[发明专利]基于分子动力学的复合绝缘子芯棒环氧树脂性能分析方法

说明书

本发明涉及一种基于分子动力学的复合绝缘子芯棒环氧树脂性能分析方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、搭建不同交联度的复合绝缘子芯棒环氧树脂模型；步骤2、对步骤1所搭建的不同交联度的复合绝缘子芯棒环氧树脂模型的准确性进行验证；步骤3、对步骤2验证后的不同交联度的复合绝缘子芯棒环氧树脂模型性能进行分析。本发明能够提高复合绝缘子运行可靠性，降低复合绝缘子检修成本。

技术领域

本发明属于复合绝缘子芯棒技术领域，涉及一种复合绝缘子芯棒环氧树脂性能分析方法，尤其是一种基于分子动力学的复合绝缘子芯棒环氧树脂性能分析方法。

背景技术

复合绝缘子具有耐污闪性能优良、比强度高和价格低廉等优点，并且在我国交直流输电工程中得到广泛应用。

在实际运行中复合绝缘子能够在有效防污闪的同时，保持了较低的故障率，然而仍然有少量复合绝缘子存在异常缺陷。除此之外，复合绝缘子大都运行在环境较为恶劣的户外环境，使得复合绝缘子易出现老化现象。

随着工业生产对供电可靠性的要求日益提高，复合绝缘子的老化表征方法及机理需要更加深入的研究。蒙东地区由于其地理位置的原因，复合绝缘子将面临极寒、污秽、大温差等恶劣环境因素。同时极寒环境所导致的复合绝缘子芯棒酥朽等问题始终威胁着蒙东地区电网的安全运行。

随着计算机技术的发展，分子动力学模拟技术已经成为了分析材料性能的重要手段。使用分子动力学理论进行仿真可以建立不同交联度的双酚A型环氧树脂模型，分析其热力学性能，还能从结构参数等微观角度进行机理解释。

但现有技术中的复合绝缘子芯棒环氧树脂性能分析方法存在如下缺点和不足：

(1)针对复合绝缘子老化问题大都集中在表象的研究，对于老化的复合绝缘子都采用替换的方案来保证线路的安全运行，其中存在着更换成本高、施工周期长等缺点。

(2)通过传统的实验方法可以从宏观角度测量双酚A型环氧树脂的热力学性能，然而却难以表征其微观结构，无法定量分析交联度对复合绝缘子用环氧树脂热力学性能的影响。

(3)现有的技术手段存无法从微观角度深入研究环氧树脂热力学性能的机理，无法为高性能环氧树脂的制备提供理论支撑。

经检索，未发现与本发明相同或相近似的现有技术的文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于分子动力学的复合绝缘子芯棒环氧树脂性能分析方法，能够提高复合绝缘子运行可靠性，降低复合绝缘子检修成本。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于分子动力学的复合绝缘子芯棒环氧树脂性能分析方法，包括以下步骤：

步骤1、搭建不同交联度环氧树脂分子动力学模型；

步骤2、对步骤1所搭建的不同交联度环氧树脂分子动力学模型的准确性进行验证；

步骤3、对步骤2验证后的不同交联度环氧树脂分子动力学模型性能进行分析。

而且，所述步骤1的具体步骤包括：

(1)利用Material Studio软件自身的晶体库分别构建双酚A型环氧树脂单体模型及顺丁烯二酸干单体模型，并使用无定形模块进行无定形模型搭建，模型包含100个环氧树脂单体和60个顺丁烯二酸干；

(2)采用几何优化模块进行几何优化以降低初始模型内部应力，初始无定形模型密度设置为0.5g/cm3，温度设置为273K；

(3)采用Perl语言构建自动交联脚本，并且在软件内进行模型的自动交联，进而搭建完成不同交联度环氧树脂分子动力学模型。

而且，所述步骤1第(3)步的具体方法为：