月桂酸改性酯的雷电冲击绝缘性能与其原子尺度微观参数的关联机制OA

为了探索具有优异冲击绝缘性能的改性天然酯类型,并揭示雷电冲击绝缘性能与原子尺度微观参数之间的关联机制,选取了3种脂肪酸链较短且无毒环保的月桂酸改性酯,进行冲击绝缘性能试验研究和微观物性参数的仿真计算。试验过程中,重点分析了3种月桂酸改性酯放电发展速度、放电发展形貌和击穿电压的差异。基于第一性原理和分子动力学理论,仿真分析了不同月桂酸改性酯模型在不同电场强度下的电离能、电子亲和能、激发能和自由体积等微观物性参数的变化规律和差异。试验结果表明:月桂酸异辛酯的放电发展速度最慢,月桂酸甲酯其次,月桂酸乙酯的放电发展速度最快;月桂酸异辛酯的流注形貌的停止长度最短,流注分支数量最少;负极性条件下,月桂酸异辛酯的雷电冲击击穿电压显著高于其余两种月桂酸改性酯,高约11.67%~23.38%。仿真结果表明:与月桂酸甲乙酯相比,月桂酸异辛酯的强场作用下的电子亲和能为正值且更大,使其可以捕获自由电子并抑制电子崩的形成;月桂酸异辛酯的激发能更高,使其更难发生二次电子崩;月桂酸异辛酯的自由体积分数更小且粘度更大,使其放电发展速度更慢且流注停止长度更短;月桂酸改性酯的微观参数是其雷电冲击下放电发展过程的重要影响因素。