Minyak Bunga Matahari dengan Tambahan Partikel Zink Ferit (ZnFe2O4) sebagai Minyak Insulasi Transformator

Abstract

Minyak mineral yang umum digunakan sebagai minyak insulasi transformator memiliki keterbatasan dari segi keberlanjutan dan dampak lingkungan, sehingga mendorong pengembangan minyak ester alami sebagai alternatif yang lebih ramah lingkungan. Salah satu kandidat yang berpotensi adalah minyak bunga matahari (sunflower oil, SO), tetapi sifat dielektriknya masih perlu ditingkatkan. Penelitian ini bertujuan menyintesis minyak insulasi berbasis SO dengan aditif partikel zink ferit (ZnFe2O4) serta mengevaluasi pengaruhnya pada mutu kimia, fisik, dan dielektrik sesuai dengan standar IEC 62770. Partikel ZnFe2O4 disintesis melalui metode ko-presipitasi pada suhu kalsinasi 400,0 (ZF-1), 600,0 (ZF-2), dan 800,0 (ZF-3) °C. Hasilnya menunjukkan terbentuk fase spinel ZnFe2O4 dengan kristalinitas dan ukuran kristalit yang meningkat seiring naiknya suhu kalsinasi. Analisis ukuran partikel menunjukkan diameter hidrodinamik sebesar 221,93–318,03 nm. Tambahan ZnFe2O4 menurunkan kadar air dan meningkatkan tegangan tembus (BDV) hingga 80,2–80,4 kV pada sampel terbaik (ZF-1C5, ZF-2C3, dan ZF-3C5). Minyak insulasi berbasis SO terdispersi ZnFe2O4 berpotensi dikembangkan sebagai alternatif minyak insulasi ramah lingkungan.

Mineral oil, which is widely used as transformer insulating oil, has limitations in terms of sustainability and environmental impact, thereby encouraging the development of natural ester oils as more environmentally friendly alternatives. One promising candidate is sunflower oil (SO); however, its dielectric properties still require improvement. This study aimed to synthesize SO-based transformer insulating oil containing zinc ferrite (ZnFe2O4) particles and to evaluate its effects on the chemical, physical, and dielectric properties of the oil in accordance with IEC 62770 requirements. ZnFe2O4 particles were synthesized via the co-precipitation method with calcination temperatures of 400,0 (ZF-1), 600,0 (ZF-2), and 800,0 (ZF-3) °C. The results confirmed the formation of the spinel ZnFe2O4 phase, with crystallinity and crystallite size increasing as the calcination temperature increased. Particle size analysis revealed hydrodynamic diameters ranging from 221,93 to 318,03 nm. The addition of ZnFe2O4 reduced the moisture content and increased the breakdown voltage (BDV) to 80,2-80,4 kV in the best-performing formulations (ZF-1C5, ZF-2C3, dan ZF-3C5). The SO-based insulating oils dispersed by ZnFe2O4 demonstrated potential as environmentally friendly alternatives for transformer insulation applications.