•Kegagalan pada isolasi gas•Kegagalan pada isolasi cair•Kegagalan pada isolasi padat

TEORI KEGAGALAN ISOLASI

Kegagalan pada isolasi gasProses dasar ionisasiIon merupakan atom atau gabungan atom yang memiliki muatan listrik, ion terbentuk apabila pada peristiwa kimia suatu atom menangkap atau melepaskan elektron. Proses terbentuknya ion dinamai dengan ionisasi

Jika diantara dua elektroda yang dimasukkan dalam media gas diterapkan tegangan V maka akan timbul suatu medan listrik E yang mempunyai besar dan arah tertentu yang akan mengakibatkan elektron bebas mendapatkan energi yang cukup kuat menuju kearah anoda sehingga dapat merangsang timbulnya proses ionisasi

Ionisasi karena Benturan Elektron Jika gradien tegangan yang ada cukup tinggi maka jumlah elektron yang diionisasikan akan lebih banyak dibandingkan dengan jumlah ion yang ditangkap molekul oksigen. Tiap-tiap elektron ini kemudian akan berjalan menuju anoda secara kontinu sambil membuat benturan- benturan yang akan membebaskan elektron lebih banyak lagi. Ionisasi karena benturan ini merupakan proses dasar yang penting dalam kegagalan udara atau gas.

Mekanisme Kegagalan Gas

Proses kegagalan dalam gas ditandai dengan adanya percikan secara tiba-tiba, percikan ini dapat terjadi karena adanya pelepasan yang terjadi pada gas tersebut. Mekanisme kegagalan gas yang disebut percikan adalah peralihan dari pelepasan tak bertahan sendiri ke berbagai pelepasan yang bertahan sendiri.

Proses dasar yang paling penting dalam kegagalan gas adalah proses ionisasi karena benturan, tetapi proses ini tidak cukup untuk menghasilkan kegagalan. Proses lain yang terjadi dalam kegagalan gas adalah proses atau mekanisme primer dan proses atau mekanisme sekunder.

Proses yang terpenting dalam mekanisme primer adalah proses katoda, pada proses ini diawali dengan pelepasan elektron oleh suatu elektroda, peristiwa ini akan mengawali terjadinya kegagalan percikan (spark breakdown). Elektroda yang memiliki potensial rendah (katoda) akan menjadi elektroda yang melepaskan elektron. Elektron awal yang dibebaskan (dilepaskan) oleh katoda akan memulai terjadinya banjiran elektron dari permukaan katoda.

Jika jumlah elektron yang dibebaskan makin lama makin banyak atau terjadinya peningkatan banjiran,maka arus akan bertambah dengan cepat sampai terjadi perubahan pelepasan dan peralihan pelepasan ini akan menimbulkan percikan (kegagalan) dalam gas

Kegagalan Pada Isolasi Cair

Karakteristik pada isolasi minyak trafo akan berubah jika terjadi ketidakmurnian di dalamnya. Hal ini akan mempercepat terjadinya proses kegagalan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kegagalan isolasi antara lain adanya partikel padat, uap air dan gelembung gas.

Teori kegagalan zat isolasi cair dapat dibagi menjadi empat jenis :

a. Teori Kegagalan Elektronikb. Teori Kegagalan Gelembungc. Teori Kegagalan Bola Caird. Teori Kegagalan Tak Murnian Padat

a. Teori Kegagalan Elektronik

Teori ini merupakan perluasan teori kegagalan dalam gas, artinya proses kegagalan yang terjadi dalam zat cair dianggap serupa dengan yang terjadi dalam gas. Oleh karena itu supaya terjadi kegagalan diperlukan elektron awal yang dimasukkan kedalam zat cair. Elektron awal inilah yang akan memulai proses kegagalan.

b. Teori Kegagalan Gelembung

Kegagalan gelembung atau kavitasi merupakan bentuk kegagalan zat cair yang disebabkan oleh adanya gelembung- gelembung gas di dalamnya.

c. Teori Kegagalan Bola CairJika suatu zat isolasi mengandung sebuah bola cair dari jenis cairan lain, maka dapat terjadi kegagalan akibat ketakstabilan bola cair tersebut dalam medan listrik. Medan listrik akan menyebabkan tetesan bola cair yang tertahan didalam minyak yang memanjang searah medan dan pada medan yang kritis tetesan ini menjadi tidak stabil. Kanal kegagalan akan menjalar dari ujung tetesan yang memanjang sehingga menghasilkan kegagalan total.

d. Teori Kegagalan Tak Murnian Padat

Kegagalan tak murnian padat adalah jenis kegagalan yang disebabkan oleh adanya butiran zat padat (partikel) didalam isolasi cair yang akan memulai terjadi kegagalan

Mekanisme Kegagalan Zat Padat menurut waktu penerapan tegangannya :

• 1. Kegagalan Asasi (Intrinsik) • 2. Kegagalan Elektromekanik • 3. Kegagalan Streamer • 4. Kegagalan Termal • 5. Kegagalan Erosi

Mekanisme Kegagalan Zat Padat

Mekanisme breakdown adalah sebuah fenomena yang komplek di dalam isolasi padat dan tergantung pada variasi tegangan dan waktu penerapannya. Pada prinsipnya mekanisme kegagalan (breakdown) dalam zat padat sama dengan proses yang terjadi di gas dan udara. Suatu zat padat tergantung dari cara dan kondisi pengukuran.

Pada setiap zat padat terdiri dari molekul- molekul yang terdiri dari atom-atom dan elektron-elektron. Jika pada zat padat diterapkan suatu medan listrik E, maka zat padat tersebut akan mengalami tekanan listrik (electric stress). Sedangkan tekanan listrik (electric stress) adalah tekanan listrik maksimum yang dapat ditahan oleh suatu bahan isolasi. Apabila kekuatan listrik (electric strength) lebih kecil dari tekanan listrik, maka akan terjadi kegagalan (breakdown) dalam zat padat tersebut

Kekuatan isolasi padat dipengaruhi oleh antara lain: tekanan (atm), suhu, jenis bahan elektroda, konfigurasi medan listrik, bentuk tegangan yang diterapkan, umur bahan, ketidakmurnian dalam bahan dan adanya kantong-kantong udara dalam zat padat.