基于密度泛函理论的油中溶解气体吸附分析
2021-02-23周倩陈振伟张施令张正东王飞张晓星1
周倩, 陈振伟, 张施令, 张正东, 王飞, 张晓星1,
(1. 湖北工业大学电气与电子工程学院,湖北 武汉 430068; 2. 国网重庆市电力公司,重庆 400015;3. 武汉大学电气与自动化学院,湖北 武汉 430072; 4. 国网江苏省电力有限公司检修分公司,江苏 南京 211102)
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层状过渡金属硫族化合物(layered transition metal disulfides,LTMDs)是目前最受关注的二维材料之一,其克服了另一种二维碳基纳米材料石墨烯的零带隙[1—2]的缺点,极大扩展了新型材料的传感应用。在力学、电学、热力学等方面表现出强烈的各向异性,如WSe2和MoS2;表现出明显的特征,如间接直接带隙交叉、层间可调谐带隙、选择性光激发、和拓扑超导性[3—5]。层状二维材料具有大的表面/体积比,高电子活性和敏感性[6—10],因此具有化学传感器应用潜力。此外,已有研究证实过渡金属(transition metal,TM)掺杂的LTMDs可以在很大程度上增强其对气体分子的敏感响应,原因是气体分子与掺杂的TM原子之间存在强轨道相互作用。
油浸式电力变压器是电力系统中最重要和最有价值的设备[11—12]。长期运行的变压器中不可避免地存在如油或绝缘纸过热、局部放电、电弧放电、火花放电等现象,油浸式电力变压器发生上述现象时,变压器油受电和热的作用会产生低分子烃类(甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2)和H2、CO、CO2等气体[13—14]。混合气体的组分和含量与变压器故障的类型以及严重程度有着紧密联系,油中溶解气体分析(dissolved gas analysis,DGA)是监测变压器设备的重要方式[15],可估算充油电力变压器的运行状态。对气体的检测主要有电学、光学两大类方法[16—18],其中气敏传感器属于电学检测方法。……
