I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   1 2 ,   No .   1 ,  Octo b er   201 8 ,   p p .   1 7 5 ~ 1 8 1   I SS N:  2502 - 4752 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ee cs . v 1 2 .i 1 . p p 175 - 1 8 1           175       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / ijeec s   Study o n Brea k d o w n Volta g e f o r Vegetable  O ils  w ith    Additive Ti O 2         M uh a mm a d  B in  Ya hy a ,   Ra j a   M uh a m m a d K h idi r  Ra j a   Chi k     F a c u lt y   o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,  Un iv e rsiti   T e k n o lo g i  M A R A ,   4 0 4 5 0   S h a h   A la m ,   S e lan g o r,   M a l a y sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   1 0 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   J u n   1 1 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Ju n   25 ,   2 0 1 8       Hig h   v o lt a g e   p o w e r  tran sf o r m e r s   c o m m o n l y   u se d   p e tr o leu m - b a se d   m in e ra l   o il   f o r  c o o li n g   a n d   in su lat io n   p u r p o se s .   Re se a rc h e rs  a re   lo o k in g   f o r  su it a b le  v e g e tab le  o il s  a s  a lt e rn a ti v e s   to   m in e ra l  o il   to   b e   u se d   a s  tran sf o r m e r  o il .   T h e   a lt e rn a ti v e   v e g e tab le   o il s  a re   b io d e g ra d a b le,  n o n - to x ic  a n d   e n v iro n m e n tal l y   f rien d ly .   T h e y   m a y   re q u ire  so m e   p ro c e ss in g   a n d   m o d if ica ti o n   to   im p ro v e   so m e   o f   th e ir  p ro p e rti e s  to   a sc e rt a in   th e ir  sa f e   u se   in   p o w e r  a n d   d istri b u t io n   tran sf o r m e rs  a s  we ll   a s  in   h ig h   v o lt a g e   e q u ip m e n t.   T h is  p a p e r   p re se n ts  a   stu d y   o n   t h e   A C   b re a k d o w n   v o lt a g e s o f   P a lm   Oil  (P O) an d   Co c o n u t  Oil  (CO)   w it h   p re se n c e   o f   a n   a d d it iv e .   P O  a n d   CO  a re   c h o se n   a s  th e y   a re   lo c a ll y   p ro d u c e d   o il s  in   M a lay sia   a n d   e a sily   o b tain e d .   T h e   t y p e   o f  a d d it iv e   u se d   in   th is  st u d y   is  T it a n iu m   d io x id e   TiO 2 .   T iO 2   n a n o p a rti c les   w a s  a d d e d   i n to   P O  a n d   CO  a t  v o lu m e   c o n c e n tratio n   o f   0 . 1 %   to   0 . 5 % .   T h e   e ffe c t  o f   d iff e r e n t  g a p   d istan c e   o f   e lec tro d e   1 . 5 m m ,   2 . 5 m m   a n d   3 . 5 m m   wa s  stu d ied .   T h e   tem p e r a tu re   o f   o il   is   c o n tro ll e d   a t  3 0 o C.   T h is  p a p e r  p ro v id e s  a   c o m p a ra ti v e   a ss e ss m e n t  o f   b re a k d o w n   p ro p e rt ies   th ro u g h   e x p e rim e n tal  in v e stig a ti o n   o f   P O  a n d   CO b e f o re   a n d   a f ter  th e   a d d it iv e   is  a d d e d   a c c o rd i n g   to   A S T M   D1 8 1 6   sta n d a rd .   F ro m   th e   e x p e rim e n tal  re su lt ,   th e   P O   h a v e   slig h tl y   h ig h e r   b re a k d o w n   v o lt a g e   c o m p a re d   to   CO.  F ro m   a ll   o il   sa m p le   d a ta  r e c o rd e d ,   it   c a n   b e   c o n c lu d e d   th a t  th e   b re a k d o w n   v o lt a g e   h a d   in c re a se d   to   th e   in c re a se   in   g a p   d istan c e   o f   e lec tro d e   u n d e r  p r e se n c e   o f   T iO 2 .    K ey w o r d s :   A C   b r ea k d o w n   v o lta g e   C o co n u t o il   P alm   o il   P ar tial d is ch ar g e   T iO 2   T r an s f o r m er   Co p y rig h t  ©   2 0 1 8   In stit u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mu h a m m ad   B in   Ya h y a,     Facu lt y   o f   E lectr ical  E n g in ee r in g ,   Un i v er s iti T ek n o lo g i M A R A ,   4 0 4 5 0   Sh ah   A la m ,   Sela n g o r ,   Ma la y s ia .   E m ail:  m o h d y ah y a @ s ala m . u it m . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N     Hig h   v o lta g e  tr an s f o r m er   co m m o n l y   u s ed   p etr o leu m - b ase d   m i n er al  o il  f o r   co o lin g   an d   in s u latio n   p u r p o s es.  I t  h a s   b ee n   u s ed   e x t en s i v el y   f o r   m o r e  t h an   a   h u n d r ed   y ea r s   [ 2 ] .   T h e  p etr o leu m - b ased   m i n er al  o il  i s   n o n - b io d eg r ad ab le  an d   ca n   i n f ec t  s o il  a n d   w ater   i f   s er io u s   s p ills   o cc u r .   Mo r eo v er ,   p etr o leu m - b ased   m i n er al   o il  is   g o i n g   to   r u n   o u t.  T h er ef o r e    b io d eg r ad ab le  o ils   ar e  in t r o d u ce d   to   r ep lace   p etr o leu m - b ased   m i n er al  o il,  s u c h   as  v eg etab le  o ils ,   to   o v er co m e  t h i s   p r o b lem   [ 3 ] .   T est  o n   d if f er en t   ch ar ac ter i s ti cs  an d   t y p es   o f   p al m   o il   ( P O)   an d   co co n u t  o il  ( C O)   h ad   b ee n   ca r r ied   o u t  o n   ch e m ical,   elec tr ical  an d   p h y s ical  p r o p er ties   [ 4 ] – [ 7 ] .   A cc o r d in g   to   th e  s t u d ies,  P O  an d   C O  m a y   b e   ap p r o p r iate  to   m ee t t h e  p r in ci p le  r eq u ir em e n t s   an d   s h o w n   t h at  th e y   ar e  s i m i la r   to   o th er   t y p e  o f   v eg e tab le  o ils .   I n v e s tig a tio n s   d u r in g   t h e  las t  r ec en t  p er io d   h av e  s h o w n   th at  co n d u c tiv e  n a n o p ar ticles  ca n   b e   d is p er s ed   in   tr a n s f o r m er   o il s   to   f o r m   n a n o f l u id s .   W ell - d i s p er s ed   n a n o p ar ticles  ca n   i n cr ea s e  t h e  b r ea k d o wn   v o ltag e  o f   t h e  o il  u n d er   p o w e r   f r eq u en c y   a n d   lig h t n in g   i m p u ls es.  T h e y   a ls o   in cr ea s e  th e   in ce p tio n   v o ltag e s   f o r   p ar tial  d is ch ar g e  [ 8 ]   T h er e  ar e  th r ee   g r o u p s   o f   ad d itiv e s   w h ic h   m a y   b e  d iv id ed   in to ,   n a m e l y ,   co n d u cti n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l .  1 2 ,   No .   1 ,  Octo b er   201 8   :    1 7 5   –   181   176   n an o p ar ticles  ( Fe3 O4 ,   Fe2 O3 ,   Z n O,   Si C ) ,   s e m ico n d u ct in g   n an o p ar t icles  ( T iO2 ,   C u O,   C u O2 )   an d   in s u lati n g   n an o p ar ticles ( A l2 O3 ,   SiO2 )   [ 9 ] .     I n   th is   s t u d y ,   i n v e s ti g atio n s   w ill  b e  co n d u cted   r eg ar d in g   th e  b r ea k d o w n   v o lta g e  an al y s i s   o f   v eg etab le  o ils   u n d er   p r esen ce   o f   an   ad d itiv e  w it h   d i f f er e n t  g ap   d is tan ce   o f   th e  elec tr o d es.   T h e  v eg etab le  o ils   th at  w ill  b e  u s ed   ar e  P O  an d   C O.   T h e  o b j ec tiv e  o f   th is   p r o j ec t  is   to   s tu d y   th e  e f f ec t  o f   ad d itiv e  T iO2   w it h   d if f er e n t  elec tr o d e  g ap   s p ac in g   o n   elec tr ical  p r o p er ties   o f   P O  an d   C O.   T h e  p r esen ce   o f   p ar tial  d is ch ar g e s   is   also   r ec o r d ed .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D     T h is   s ec tio n   ex p lai n s   t h e  e x p er i m en t  s et u p   f o r   b r ea k d o w n   v o lta g e  tes t  u s i n g   s ta n d ar d   m u s h r o o m   elec tr o d e  ar r an g e m en t.  T h e  ap p ar atu s   r eq u ir ed   f o r   m ea s u r e m en t  o f   liq u id   b r ea k d o w n ,   d escr ip tio n   o f   eq u ip m e n t  u s ed   f o r   b r ea k d o w n   test   an d   ex p er i m e n ta l  p r o ce d u r e  f o r   co n d u ctin g   th e  liq u id   b r ea k d o w n   v o lta g e   ar e  d is cu s s ed .   T h is   p r o j ec t  b eg an   w ith   t h e  r e v ie w   o f   t h e  p ast   r esear ch   o n   t h e  b io d eg r ad ab le  in s u lat io n   o i ls .   A ll  th e   r elev an t  i n f o r m atio n   w er e  co llected   an d   s u m m ar ized .   T h e  co llected   in f o r m a tio n   w er e  ab o u t  th e  b r ea k d o wn   v o ltag e s   o f   b io d eg r ad ab le  o ils   w it h   p r ese n ce   o f   ad d itiv es.   I n   t h e  s ec o n d   s tep ,   th e   s a m p le s   f o r   co n d u cti n g   t h e  e x p er i m e n t  w a s   p r ep ar ed .   T h e  s a m p les   w er e  P O   an d   C O.   T h e  ad d itiv e  T itan i u m   ( I V)   O x id e  w as   ad d ed   in to   th e  P O  a n d   C O  s a m p les   w it h   d i f f er e n t  v o lu m e   co n ce n tr atio n .   T h e  ex p er i m en t   r esu lts   b e f o r e  an d   af ter   th e  ad d itiv e  w as a d d ed   w er e  r ec o r d e d   an d   an al y ze d .   T h e  r esu lts   o b tain ed   f r o m   t h e  ex p er i m e n ts   w er e  u s ed   to   an al y ze   t h e  tr en d   o f   t h e  b r ea k d o w n   v o ltag e   f o r   th e   t w o   t y p es   o f   liq u id   d iele ctr ics.  T h e  r elatio n s h ip   o f   b r ea k d o w n   v o lta g e  u n d er   p r ese n ce   o f   ad d iti v e  w i t h   th e  d if f er en t g ap   d is ta n ce s   i n   t w o   t y p e s   o f   liq u id   d ielec tr ics w er e  co m p ar ed   an d   d is cu s s ed .     2 . 1 .     T est  M a t er ia l   T h e   o il sa m p les   f o r   t h is   p r o j ec t  w as a lr ea d y   d ef i n ed   w h ich   wer e  P O  an d   C O.   T h e  s a m p les  w er e  u s ed   to   test   th e  e f f ec t  o f   ad d itiv e s   at  d if f er e n t  p er ce n ta g es  o f   ad d i tio n   w it h   d if f er en t  g ap   d is ta n c e  o f   elec tr o d e  f r o m   1 . 5 m m ,   2 . 5 m m   a n d   3 . 5 m m   o n   th e  b r ea k d o w n   v o lta g e   of   t h e   o ils .   T h e  test   ce l l  u s ed   i n   t h is   s tu d y   i s   s h o w n   in   F ig u r e   1 .             Fig u r e  1 . T est ce ll sa m p le                                             L ev y                      ( 1 0 )     W h er e   X d   is   th e  p o p u latio n   a n d   α   is   a  s tep   s ize  f o r   u p d atin g   n e w   s o l u tio n .                     {                                                                                                                                                           ( 1 1 )     W h er e  X r1   an d   X r2   ar e  r an d o m   s o lu tio n s   w it h d r a w n   f r o m   t h e  p o p u latio n .           {                                                                                                                                                                                                                                        ( 1 2 )     W h er e  X d, ne w   is   a  n e w   s o lu tio n   at  th e  s a m e  n e s t  d .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752     S tu d y  o n   B r ea kd o w n   V o lta g e  f o r   V eg eta b le  Oils   W ith   A d d iti ve   TiO2   ( Mu h a mma d   B in   Ya h ya )   177   In   th e   last   s ta g e,   MO C S A  w il l  p er f o r m   a  s elec tio n   p r o ce s s .   Du r in g   th e  s elec tio n   p r o ce s s ,   all  f i tn e s s   f u n ctio n   w er e  n o r m a lized   b ef o r e  ca lcu latin g   t h e  m u l tio b j ec tiv e   f it n es s   ( F T ).   I f   n e w   f i tn e s s ,   F T   v al u e  i s   b etter   th an   o ld   F T ,   th e  n e w   f it n es s   v alu e  w i ll  b e  u p d ated   as  a  n e w   n est.  Ot h er w is e,   it  w ill  g o   b ac k   to   g en er ate   C u c k o o   r an d o m l y .   T h e  s elec tio n   p r o ce s s   ca n   b e  r ep r esen t ed   b y   ( 1 2 ) .   T h e  v alu e  o f   f it n es s   o b tain ed   n ee d   s atis f y   w i th   t h e  v ar io u s   co n s t r ain ts   i n   ec o n o m ic  d is p atc h   p r o b lem .   T h e  n u m b er   o f   n es t  is   s et  to   2 0   an d   th e  b est f it n es s   v al u e  o b tain ed   w il l  b e  co m p ar e d   w it h   t h e  b est v a lu e  o f            .     2 . 2 .    Na no f lui ds   P re pa ra t io n   Nan o f l u id   s a m p le s   w er e  p r ep ar ed   b y   ad d in g   ad d iti v e  w it h   d if f er en t   v o l u m e  o f   co n ce n tr atio n   i n to   P O   an d   C O  t h r o u g h   u ltra s o n ic  tr ea t m e n t.    T h e   co n ce n tr atio n   o f   T itan i u m   ( I V)   Ox id e,   T iO2   in   o il  s a m p les  w er e  i n   t h e  r a n g e   o f   0 . 1 %,  0 . 2 %,   0 . 3 %,  0 . 4 %  an d   0 . 5 %.  T h e  o il   s a m p l es  w er e  lef t  f o r   2 4   h o u r s   b ef o r e  th e  ex p er i m en t  w a s   ca r r ied   o u t  to   av o id   th e  i n f l u en ce   o f   s m all   m icr o b u b b les  cr ea ted   d u r in g   u ltr aso n ic  p r o ce s s i n g .   T h e  p r o ce s s   o f   n a n o f l u id s   p r ep ar atio n   is   s h o w n   in   Fi g u r e  2 .   T h er e   w er e  th u s   ten   s a m p les  o f   n an o f l u id s   th at  w e r e  u s ed   to   test   th e  ef f ec t   o f   ad d itiv e  w it h   d if f er en t  g ap   d is tan ce   o f   elec tr o d e  o n   th e  b r ea k d o w n   v o lta g e  o f   o il.   T h e   n an o p ar ticles  p o w d er   w as   w ei g h ted   b y   u s in g   d ig ita l  an a l y tical  elec tr o n ic  b alan ce .   T h e  w ei g h i n g   s a m p les o f   co n d u ct iv e  n an o p a r ticles ar e  d ete r m in ed   b y   t h e  f o llo w i n g   f o r m u la  [ 1 2 ] :     W   n m     =                1     w h er e,   W   n m   :  w ei g h t o f   n a n o p ar ticles   g     ρ   n m   : d en s it y   o f   co n d u c tiv e  n an o p ar ticles   g /c m 3     V  o il :  v o lu m e  o f   o il   m l    P VF  n m   :  v o lu m e  f r ac tio n   o f   n an o p ar ticles    %            Fig u r e  2 .   P r o ce s s   o f   n an o f l u id s   p r ep ar atio n       T h e  s am p le s   n ee d   to   w it h s ta n d   a  s tirr in g   tr ea t m e n t  to   d is p er s e  th e  ag g r eg atio n s   o f   n a n o p ar ticles.  I t  is   w o r th y   to   s a y   t h at  th i s   m et h o d   w a s   ab le  to   b r ea k   t h e  ag g r e g atio n s   a s   r ep o r ted   in   [ 1 3 ] - [ 1 6 ] .   Fig u r e  2   s h o w s   t h e   s tep s   in   p r ep ar atio n   o f   th e  s a m p les  b ef o r e  th e y   w er e  r ea d y   f o r   th e  v o lta g e  b r ea k d o w n   test .   T h e  h ea t - s tir  eq u ip m e n t  u s ed   to   d is p er s e  th e  n an o p ar ticles  w as  th e  t h ir d   i m p o r tan t  s tep .   T h e  eq u ip m e n t  w as  s et  to   6 0 o C   an d   9 0 0   r p m   o f   s tirr i n g   s p e ed .   A   m a g n etic  s tirr er   w a s   u s ed   to   d is p er s e  th e  n an o p ar ticle.   E ac h   s a m p le  to o k   3 0   m i n u te s   to   u n d er g o   th e  tr ea t m en t.   Af ter   t h e   h ea t - s tirr er   tr ea t m e n t,  th e   s a m p les   w er e  p lace d   i n   u ltra s o n ic  clea n er   to   e x tr ac t   a n d   r e m o v e   an y   b u b b le,   m o i s tu r e  a n d   g a s es  th a t  e m er g ed   d u r in g   th e  s tirr in g   tr ea t m e n t.  T h e  s a m p l es  w er e  le f t  i n   th e   u ltra s o n ic  clea n er   f o r   2   h o u r s   at  5 0 o C   [ 1 3 ] .     2 . 3 .    P re c o nd it io nin g   o f   T est  O il a nd   Na no f lui d Sa m p les   In   o r d er   to   in v esti g ate  th e  ef f ec t  o f   ad d itiv e  w i th   d i f f e r en t  g ap   d is ta n ce   o f   elec tr o d e  o n   th e   b r ea k d o w n   v o lta g e  o f   o il s ,   t h e   m ea s u r e m e n ts   w er e  d o n e  a t   c o n tr o lled   co n s ta n t   te m p er at u r es.  T h e  te m p er at u r e   100 ) ( ) ( ) ( nm x P V F o i l xV nm Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l .  1 2 ,   No .   1 ,  Octo b er   201 8   :    1 7 5   –   181   178   w as   co n tr o lled   at  3 0 o C .   I n f r ar ed   laser   t h er m o m eter   w a s   u s e d   to   m ea s u r e   th e   te m p er atu r e  an d   to   m a k e  s u r e  th e   te m p er atu r e   o f   ea ch   s a m p le   b ef o r e  th e  s tar t  o f   ea ch   ex p er i m en t  w as   3 0 °C .   P r ec o n d itio n i n g   p r o ce s s   s h o w n   in   Fig u r e  3 .           Fig u r e  3 .   P r ec o n d itio n in g   p r o ce s s       2 . 4 .    B re a k do w n Vo lt a g e   Fig u r e  4   s h o w n   t he   b r ea k d o w n   v o ltag e  w a s   te s ted   b y   u s i n g   a  Me g g er   au to m atic  test er   t h at  i s   i n   co m p lia n ce   w it h   A ST M  D1 8 1 6   s tan d ar d .   I n   t h i s   p ap er ,   th e  m u s h r o o m   elec tr o d es  w er e  u s ed   w it h   g ap   d is tan c e   o f   1 . 5 m m ,   2 . 5 m m   a n d   3 . 5 m m   w it h   5 0 0   m l v o l u m e  o f   o il sa m p les.           Fig u r e  4 .   T esti n g   C ir c u it  w it h   E ar th   P o in t       2 . 5 .    P a rt ia l D is cha rg e   A   p ar tial  d is ch ar g e  ( P D)   is   d ef i n ed   as  a  lo ca lized   elec tr ic al  d is ch ar g e  w h ich   p ar tiall y   b r id g es  th e   in s u latio n   b et w ee n   elec tr o d es,  s u c h   as  a   d is c h ar g e  i n   a  b u b b le  w ith in   a  liq u id   d ielec tr ic  [ 1 8 ] .   Usu all y   t h e  w a y   o f   q u a n ti f y i n g   t h e  ap p ar en t  ch ar g e  o f   P D  is   i n   p ico co u l o m b s   ( p C ) .   A   li m iti n g   v alu e   o f   5 0   p C   th a t  w a s   s p ec if ied   i n   t h e  ap p ar atu s   s tan d ar d   is   th e  u s u a l  cr iter io n   f o r   p ass in g   o r   f ai lin g   a  P D  tes t.  T h e  I C M  co m p ac t  i s   u s ed   f o r   th e  m ea s u r e m en t o f   t h ese  P D  q u an t ities   i n   m ea s u r i n g   cir c u it a cc o r d in g   to   I E C   6 0270.       3.   RE SU L T S  A ND  AN AL Y SI S     Fro m   th e  d ata  ta k e n   f r o m   th e  ex p er i m e n t,  th e  a v er a g e  b r ea k d o w n   v o ltag e  w a s   ca lcu lated .     T h e  b r e ak d o w n   v o ltag e s   o f   PO  an d   C O  u n d er   d if f er e n t  co n ce n tr atio n   o f   T iO2   an d   g ap   d is tan ce   o f   elec tr o d e  ar e  s h o w n   i n   T ab le  1 .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752     S tu d y  o n   B r ea kd o w n   V o lta g e  f o r   V eg eta b le  Oils   W ith   A d d iti ve   TiO2   ( Mu h a mma d   B in   Ya h ya )   179   T ab le  1 .   A C   B r ea k d o w n   Vo lta g e  A f ter   T iO2   W as A d d ed   to   Sa m p les   S a mpl e   C o n c   o f   TiO 2               ( %)   E l e c t r o d e   G a p   D i st a n c e   ( m m )   1 . 5   2 . 5   3 . 5   1 . 5   2 . 5   3 . 5   A v e r a g e   B r e a k d o w n   V o l t a g e     B D V ( k V )   A v e r a g e   Pa r t i a l   C h a r g e s (p C )         PO   0   2 2 . 3   2 9 . 9   3 4 . 4   5 9 . 4   5 6 . 3   5 0 . 4   0 . 1   2 6 . 2   3 4 . 2   3 7 . 1   4 8 . 4   4 5 . 5   3 8 . 4   0 . 2   2 8 . 5   3 5 . 7   4 0 . 0   4 6 . 5   4 0 . 2   3 4 . 7   0 . 3   3 2 . 1   3 6 . 5   4 0 . 0   3 7 . 2   3 2 . 1   2 0 . 3   0 . 4   3 5 . 3   3 9 . 2   4 0 . 0   2 9 . 6   2 4 . 8   2 0 . 7   0 . 5   3 8 . 3   4 0 . 0   4 0 . 0   2 3 . 3   1 9 . 6   1 9 . 1         CO   0   1 9 . 5   2 7 . 9   3 1 . 7   4 8 . 8   4 5 . 3   4 0 . 1   0 . 1   2 3 . 1   3 3 . 9   3 6 . 3   3 2 . 3   3 0 . 4   2 6 . 9   0 . 2   2 5 . 7   3 4 . 4   3 9 . 1   3 6 . 1   3 4 . 6   2 5 . 2   0 . 3   3 1 . 2   3 5 . 8   4 0 . 0   3 0 . 7   2 7 . 3   2 5 . 0   0 . 4   3 5 . 0   3 8 . 3   4 0 . 0   2 5 . 5   2 2 . 2   2 0 . 9   0 . 5   3 7 . 2   4 0 . 0   4 0 . 0   2 4 . 2   2 1 . 4   2 0 . 3   * C o n c. =  C o n ce n tr atio n ,   B DV =  B r ea k d o w n   Vo lta g e,   p C   =  p ico C o u lo m b       T h e  d ata  f r o m   t h e  ab o v e  tab le  ca n   b e  in ter p r eted   b y   u s i n g   g r ap h s   as s h o w n   i n   Fi g u r e  5 ,   6   a n d   7 :           Fig u r e  5 .   C h ar ac ter is t ic  o f   b r ea k d o w n   v o lta g e  o f   P O  an d   C O  u n d er   d if f er en t  g ap   d is ta n ce   o f   elec tr o d e  b ef o r e  T iO2   is   ad d ed       Fig u r e  5   s h o w s   t h e  ch ar ac ter i s tic  o f   AC   b r ea k d o w n   v o lta g e  v er s u s   d if f er en t  ele ctr o d e  g ap   d is tan ce   b et w ee n   P O  an d   C O  b ef o r e  T iO2   is   ad d ed .   I t  ca n   b e  s h o w n   th a t  th e  b r ea k d o w n   v o lta g e  o f   P O  an d   C O  in cr ea s es  al m o s t  li n ea r l y   a s   elec tr o d e  g ap   d is tan ce   in cr ea s es.  I t  is   g en er all y   ac ce p ted   th at  th e  g ap   s p ac in g   ef f ec t  o n   d ielec tr ic  s tr en g t h   i s   an   ess e n tial l y   co m p le x   p h e n o m e n o n   [ 1 9 ] .   I t  s h o w s   t h at  th e  A C   b r ea k d o wn   v o ltag e  o f   P O  is   h i g h er   t h an   C O  w i th   ze r o   p er ce n t c o n ce n tr a tio n   o f   T iO2 .           ( a)   ( b )     Fig u r e  6 .   C h ar ac ter is t ic  o f   b r ea k d o w n   v o lta g e  o f   a)   P O  an d   b )   C O  u n d er   d if f er en t  g ap   d is t an ce   o f   elec tr o d e  af ter   T iO2   is   ad d ed       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l .  1 2 ,   No .   1 ,  Octo b er   201 8   :    1 7 5   –   181   180   T h e  v alu e  o f   ap p ar en t  c h ar g es  o f   P D  h as  s m a ll  d r o o p in g   ch ar ac ter is tic  to   th e  g ap   d is tan ce   o f   elec tr o d e  as sh o w n   i n   Fi g u r e  7 .           ( a)   ( b )     Fig u r e   7 .    C h ar ac ter is tic   o f   ap p ar en t c h ar g e s   o f   P D  f o r   a)   PO a n d   b )   C O  u n d er   d if f er en t g ap   d is tan ce   o f   elec tr o d e  b ef o r e  an d   af ter   T iO2   is   ad d ed       Hig h er   n u m b er   o f   ap p ar en t  c h ar g e s   o cc u r r ed   in   P O  co m p a r ed   to   C O  at  1 . 5 m m ,   2 . 5 m m   an d   3 . 5 m m   g ap   d u e  to   v ar iat io n s   i n   lo ca l   f ield   d is tr ib u tio n   n ea r b y   h i g h   v o ltag e   elec tr o d e.   I t  is   b ec au s e  P O  h a s   h ig h er   v is co s it y   t h a n   C O,   t h er ef o r e  t h e  p r o ce s s   o f   d is p er s io n   o f   b u b b les an d   s p ac e  ch ar g e  d en s it y   b ec o m es sl o w .       4.   CO NCLU SI O N   T h e   b r ea k d o w n   v o ltag e  o f     P O,   an d   C O  i s   m ea s u r ed   u s i n g   AC   v o lta g e s   s y s te m   w it h   d i f f er en t  g ap   d is tan ce   o f   1 . 5 m m ,   2 . 5   m m   an d   3 . 5 m m   s p h er e  g ap   u n d er   p r esen ce   o f   ad d itiv e  T iO2   f r o m   0 . 1 %  to   0 . 5 %   co n ce n tr atio n .   T h e  A C   b r ea k d o w n   test   is   co n tr o lled   at  3 0 o C   an d   t h e  v a lu e   o f   p ar tial   d is ch ar g e  is   also   r ec o r d e d .   Fro m   th e  ex p er i m en ta l  r esu lt,   th e  P O  h av e  j u s t  s li g h tl y   h ig h er   b r ea k d o w n   v o ltag e  co m p ar ed   to   C O,   in   o th er   w o r d s ,   th er e  is   n o   s ig n if ican t  d ii f er en ce   b et w ee n   P O  an d   C O,   b o th   ca n   b e  s aid   to   h av e  s i m ilar   p r o p er ties .   Fr o m   all  o il  s a m p l e  d ata  r ec o r d e d ,   it  ca n   b e  co n clu d ed   th at  th e  b r ea k d o w n   v o ltag e  h ad   in cr ea s ed   to   th e  in cr ea s e  i n   g ap   d is ta n ce   o f   elec tr o d e  u n d er   p r esen ce   o f   T iO2 .     I n   ad d itio n ,   f o r   P O  an d   C O,   it   is   co n s id er ed   th a t,  th e  T iO2   ca n   i m p r o v e  th e  AC   b r ea k d o w n   v o ltag e   as  th e  co n ce n tr atio n   i n cr ea s e s ,   th e  b r ea k d o w n   v o lta g e  also   i n cr ea s es.  T h e  AC   b r ea k d o w n   v o ltag e  f o r   P O  h as   r ea ch ed   th e   m a x i m u m   b r ea k d o w n   li m it  a t  co n ce n tr atio n   o f   0 . 5 %  at  2 . 5 m m   g ap   w h ic h   g av e   t h e  h ig h e s t   v o ltag e  b r ea k d o w n   at  4 0 K v ,   w h ile  C O,   th e  AC   b r ea k d o w n   v o lta g e  h a s   r ea ch   t h e  b r ea k d o w n   li m it  al s o   at   co n ce n tr atio n   o f   0 . 5 % a t 2 . 5 m m   w h ich   g av e  t h e  s a m e  h i g h e s t v o ltag e  b r ea k d o w n   at  4 0 k V.   A p p ar en t   c h ar g e s   o f   P D  d ec r ea s es  as  th e  g ap   d is ta n ce   o f   elec tr o d e  in cr ea s e   w it h   a n   in cr ea s i n g   v o lu m e  o f   co n ce n tr atio n   T iO2 .   I t  s h o w s   t h at  T iO2   ca n   d ec r ea s e  th e  d eter io r iatio n   o f   in s u la tio n   i n   t h e   tr an s f o r m er .   P D  p r ev en tio n   a n d   d etec tio n   i s   cr u cia l  to   en s u r e  r eliab le,   lo n g - ter m   o p er atio n   o f   h i g h   v o lta g e   eq u ip m e n t u s ed   b y   elec tr ic  p o w er   u tili tie s .       ACK NO WL E D G E M E NT S    T h e   au th o r s   w o u ld   li k e  to   th a n k   t h e  Fac u lt y   o f   E lectr ical  E n g i n ee r i n g ,   U n i v er s iti  T ek n o l o g i   M A R A  f o r   allo w i n g   th e  u s e  o f   t h e  Hi g h   Vo lta g e  L ab o r ato r y ,   as  w e l l  as  th e  N ANO  E lectr o n ic  C en tr e  ( NE T ) ,   th at  h ad   lead   to   th e  s u cc es s   o f   th is   r e s ea r ch .   Ou r   d ee p est  ap p r ec iatio n   also   g o es  to   R esear c h   M an ag e m e n t  I n s tit u te  ( R MI )   UiT M,   f o r   th e  m o n etar y   s u p p o r t  th r o u g h   t h e  r esear ch   g r a n t  6 0 0 - I R MI /D A NA   5 /3 / L E ST AR I   ( 0 0 2 1 /2 0 1 6 ) .       RE F E R E NC E S    [1 ]   Y.  L v ,   X .   L i,   Y.  Du ,   F .   W a n g ,   a n d   C.   L i,   “ P re p a ra ti o n   a n d   b re a k d o w n   stre n g th   o f   T iO2   f lu id s  b a se d   o n   tra n sf o rm e r  o il , ”   2 0 1 0   A n n u .   Rep .   C o n f .   El e c t r.  In su l .   Die lec ti c   Ph e n o m. ,   p p .   1 – 3 ,   2 0 1 0 .   [2 ]   T .   V .   Oo m m e n ,   “ V e g e tab le  o il s  fo r  li q u id - f il led   tran sf o rm e r s,”  IE EE   El e c tr.   In su l.   M a g . ,   v o l.   1 8 ,   n o .   1 ,   p p .   6 – 1 1 ,   2 0 0 2 .   [3 ]   N.  S .   M a n so r ,   M .   Ka m a ro l,   M .   Y.  Yu sn i d a ,   a n d   K.   A z m i,   “ Bre a k d o w n   v o lt a g e   c h a ra c teristic  o f   b io d e g ra d a b le  o i l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752     S tu d y  o n   B r ea kd o w n   V o lta g e  f o r   V eg eta b le  Oils   W ith   A d d iti ve   TiO2   ( Mu h a mma d   B in   Ya h ya )   181   u n d e r  v a rio u s  g a p   o f   q u a si - u n if o rm   e lec tro d e   c o n f ig u ra ti o n , ”   PE Co n   2 0 1 2   -   2 0 1 2   IEE E  I n t.   Co n f .   Po we r  En e rg y ,  n o .   De c e m b e r,   p p .   7 3 2 – 7 3 5 ,   2 0 1 2 .   [4 ]   N.  A .   M o h a m a d   e t   a l. ,   “ A stu d y   o n   th e   d iele c tri c   p ro p e rti e s o f   P a lm Oil  a n d   Co c o n u t  Oil, ”   Po we r E n e rg y   ( PE Co n ) ,   2 0 1 4   IE EE   I n t.   C o n f . ,   p p .   1 0 9 – 1 1 2 ,   2 0 1 4 .   [5 ]   A .   A .   H.  Zaid i,   N.  Hu ss i n ,   a n d   M .   K.  M .   Ja m il ,   “ Ex p e ri m e n ta l  stu d y   o n   v e g e tab le  o il s  p r o p e r ti e s  f o r  p o w e r   tran sf o r m e r, ”   2 0 1 5   IEE E  C o n f.   E n e rg y   Co n v e rs io n ,   CENCON  2 0 15 ,   p p .   3 4 9 – 3 5 3 ,   2 0 1 6 .   [6 ]   S .   S u w a rn o ,   F .   S i ti n jak ,   I .   S u h a ri a d i,   a n d   L .   Im sa k ,   “ S tu d y   o n   t h e   c h a ra c teristics   o f   p a l m   o il   a n d   i t’ s  d e riv a ti v e s  a s   li q u i d   i n su lati n g   m a teria ls, ”   Pro c .   7 th   In t .   Co n f.   Pro p .   A p p l.   Di e lec tr.   M a ter .   ( Ca t.   No . 0 3 CH3 7 4 1 7 ) ,   v o l.   2 ,   p p .   495 – 4 9 8 ,   2 0 0 3 .   [7 ]   S .   A d it a m a ,   “ Die lec tri c   p ro p e rti e s  o f   p a lm   o il s  a s  li q u id   in su latin g   m a teria ls:  e ff e c ts  o f   f a t  c o n ten t, ”   Pro c .   2 0 0 5   In t .   S y mp .   El e c tr.   I n su l .   M a ter .   2 0 0 5 .   ( IS EIM   2 0 0 5 ). ,   v o l .   1 ,   p p .   9 1 – 9 4 ,   2 0 0 5 .   [8 ]   J.  L i,   Z.   Zh a n g ,   P .   Zo u ,   S .   G r z y b o w s k i,   a n d   M .   Zah n ,   “ P re p a ra ti o n   o f   a   v e g e tab le  o il - b a se d   n a n o f lu id   a n d   in v e stig a ti o n   o f   it s b re a k d o w n   a n d   d iele c tri c   p ro p e rti e s,”  IEE E  El e c tr.   In su l.   M a g . ,   v o l.   2 8 ,   n o .   5 ,   p p .   4 3 – 5 0 ,   2 0 1 2 .   [9 ]   Y.  L v ,   Y.  Zh o u ,   C.   L i,   Q.   W a n g ,   a n d   B.   Qi,   “ Re c e n t  p r o g re ss   in   n a n o f lu i d s  b a se d   o n   tra n sf o rm e r  o il :  P re p a ra ti o n   a n d   e lec tri c a l  in su latio n   p r o p e rti e s,”  IEE E  El e c tr.   I n su l.   M a g . ,   v o l.   3 0 ,   n o .   5 ,   p p .   2 3 – 3 2 ,   2 0 1 4 .   [1 0 ]   S .   F .   M .   No r  e t  a l . ,   “ A   stu d y   o n   t h e   A C  b re a k d o w n   v o lt a g e s  o f   a s - re c e iv e d   p a l m   o il   a n d   c o c o n u t  o il   u n d e r  p re se n c e   o f   T iO2 , ”   2 0 1 5   IEE E   Co n f.   En e r g y   Co n v e rs io n ,   CENCON  2 0 1 5 ,   p p .   3 5 4 – 3 5 7 ,   2 0 1 6 .   [1 1 ]   M .   G a o ,   G .   L i,   J.  L i,   a n d   Z.   Zh a o ,   “ T h e   te m p e r a tu re   d e p e n d e n c e   o f   in su latio n   c h a ra c teristics   o f  tra n sf o rm e r  o il   a t   lo w   te m p e ra tu re s,”  PE AM   2 0 1 1   -   Pro c .   2 0 1 1   IEE E  Po w e r E n g .   A u t o m.  Co n f. ,   v o l.   2 ,   p p .   2 7 – 3 0 ,   2 0 1 1 .   [1 2 ]   P .   Krish n a   Ku m a r,   S .   S e n th il   Ku m a r,   a n d   M .   Ra v in d ra n ,   “ In v e stig a ti o n   o n   m ix e d   in su latin g   f lu id s   w it h   n a n o   f lu id s   a n d   a n ti o x id a n ts , ”   2 0 1 4   In t .   Co n f.   Ad v .   El e c tr.   En g .   ICAE E  2 0 1 4 ,   p p .   6 – 9 ,   2 0 1 4 .   [1 3 ]   M .   S .   M o h a m a d ,   H.  Zain u d d i n ,   S .   A .   G h a n i,   a n d   I.   S .   Ch a ir u l,   “ AC  b re a k d o w n   v o lt a g e   o f   n a tu ra l  e ste r  m ix e d   w it h   Iro n   Ox id e   f o r  o il - imm e rse d   p o w e r   tran sf o r m e r  a p p li c a ti o n , ”   2 0 1 5   IEE E  S tu d e n t  Co n f.   Res .   De v .   S CORe D  2 0 1 5 ,  p p .   1 6 – 2 0 ,   2 0 1 6 .   [1 4 ]   X .   Q.   W a n g   a n d   A .   S .   M u ju m d a r,   “ A   re v ie w   o n   n a n o f lu id s  -   P a r t  II :    Ex p e rim e n ts  a n d   a p p li c a ti o n s,”  Bra zili a n   J .   Ch e m.  En g . ,   v o l.   2 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.