按：本文编译自IEC的e-tech，供学习参考，不做商业目的。高压电器中的绿色环保技术发展是这些年的热门话题，也是绿色能源、落实减排等对高压电器的需求和未来能源发展中的重要组成部分。而其中对电器中的绝缘气体、变压器绝缘油等随着研究的深入，标准越显重要。本文介绍了有关IEC标准制定状态及变压器油的“绿化”历程。

一年多前，Ivanka Atanasova-Hoehlein (伊万卡·阿塔纳索娃-赫莱因)开始担任IEC T10技术委员会主席。有着100年历史的TC10主要为电力传输设备中使用的液体和气体电介质制定产品规范，测试方法以及维护和使用指南。

T10技术委员会的工作范围：编写液体和气体电介质的产品规格、测试方法以及维护和使用指南。为汽轮机、发电机和控制系统中用的润滑油(lubricants)、控制流体(congtrol fluid)制定规范、维护和使用指南，并协助准备此类流体的测试方法。

在过去的2024年，已经制定或即将发布一系列关于环保方面的标准：

• Specification of gases as alternatives to sulphur hexafluoride for use in electrical power equipment (IEC 63359 ED1) 电气设备用SF6替代气体技术要求

• Fluids for electrotechnical applications - Unused natural esters for transformers and similar electrical equipment (IEC 62770 ED2) 电工用液体 - 用于变压器和类似电气设备的未使用的天然酯

• Synthetic esters: Guidelines for maintenance and use in electrical equipment (IEC 61203 ED2) 合成酯：电气设备的维护和使用指南

• Mineral insulating oils in electrical equipment: Supervision and maintenance guidance (IEC 60422 ED5) 电气设备用矿物绝缘油：监督和维护指南

• Classification of insulating liquids (IEC 61039 ED3) 绝缘液体的分类

• Determination of breakdown voltage at power frequency: Test method (IEC 60156 ED4) 绝缘液体工频击穿电压的测定：试验方法

"绿色化"变压器

可持续植物油和种子油(vegetable and seed oil)越来越多地被用于电气设备的绝缘，IEC为之提供了标准。

在发达国家，人们甚至不用想着电就能用电。从早上开灯到晚上看电视，再到为第二天设置闹钟，几乎每一个动作都要用到它。这是全电气及互联社会的特征之一：假设电力将永远存在，并满足所有需求。但为了实现这一目标，许多在公用事业和工业领域工作的人，甚至是住在隔壁的电工，都必须确保满足大量的安全和性能标准 - 其中大多数标准是由IEC发布的。

在新兴国家，人们对电力安全无忧的需求也许不觉得那么重要，人们更多感受到的是电力的好处。但是，随着电力在全球范围内得到更广泛的应用，人们获得了以前无法获得的资源，IEC安全和性能标准也同样地变得至关重要。

安全源于绝缘液体

一个很少成为头条新闻，但对我们的安全至关重要的领域是确保输电网的适当绝缘。所有的电气设备都必须用一种不导电的材料或介质来保护，这种材料或介质可以阻止电流的流动，防止短路和电击。

液体绝缘是确保变压器（将电力从高压转换为低压）安全的方法之一。使用液体是因为它的冷却效果，而这对设备的运行节能，更长的持续运行时间至关重要。据估计，全球变压器中使用了数十亿升绝缘液体。

回顾

绝缘液体从20世纪初当电被使用的时候就开始使用了。根据“ResearchGate”中的文章，石油基油，即所谓的矿物油(mineral oil)，由于其良好的老化性能，低粘度，易获得性和低成本，自初期以来一直是工业电力系统的主要绝缘液体。原油是在19世纪中期被发现的，只比电力的出现稍微早一点。

然而，即使是在早期，矿物油的一些缺陷已经很明显。由于它们是高度易燃的，在一些容易发生火灾的地方使用它们是危险的。从20世纪30年代开始，该行业开始使用多氯联苯（PCB）为基础的绝缘液体。然而，多氯联苯是有毒的持久性化学物质。根据代表可能接触到这些化学品工人的美国通信工人工会的说法，多氯联苯是不可生物降解的，这意味着它们不会分解或分离成化学排列，还可能会导致癌症和其他严重的健康问题，并可能引起严重的环境污染/污染。

因此，多氯联苯在大多数国家已被禁止使用 - 在70年代末至80年代初，欧盟已逐步淘汰了多氯联苯 - 但在被禁止使用之前，仍存在于使用它们的变压器中。根据电气设备绝缘液体标准化技术委员会（IEC T10）主席伊万卡的说法，“许多国家正在努力识别和安全处置含PCB的设备。”

转向环保的液体

使用更安全、更环保的液体的愿望促使科学家们精心设计替代方案 - 随着人们越来越意识到污染风险和如何保护环境，寻求替代方案在过去40年里得到了加速。

全球市场研究公司MRFR估计，生物基变压器油行业目前价值约16亿美元，预计到2032年将增长7.3%。目前，生物燃料约占市场份额的35%。

可持续的、可再生的、可生物降解的和环境友好的绝缘介质得到使用，尽管它们的成本仍然高于传统液体。矿物油的替代品包括植物油或种子油，它们是可生物降解的，对环境的毒性小得多。根据研究，它们也有一些缺点，特别是更容易被氧化。合成酯也是一种选择，它们也是可生物降解的，燃烧时不会排放污染气体。Atanasova-Hoehlein说，它们还“具有良好的氧化稳定性，这使得它们可以用于铁路系统的牵引变压器等设备”。它们也有缺点，因为它们比植物油和种子油更昂贵，而且是从石油中提取的，这意味着它们的碳足迹更高。

其他替代品包括从生物废料中提取的生物基碳氢化合物，以及气转液（GTL）绝缘液体。Atanasova-Hoehlein说：“这些都属于未使用的矿物油，正如我们的标准之一所规定的那样。”另一种选择是回收使用过的矿物油。

标准是环境和安全原因的关键

IEC 60296被广泛认为的用于绝缘矿物油的标准，包括由气-液工艺生产的生物基碳氢化合物液体。该标准的最新版本于2020年发布，它还涉及这些常规油的回收。IEC已经发布了该领域所需的大多数安全和性能基准要求，并日益注重环境要求。天然酯（如植物油）在IEC 62770中进行了标准化，而合成酯在IEC 61099中进行了规定，该标准的第三版目前正在开发中。

随着我们走向全电气世界，绝缘液体变得比以往任何时候都更加重要，同时在IEC标准的帮助下满足日益严格的环境目标。