MODUL 5 – 6 DIKLAT PRODUKTIF MULOK II BAHAN KERJA

MODUL 5 – 6
DI KLAT PRODUKTI F MULOK I I
BAHAN KERJA
( BAHAN I SOLASI )
TINGKAT : XII
PROGRAM KEAH LI AN
TEKN I K PEM AN FAATAN TEN AGA LI STRI K
DISUSUN OLEH :
Dr s. SOEBANDONO
BAHAN KERJA
BAHAN ISOLASI
LEM BAR KERJA SISWA 5 - 6
BAHAN ISOLASI
Suatu bahan yang tidak dapat atau sulit dialiri arus listrik disebut tahanan listrik, dan bahan
yang mempunyai tahanan yang sangat besar dikenal dengan bahan isolator .
Bahan sebagai isolasi listrik yang baik bila :
1. Tahanan Isolasi besar
2. Tegangan tembusnya tinggi
Tegangan uji pada benda tebal 1 mm atau 1 cm dengan tegangan tinggi, seperti diagram,
berikut :
Keterangan :
R
V
mm
T
T = Trafo vareabel
F
P
H = Trafo tegangan tinggi
H
R = Tahanan pengaman
Gambar 1
P = Bahan uji
3. Konstanta dielektriknya rendah atau tinggi (
)
Kondesator dibutuhkan bahan dielektrik tinggi, isolasi kabel atau hantaran frekwensi tinggi
diperlukan bahan dielektrik rendah .
4. Kuat mekanis
Bahan mampu menahan tarikan, tekanan atau bengkokan
5. Tahan panas serta tidak mudah terbakar
Panas akibat arus listrik atau arus gaya magnit serta ruang sekitar harus dapat ditahan oleh
bahan isolasi. Demikian pula ia harus tahan terhadap bara api, sehingga tidak akan
merusak struktur bahan isolasi.
6. Tidak Higroskopis
Bahan isolasi yang diletakan ditanah tidak boleh menyerap air.
7. Tahanan Zat Kimia
Gas, asam, garam, alkali dan lembab udara isolasi harus mampu bertahan karena
bahan tersebut akan dapat merusak struktur isolasi.
SMKN 2
PROBOLINGGO
Program Keahlian :
Dikeluarkan oleh :
Teknik Ketenagalistrikan
Drs. Soebandono
Nama Siswa :
Tanggal :
Halaman :
1–9
BAHAN KERJA
BAHAN ISOLASI
Beberapa macam bahan isolasi :
A. Bahan isolasi An-organik (Sintesis )
1. Mika
Mika adalah mineral dalam bentuk plat kristal dengan tebal 0,006...3 mm. Tahanan
panas 6000 – 800 0C, tegangan tembus 25 KV/MM. Jika mika dipanasi terus akan
mengeluarkan air sehingga padanya menjadi buram dan akan mudah hancur.
Penggunaanya untuk menutup elemen pemanas setrika dll.
2. Asbes
Asbes adalah bahan berserat, kurang baik sebagai isolasi karena tegangan tembusnya
hanya 4 kV/mm. Keistimewaan Asbes adalah : tidak dapat terbakar, disamping
penyekat listrik utamanya sebagai penyekat panas. Kemampuan panas mencapai
4000C, digunakan pada tegangan rendah dalam bentuk bubuk atau pintalan. Misal :
Penyekat panas pada kompor listrik, pemanas dll.
3. Keramik
Keramik merupakan bahan galian yang dipanaskan pada 14000C. Keramik dalam
listrik tidak seperti keramik pada hiasan. Mereka mencakup silikat, oksida, metal dll.
Untuk kebutuhan teknik listrik dibuat porselin dan steatit :
a. Porselin
Pembuatan porselin dari tanah liat (kaolin), kuarsa dan velspat. Porselin merupakan penyekat listrik yang baik, kekuatan mekaniknya tinggi, sehingga cocok untuk
isolator alat listrik yang harus menahan gaya berat besar.
Tegangan uji : 30- 35 kV/mm.
: 2,5 - 5 N/mm2.
Kuat tarik
b. Steatit
Seperti halnya porselin, steatit kuat menahan panas, tahan mekanis, dan lain-lain.
Tegangan tembus : 30 - 45 kV/mm.
Kuat tarik (
) 55...85 N/mm2.
Penggunaan :
Landasan elemen pemanas
Rumah sekering dan resistor
SMKN 2
PROBOLINGGO
Program Keahlian :
Dikeluarkan oleh :
Teknik Ketenagalistrikan
Drs. Soebandono
Nama Siswa :
Tanggal :
Halaman :
2–9
BAHAN KERJA
BAHAN ISOLASI
Penyekat tegangan tinggi
Penyekat tegangan rendah
4. Gelas
Bahan baku gelas adalah (si 02), kapur (Ca Co3), soda (Na2 Co2) dll, dicairkan pada
1500....1600 0C. Tegangan tembus : 10.. .40 kV/mm, Kuat tekan : 400...1300N/mm2
Penggunaan : Bola lampu, Selubung kabel (koaksial), dll
5. Eternit
Eternit adalah suatu bahan asbes semen bentuk tepung ( powder ), dalam pemakaian
biasanya bentuk plat. Tidak dapat terbakar, menyerap air, berserat. Kerugiannya, eternit
tidak boleh berhubungan langsung dengan tekanan.
Penggunaan : Kanal kabel, Kanal pipa, Plafon dan papan alat ukur
B. Bahan isolasi organik (bahan baku alami)
1. Kertas
Bahan baku kertas adalah Kayu, selulosa, zat pengurai, rami dan lain-lain. Untuk
menahan air kertas dilapis dengan minyak. Tegangan tembus kertas
10 kv/mm.
Kegunaan : Isolasi kabel, Kondesator, Isolasi kumparan
Proses pembuatan kertas seperti diagram berikutnya.
2. Prespan
Pada dasarnya prespan adalah kertas yang dilakukan tekanan tinggi padanya, sehingga
ia akan menjadi keras, kuat dan tahan terhadap lilitan. Kegunaan : Isolasi lilitan pada
trafo, motor atau generator. Tegangan tembus : 25-30 k /mm2,
Kemampuan panas sampai 120 0C.
SMKN 2
PROBOLINGGO
Program Keahlian :
Dikeluarkan oleh :
Teknik Ketenagalistrikan
Drs. Soebandono
Nama Siswa :
Tanggal :
Halaman :
3–9
BAHAN KERJA
BAHAN ISOLASI
Gambar. Proses pengolahan kertas
3. Karet
Karet diperoleh dari pohon karet berupa getah karet. Dicampur asam cuka, karet akan
terapung pada cairan tersebut. Pada keadaan panas ia akan lunak dan lekat, pada
keadaan dingin keras dan retak-retak atau rapuh . Karet bila dicampur bensol atau
bensin akan menjadi lem, sedang bilamana dicampur belerang akan menjadi vulkanisasi.
Tegangan tembus : 10 - 20 k /mm.
SMKN 2
PROBOLINGGO
Program Keahlian :
Dikeluarkan oleh :
Teknik Ketenagalistrikan
Drs. Soebandono
Nama Siswa :
Tanggal :
Halaman :
4–9
BAHAN KERJA
BAHAN ISOLASI
C. Thermo plastik
Thermo plastik adalah bahan plastik, ia akan lunak jika dipanasi serta keras pada keadaan
dingin. Beberapa thermo plastik yang dikenal sbb :
1. PVC (Polyvinyl chlorid)
Elemen PVC yaitu asetelin (C2 H2) dan asam garam (hc ) bersama Vinylchlorid.
Sifat PVC : Dapat terbakar dan lama membara. Penggunaanya : Pipa PVC, bahan
teknik listrik dan lain-lain. Tegangan tembus PVC sampai 50 k /mm. Keadaan panas
pada 60 0C.
Gambar. Pencetakan PVC kompresor
2. PE (Polythlene)
Termoplastik dari bahan athylen (C2H4), melalui polymerisation dan tekanan. Tegangan
tembus 80 k /mm. Keadaan suhu kerja sampai : 80....100 0C. Dapat terbakar, tahan
asam, tahan alkali dan keuntungannya pada temperatur tinggi akan mengeluarkan
minyak. Kegunaan : Membuat ember, Isolasi kabel listrik dan kabel telepon, Isolasi kawat
dll.
SMKN 2
PROBOLINGGO
Program Keahlian :
Dikeluarkan oleh :
Teknik Ketenagalistrikan
Drs. Soebandono
Nama Siswa :
Tanggal :
Halaman :
5–9
BAHAN KERJA
BAHAN ISOLASI
D. Isolasi Bentuk Cair
:
1.1. Minyak Transformator
Minyak transformator ialah hasil penyulingan (Pemurnian) minyak bumi.
Sifat - sifat
: tidak menghisap air, tidak mengandung asam, encer dan halus, titik beku-
nya rendah. Penggunaannya : Untuk pendingin tranformator
Syarat-syarat minyak transformator
1. Minyak harus cair dan jernih tidak berwarna.
2. Bebas dari air, asam, alkali aspal dll.
3. Untuk minyak baru campuran arang tidak lebih dari 0,005 % dan tidak boleh
mengandung asam 0,005 mg KOH/q.
4. Untuk minyak yang pernah dipakai mengandung asam 0,4 mg KOH/q .
5. Penghantar panas
0,0015 w/cm pada suhu
80 0C.
Untuk mempertahankan kondisi minyak, Tindakan pencegahannya :
1. Pengawasan dalam pengiriman.
2. Tempat penyimpanannya baik, wadah maupun gudangnya.
3. Pengontrolan selama dipakai.
4. Segera dibersihkan jika minyak kotor.
5. Minyak harus selalu tertutup rapat.
6. Menambah atau mengganti minyak harus memakai saringan yang baik.
Keterangan gambar
1. Indikator pelumas
2. Inti besi
3. Belitan tegangan rendah
4. Belitan tegangan tinggi
5. Kotak trafo
6. Pembuangan udara
7. Tabung penurun
tekanan
8. Sirip pendingin
SMKN 2
PROBOLINGGO
Program Keahlian :
Dikeluarkan oleh :
Teknik Ketenagalistrikan
Drs. Soebandono
Nama Siswa :
Tanggal :
Halaman :
6–9
BAHAN KERJA
BAHAN ISOLASI
1.2. Minyak Kabel
Minyak kabel diperoleh dari hasil penyulingan (Pemurnian minyak bumi). Sifat - sifat nya :
titik lebur rendah, tahanan isolasi yang besar dielektriknya besar. Minyak kabel dibuat pekat
dengan mencampur damar. Kegunaan minyak kabel untuk memadatkan penyekat kertas
dan menjaga / menahan air supaya tidak dapat meresap pada kabel tenaga (kabel tanah
tegangan tinggi). Disamping minyak kabel ada juga minyak saklar. Gunanya untuk memadamkan (meredam) cetusan bunga api di waktu pemutusan aliran listrik .
E. Isolasi Bentuk Gas
2.1. Udara
Udara merupakan salah satu penyekat dalam hantaran listrik .
Contohnya
:
1. Antara kawat-kawat jaringan listrik
2. Pendingin mesin
3. Generator
4. Transformator dengan sistem ventilator
2.2. Nitrogen :
Gas nitrogen dihasilkan dengan cara penyulingan bertingkat udara cair dengan
pendingin dan pemampatan udara dapat menjadi cair.
Sifat gas Nitrogen
:
Tidak berwarna
Tidak berbau
Tidak dapat terbakar
Sangat sedikit larut dalam air
Sukar bersenyawa dengan unsur-unsur lain
Penggunaannya : penyekat, pengontrol saluran kabel distribusi yaitu untuk
mengetahui baik tidaknya kabel yang dipakai. Untuk mengetahui kerusakan kabel
tersebut maka bagian tengahnya kabel diberi saluran yang diisi gas Nitrogen
dengan tekanan 1 - 1 , 5 Kg / cm2. Bila tekanan gas nitrogen turun berarti terjadi
kerusakkan kabel.
SMKN 2
PROBOLINGGO
Program Keahlian :
Dikeluarkan oleh :
Teknik Ketenagalistrikan
Drs. Soebandono
Nama Siswa :
Tanggal :
Halaman :
7–9
BAHAN KERJA
BAHAN ISOLASI
2.3. Hidrogen
Gas hirogen dibuat dengan cara
:
1.
Elektrolisa air
2.
Mendinginkan gas air (CO + H2) sampai – 191 0C, sehingga gas CO
mengembun dan tinggal H2 saja.
Penggunaan
: Sebagai pendingin mesin turbo generator dan kondesator
sinkron.
Keuntungan pemakaian gas hidrogen dibanding dengan udara pada sistem
pendingin turbogenerator, dan kondesator sinkron, ialah :
1. Kerugian ventilasi dapat
dikurangi antara 8 sampai 10
kali & efisiensi mesin mencapai
0,7 % sampai 1 % lebih tinggi.
2. Daya tahan penyekat meningkat
dengan tidak ada oksidasi.
3. Perioda pemeliharaan dan
perbaikan berkurang, karena
debu dan lembab sangat
kurang.
4. Bahaya kebakaran relatif kecil,
karena hidrogen tidak
memelihara pembakaran.
5. Kepekatan gas hidrogen lebih
rendah, sehingga kebisingan
akibat suara mesin dapat
Gambar. Sistim pendingin turbo
generator dengan gas hidrogen
2.4. Carbon Dioksida
Carbon dioksida dihasilkan dari pembakaran carbon dengan oksigen.
Sifat - sifat gas ini ialah :
Tidak berwarna, tidak dapat terbakar bahkan mematikan nyala api & larut dalam air.
Pemakaian gas carbon dioksida digunakan pada turbogenerator.
SMKN 2
PROBOLINGGO
Program Keahlian :
Dikeluarkan oleh :
Teknik Ketenagalistrikan
Drs. Soebandono
Nama Siswa :
Tanggal :
Halaman :
8–9
BAHAN KERJA
BAHAN ISOLASI
Latihan
1. Apa yang dimaksud dengan bahan isolator ?
2. Sebutkan 5 dari 7 syarat bahan sebagai isolasi listrik !
3. Sebutkan 5 macam bahan isolasi An Organik !
4. Sebutkan 3 macam bahan isolasi Organik !
5. Untuk apakah PVC dan PE dalam bidang listrik ?
6. Dalam bidang listrik, mika, asbes, porselin, eternit dan gelas digunakan untuk apa ?
7. Sebutkan 2 macam isolasi bentuk cair dan sebutkan masing - masing penggunaannya !
Jawaban
SMKN 2
PROBOLINGGO
Program Keahlian :
Dikeluarkan oleh :
Teknik Ketenagalistrikan
Drs. Soebandono
Nama Siswa :
Tanggal :
Halaman :
9–9
Daft ar Pust aka
A. Mathis, Werkstoffkunde fur Elektroberufe, Aarau / Schweiz ; Verlag
(Elektrotechnik) 1980
Darsono, B.Sc. cs, Ilmu Bahan Listrik , Jakarta, PDK; 1977.
Drs. Sumanto, MA, Pengetahuan Bahan Untuk Mesin dan Listrik, ANDIOFFSET Yogyakarta 1994
A.R. Margunadi, Membuat Transformator Kecil Untuk Teknisi Dan
Hobbyist, PT. Gramedia Jakarta – 1996