TEKNOLOGI BAHAN ELEKTRIK NURUL IRFAN ALFANDY 175060301111021 Ciri – ciri isolator Sifat isolator Bahan – bahan isolator ISOLATOR LISTRIK Jenis isolator Bentuk isolator Kelas isolator Kegagalan isolator 1. 2. 3. 4. Sifat kelistrikan isolator Sifat mekanis isolator Sifat termis isolator Sifat kimia isolator 1. Bahan porselin 2. Bahan gelas 3. Bahan polimer 1. Isolator jenis pasak 2. Isolator jenis piring 3. Isolator jenis batang panjang 4. Isolator jenis pos saluran ISOLATOR ? Isolator adalah bahan yang tidak bisa atau sulit melakukan perpindahan muatan listrik. Karena bahan isolator valensi elektronnya terikat kuat pada atomatomnya. APA KEGUNAAN ISOLATOR ? 1. Untuk menyekat/ mengisolasi penghantar dengan tanah dan antara peng hantar dengan penghantar. 2. Untuk memikul beban mekanis yang disebabkan oleh berat penghantar tetap (tidak berubah ) 3. Untuk menjaga jarak antara penghantar tetap ( tidak berubah ) Ciri - ciri isolator 1. mempunyai sifat dapat mengisolir arus listrik, 2. memiliki tahanan listrik (resistansi) yang besar sekali. 3. susunan atomnya sedemikian rupa sehingga elektronvalensinya sulit berpindah ke pita konduksi, karena celah energinya (energy gap) besar sekali. 4. Jika terjadi perpindahan elektron dari pita valensi ke pita konduksi, dengan perkataan lain terjadi tegangan tembus (breakdown voltage). Sifat sifat isolator Sifat Mekanis isolator Sifat Kelistrikan isolator Sifat Termis isolator Sifat Kimia isolator Sifat kelistrikan isolator Bahan penyekat mempunyai tahanan listrik yang besar. Penyekat listrik ditujukan untuk mencegah terjadinya kebocoran arus listrik antara kedua penghantar yang berbeda potensial atau untuk mencegah loncatan listrik ketanah. Kebocoran arus listrik harus dibatasi sekecilkecilnya (tidak melampui batas yang telah ditentukan oleh peraturan yang berlaku). Sifat mekanis isolator Mengingat luasnya pemakaian bahan penyekat, maka dipertimbangkan kekuatan struktur bahannya. Dengan demikian, dapat dibatasi halhal penyebab kerusakan dikarenakan kesalahan pemakaiannya. Misal diperlukan bahan yang tahan tarikan, maka kita harus menggunakan bahan dari kain daripada kertas. Bahan kain lebih kuat terhadap tarikan daripada bahan kertas. Sifat Termis isolator Panas yang ditimbulkan dari dalam oleh arus listrik atau oleh arus gaya magnet, berpengaruh terhadap kekuatan bahan penyekat. Demikian panas yang berasal dari luar (alam sekitar). Dalam hal ini, kalau panas yang ditimbulkan cukup tinggi, maka penyekat yang digunakan harus tepat. Adanya panas juga harus dipertimbangkan, agar tidak merusak bahan penyekat yang digunakan. Sifat Kimia isolator Panas yang tinggi yang diterima oleh bahan penyekat dapat mengakibatkan perubahan susunan bahan kimia . Demikian juga pengaruh adanya kelembaban udara, basah yang ada di sekitar bahan penyekat. Jika kelembaban tidak dapat dihindari, haruslah dipilih bahan penyekat yang tahan terhadap air. Demikian juga adanya zat-zat lain dapat merusak struktur kimia bahan. Mengingat adanya bermacam-macam asal, sifat dan ciri bahan penyekat, maka untuk memudahkan kita dalam memilih untuk aplikasi dalam kelistrikan, kita akan membagi bahan penyekat berdasar kelompoknya. BAHAN - BAHAN ISOLATOR Bahan Porselin (keramik) Bahan Gelas Bahan Polimer (Composite) Bahan Porselin (keramik) Kelebihan Bahan Porselin: 1. Bahan lebih stabil 2. Mempunyai kekuatan mekanik 3. Harganya murah 4. Lebih tahan lama Kekurangan bahan porselin : 1. Berat 2. Mudah pecah 3. Mudah terpolusi 4. Bentuk geometris komplek Isolator Bahan gelas Kelebiha isolator bahan gelas : Kekurangan isolator bahan gelas : 1. Kuat dielektriknya tinggi, sekitar 140 kV/cm 2. Koefesien muainya rendah 3. Mudah didesain (karena kuat dielektrikanya tinggi) 4. Kuat tekannya lebih besar daripada porselin 1. Uap air mudah mengembun 2. Untuk dipergunakan pada sistem tegangan yang tinggi, gelas tidak dapat dicor dalam bentuk yang tidak beraturan, 3. Mudah pecah Bahan Polimer (Composite) Kelebihan isolator bahan polimer : 1. 2. 3. 4. Ringan Bentuk geometri sederhana Tahan terhadap polusi Tidak terdapat lubang Kekurangan isolator bahan polimer : 1. 2. 3. 4. Mahal Kekuatan mekaniknya kecil Kompabilitas material Penuaan/degradasi pada permukaannya JENIS ISOLATOR Isolator jenis pasak Isolator jenis batang panjang Isolator jenis piring Isolator jenis pos saluran Isolator jenis pasak. Isolator jenis ini adalah yang pertama kali dirancang untuk menopang penghantar saluran. Jarak rayap isolator dapat diperpanjang dengan membuat sebuah atau lebih pelindung hujan . Untuk pemakaian tegangan yang makin tinggi, dibutuhkan bahan isolasi yang makin tebal, akan tetapi dalam praktek tidak dapat dibuat isolator tunggal yang sangat tebal. Oleh karena itu dibuat isolator pasak yang terdiri dari beberapa 7 bagian disambungkan satu sama lain dengan mempergunakan perekat semen. Isolator jenis Piring Pada sistem saluran udara tegangan tinggi, jenis isolator yang banyak dipergunakan adalah isolator piring. Sejumlah isolator piring dihubung-hubungkan secara seri dengan mempergunakan sambungan logam, membentuk satu rentengan. Sedangkan penghantar saluran dipegang oleh isolator yang terbawah Isolator batang panjang Isolator jenis ini terdiri atas silinder porselin dengan kerutan-kerutan dan ujung-ujungnya diperkuat dengan dua tutup logam yang disemenkan. Diameter silinder porselin dipilih menurut kekuatan mekanis yang dibutuhkan,. Oleh karena isolator batang panjang mempunyai rusuk yang sederhana, maka kotoran yang melekat pada permukaan isolator mudah dicuci oleh hujan, sehingga isolator jenis ini sesuai untuk daerah-daerah yang berpolusi. Isolator jenis Pos Saluran Isolator jenis ini terbuat dari porselin yang bagian bawahnya diberi tutup (cap) besi cor yang disemenkan pada porselin serta pasak baja yang disekrupkan padanya. Karena jenis ini dipakai sendiri (tidak dalam gandengan) serta kekuatan mekanisnya rendah, maka isolator pos saluarantidak dibuat dalam ukuran yang besar BENTUK ISOLATOR ISOLATOR CAIR ISOLATOR PADAT ISOLATOR GAS Isolator bentuk cair Bahan isolasi cair biasanya digunakan sebagai bahan pengisi pada beberapa peralatan listrik, misalnya: transformator, rheostat dsb. Dalam hal ini, bahan isolasi cair berfungsi sebagai isolator arus listrik dan sekaligus sebagai pendingin. Oleh karena itu bahan isolator cair harus mempunyai tegangan tembus yang besar dan daya hantar panas yang tinggi. Isolator bentuk padat • Zat padat mempunyai ketahanan isolasi yang lebih besar daripada gas,namun jika terjadi kegagalan pada zat padat tersebut, maka sulit untuk kembali pada keadaan awal. Bahan isolasi padat banyak digunakan untuk isolasi pada kabel tegangan tinggi. Isolator bentuk gas Isolator dalam bentuk gas ini dapat dikelompokkan ke dalam : udara dan gas-gas lain, seperti : Nitrogen, Hidrogen dan Carbondioksida (CO2), dan lain-lain. Kelas isolator Kelas Maksimum Temperatur ( 0C ) Y 90 A 150 E 120 B 130 F 155 H 180 C 180 ke atas 1) Kelas Y Yang termasuk dalam kelas ini adalah bahan berserat organis (seperti kertas, karton,katun, sutera, dan sebagainya) yang tidak dicelup dalam bahan pernis atau bahanpencelup laiinya. Termasuk juga bahan termoplastik yang dapat lunak pada suhu rendah. 2) Kelas A Yaitu bahan berserat dari kelas Y yang telah dicelup dalam pernis atau kompon atauyang terendam dalam cairan dielektrikum (seperti isolatorfiber pada transformator yang terendam minyak). Bahan bahan ini adalah katun, sutera, dan kertas yang telah dicelum, termasuk kawat email (enamel) yang terlapis damar-oleo dan daman polyamide. 3) Kelas E Yaitu bahan isolator kawat enamel yang memakai bahan pengikat polyvinylformal,polyurethene dan damar epoxy dan bahan pengikat lain sejenis dengan bahan selulosa, pertinaks dan tekstolit, film triacetate, film dan serat polyethylene terephthalate. 4) Kelas B Yaitu bahan bukan organik (seperti : mika, gelas, fiber, asbes) yang dicelup ataudirekat menjadi satu dengan pernis atau kompon, dan biasanya tahan panas (dengan dasar minyak pengering, bitumin sirlak, bakelit, dan sebagainya). 5) Kelas F Yaitu bahan bukan organik yang dicelup atau direkat menjadi satu dengan eposide,polyurethane atau pernis lain yang tahan panas tinggi. 6) Kelas H Yaitu semua bahan komposisi bahan dasar mika, asbes dan gelas fiber dicelup dalam silikon dan tidak mengandung sesuatu bahan organis seperti kertas, katun dll. 7) Kelas C Yaitu bahan bukan organik yang tidak dicelup dan tidak terikat dengan zat-zatorganik, seperti : mika, mikanit, yang tahan panas (menggunakan bahan pengikat bukan organik), mikalek, gelas dan bahan keramik. Hanya satu bahan organis saja yang termasuk kelas C yaitu polytetrafluoroethylene (teflon). Kegagalan Isolator 1. Isolator pecah, disebabkan pemuaian yang tidak merata dan konstraksi yang terjadi di dalam semen, baja, dan bahan porselin. Kegagalan ini juga bisa disebabkan pergantian musim yang mencolok dan pemanasan lebih. 2. Bahan isolasi berlubang-lubang. Lubang terjadi karena bahan porselin diproses pada suhu rendah hingga mudah menyerap air. Kejadian ini menurunkan kekuatan isolasi dan arus merembes melalui isolator. 3. Ketidakmurnian bahan isolasi. Di tempat yang mengalami ketidakmurnian bahan isolasi pun akan terjadi kebocoran.
