Dielectric properties of Shell transformer oil with impurities of carbon nanotubes and fullerene C₆₀

• Published in: Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics
• Date: 2021
• Main Authors: Kovalchuk, O.V., Studenyak, I.P., Kovalchuk, T.M., Ayryan, E.A., Paulovičová, K., Timko, M., Kopčanský, P.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2021
• Subjects: Hetero- and low-dimensional structures
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/216296
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Dielectric properties of Shell transformer oil with impurities of carbon nanotubes and fullerene C₆₀ / O.V. Kovalchuk, I.P. Studenyak, T.M. Kovalchuk, E.A. Ayryan, K. Paulovičová, M. Timko, P. Kopčanský // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2021. — Т. 24, № 4. — С. 413-418. — Бібліогр.: 16 назв. — англ.

At the temperature 293 K, the influence of two types of nanoimpurities (carbon multiwall nanotubes and C₆₀ fullerene), both separately and together, on the dielectric properties of Shell transformer oil has been studied. It has been shown that these impurities do not significantly affect the value of the dielectric permittivity of Shell oil, but more significantly increase its conductivity. It has been found that in the presence of nanotubes inside Shell oil, the dependence of its electrical conductivity on the fullerene concentration is nonmonotonic. The samples with the fullerene concentration of 100 ppm have the highest conductivity. At the fullerene concentration of 300 ppm, the conductivity of Shell oil with the impurities of carbon nanotube and C₆₀ fullerene becomes almost equal to the electrical conductivity of Shell oil only with the impurities of carbon nanotubes. It has been suggested that C₆₀ fullerene can be used to reduce the electrical conductivity of Shell oil, with magnetic nanoparticles required to increase the cooling efficiency of transformers under the action of their own magnetic field. При температурі 293 K досліджено вплив двох типів нанодомішок (вуглецевих багатостінних нанотрубок та фулерену C₆₀) як окремо, так і разом на діелектричні властивості трансформаторної олії Shell. Показано, що такі домішки несуттєво впливають на величину діелектричної проникності трансформаторної олії, а більш суттєво збільшують її провідність. Знайдено, що при наявності у трансформаторній олії нанотрубок залежність її електричної провідності від концентрації фулерену є немонотонною. Найбільшу величину провідності мають зразки з концентрацією фулерену 100 ррм. При концентрації фулерену 300 ррм провідність трансформаторної олії з домішками вуглецевих нанотрубок та фулерену C₆₀ стає майже рівною електропровідності трансформаторної олії з домішкою тільки вуглецевих нанотрубок. Зроблено припущення, що фулерен C₆₀ можна використати для зменшення електропровідності трансформаторної олії з магнітними наночастинками, необхідними для збільшення ефективності охолодження трансформаторів під дією магнітного поля трансформатора.