β-Ga2O3对变压器油中乙炔气体的吸附性能研究

  1. 彭 倩，汪康康，刘 凡
    （国网四川省电力公司电力科学研究院， 四川 成都 610000）

     
  2. 摘要：乙炔（C2H2）是油浸式电力变压器油中用来评估故障发生的重要特征气体，对其进行在线监测能实时有效反映变压器的运行状况。针对传统的气体传感器对特征气体存在响应不灵敏的问题，本文中作者采用一种超宽禁带半导体材料（氧化镓（β-Ga2O3））作为气体传感器来检测故障特征气体C2H2。通过第一性原理计算方法研究了β-Ga2O3的结构和电子性质，并对其气体敏感机理和吸附性能进行了分析。首先，通过结构优化确定C2H2气体在β-Ga2O3表面的最佳吸附位置；其次，通过进一步分析吸附模型的电荷密度差分、吸附能、电子态密度、能带结构和功函数获得C2H2气体在β-Ga2O3表面的吸附行为；最后，结果表明β-Ga2O3对C2H2气体分子具有较强的吸附效果。文中探索了将β-Ga2O3材料应用于检测典型变压器油中溶解气体的潜力，提供了气敏吸附的理论依据，证明了β-Ga2O3对于C2H2气体具有优异的气敏性能。
    关键词：变压器油；吸附；氧化镓；乙炔
    中图分类号：ＴＭ４０6 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－８４２５（２０23）０4－００34－０4
  3. 作者简介

    彭 倩（1983-），男，湖北松滋人，正高级电力工程师。
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