Pengaruh Bentuk dan Ukuran Partikel Logam Terhadap Karakteristik Elektris Nanofluida Pada Tegangan DC

Zaidan, Risyad Alauddin (2023) Pengaruh Bentuk dan Ukuran Partikel Logam Terhadap Karakteristik Elektris Nanofluida Pada Tegangan DC. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 07111940000044_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (10MB) | Request a copy

Abstract

Saat ini nanofluida konduktif berbasis minyak transformator telah dikembangkan dan telah membuktikan adanya peningkatan tegangan tembus. Namun, adanya kontaminan partikel logam dapat menyebabkan ketidakmurnian dan penurunan tegangan tembus. Pada studi ini dilakukan beberapa pengujian untuk mengetahui pengaruh partikel logam terhadap nanofluida Fe3O4 untuk mengetahui karakteristik elektris dari nanofluida pada tegangan DC. Partikel logam divariasikan dalam bentuk dan ukuran yaitu spherical dengan diameter 1mm dan 3mm serta cylinder lancip, tumpul, dan mix. Selain itu divariasikan konsentrasi nanopartikel menjadi MO, MO/Fe-1, MO/Fe-2, MO/Fe-3. Pengujian levitation voltage dilakukan pada studi ini untuk mengetahui bagaimana nilai levitation voltage yang dibutuhkan untuk partikel mulai terangkat. Pengujian dilakukan sebanyak lima kali dengan menaikkan tegangan suplai hingga partikel logam terangkat dalam minyak. Pengujian breakdown voltage juga dilakukan untuk mengetahui kekuatan dielektrik dari nanofluida terkontaminasi partikel logam. Pengujian dilakukan sebanyak 5 kali dengan menaikkan tegangan suplai hingga terjadi kegagalan pada isolasi. Hasil menunjukkan semakin besar ukuran partikel maka semakin besar nilai levitation voltage yang terukur. Bentuk partikel yang memiliki ujung lancip cenderung lebih rendah nilai levitation voltage nya. Kemudian semakin banyak konsentrasi nanopartikel menyebabkan nilai levitation voltage nya semakin tinggi. Hasil menunjukkan semakin besar ukuran partikel maka semakin kecil nilai breakdown voltage yang terukur. Penurunan nilai breakdown voltage terjadi pada MO/Fe-1 dan MO/Fe-2 pada seluruh partikel logam. Pada MO/Fe-3 kenaikan breakdown voltage terjadi dengan partikel spherical 1mm sebesar 3,26% dan 3,23% dengan partikel spherical 3mm. Namun nilai breakdown voltage pada nanofluida dengan partikel cylinder cenderung mengalami penurunan pada seluruh konsentrasi. Penurunan hingga 32.48% pada MO/Fe-1 dengan partikel cylinder lancip. Untuk partikel cylinder tumpul penurunan mencapai 36.56% untuk MO/Fe-2. Untuk partikel cylinder mix penurunan hingga 15.83% untuk MO/Fe-2. Kemudian simulasi distribusi medan listrik juga dilakukan untuk mengetahui pengaruh partikel logam terhadap medan listrik nanofluida. Semakin besar partikel maka medan listrik yang terukur semakin besar dibuktikan dengan nilai 6,32 × 106 V/m untuk partikel spherical 1mm, 6,36 × 106 V/m untuk partikel spherical 3mm, 2,37 × 107 V/m untuk partikel cylinder lancip, 8,03 × 106 V/m untuk partikel cylinder tumpul, 2,43 × 107 V/m untuk partikel cylinder mix. Semakin tinggi konsentrasi nanopartikel, semakin rendah nilai medan listrik yang terukur.
==================================================================================================================================
Nowadays, nanofluids based on oil insulation have been developed and it proven with the increament of the breakdown voltage magnitude. However, the presence of metal particle contaminants can cause impurities and lead to decreases breakdown voltage magnitude. In this study, several tests were conducted to determine the effect of metal particles on the Fe3O4 nanofluid to determine the electrical characteristics of the nanofluid at a DC voltage. The metal particles varied in shape and size, namely, round particles with diameters of 1 mm and 3 mm, as well as cylindrical sharp, blunt, and mixed. In addition, the concentration of the nanoparticles varied as MO, MO/Fe-1, MO/Fe-2, and MO/Fe-3. A levitation voltage test was carried out in this study to determine the value of the levitation voltage needed for the particles to start lifting. The test was performed five times by increasing the supply voltage until the metal particles were lifted in the oil. Breakdown voltage testing was also performed to determine the dielectric strength of nanofluids contaminated with metal particles. The test was performed five times by increasing the supply voltage until failure occurred in the insulation. The results showed that the larger the particle size, the greater the measured levitation voltage value. Particle shapes with sharp edges tended to have lower levitation voltage values. The higher the concentration of nanoparticles, the higher the levitation voltage. The results show that the larger the particle size, the smaller the measured breakdown voltage value. A decrease in the breakdown voltage occurs in MO/Fe-1 and MO/Fe-2 for all the metal particles. In MO/Fe-3, an increase in the breakdown voltage occurs with 1 mm spherical particles by 3.26% and 3.23% with 3 mm spherical particles. However, the breakdown voltage in nanofluids with cylindrical particles tended to decrease at all concentrations. A 32.48% reduction was observed in MO/Fe-1 with sharp cylindrical particles. The reduction of blunt cylindrical particles reached 36.56% for MO/Fe-2. For the mixed cylindrical particles, the reduction was up to 15.83% for MO/Fe-2. Then, a simulation of the electric field distribution was performed to determine the effect of metal particles on the nanofluid electric field. The larger the particle, the greater the electric field measured, as evidenced by the value of 6.32 × 106 V/m for 1 mm spherical particles, 6.36 × 106 V/m for 3 mm spherical particles, 2.37 × 107 V/m for cylindrical particles taper, 8.03 × 106 V/m for blunt cylindrical particles, 2.43 × 107 V/m for mixed cylindrical particles. The higher the nanoparticle concentration, the lower the measured electric field value.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Minyak Isolasi, Nanopartikel Fe3O4, Kontaminan Partikel Logam, Tegangan Tembus, Tegangan DC,Insulating oil, Fe3O4 nanoparticles, Metallic particle contaminants, Breakdown voltage, DC 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 T Technology > TP Chemical technology > TP248 Nanogels. Nanoparticles.
Divisions:	Faculty of Intelligent Electrical and Informatics Technology (ELECTICS) > Electrical Engineering > 20201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Risyad Alauddin Zaidan
Date Deposited:	26 Jul 2023 15:19
Last Modified:	26 Jul 2023 15:19
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/99478

Actions (login required)

View Item