液體絕緣是確保變壓器安全運行的重要手段之一。變壓器的主要功能是將高電壓轉換為低電壓。然而迄今為止，礦物油仍是工業(yè)電力系統(tǒng)中的主要絕緣液體，因此亟需開發(fā)可持續(xù)的替代方案。
植物油與種子油正日益廣泛應用于輸電設備的絕緣保護。國際電工委員會（IEC）已為這類環(huán)保絕緣液體制定了相應標準。
在發(fā)達國家，電力使用已成為日常生活的自然組成部分。從清晨開燈到晚間觀看電視，再到設置次日鬧鐘，幾乎每一個生活場景都離不開電力供應。這正是全電氣化互聯(lián)社會的典型特征，人們理所當然地認為電力隨時都能滿足各種需求。然而，要實現(xiàn)這一目標，從公用事業(yè)公司、工業(yè)企業(yè)到社區(qū)電工，無數(shù)從業(yè)人員都必須確保電力系統(tǒng)符合各項安全與性能標準，而其中大多數(shù)標準均由國際電工委員會（IEC）制定發(fā)布。
在新興國家，人們對電力使用遠非如此隨意，反而更能深刻體會其價值。然而，隨著電力在全球范圍內(nèi)的普及程度不斷提高，越來越多曾經(jīng)無電可用的人群得以享受這一資源，此時國際電工委員會制定的安全與性能標準就顯得同樣至關重要。
在電力安全領域，輸電網(wǎng)的絕緣保護雖然很少成為頭條新聞，但卻至關重要。所有電氣設備都必須采用絕緣材料進行防護，這類非導電物質能夠阻斷電流通過，從而有效防止短路和觸電事故的發(fā)生。
液體絕緣是確保變壓器安全運行的重要方式之一。變壓器的主要功能是將高壓電能轉換為低壓電能。采用液體絕緣材料主要因其具有良好的冷卻效應，這對設備的高效節(jié)能運行至關重要，可有效延長使用壽命。據(jù)估算，全球變壓器使用的絕緣液體總量高達數(shù)十億升。
自20世紀初電力開始應用以來，絕緣液體便隨之廣泛投入使用。根據(jù)ResearchGate平臺的研究論文顯示，石油基油（即礦物油）因其優(yōu)異的老化特性、低粘度、易獲取和低成本等優(yōu)勢，自電力發(fā)展初期便一直是工業(yè)電力系統(tǒng)中的主要絕緣液體。值得注意的是，原油發(fā)現(xiàn)于19世紀中葉，其時間僅略早于電力技術的問世。
然而即便在早期，礦物油的一些缺陷就已顯現(xiàn)。這種絕緣液體具有高易燃性，在容易發(fā)生火災的場所使用存在安全隱患。因此自20世紀30年代起，電力行業(yè)開始采用多氯聯(lián)苯（PCB）基絕緣液體。但多氯聯(lián)苯屬于劇毒難降解污染物。
美國通信業(yè)工人聯(lián)合會（該工會代表可能接觸多氯聯(lián)苯的從業(yè)人員）發(fā)布專業(yè)警示：多氯聯(lián)苯作為難降解有機污染物，其化學性質極為穩(wěn)定，既無法通過自然途徑降解，也不會發(fā)生分子結構裂解。長期接觸這類物質將導致人類和動物面臨癌癥風險及其他重大健康威脅，同時還會對生態(tài)環(huán)境造成難以修復的污染損害。
因此，多氯聯(lián)苯已在大多數(shù)國家被禁止使用。歐盟于20世紀70年代末至80年代初逐步淘汰了該物質，但在禁令頒布前已使用此類物質的變壓器中仍有殘留。國際電工委員會電氣設備絕緣液體標準化技術委員會主席伊萬卡·阿塔納索娃·赫林表示：“目前許多國家正在積極開展含多氯聯(lián)苯設備的識別與安全處置工作?！?/span>
基于對更安全、更環(huán)保絕緣液體的迫切需求，全球科學家正全力開發(fā)新型替代方案。這一研發(fā)進程在過去四十年間顯著提速，其背后是公眾環(huán)保意識的普遍覺醒——人們不僅深刻認識到污染危害，更積極尋求環(huán)境保護的有效途徑。
全球市場研究機構MRFR預估，目前價值約16億美元的生物基變壓器油產(chǎn)業(yè)，到2032年有望實現(xiàn)7.3%的年均增長率。當前，生物基變壓器油在變壓器油市場的占有率約為35%。
盡管成本仍高于傳統(tǒng)絕緣液體，可持續(xù)、可再生、可降解且環(huán)保的絕緣物質已得到實際應用。礦物油的替代品包括植物油或種子油，這些生物可降解材料對環(huán)境毒性顯著降低。但據(jù)該研究顯示，此類替代品也存在一些缺陷，尤其是更易發(fā)生氧化反應。
其他替代方案還包括源自生物廢料的生物基碳氫化合物，以及氣轉液（GTL）絕緣液體。阿塔納索娃-赫林解釋道：”根據(jù)我們的一項標準規(guī)定，這些材料屬于未使用礦物油類別?！贝送猓厥绽脧U棄礦物油也是一種可行的替代方案。
國際電工委員會（IEC）60296標準被公認為礦物絕緣油使用規(guī)范，其中也包括通過氣轉液工藝生產(chǎn)的生物基碳氫化合物液體。該標準最新版于2020年發(fā)布，同時涵蓋傳統(tǒng)絕緣油的回收處理規(guī)范。國際電工委員會已制定該領域大部分安全與性能基準，并日益聚焦環(huán)保要求。植物油等天然酯類的規(guī)范遵循IEC62770標準，而合成酯類則適用IEC61099標準，后者目前正在制定第三版修訂方案。
隨著全球邁向全電氣化時代，在國際電工委員會（IEC）標準支持下，絕緣液體正變得比以往任何時候都更加重要，同時還需滿足日益嚴格的環(huán)保要求。