Evaluación del nanofluido aceite/NiCo₂O₄como alternativa para su uso como dieléctrico en transformadores de potencia

Abstract

En el sistema eléctrico de potencia, los transformadores constituyen un elemento critico para garantizar la continuidad y estabilidad del suministro. Estos dispositivos están diseñados para funcionar continuamente por 20 o 35 años, lograr una prolongación de la vida útil de los transformadores de potencia implicarían un ahorro cuantioso que beneficiaria a la industria y a los consumidores. A pesar de que los transformadores presentan una baja tasa de falla global, entre un 1 y un 2 %, aproximadamente el 41 % de los siniestros registrados afectan al sistema de aislamiento, el cual se compone de dos elementos principales: aislamiento sólido y aislamiento líquido (aceites vegetales y minerales). Debido a esto, es relevante el estudio de materiales dieléctricos que puedan evitar a largo plazo fallas en los transformadores, en la actualidad se ha trabajado en incluir nanopartículas en los aceites dieléctricos de dichos equipos, creando así un nanofluido, el cual presenta características mejoradas que podrían ser un aporte en la prolongación de la vida útil del dispositivo. En el presente trabajo se investigaron las propiedades dieléctricas de un nanofluido formulado a partir de aceite mineral como base y una concentración de 10 y 40 [mg/L] de nanopartículas de NiCo₂O₄. De acuerdo con estudios previos, estas nanopartículas presentan un tamaño aproximado de 20 [nm] y una morfología cuasi-esférica. Además, mediante análisis de difracción de rayos X, se comprobó que posee una alta pureza(...).

In the power electrical system, transformers are a critical element to ensure the continuity and stability of the supply. These devices are designed to operate continuously for 20 to 35 years, and achieving an extension of the service life of power transformers would imply significant savings that would benefit both the industry and consumers. Although transformers exhibit a low overall failure rate, between 1 and 2 %, approximately 41 % of reported failures affect the insulation system, which consists of two main components: solid insulation and liquid insulation (vegetable and mineral oils). Due to this, the study of dielectric materials that can prevent transformer failures in the long term is highly relevant. Recently, research has focused on incorporating nanoparticles into the dielectric oils of these devices, thus creating a nanofluid, which exhibits enhanced properties that could contribute to extending the service life of the equipment. In this work, the dielectric properties of a nanofluid formulated from mineral oil as a base and a concentration of 10 and 40 [mg/L] of NiCo₂O₄ nanoparticles were investigated. According to previous studies, these nanoparticles have an approximate size of 20 [nm] and a quasi-spherical morphology. In addition, X-ray diffraction (XRD) analysis confirmed their high purity(...).