大型電力變壓器是電力系統中電能傳輸的“核心”樞紐設備，也是雙碳背景下大規模新能源電能輸送的必經節點，一旦其發生絕緣故障易誘發電網大規模停電事故，造成巨大經濟損失，因此亟需準確掌握其絕緣狀態。但大型電力變壓器油紙絕緣結構復雜，且運行過程中長期遭受電-磁-熱-力等耦合場的影響，絕緣老化機理復雜且故障診斷難，因此，準確評估其絕緣狀態屬于國際性難題，急需攻關解決。
近期，我校電氣工程學院八桂青年學者張鐿議帶領高電壓與絕緣技術團隊針對變壓器絕緣老化機理復雜且故障診斷難等問題，在變壓器絕緣狀態評估研究中取得了系列研究進展。相關成果相繼發表在高電壓期刊（High Voltage）、電氣與電子工程師協會介電和電氣絕緣匯刊 （IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation）、纖維素（Cellulose）、可再生和可持續能源評論（Renewable and Sustainable Energy Reviews）、應用能源（Applied Energy）、電氣與電子工程師協會儀器儀表與測量匯刊 （IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement）、高電壓技術等電氣工程及能源領域頂級期刊上。
理清變壓器絕緣老化機理是實現準確評估絕緣狀態的基礎。該團隊研究發現：變壓器絕緣的空間電荷效應會畸變其內部電場，嚴重時會導致絕緣紙擊穿，在極其復雜的工作情況下，效果會更加突出。進一步通過理論研究發現在高溫環境下，高溫會加強載流子遷移，加深電荷注入深度，加劇了電場強度的扭曲；紙板在受潮過程中，水分會加劇空間電荷積聚，達到穩定狀態時，會抑制空間電荷的積聚；當紙板的關鍵部分被擠壓時，引入大量陷阱，導致電荷積累嚴重。相關成果以“Study on Space Charge Characteristics of Transformer Insulating PaperUnder Different Working Conditions”為題發表于IEEE Trans. Plasma Sci., vol. 50, no. 3, pp. 731–739, Mar. 2022。
分析和研究絕緣老化特征產物是實現準確評估絕緣狀態的必由之路。纖維素是變壓器絕緣紙的主要成分。研究團隊采用基于反應力場的分子動力學方法（ReaxFF）模擬纖維素纖維二糖的熱解過程，發現來自C5（或C5‘）的-CH2-基團抓住附近的H原子形成甲醇。在纖維二糖的熱解過程中，甲醇在早期穩定，但在后期不穩定甚至消失。相關成果以“Microscopic reaction mechanism of the production of methanol during the thermal aging of cellulosic insulating paper“為題發表于Cellulose, doi.org/10.1007/s10570-019-02960-6。
采用有效測試方法是實現準確評估絕緣狀態的有效途徑。傳統基于FDS的絕緣狀態評估測試時間長，其應用場景被極大限制。團隊通過研究測試原理，提出了一種信號多域處理技術(SMDP)，實現對頻域信息的精準處理和FDS介電參數的準確計算。相關成果以“Research on Time Saving and Accurate Testing Techniques for Frequency Domain Spectroscopy of Transformer Oil-paper Insulation”為題發表于IEEE Trans on Instrumentation and Measurement, 10.1109/TIM.2022.3196448.
電氣工程學院高電壓與絕緣技術創新團隊長期從事電力裝備智能化與絕緣材料研究，團隊由高電壓與絕緣技術學科帶頭人張鐿議等10名教師組成，依托省部級平臺，團隊以第一完成人獲廣西技術發明一等獎1項，廣西自治區教學成果一等獎1項，專利單項轉化101萬元，國際、國家專利30余項，參與獲省部級二等獎多項。一作/通訊發表SCI論文40余篇，中國精品論文1篇，主持國家/省部級項目10余項，編寫國際/行業標準5項，出版著作3部，承擔或參與國家973子課題、國家創新群體項目等國家重大項目5項。