密度测量值的一半。
5.如权利要求1所述的复合绝缘子芯棒环氧树脂材料的交联模型构建方法,其特征在于,步骤(4)中,对初始结构进行结构优化与分子动力学弛豫操作的时间设定为:直到能力体系能量达到极小值。
6.一种复合绝缘子芯棒环氧树脂材料的老化仿真方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)对局部放电活性生成物进行筛选:局部放电活性生成物选择复合绝缘子芯棒环氧树脂在工程应用环境中含量占比最高、反应活性最强的局部放电活性生成物;
(2)对局部放电活性生成物进行建模:使用MS中的Amorphous Cell模块建立不同含量比例的局部放电活性生成物的单质或共混物局模型;
(3)将权利要求1所述的构建方法构建的交联环氧树脂模型和步骤(2)构建的单质或共混物模型使用MS中的Bui
ld Layers建立不同种类、不同含量局部放电活性生成物作用下的复合绝缘子芯棒环氧树脂材料的老化仿真模型;
(4)使用AMS软件的ReaxFF模块对老化仿真模型施加多个温度提升速率与稳态仿真温度,进行老化仿真;
(5)使用AMS软件的ReaxFF模块的MOVIE工具对老化仿真模型的仿真结果进行处理,对其老化裂解产物的种类、含量、变化趋势、稳态产量等进行统计分析,实现局部放电活性生成物作用下复合绝缘子芯棒环氧树脂材料的老化仿真。
7.如权利要求6所述的复合绝缘子芯棒环氧树脂材料的老化仿真方法,其特征在于,所述局部放电活性生成物包括:臭氧,硝酸,氮氧化物,草酸。
说 明 书
<p>技术领域
本发明涉及环氧树脂材料技术领域,具体涉及一种复合绝缘子芯棒环氧树脂材料的交联模型构建方法和老化仿真方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
复合绝缘子具有耐污闪性能优良、比强度高、价格低廉等优点,并且其总体表现较好,在有效防止污闪的同时,保持了较低的故障率,因此在我国交直流输电工程中得到了广泛应用。但是在我国东北部地区在冬季经常出现-40°C以下的极端低温天气,并因此多次出现绝缘子失效、断裂的事故,严重影响了复合绝缘子的安全运行。
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