[發明專利]復合絕緣子芯棒環氧樹脂材料的交聯模型構建方法和老化仿真方法

有效

• 申請號: 202110018089.4
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112908422B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 張星宇;張小明;安義巖;尚鑫;王延偉;劉會斌;左秀江;劉天奇;李博;周麗英;馬慧敏;戴雨薇
• 申請（專利權）人: 國網內蒙古東部電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G16C10/00
• 分類號: G16C10/00;G16C20/10;G16C60/00;C08L63/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

1.一種復合絕緣子芯棒環氧樹脂材料的交聯模型構建方法，其特征在于，包括步驟如下：

（1）使用MS建立環氧樹脂和固化劑的分子模型，并對分子上交聯反應點位所屬原子進行標記，分別標記為R1與R2；

（2）使用MS中的Amorphous Cell模塊按照復合絕緣子芯棒環氧樹脂材料原料配比建立環氧樹脂和固化劑的共混物模型；

（3）使用MS中的Build Layers在上述共混物模型的Z軸方向上添加一層具有足夠厚度的保護性氣體層模型，用于阻斷模型在Z周方向上的周期性，以保證在后續交聯過程中環氧樹脂不會在Z軸方向上形成交聯結構；

（4）進行足夠長時間的結構優化與分子動力學弛豫操作后，統計體系內每個被標記R1和R2的原子之間的距離，當R1與R2之間的距離小于預先設定的交聯反應截斷半徑值時，斷開環氧基團與固化劑反應點位的化學鍵并在R1和R2原子間生成交聯結構；

（5）在完成上述步驟后統計體系內交聯度、熱力學性質參數，并根據交聯度來判定交聯體系是否達設定要求，如果滿足要求則導出已有模型；如果未達成要求則適當增加交聯反應截斷半徑值并重復步驟（4）直到達設定要求。

2.如權利要求1所述的復合絕緣子芯棒環氧樹脂材料的交聯模型構建方法，其特征在于，步驟（1）中，所述環氧樹脂為交聯環氧樹脂單體雙酚F型環氧樹脂；

所述固化劑為二乙基甲苯二胺。

3.如權利要求1所述的復合絕緣子芯棒環氧樹脂材料的交聯模型構建方法，其特征在于，步驟（1）中，所述環氧樹脂和固化劑可以根據具體應用情況進行調整。

4.如權利要求1所述的復合絕緣子芯棒環氧樹脂材料的交聯模型構建方法，其特征在于，步驟（2）中，為了模型能夠順利建立，將共混物模型密度設定為交聯環氧樹脂密度測量值的一半。

5.如權利要求1所述的復合絕緣子芯棒環氧樹脂材料的交聯模型構建方法，其特征在于，步驟（4）中，對初始結構進行結構優化與分子動力學弛豫操作的時間設定為：直到能力體系能量達到極小值。

6.一種復合絕緣子芯棒環氧樹脂材料的老化仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）對局部放電活性生成物進行篩選：局部放電活性生成物選擇復合絕緣子芯棒環氧樹脂在工程應用環境中含量占比最高、反應活性最強的局部放電活性生成物；

（2）對局部放電活性生成物進行建模：使用MS中的Amorphous Cell模塊建立不同含量比例的局部放電活性生成物的單質或共混物局模型；

（3）將權利要求1所述的構建方法構建的交聯環氧樹脂模型和步驟（2）構建的單質或共混物模型使用MS中的Build Layers建立不同種類、不同含量局部放電活性生成物作用下的復合絕緣子芯棒環氧樹脂材料的老化仿真模型；

（4）使用AMS軟件的ReaxFF模塊對老化仿真模型施加多個溫度提升速率與穩態仿真溫度，進行老化仿真；

（5）使用AMS軟件的ReaxFF模塊的MOVIE工具對老化仿真模型的仿真結果進行處理，對其老化裂解產物的種類、含量、變化趨勢、穩態產量等進行統計分析，實現局部放電活性生成物作用下復合絕緣子芯棒環氧樹脂材料的老化仿真。

7.如權利要求6所述的復合絕緣子芯棒環氧樹脂材料的老化仿真方法，其特征在于，所述局部放電活性生成物包括：臭氧，硝酸，氮氧化物，草酸。