常德华网电力建设有限公司 415900
摘要：对于高电压绝缘领域的研究，采用分子模拟技术具有重大深远意义，有助于高电压绝缘领域的深入研究和电学特性微观探索。采用分子模拟技术可以进行仿真计算，模拟在既定温度、电场等条件下绝缘系统的整体反应情况，为工程化的深入发展研究提供理论依据和技术指导，有助于从分子角度研究特殊材料，这是利用微观角度对绝缘材料的优劣和质量进行分析[1]。因此采用分子模拟技术是十分高效且有利的研发材料方式，针对此本文对分子模拟技术进行阐述，以及其在高电压绝缘领域的应用进行分析。
关键词：分子模拟技术；高电压；绝缘领域；应用进展
电力系统的正常运行和有效发展是整个社会和时代进步的基础，因此对于电力设备的整体运行与稳定是当前全社会需要关注的问题，只有从根本上保证运行的有效性，才能促进电力系统的创新与进步，但是由于很多主观或客观的问题，导致电力系统出现各种故障和难题，尤其是绝缘材料的损失与破坏看，对于整个电力系统的发展起到阻碍作用，因此需要从基础上改善绝缘材料的特性，将分子模拟技术应用于高电压绝缘中，能够从多元角度研究绝缘材料的新特性，以期改善绝缘材料的特性，发挥其最佳性能。
1分子模拟技术的基本概述
分子模拟技术在理论上属于计算机技术，其在计算机技术基础上充分结合分子力学与量子力学知识，经过数百年的改进发展，形成了较为科学的分子模拟技术方法，成为现阶段重要科学技术方式之一。在对材料性质进行分析时，分子模拟技术可通过计算机计算以及空间显示功能模拟材料分子构成，以便于对材料进行研究。随着科学技术水平提高，分子模拟技术也在不断进行改进，衍生出了如反应分子动力学、分子动力学等新的材料研究方式，促进了材料研究领域发展。若从空间和实践模拟尺度方面进行研究，则分子模拟技术理论内容更为复杂[2]。
量子化学方法是分子模拟技术发展新生的材料研究方法，其研究过程以电子为单位，通过计算机计算所研究材料的性质结构，提高了物质结构研究准确性，减少了实验中数据的记录，但量子化学方法也具有一定缺陷，其只能同时计算几百个原子，有一定的局限性。原子模拟方法与量子化学方法不同，其研究过程以原子为单位，通过分子动力学等方式，对材料物理化学性质进行检测，对材料分子结构进行模拟，且能够同时计算几万个原子。反应分子动力学是将量子化方法与原子模拟方法相结合，能同时对百万原子进行计算。
2分子模拟技术在高电压绝缘领域的应用
2.1绝缘材料物化特性
2.1.1油纸绝缘特性
一旦变压器绝缘出现损坏或者局部温度过高时，就会在缺陷处释放高能热量，导致变压器油-纸绝缘结构的稳定性遭到破坏，并且需要及时将散发热量消去，不然就会致使变压器油-纸绝缘产生结构裂解。对于此结构的裂解是一项复杂的研究项目，涉及的学科和领域十分广泛，包括物理、化学、材料、电气等等。传统的对于变压器油-纸绝缘裂解都是从宏观角度进行分析和研究，对于微观角度的分子变化以及裂解过程没有详细了解，因此采用分子模拟技术可以通过对分子进行结构模拟和行为观察，能够准确对油纸绝缘的微观数据做到计算和分析，对油纸绝缘内部规律研究做到细致、精准。不仅针对裂解，对于其他领域的微观角度分析和深入也可以提供技术支持，有助于向更深领域研究，促进技术进步。
2.1.2高分子固体绝缘特性研究
高压输变电设备随着科技进步也不断发展，朝着智能化、集约化的方向进步，而更多研发的新型电力设备绝缘中使用高分子聚合物，例如电力电缆、电力电子变压器绝缘等[3]。这些新型高分子聚合物的电介质与传统的油纸绝缘系统之间的差距十分巨大，不能根据以往的研究规律来判断其运行工况，需要对其微观机理进行深入探讨分析，理清其特殊绝缘机制，有助于电力设备的有效运行和高效发展。
2.2材料电学特性
采用分子模拟技术，能够通过电子和分子的振动原理观察材料的电学本质，尤其是绝缘材料在电场条件下的反应过程能够通过极化和极化驰豫的仿真技术进行印证。由于大部分的材料电学本质都是体现的宏观属性，微观属性很难被表征，因此需要更先进技术进行研究，应用统计学方法对其进行计算和关联，以期表征电学特性的宏观与微观本质。
2.3新型绝缘材料研究与开发
传统的绝缘材料随着经济发展已经不足以适应社会发展，需要研发新型绝缘材料，做到更加环保、高效，能够可再生，保证材料的可持续发展，遇到特殊应力条件下为其提供更佳的选择，促进电力系统绝缘材料的发展与进步。采用分子模拟技术，可以根据工程建设实际情况进行修正和调节内部微观分子结构，增添相关纳米颗粒技术，将分子材料的绝缘性能进行调整改进，极大促进材料开发的进程，降低所需成本支出[4]。高分子材料基于各种主观或客观因素影响，比如材料、技术等，因此应当将整个过程采用仿真技术进行模拟，这项技术有助于新型绝缘材料的快速研发，提供理论支持和技术引导。
3结语
随着我国科技不断发展进步，计算机以及仿真技术也得以提升，对于各领域应用分子模拟技术也得到更多科学家的关注和研究，而电力系统对其的研究也更为深入，引入更多研究范畴[5]。对于高电压绝缘的研究，采用宏观角度与微观角度利用仿真技术将时间和空间进行扩大，将多种模拟技术进行融合形成稳定完善的高电压体系，包含电磁瞬态过程、多物理场暂/稳态过程等，有助于电力工程未来深入探讨提供有力理论依据。总而言之，将分子模拟技术应用于高电压绝缘领域可以提高材料研究有效性，有助于减少人力、成本的支出，促进开发项目的顺利开展，有助于电力系统更进一步发展。
参考文献
[1]马鹏,董建平.关于高电压绝缘相关技术的应用探究[J].技术与市场,2020,27(10):120-120.
[2]艾久超.关于高电压绝缘技术应用的有关思考[J].电气时代,2020(10):59-60.
[3]曹雨晴.关于高电压绝缘相关技术的探讨[J].时代农机,2019,46(8):15-16.
[4]寇正.分子模拟技术在高电压绝缘领域的应用浅析[J].内燃机与配件,2018(10):228-229.
[5]李庆民,黄旭炜,刘涛,闫江燕,王兆东,张颖,鲁旭.分子模拟技术在高电压绝缘领域的应用进展[J].电工技术学报,2016,31(12):1-13.