BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bahan listrik merupakan suatu bahan yang digunakan dalam peralatan

listrik. Isolasi memiliki peranan yang sangat penting dalam sistem tenaga listrik.

Isolasi sangat diperlukan untuk memisahkan dua atau lebih penghantar listrik yang

bertegangan sehingga antara penghantar-penghantar tersebut tidak terjadi lompatan

listrik atau percikan. Bahan isolasi akan mengalami pelepasan muatan yang

merupakan bentuk kegagalan listrik apabila tegangan yang diterapkan melampaui

kekuatan isolasinya.Kegagalan yang terjadi pada saat peralatan sedang beroperasi

bisa menyebabkan kerusakan alat sehingga kontinuitas sistem terganggu.

Bahan listrik sudah digunakan oleh masyarakat luas untuk berbagai

macamaplikasi peralatan listrik dan tentunya peralatan tersebut didukung oleh

keamanan peralatan serta keamanan konsumen atau pengguna. Untuk itu harus

pengguna harus mengetahui bahan isolasi yang ada dan diperhatikan dalam

ketepatan pemilihan bahan oleh para pengguna. Pada kemajuan teknologi tegangan

tinggi, isolasi listrik memegang peranan yang sangat penting dalam teknik tegangan

tinggi, Isolasi listrik sangat diperlukan untuk menunjang keandalan di dalam

penyaluran tegangan listrik. Porselin tergolong bahan mineral yang dapat berfungsi

sebagai isolator, tetapi penggunaannya tidak pada bentuk atau keadaan alaminya

melainkan harus diproses terlebih dahulu dengan pemanasan (pembakaran),

1

pengerasan, dan pelumeran. Untuk itu diperlukan suatu informasi bagi pengguna

agar dapat menentukan bahan-bahan isolasi yang digunakan pada peralatan listrik

khususnya mengenai dan porselin.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan

beberapa permasalahan yaitu Bagaimana karakteristik, proses

pembuatan, dan pemanfaatan porselin sebagai bahan isolasi?

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan laporan ini adalah mengetahui

karakteristik, proses pembuatan, dan pemanfaatan porselin

sebagai bahan isolasi.

1.4 Manfaat Penulisan

Manfaat dari pembuatan laporan ini adalah:.

1. Sebagai referensi dalam pengembangan lebih lanjut mengenai

kaca porselin sebagai isolasi.

2. Sebagai acuan ataupun menjadi pertimbangan bagi industri

kelistrikan di dalam merencanakan pemakaian porselin sebagai

bahan isolasi.

3. Menambah pengetahuan mengenai porselin sebagai bahan

isolasi baik bagi mahasiswa atau mahasiswi maupun bagi

masyarakat umum.

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian

Porselen berasal dari tanah liat yang mengandung aluminium silikat,

kemudian aluminium silikat ini direaksikan dengan plastik kaolin, felspar, kwarsa

dan campuran ini dipanaskan pada tempat pembakaran dengan suhu yang diatur.

Komposisi bahan bakunya adalah: 50% tanah liat, 25% felspar, 25% kwarsa. Isolator

yang dihasilkan harus keras, permukaannya halus/licin dan bebas dari sifat

perembesan. Kehalusan  bahan pada permukaan akan membebaskan isolator dari

jejak air. Sifat menyerap pada bahan isolator akan menurunkan kekuatan dielektrik,

dan adanya kotoran ataupun gelembung udara di dalam bahan isolator juga akan

mengakibatkan  penurunan kekuatan dielektrik.

Jika bahan isolasi diproduksi pada suhu yang rendah maka  sifat

mekaniknya akan menjadi lebih baik, tetapi bahan tersebut bersifat menyerap air dan

ketika bahan tersebut digunakan, kondisinya  mungkin akan memburuk. Sebaliknya

jika bahan isolasi diproduksi pada suhu yang lebih tinggi, sifat menyerapnya akan

berkurang, tetapi bahan isolasi tersebut menjadi rapuh. Jadi di dalam membuat

isolator perlu dirancang sedemikian rupa antara kekuatan dielektrik, sifat rembesan

terhadap air  dan suhu tempat pengeringannya. Secara mekanis isolator porselen 

memiliki kekuatan dielektrik ± 60.000 V/cm, tekanan dan kuat regangannya adalah

70.000 kg/cm2 dan 500 kg/cm2.

3

2.2 Komposisi porselen

Komposisi porselen terdiri dari kaolin, feldspar, silica, fluks dan logam

pewarna yang ditunjukkan pada table 1 yaitu komposisi porselen berdasarkan

jenisnya. Masing-masing bahan ini mempunyai komposisi dan kegunaan yang

berbeda-beda saling mendukung untuk memberi bentuk terhadap porselen.

Tabel 1. Komposisi porselen berdasarkan jenisnya

( Tarigan R. Tambalan inlay. Edisi revisi, 1989:12)

Porselen Kaolin Feldspar Silika Sodium

karbonat

Boraks Kalsium

karbonat

Natrium

karbonat

% % % % % % %

High

fusing

porselen

4 81 15 - - - -

Medium

fusing

porselen

6 61 19 - 1 5 2

Low

fusing

porselen

- 60 12 8 11 1 -

1. Kaolin

Merupakan bahan pengikat untuk mempertahankan kepadatan dan kekuatan

4

porselen agar dapat dibentuk sebelum dibakar. Makin banyak kaolin maka makin

gelap porselen karena kaolin bersifat memberi warna gelap pada porselen,

sehingga akan mempengaruhi estetik dari porselen.

2. Feldspar

Bahan ini merupakan sejenis mineral yang mengandung unsur-unsur kalium,

natrium,aluminium, dan slikat. Bahan tersebut mengandung silika dengan

persentase yang besar dan dilunakkan melalui temperatur yang tinggi. Feldspar

memberikan warna transparan pada porselen dan berfungsi sebagai fluks untuk

mengikat kaolin dengan silika.

3. Silika

Silika adalah silicate glass yang berkaitan dengan fusi anorganik yang telah

didinginkan tanpa mengalami kristalisasi. Silika terdiri dari quartz, tridimite atau

kristobalit. Silika yang dipakai dalam porselen berguna sebagai penambah

kekuatan. Bahan ini melengkapi bahan dasar dan mempengaruhi warna pada

porselen serta sebagai bahan utama dalam porselen.

4. Fluks

Fluks dicampurkan pada porselen dalam pembuatannya pada temperatur yang

rendah. Fluks yang dicampurkan pada porselen terdiri dari sodium karbonat,

kalsium karbonat, natrium karbonat dan boraks. Bahan – bahan ini merupakan

low fusing material yang berguna untuk memperendah temperatur penyatuan.

5. Bahan pewarna

Bahan ini ditambahkan untuk memberi warna pada porselen. Bahan pewarna

dalam porselen adalah :

a. Titanium untuk memberi warna kuning dan dapat digunakan untuk membuat

bahan menjadi lebih opaq.

5

b. Kobalt untuk memberi warna kebiru – biruan.

c. Besi untuk memberi warna kecoklat – coklatan

d. Timah dan emas untuk memberi warna merah jambu.

e. Emas metalik untuk memberi warna bayangan merah kecoklatan.

f. Platina untuk memberi warna keabu – abuan.

2.3 Sifat-sifat porselen

Sifat porselen pada umumnya sebagai berikut :

1. Massa jenisnya berkisar antara 2,3 hingga 2,5 g/cm3

2. Koefisien muai panjang 3.10-6 hingga 4,5.10-6 per derajt Celcius.

3. Kekuatan tekan 4000 hingga 6000 kg/cm2

4. Kekuatan tarik 300-500 kg/cm2 yang menggunakan pelapis . 200-300 kg/cm2

yang tanpa pelapis.

5. Kekuatan tekuk 80 hingga100 kg/cm2. poerselin lebih regas daripada kaca.

6. Tegangan tembus berkisar antara 10 hingga 30 kV/mm

7. Resistivitas 10"11 hingga 10 pangkat 14 ohmcm.

8. Permitivitas berkisar antara 6 hingga 7

9. Sudut kerugian dielektrik akan naik jika suhu dinaikkan.

Sifat elektron magnetik keramik (porselen)

Telah diuraikan secara panjang lebar diatas bahwa keramik banyak digunakan

sebagai isolator. Selain itu berbagai jenis keramik digunakan dalam rangkaian

elektromaknetik karena konstanta dielektrik tinggi, sifat piezoelektrik atau sifat-

sifat dielektrik lainnya.

6

Keramik dielektrik.

Banyak oksida menjadi islator yang baik karena elektron valensi dari

atom logam pindah secara tetap ke atom oksigen, membentuk ion O2-. Baiklah kita

tinjau kembali isolator busi. Ion Al3+ dari Al2O3 kehilangan semua elektron valensi

yang membawa muatan dalam aluminium logam. Elektron-elektron tersebut

sekarang diikat oleh ion oksigen. Dalam bahan ionisasi lainnya, elektron Mg2+

diikat oleh O2- dalam MgO, dan silikon dan oksigen mempunyai elektronnya

dalam tetrahedral SiO4. kesimpulannya adalah komposisi isolator yang baik

adalah MgO – Al2O3 –SiO2.

Meskipun demikian, bahan yang dinamakan isolator dapat juga rusak

dibawah pengaruh tegangan tinggi. Biasanya kerusakan merupakan gejala

permukaan. Sebagai contoh, busi kendaraan bermotor dapat tidak berfungsi oleh

karena endapat uap lembab pada permukaan isolator keramik sehingga terjadi

suatu hubungan singkat. Oleh karena itu isolator didisain sedemikian rupa

sehingga jarak permukaan besar (lihat gambar 1) dan dengan demikian

kemungkinan terjadinya hubungan singkat pada permukaan dapat diperkecil

Gambar 1. Rambatan permukaan

7

Pada tabel berikut dapat dilihat sifat dielektrik beberapa jenis isolator

keramik. Kekuatan dielektrik adalah gradien tegangan yang menghasilkan

tegangan tembus listrik melalui isolator. Umumnya konstanta dielektrik nilainya

lebih tinggi sedikit pada bahan keramik, karena ion, dan bukan dwikutub

molekuler yang dipengaruhi oleh medan listrik. Konstanta dielektrik seperti juga

isolator dan polimer peka terhadap frekuensi. Akan tetapi, dalam daerah suhu

biasanya hanya ada sedikit variasi pada isolator keramik.

Sarjana listrik juga harus memperhitungkan faktor kerugian, dan tan

bila mendesain rangkaian listrik. Hasil kali konstanta dielektrik relatif dan

faktor kerugian k dan tan , merupakan ukuran dari energi listrik yang terpakai

oleh kapasitor dalam rangkaian arus bolak-balik sehingga alumina atau gelas

dirancang untuk pemakaian listrik.

Tabel 2. Sifat dielektrik keramik

Semikonduktor keramik.

Meskipun bahan keramik pada umumnya merupakan isolator, keramik

dapat berubah menjadi semikonduktor bila mengandung elemen transisi valensi

8

ganda. Hal ini dapat terjadi karena kekosongan elektron yang membawa muatan

dengan berpindah dari atom nikel yang satu keatom lainnya. Magnetik (Fe3O4

atau Fe2+Fe3+O4) adalah semikonduktor keramik yang mempunyai tahanan 10-2

ohm cm yang stara grafit dan timah putih. Tahanan dapat ditingkatkan dengan

larutan padat dimana ion besi bervalensi ganda dapat digantikan oleh ion

lainnya.

Koefisien suhu tahanan semikonduktor penting pula bagi ilmu tehnik. Dari

tabel dibawah ternayata bahwa perubahan tahanan besar 1%/oC dan untuk

larutan padat tertentu dapat mencapai 4%/oC. Kepekaan ini dapat

dimamfaatkan untuk pengukuran suhu dengan tepat dan terciptalah alat yang

disebut termistor yang digunakan untuk mengukur suhu.

Tabel 3. Tahanan semikonduktor keramik

Keramik piezoelektrik.

Beberapa jenis kristal keramik tidak memiliki simetri. Disini tidak akan

dibahas ciri-ciri kristalografik, akan tetapi akan dibahas pengaruh kristal ion.

Pusat muatan positif dan negatif tidak identik. Akibatnya, setiap sel satuan

berperan sebagai dwikutub listrik kecil dengan ujung positiof dan negatif.

9

Pada gambar 3. terlihat bahwa titik pusat muatan positif dan negatif

terpisah sejauh d, yaitu panjang dwikutub.

BaTiO3 berubah dimensinya bila berada dalam medan listrik karena

muatan negatif akan tertarik kearah elektroda positif, dan muatan positif akan

tertarik kearah elektroda negatif, sehingga panjang dwikutub d bertanbah besar.

Efek beruntun tersebut diatas dapat digunakan untuk merubah energi mekanik

menjadi energi listrik dan sebaliknya. Perhatikan gambar 8.6 untuk menjelaskan

gejala ini. Dari gambar 8.6 tersebut akan terjadi regangan e, besar e tergantung

pada modulus elastisitas. Regangan ini merubah panjang dwikutub d dan secara

langsung mempengaruhi polarisasi (=Qd/V) karena Q dan V tetap konstan.

Bila polarisasi kecil (akibat kompressi), terdapat kelebihan muatan pada kedua

ujung kristal.

Keramik magnetik

Magnet logam kurang baik untuk penggunaan dalam rangkaian UHF

dan VHF. Frekuensi tinggi menimbulkan imbas, oleh karena itu menimbulkan

rugi daya didalam inti logam. Ahli metalurgi memanfaatkan gejala ini untuk

mencairkan paduan bermutu tinggi. Kehilangan daya yang berubah menjadi

panas tidak boleh terjadi dalam rangkaian elektronik. Untunglah senyawa

keramik yang mengandung atom magnetik yang bersifat magnetik dan sekaligus

tidak menghantarkan listrik.

Magnit lunak dan keras. Kebanyakan magnetisasi Fe3O4 hilang setelah

medan magnit dihapuskan. Hal ini disebabkan oleh karena orientasi magnetik

10

kooperatip dari setiap atom tunggal yang hilang. Sifat lunak ini memang

disyaratkan untuk transformator dan atau inti magnit tabung TV, karena

magnetisasi akan mengikuti arus bolak-balik.

Pada magnit permanen atau keras megnetisasi tetap ada setelah medan

magnit ditiadakan. Sifat ini memang diperlukan pada keadaan tertentu. Sebagai

contoh dapat disebutkan magnit permanen yang banyak diperjual belikan dan

digunakan sehari-hari. Bagian dari motor listrik, lapisan pada pita kaset audio

dan video.

Sifat mekanik keramik

Bahan keramik terkecuali beberapa jenis bahan seperti lempung plastik,

mempunyai kekuatan geser yang tinggi, jadi keramik tidak ulet. Hal ini

menyebabkan kekuatan dan kekerasan yang tinggi, peka terhadap takik dan

kekuatan patah yang rendah.

Gambar 2. Perbandingan slip.

Senyawa terdiri dari susunan atom atau ion yang berlainan. Untuk

senyawa antar logam telah dibahas pada bab terdahulu, namun dalam fase

11

keramik, kation dikoordinir oleh anion dan anion dikoordinir oleh kation. Hal ini

memang wajar, oleh karena ion tak sejenis dan ion sejenis tolak menolak. Proses

slip dalam arah mendatar dihindarkan dalam NiO, MgO dan NaCl. Dengan

mempertimbangkan aspek gaya tolak menolak coulomb, sistem slip yang

sedikit dan jarak pergeseran yang lebih besar, maka kramik kristalin

mempunyai ketahanan terhadap deformasi plastik yang lebih besar dari pada

logam. Perbedaan ini akan lebih menonjol dalam fasa keramik yang lebih

kompleks seperti silikat dan spinel.

Kekerasan. Fasa keramik keras karena biasanya tidak mengalami deformasi

plastik. Bahan amplas sepert emery terdiri dari Al2O3 biasanya tercampur dengan

Fe2O3. Karbida silikon (SiC) dan TiC merupakan bahan gosok dan pemotong

logam yang penting.

Sifat keramik yang umumnya keras dapat dikaitkan secara langsung dengan

strukturnya. Talk, lempung dan mika adalah lunak karena mempunyai struktur

lempeng. Ikatan dalam lempeng itu sendiri kuat, akan tetapi ikatan antar

lempeng adalah ikatan sekunder yang lemah.

Peka takik. Suatu takik atau retak merupakan penyebab timbulnya tegangan.

Pengaruhnya sangat besar. Tegangan sebenarnya terdapat pada pangkal

takik atau cacat dan berkaitan dengan tegangan nominal s, kedalaman retak

c, dan jari-jari lengkung r

σ=s2√c /r

12

Bila melampaui kekuatan luluh bahan ulet, maka pangkal takik akan

bertambah besar, dan konsentrasi gaya akan berkurang. Bila takik berada

dalam bahan tidak ulet maka jari-jari lengkung mendekati diameter atomik

(0,1 nm). Jadi suatu retak dengan kedalaman 0,1 m sampai dengan 10 m,

akan mempunyai faktor konsentrasi tegangan; /s sebesar 102 atau 103.

Gambar 3. Bahan piezoelektrik

Retak yang lebih dalam akan lebih berbahaya. Meskipun keramik tahan terhadap

geseran, konsentrasi tegangan dapat melampaui ikatan antar atom. Jadi retak

tersebut dapat merambat. Berarti c menjadi lebih besar, sehingga persamaan

diatas memperlihatkankonsentrasi tegangan yang bertambah. Sampai terjadi

perpatahan.

13

Bahan keramik umumnya memiliki kekuatan tarik yang rendah karena

ketahanan terhadap geseran pada pangkal retak. Faktor yang sama, kekuatan

geser, membuat keramik tahan terhad

2.4 Pembuatan porselen

Tanah liat khusus misalnya tanah liat Cina dan tanah liat

yang sudah diolah digunakan pada pabrikasi porselin setelah

dicampur dengan kuarsa. Proses pembuatan perangkat dari

porselin secara garis besar adalah sebagai berikut: Setelah tanah

liat dibersihkan dan kotoran-kotoran misalnya : kerikil; kemudian

dicampur dengan air hingga homogen (tetapi tidak terlalu amen

seperti bubur). Selanjutnya adalah tahap pembentukan yaitu

dengan putaran, penekanan, cetakan dan ekstrusi. Selanjutnya

setelah perangkat terbentuk, dikeringkan lalu diadakan pelapisan

dengan gelas (glazing) dan terakhir adalah tahap pembakaran.

Perlu diingat bahwa pada proses pembuatan perangkat dan

keramik sejak masih basah hingga selesai dibakar akan terjadi

pengecilan dimensi. Sedangkan pada proses pelapisan dengan

gelas dan pembakanan menentukan sekali kualitas produk. Pada

proses pelapisan dengan gelas, kaca halus atau bahan dasar kaca

atau campuran keduanya dipanaskan hingga meleleh, kemudian

digunakan melapisi perangkat yang dikehendaki dengan cara

mencelupkan benda dalam permukaan yang diinginkan untuk

dilapisi. Pelapisan dengan gelas semacam ini digunakan untuk

14

memperkuat dan sekaligus menghiasi permukaan, akan

menjadikan produk porselin makin sedikit kemampuannya

menyerap air, mudah dibersihkan, menghilangkan retak-retak

yang ada dipermukaan.

Dengan pelapisan gelas, arus bocor yang melalui

permukaan isolator akan lebih kecil terutama pada keadaan basah

dan sekaligus dapat menaikkan tegangan terjadinya loncatan

busur api (flashover). Seperti pada penggunaan kaca bersama-

sama dengan logam, koefisien termal antara pelapis dan yang

dilapisi harus sama.

Jika gelas pelapisnya mempunyai lebih kecil daripada yang

dilapisi akan terjadi kompresi pada waktu terkena suhu yang

rendah. Sedangkan jika kaca pelapis mempunyai yang lebih besar

daripada yang dilapisi pada waktu terkena suhu di alas suhu

normal pelapisnya akan retak (bentuk retaknya kecil memanjang)

yang disebut crazing. Retakan ini akan menurunkan kekuatan

mekanik benda. Untuk pelapisan benda-benda porselin yang besar

dapat dilakukan dengan menuangkan bahan pelapis pada

permukaannya. Selanjutnya setelah benda tersebut dilapis

dikeringkan dan dilakukan pcmbakaran.Maksud dan pembakaran

adalah untuk mendapatkan kekuatan mekanik, kemampuan

isolasi dan ketahanan terhadap air yang lebib tinggi. Selama

pembakaran, struktur kristal dan tanah liat (bahan dasar keramik)

akan berubah, air yang dikandung akan hilang. Selama

15

pembakaran juga akan terjadi lubang-lubang kecil. Untuk

menutup lubang-lubang ini digunakan bahan yang disebut

feldspar.

Feldspar selama pembakaran akan meleleh sehingga

mengisi lubang-lubang kecil yang terjadi tersebut, sekaligus

berfungsi scbagai bahan penguat. Untuk pembuatan isolator

porselin diperlukan suhu yang berkisar antara 13000 hingga

15000 C dalam jangka waktu 20 hingga 70 jam. Kenaikan suhu

dari suhu normal hingga suhu di atas adalah perlahan-lahan.

Setelah mencapai suhu yang diinginkan, pendinginannya

dilakukan sec.ara perlahanlahan sebelum dikeluarkan dan oven.

Untuk pembakaran atau pemanasan dalam oven dapat digunakan

solar, gas, batubara atau listrik.

Cara pembakaran pada benda yang akan dibuat

(sebelumnya dikeringkan) diletakkan di ruang bakar agar tidak

berhubungan langsung dengan nyala api aiau hilitan elemen

pemanas jika yang digunakan pemanas histrik. Hal ini untuk

menghindari pemanasan yang tidak merata dan Pembentukan

jelaga. Bagian dasar dan benda tidak perlu dilapis dengan gelas

agar tidak melekat dengan dasar ruang pembakaran jika sudah

dingin.

Terdapat 2 macam oven untuk pembakaran porselin yaitu jenis

pemanggang (kiln)

dan jenis terowongan.

16

1. Oven jenis pemanggang . Pada oven jenis pemanggang proses

pembakaran dan

pendinginan dilakukan secara serentak untuk beberapa benda

kerja. Untuk industri kecil, oven ini tepat digunakan.

2. Oven jenis terowongan. Oven jenis ini penampangnya seperti

ditunjukkan pada Gambar di bawah. Dalam oven ini benda yang

dipanaskan dilewatkan melalui oven secara perlahan-lahan.

Panjang oven ini dapat mencapai 100 meter, terdiri dan 3

bagian proses yaitu daerah pemanasan, daerah pemanggang

dan derah pendinginan. Suhu tertinggi adalah di daerah tengah

yaitu daerah pemanggang dan bagian pinggir lebih dingin.

17

Gambar 4. Penampang oven terowongan

Dengan demikian selama perjalanan benda-benda kerja

akan terjadi pemanasan dan pendinginan secara bertahap dan

perlahan-lahan. Karena pada oven jenis terowongan ada bagian

yang selalu bergerak (untuk menempatkan benda kerja) maka

pemanasan terhadap benda kerja adalah terus-menerus, demikian

pula pengambilan bagi benda kerja yang selesai dipanasi tidak

perlu memadamkan oven.

Pengecilan yang terjadi selama proses pembuatan benda

18

porselin dan keadaan basah hingga pembakaran adalah sebesar

0%. Karena itu untuk pembuatan benda porselin pada waktu

masih mentah harus lebih besar dan ukuran akhir yang

dikehendaki. Namun pada prakteknya sulit didapat ukuran yang

presisi,karena hal ini dipengaruhi komposisi bahan dan kondisi

pembakarannya. Umumnya produk-produk porselin toleransi yang

masih dapat ditolerir berkisar antara 2 hingga 5 %.

2.5 Penggunaan Porselin

Penggunaan porselin sebagai isolator adalah luas sekali

baik sebagai isolator penyangga maupun sebagai isolator tank.

Untuk itu penggunaan porselin sebagai isolator harus diperhatikan

kemampuan mekanisnya disamping kemampuan elektnisnya.

Penggunaan isolator pada tegangan tinggi, yang juga harus

menjadikan pertimbangan adalah tegangan pelepasan (discharge-

voltage)nya. Tegangan pelepasan adalah tegangan yang

dikenakan pada isolator yang menyebabkan mengalirnya arus

listrik melalui permukaan di antara elektroda-elektroda. Dalam

banyak kasus, pelepasan ini menyebabkan busur api pada

permukaan isolator. Busur api ini dapat terjadi pada keadaan

kering maupun basah (curah hujan 4,5 hingga 5,5 mm/menit).

Pada pengujian busur api dilaboratorium kondisi ini dapat

diciptakan, untuk mengetahui kelayakan suatu isolator digunakan

di lapangan. Isolator gantung atau isolator tank pada tegangan

19

tinggi (bentuknya seperti cakram) pada bagian bawahnya dibuat

berlekuk-lekuk agar air hujan tidak merambat melaluinya. Banyak

isolator gantung atau isolator tank tergantung besarnya tegangan

yang diisolasi. Contoh: untuk tegangan 110 kV diperlukan 10

hingga 12 isolator, sedangkan untuk 400 kV terdiri danm 20

hingga 24 isolator. Hubungan atau korelasi antara besarnya

tegangan kerja dengan banyaknya isolator yang diperlukan

seperti ditunjukkan pada Gambar 4

Penggunaan isolator dan porselin antara lain: isolator tank,

isolator penyangga, rol isolator seperti dapat dililiat pada Gambar

berikut

Gambar 5. Contoh isolator porselen

20

2.6 Kelebihan dan kekurangan isolator porselen

Beberapa kelebihan isolator porselin/keramik antara lain:

1. Stabil, adanya ikatan ionik yang kuat antaratom yang menyusun keramik,

seperti silikon dan oksigen dalam silica dan silicates, membuatnya strukturnya

sangat stabil dan biasanya tidak mengalami degradasi karena pengaruh

lingkungan. Ini berarti bahwa isolator keramik tidak akan rusak oleh pengaruh

UV, kelembaban, aktivitas elektrik, dsb.

2. Mempunyai kekuatan mekanik yang baik, merupakan ciri alami bahwa

bahan keramik mempunyai sifat mekanik yang kuat, sehingga pada pemakaian

isolator porselin sebagai terminal kabel, bushing, dan arrester surja tidak

memerlukan material lain untuk meyokongnya.

3. Harganya relatif murah, penyusun porselin seperti clay, feldspar dan quartz

harganya relatif murah dan persediaannya berlimpah.

4. Tahan lama, proses pembuatan porselin yang terdiri dari beberapa proses

seperti pencetakan dan pembakaran dalam mengurangi kadar air menyebabkan

porselin mempunyai sifat awet.

Di samping kelebihan-kelebihan di atas, isolator porselin mempunyai beberapa

kekurangan, yaitu:

1. Mudah pecah, isolator porselin rentan pecah pada saat dibawa maupun saat

instalasi. Vandalisme merupakan faktor utama yang yang menyebabkan isolator

pecah.

21

2. Berat, salah satu sifat dari keramik adalah mempunyai massa yang berat. Oleh

karenanya, pada isolator porselin berukuran besar dan berat biasanya mahal

karena biaya yang dikeluarkan untuk pengiriman dan instalasi.

3. Berlubang akibat pembuatan kurang sempurna, berdasarkan pengalaman

isolator porselin yang berlubang dapat meyebabkan terjadinya tembus internal

(internal dielectric breakdown).

4. Bentuk geometri kompleks, porselin mempunyai relatif mempunyai

karakteristik jarak rayap yang kecil, oleh karenanya untuk memperpanjang jarak

rayap tidak dilakukan dengan memperbesar diameter atau memperpanjang

isolator melainkan mendesain isolator dengan membuat shed-shed. Hal ini

membuat bentuknya menjadi kompleks.

5. Mudah terpolusi, permukaan porselin bersifat hidrophilik, yang berarti bahwa

permukaan porselin mudah untuk menangkap air, sehingga pada kondisi

lingkungan yang berpolusi mudah untuk terbentuk lapisan konduktif di

permukaannya. Hal ini yang dapat menyebabkan kegagalan isolasi yaitu

flashover.

22

BAB III

KESIMPULAN

3.1 Simpulan

Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa :

1. Bahan isolasi porselen dapat digunakan dalam berbagai keperluan isolasi listrik.

2. Porselen sangat cocok dan aman dalam penggunaannya karena karakteristiknya

akan tahan terhadap panas

3. Porselen dibuat dengan cara dengan pemanasan (pembakaran ), pengerasan,

pelumeran dan mendinginkan secara cepat beherapa bahan yang dilelehkan

atau kristalisasi.

3.2 Saran

Bahan isolasi porselin merupakan salah satu bahan listrik yang sering digunakan

oleh masyarakat. Yang perlu dilakukan oleh pemerintah dan masyarakat mulai

sekarang ini adalah meningkatkan pengetahuan mengenai bahan isolasi porselin

dan melestarikan bahan-bahan anorganik maupun organik sebagai bahan dasar

pembuat bahan isolasi porselin ini.

23