절연유(絶緣油, insulating oil)는 전기 절연성이 뛰어나고 고온에서 안정적인 특성을 가진 오일을 말한다. 변압기유(變壓器油) 또는 변압기 오일(transformer oil)이라고도 불린다. 주로 오일이 채워진 습식 변압기, 일부 유형의 고전압 축전기, 형광 램프 안정기, 고전압 스위치 및 회로 차단기 등에 사용된다.
절연유의 주요 기능은 전기적 절연과 냉각이다. 변압기 내부에서 권선 간의 절연을 유지하고, 코로나 방전 및 아크 방전을 억제하며, 열을 효과적으로 방출하는 냉각제 역할을 수행한다. 따라서 절연유는 높은 절연 내력, 열전도율 및 화학적 안정성을 가져야 하며, 장기간 고온에 노출되어도 이러한 특성을 유지할 수 있어야 한다. 일반적으로 인화점은 140°C 이상, 유동점은 -40°C 이하, 절연파괴 전압은 28kV RMS 이상에서 발생하는 것이 요구된다.
대부분의 절연유는 석유에서 추출한 광물유(鑛物油, mineral oil)를 기반으로 한다. 광물유계 절연유는 석유의 증류 과정에서 비점이 약 250~400°C 범위인 성분을 정제하여 제조하며, 나프텐계 탄화수소, 파라핀계 탄화수소, 방향족계 탄화수소 등이 주요 성분이다. 이 중 나프텐계 탄화수소가 절연유로서 가장 적합한 특성을 가진 것으로 알려져 있다.
광물유의 단점(상대적으로 낮은 인화점, 환경 오염 물질, 수분에 의한 절연 특성 저하 등)을 보완하기 위해 다양한 대체 제품이 개발되어 사용되고 있다. 합성 에스터 및 천연 에스터(식물성 오일) 계열의 절연유는 인화점이 300°C 이상으로 높아 화재 위험이 큰 실내 환경에 적합하며, 생분해성이 있어 환경 친화적이다. 콩기름이나 유채유 기반의 식물성 제형 변압기는 500kV급까지 개발되어 전 세계적으로 300만 대 이상이 운용 중이다. 실리콘 또는 플루오로카본 기반 오일도 덜 가연성인 대체품으로 사용되나, 에스터 계열보다 비용이 높다.
과거에는 폴리염화 바이페닐(PCB)이 절연 내력이 높고 불연성이라는 장점 때문에 절연유로 널리 사용되었으나, 독성과 생체 축적성, 생분해되지 않는 특성, 연소 시 다이옥신 등 독성 물질 생성 등의 문제로 인해 1970년대 이후 대부분의 국가에서 생산 및 사용이 금지되었다.
절연유는 변압기 운전 중 전기적·기계적 스트레스와 고온에 노출되어 화학적 특성이 점차 변화하므로, 주기적인 품질 테스트가 필요하다. 주요 테스트 항목으로는 항복 전압, 수분 함량, 산도(중화값), 유전 손실 계수, 비저항, 인화점, 유동점, 동점도 등이 있다. 또한 용존 가스 분석(DGA)과 퓨란 테스트를 통해 변압기 내부 권선이나 종이 절연체의 이상 징후를 조기 진단할 수 있다.
