Pengaruh Variasi Kecepatan Sirkulasi dan Konsentrasi Partikel Selulosa Terhadap Karakteristik Tegangan Tembus dan Partial Discharge Nanofluida TiO2 Berbasis Minyak Ester Sintetis Pada Tegangan AC

Akbar, Muhammad Fadlan (2025) Pengaruh Variasi Kecepatan Sirkulasi dan Konsentrasi Partikel Selulosa Terhadap Karakteristik Tegangan Tembus dan Partial Discharge Nanofluida TiO2 Berbasis Minyak Ester Sintetis Pada Tegangan AC. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6022241112-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Penelitian ini membahas tentang pengaruh variasi kecepatan sirkulasi dan konsentrasi partikel selulosa terhadap karakteristik tegangan tembus dan partial discharge nanofluida TiO2 berbasis minyak sintetis ester pada tegangan AC, menggunakan elektroda paralel setengah bola dengan jarak 2,5 mm. Variasi kecepatan sirkulasi adalah statis (0 m/s), 0,3 m/s, dan 0,5 m/s. Variasi naniopartikel TiO2 yang dipakai adalah 0 dan 0,05 g/l. Pengujian tegangan tembus dilakukan untuk mengetahui kekuatan dielektrik dari sampel uji. Pengujian ini menghasilkan data bahwa penambahan nanopartikel dan gerak sirkulasi meningkatkan kekuatan dielektrik minyak uji. Sementara itu, partikel selulosa memliki efek yang berkebalikan. Hal ini divalidasi dengan simulasi berbasis Finite Element Method (FEM) dengan modul akumulasi dan pergerakan partikel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan nanopartikel TiO₂ membatasi akumulasi partikel dengan menangkap selulosa, sementara kecepatan sirkulasi menciptakan gaya tarik yang menghambat pembentukan jembatan konduktif. Hal ini menyebabkan pergerakan selulosa menjadi lebih linear, memungkinkan partikel melewati area bermuatan di antara elektroda dengan lebih cepat. Selain itu, nanopartikel juga membantu menciptakan lintasan yang tidak berisolasi bagi partikel selulosa sehingga waktu partikel selulosa berada di area bermedan listrik tinggi menjadi lebih sedikit. Sementara itu, pengujian partial discharge tidak menemukan PD pada sampel uji. Menggunakan elektroda dengan bentuk lengkung menyebabkan medan listrik yang terbentuk antara kedua elektroda cenderung homogen sehingga tidak ada konsentrasi medan ekstrem pada titik tertentu, elektron bebas dalam fluida isolasi tidak mendapatkan energi yang cukup untuk memulai tumbukan ionisasi yang berkelanjutan. Akibatnya, meskipun tegangan diterapkan, tidak ada daerah dengan intensitas medan yang cukup tinggi untuk memulai pelepasan muatan parsial.
====================================================================================================================================
This study investigates the effect of circulation velocity variation and cellulose particle concentration on the breakdown voltage characteristics and partial discharge of TiO₂-based nanofluids in synthetic ester oil under AC voltage, using parallel semi-spherical electrodes with a 2.5 mm gap. The circulation velocity variations are static (0 m/s), 0.3 m/s, and 0.5 m/s. The TiO₂ nanoparticle concentrations used are 0 and 0.05 g/L. Breakdown voltage testing was conducted to determine the dielectric strength of the test samples. The results indicate that the addition of nanoparticles and circulation motion enhances the dielectric strength of the test oil, whereas cellulose particles exhibit an opposite effect. This is validated through simulations based on the Finite Element Method (FEM) using particle accumulation and movement modules. The findings show that TiO₂ nanoparticle addition limits particle accumulation by capturing cellulose, while circulation velocity creates drag forces that hinder the formation of conductive bridges. This leads to a more linear movement of cellulose particles, allowing them to pass through the charged region between the electrodes more quickly. Additionally, nanoparticles contribute to a non-isolated trajectory for cellulose particles, reducing their residence time in high-electric-field regions. Meanwhile, partial discharge testing did not detect any PD in the test samples. The use of curved electrodes results in a relatively uniform electric field between the electrodes, preventing extreme field concentration at specific points. Consequently, free electrons in the insulating fluid do not gain sufficient energy to initiate sustained ionization collisions. As a result, despite the applied voltage, there is no region with sufficiently high field intensity to trigger partial discharge.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Minyak sintetis ester, nanopartikel TiO2, partial discharge, selulosa, sirkulasi, tegangan tembus, Synthetic ester oil, TiO₂ nanoparticles, partial discharge, cellulose, circulation, breakdown voltage.
Subjects:	T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK2551 Electric transformers. T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK3401 Insulation and insulating materials
Divisions:	Faculty of Intelligent Electrical and Informatics Technology (ELECTICS) > Electrical Engineering > 20101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Muhammad Fadlan Akbar
Date Deposited:	21 Jul 2025 01:12
Last Modified:	21 Jul 2025 01:12
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/120143

Actions (login required)

View Item