Senin, 04 Juni 2012

MATERIAL ISOLASI PADA TEKNOLOGI TEGANGAN TINGGI

MAKALAH

MATERIAL ISOLASI PADA TEKNOLOGI TEGANGAN TINGGI

NAMA : DESI JAYANTRI

(5101331001)

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2011

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat Rahmat-Nya penyusun

dapat menyelesaikan Makalah ini yaitu Mengenai ‘Material Isolasi Listrik Pada Teknologi Tegangan

Tinggi’ diajukan guna memenuhi tugas mata kuliah “Isolasi Tegangan Tinggi ”

Kami mengucapkan terima kasih kepada Dosen pengajar yang telah membimbing agar dapat

mengerti tentang bagaimana cara kami menyusun Makalah ini. Kami juga mengucapkan terima kasih

kepada semua pihak yang telah membantu sehingga Makalah ini dapat diselesaikan sesuai dengan

waktu yang dtentukan.

Makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kami mengharapkan kritik dan saran yang

bersifat membangun demi kesempurnaan Makalah ini, semoga Makalah ini dapat memberikan

informasi bagi pembaca dan bermanfaat untuk pembangunan ilmu pengetahuan bagi kita semua.

Medan, 8 november 2011

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR---------------------------------------- i

DAFTAR ISI--------------------------------------------------- ii

BAB I PENDAHULUAN----------------------------------- 1

1.1.Latar Belakang-------------------------------------------------- 1

1.2.Tujuan Masalah------------------------------------------------- 1

1.3.Perumusan Masalah--------------------------------------------- 1

1.4.Manfaat Masalah------------------------------------------------ 2

BAB II MATERIAL ISOLASI LISTRIK---------------- 3

2.1.Syarat Material Isolasi Listrik ---------------------------------- 3

2.2. Sifat dan pengujian material isolasi ---------------------- 5

BAB III PENUTUP------------------------------------------ 17

3.1.Kesimpulan------------------------------------------------------ 17

DAFTAR PUSTAKA----------------------------------------- 18

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada kemajuan teknologi tegangan t inggi , isolasi l istr ik memegang peranan

yang sangat penting dalam teknik tegangan t inggi . Isolasi l istr ik diperlukan untuk

memisahkan bagian-bagian yang bertegangan pada suatu penghantar jar ingan

tegangan t inggi , sehingga dapat memberikan keamanan dan kenyamanan pada

masyarakat yang ada pada areal yang terkena tegangan t inggi .

Penentuan karakterist ik material isolasi di lakukan dengan sampel model pada

kondisi standar, sehingga interpolasi ni lai-ni lai model ini terhadap sistem isolasi yang

nyata seringkal i t idak sesuai. Selain itu, banyak ni lai dari karakterist ik material

isolasi diarahkan ke masalah stat ist ik agar penentuan dimensi s istem isolasi harus

di lakukan dengan batas keamanan yang sesuai.

1.2. Tujuan Masalah

Untuk mengetahui karakterist ik dari material isolasi l istr ik.

Untuk mengetahui syarat syarat dari material isolasi l istr ik.

Untuk mendeskripsikan sifat dan pengujian material isolasi l istr ik.

Untuk menganal is is s i fat termal dan sifat kimia pada material isolasi l istr ik.

1.3. Perumusan Masalah

Adapun perumusan masalah dalam makalah ini adalah :

Bagaimana karakterist ik dari material isolasi l istr ik.

Apa saja persyaratan dari material isolasi l istr ik.

Bagaimana sifat dan pengujian material isolasi l istr ik.

1.4. Manfaat

Mahasiswa mampu mengetahui material apa saja yang termasuk material l istr ik.

Mahasiswa mampu menganal is is mengenai penguj ian material isolasi l istr ik.

Mahasiswa mampu mendeskripsikan persyaratan material l istr ik serta,

Mahasiswa mampu mengidentif ikasikan sifat termal dan kimia pada material isolasi

l istr ik.

BAB II

MATERIAL ISOLASI PADA

TEKNOLOGI TEGANGAN TINGGI

Penentuan ukuran sistem isolasi membutuhkan pengetahuan yang akurat

tentang jenis, besar dan lama terjadinya tekanan l istr ik (electr ic stress) pada kondisi

l ingkungan tertentu. Namun, di s is i la in, karakteris it ik material isolasi harus pula

diketahui sehingga dapat diperoleh rancangan sistem isolasi yang pal ing optimum

atau ekonomis. Masalah yang t imbul adalah penentuan karakterist ik material isolasi

di lakukan dengan sampel model pada kondisi standar, sehingga interpolasi ni lai-ni lai

model ini terhadap sistem isolasi yang nyata seringkal i t idak sesuai. Selain itu,

banyak ni lai dari karakterist ik material isolasi diarahkan ke masalah stat ist ik agar

penentuan dimensi s istem isolasi harus di lakukan dengan batas keamanan yang

sesuai.

2.1. Syarat material isolasi

Fungsi yang pal ing penting dari material isolasi adalah untuk mengisolasi

konduktor bertegangan satu sama lain dan terhadap bumi. Namun, selain itu,

material isolasi harus memil ik i fungsi mekanis dan mampu bertahan terhadap tekanan

termal dan kimia. Tekanan-tekanan tersebut seringkal i terjadi secara s imultan,

sehingga efek bersama dari berbagai parameter tersebut dapat diketahui.

Bergantung pada jenis apl ikasiya, ada beberapa persyaratan yang ditentukan

untuk karakterist ik l istr ik dari material isolasi :

Memil iki kekuatan elektr ik yang t inggi , untuk mendapatkan ukuran yang keci l dan

biaya rendah dengan volume material sesedikit mungkin.

Memil iki dielektr ik losses yang rendah, untuk mencegah terjadinya pemanasan lebih

pada material isolasi

Memil iki kekuatan tracking yang t inggi selama terjadinya tekanan pada permukaan

material , untuk mencegah terjadinya tracking atau erosi .

Memil iki konstanta dielektr ik yang sesuai

Persyaratan mekanik diperlukan karena material isolasi merupakan material

konstruksi yang memil ik i karakterist ik beban tertentu. Beberapa sifat yang penting

pada material isolasi adalah:

Kekuatan tensi l (misalnya pada isolator saluran udara)

Kekuatan tarik (post isolator pada gardu induk)

Kekuatan tekanan ( isolator pedestal pada antena) atau

Kekuatan menahan tekanan ( isolator CB dengan tekanan internal) .

Karakterist ik mekanis sepert i modulus elast is itas, kekerasan dan lain- lain

merupakan karakterist ik yang sangat berhubungan dengan tekanan dan perancangan

yang sesuai.

Peralatan l istr ik seringkal i mengalami kenaikan temperatur pada operasi normal

sebagaimana pada kondisi gangguan. Spesif ikasi dari s i fat termal sepert i kekuatan

bertahan terhadap panas yang t inggi , kekuatan bertahan yang baik terhadap panas,

konduktivitas termal yang t inggi , koefis ien ekspansi termal yang rendah, dan

kekuatan bertahan terhadap busur api yang t inggi .

Material isolasi juga harusnya t idak sensit i f terhadap kondisi l ingkungannya. Oleh

karena itu material isolasi hendaknya memil ik i beberapa sifat la in sepert i : memil ik i

ketahanan terhadap ozone, impermeabil i tas, bersifat higroskopik, daya serap air

rendah, dan kestabi lan radiasi .

Sifat-s ifat teknologi sepert i kemampuan proses dan kerja yang t inggi , homogen,

kestabi lan ukuran dan lain- lain yang penting untuk produksi ekonomis harus pula

diperhitungkan.

Material isolasi yang diterapkan pada sistem tegangan t inggi harus memenuhi

persyaratan yang seringkal i bertentangan. Oleh karena itu, pemil ihan material isolasi

untuk apl ikasi tertentu harus melalui kompromi antara syarat-syarat dan sifat-s ifat

yang harus dipenuhi.

2.2. Sifat dan pengujian material isolasi

2.2.1 Sifat l istr ik

a) Kuat medan tembus

Kuat medan tembus merupakan sifat material yang sangat penting yang sangat

berhubungan dengan ukuran material , meskipun t idak menggambarkan spesif ikasi

tetap dari material . Hal ini disebabkan adanya pengaruh parameter lain sepert i jar i -

jar i lekukan isolasi dan permukaan elektroda, ketebalan lapisan, jenis tegangan,

lamanya tekanan, tekanan udara, temperatur, frekuensi dan kelembaban. Untuk

material isolasi dan konfigurasi elektroda tertentu, ni lai-ni lai yang berhubungan

dengan hal-hal di atas telah tersedia (misalnya, untuk udara dan SF 6 pada kondisi

standar dan konfigurasi yang berbeda). Pada kasus yang lain, tegangan tembus isolasi

untuk apl ikasi tertentu harus ditentukan secara pengujian.

Untuk material isolasi padat, kr iteria tertentu tersedia dari pengukuran

tegangan tembus atau kuat medan tembus pada plat uj i pada medan homogen atau

kurang homogen. Material isolasi gas dan cair diuj i di antara segmen-segmen sferis.

Gambar 1 menunjukkan contoh pengaturan pengujian standar untuk

penentuan kuat medan tembus pada atau foi l sampai ketebalan 3 mm. Untuk

mencegah pelepasan muatan permukaan pada plat, keseluruhan pengaturan di lakukan

pada cairan isolasi dengan konstanta dielektr ik yang konstan. Pengaturan elektroda

dari segmen sferis dapat di l ihat pada gambar 2 dengan menggunakan material isolasi

cair dan gas yang dapat diatur agar kegagalan (tegangan tembus) tercapai pada jarak

celah 6.5 mm.

Gambar 1 Pengaturan plat elektroda Gambar 2 Pengaturan elek-

untuk pengukuran tegangan tembus mate- troda dengan segmen sferis ntuk

rial isolasi padat untuk ketebalan material pengukuran tegangan tembus un-

sampai 3 mm. tuk material isolasi cair.

Gambar 3 Elektroda plat dengan cincin untuk pengukuran

tahanan volume material isolasi padat

1 plat , 2 sampel material isolasi , 3 elektroda pengukuran

4 cinci , 5. bagian isolasi dan pemandu.

Pengujian tegangan tembus di lakukan dengan tegangan bolak-bal ik, yang dinaikkan

dari tegangan nol sampai tegangan tembus dalam orde 10-20 detik. Ni lai tengah

dari tegangan tembus ditentukan dari 5 sampel; j ika ada ni lai yang melebihi 15%

dari ni lai tengah, maka harus diuj i lagi 5 sampel tambahan sehingga ni lai tengah

ditentukan dari 10 sampel uj i . Kuat medan tembus dapat diuj i dari tegangan tembus

dan jarak elektroda terkeci l .

b) Tahanan isolasi

Sistem isolasi di lapangan memil ik i beberapa jenis dielektr ik yang seringkal i

mengalami tekanan dalam susunan paralel . Oleh karena itu, tahanan isolasi dari

isolator terdir i atas kombinasi paralel tahanan permukaan dan tahanan volume.

Sementara, tahanan volume sendir i yagn biasanya dinyatakan sebagai tahanan jenis

dalam cm, t idak terpengaruh oleh medium sekel i l ingnya, sedangkan tahanan

permukaan sangat dipengaruhi oleh kondisi l ingkungan sepert i tekanan udara,

temperatur, kelembaban, debu, dan lain- lain.

Pengaturan pengukuran tahanan volume dari sampel material isolasi plat dapat

di l ihat pada gambar 3. Elektroda hidup yang juga menopang sampel plat, dipasang

berlawanan dengan elektroda yang diukur. Tahanan volume diukur dari tegangan

searah yang diberikan (100 V atau 1000 V) dan arus yang diambil dari elektroda

terukur. Cincin yang diatur secara konsentris mengel i l ingi elektroda terukur dengan

jarak celah 1 mm untuk kesalahan pengukuran yang disebabkan oleh arus permukaan.

Pengaturan pengujian khusus tersedia untuk sampel material isolasi berbentuk

tabung, untuk gabungan isolasi yang dapat di lebur, dan untuk material isolasi cair .

Material isolasi yang umum menunjukkan tahana volume jenis 10 1 2 –10 1 3 cm,

sedangkan material superior dapat mencapai tahanan sampai 10 1 7 cm atau lebih

besar lagi .

Untuk mengukur tahanan permukaan digunakan pinggir pisau logam, dengan

jarak celah 1 cm pada posis i 10 cm di atas permukaan material isolasi pada pengujian

dengan tegangan searah. Dari tegangan dan arus, maka besar tahanan permukaan,

yang dinyatakan dalam ohm, dapat ditentukan.

c) Kekuatan tracking

Pada saat s istem isolasi diberikan tekanan l istr ik, maka sebuah arus yang

ditentukan oleh besarnya tahanan permukaan akan mengal ir pada permukaan isolator

yang mengarah pada terjadinya kebocoran atau arus jalar. Sangat mudah dipahami

bahwa kondisi l ingkungan sepert i temperatur, tekanan udara, kelembaban dan polusi

akan sangat menentukan besar arus bocor tersebut. Material isolasi yang digunakan

di lapangan seharusnya dapat melawan arus bocor tersebut sehingga t idak ada atau

hanya sedikit sekal i kerusakan yang terjadi pada permukaan isolator.

Arus bocor akan menghasi lkan tekanan termal dan kimia pada permukaan. Efek

yang dapat di l ihat akibat tekanan yang berlebih adalah munculnya jalur- jalur retak

akibat dekomposisi material ; kerusakan ini dapat muncul dalam bentuk jalur konduksi

yang menghasi lkan tekanan elektr ik lanjutan atau erosi , yang akan meninggalkan jalur

retak lagi sesudahnya. Meskipun sifat isolasi dipengaruhi oleh erosi , misalnya oleh

deposis i debu, tetapi kemampuan tekanan elektr ik t idak dipengaruhi. Erosi dapat

terjadi baik pada plat maupun pit (gambar 4).

Tracking t idak terbatas hanya pada permukaan isolasi di luar ruangan,

melainkan juga dapat terjadi pada permukaan isolasi di dalam ruangan j ika kondisi

l ingkungannya t idak mendukung, bahkan tracking dapat pula terjadi permukaan

isolator yang di pasang di dalam peralatan. Hal ini dipengaruhi oleh karakterist ik dari

material isolasi i tu sendir i , oleh bentuk dan penyelesaian elektroda dan permukaan,

dan juga oleh kondisi eksternal.Flashover dapat bermula dari bergabungnya beberapa

jalur retak yang ada pada permukaan isolator.

Penguj ian kekuatan tracking dari material isolasi di lakukan dengan

menggunakan metode yang telah digambarkan di atas. Pada metode KA dengan

mengacu pada VDE, elektroda plat inum ditempatkan pada sampel material isolasi

dengan ketebalan minimum 3 mm dan tegangan bolak-bal ik 380 V pada pengaturan

elektroda sepert i yang ditunjukkan pada gambar 5. Pipet dengan satu tetesan

campuran uj i dengan konduktivitas tertentu di lakukan setiap 30 detik. Tetesan

tersebut akan membasahi permukaan material isolasi di antara kedua elektroda yang

akan menyebabkan arus bocor. Setelah jumlah tetesan sampai waktu tertentu yang

diset secara otomatis tercapai, maka hasi l penguj ian segera dievaluasi , atau lebar

terbesar dari saluran yang terbentuk diukur.

Gambar 4 Erosi jenis plat (a) dan saluran (b) pada

cetakan epoxy resin.

Gambar 5 Pengaturan penentuan kuat tracking

1 pipet

2 elektroda platina

3 sampel material isolasi

d) Tahanan busur

F lashover yang terjadi sepanjang permukaan material isolasi dengan busur-

daya yang berturut-turut sangat jarang terjadi , tapi pada dasarnya gangguan tersebut

t idak dapat dihindari pada sistem isolasi di lapangan. Material isolasi yang

memperl ihatkan pengaruh busur memil ik i s i fat l istr ik dan mekanik yang bermacam-

macam. Disebabkan oleh temperatur busur yang t inggi dan sebagai konsekuensi dari

pembakaran t idak sempurna material isolasi , ja lur konduksi dapat terjadi

sehinggatidak boleh lagi mengalami tekanan l istr ik.

Untuk menenukan tahanan busur, elektroda karbon yang disuplai tegangan

searah 220V dipasang pada plat isolasi . Dengan adanya busur pada permukaan

material isolasi , maka elektroda akan digerakkan menjauh dengan kecepatan 1

mm/dtk sampai jarak maksimum 20 mm. Enam level dari tahana bususr, L1 sampai L6,

ditentukan berdasarkan t ingkat kerusakan yang disebabkan oleh busur itu, digunakan

sebagai gambaran sifat material .

e) Konstanta dielektrik dan faktor disipasi

Konstanta dielektr ik r d isebabkan oleh efek polarisasi pada material isolasi .

Untuk material isolasi di lapangan, yang jauh dari polarisasi deformasi (elektronik,

ion, dan polarisasi lapisan), polarisasi orientasi penting karena material-material

isolasi memil ik i dipol-dipol permanen pada struktur molekulnya. Ini adalah penyebab

utama terjadinya losses polarisasi dan berpengaruh pada kebebasan frekuensi dari r

dan tan , yang sangat penting pada apl ikasi teknis.

Karena mekanisme polarisasi memil ik i waktu relaksasi berbeda-beda,

perubahan r sebagai fungsi frekuensi ditunjukkan pada gambar 6. Waktu relaksasi

yang berbeda menghasi lkan batasan frekuensi yang mana mekanisme berikutnya t idak

ada lagi , karena perpindahan dipol yang berhubungan t idak terjadi . Ini lah penyebab

mengapa konstanta dielektr ik past i berkurang. Dengan adanya perubahan keadaan,

variasi tahap r dapat terjadi akibat perubahan mobil itas dipol.

Pada setiap daerah transis i konstanta dielektr ik, faktor dis ipasi tan memil ik i

ni lai maksimum. Tapi hanya daerah transis i dari a ke b (gambar 6) yang penting untuk

s istem isolasi di lapangan, yakni daerah frekuensi dimana polarisasi orientasi hi lang.

Gambar 6 Grafik konstanta dielektrik fungsi frekuensi

a) polarisasi orientasi

b) polarisasi ionik

c) polarisasi elektronik

Hal penting tentang sifat material isolasi bergantung pada tegangan dan

temperatur. J ika kurva tan = f(U) menunjukkan t it ik- lutut ionisasi , maka hal i tu

membuktikan terjadinya t it ik awal pelepasan muatan sebagian. Peningkatan losses

polarisasi disebabkan adanya konduksi ionik yang diketahui dari kurva tan = f( ) .

Pengukuran tan dan penentuan r d i lakukan dengan menggunakan rangkaian

jembatan.

2.2.2. Sifat termal

Pada peralatan dan instalasi yang disuplai dengan l istr ik, panas dihasi lkan

oleh losses ohm pada konduktor, melalui losses dielektr ik pada material isolasi dan

melalui losses magnetisasi dan arus eddy pada besi . Karena material isolasi memil ik i

stabi l i tas termal yang sangat rendah, dibandingkan dengan logam, maka kenaikan

temperatur yang di iz inkan pada material isolasi seringkal i membatasi penggunaan

dari peralatan. Oleh karena itu, pengetahuan tentang sifat termal material isolasi

menjadi sangat penting dalam konstruksi dan perancangan peralatan.

a) Panas jenis

Disebabkan adanya inersia dari pemindahan panas, maka material isolasi harus

memil ik i kemampuan menyerap pulsa termal sesaat, disebabkan oleh variasi beban

yang cepat, melalui kapasitasnsi termalnya akibat peningkatan temperatur. Panas

jenis c dari beberapa material penting nampak pada tabel A3.1. Untuk pemanasan

adiabatik:

d imana:

m = massa

W = energi yang disuplai

b) Pemindahan panas

Selama terjadinya tekanan kontinu pada kondisi operasi yang stat is , panas yang

muncul sebagai akibat losses harus dipindahkan ke udara sekel i l ingnya. Mekanisme

pemindahannya adalah konduksi , konveksi dan radiasi termal. Pada konduksi termal,

arus yang mengal ir di antara plat datar dinyatakan dengan :

d imana:

A = luas plat

s = ketebalan plat

(T 1 – T 2) = perubahan temperatur

Faktor proporsional merupakan konduktivitas panas yang dapat diasumsikan

konstan pada range temperatur tertentu; daftarnya dapat di l ihat pada tabel 1.

Untuk memindahkan panas dengan cepat dari peralatan l istr ik dibutuhkan

konduktivitas termal yang baik. Hal ini dapat di lakukan dengan sangat baik dengan

menggunakan material isolasi kr istal karena susunan atom-atomnya teratur dalam

lapisan kristal dan jarak atonya yang keci l , sehingga terjadi pemindahan atom yang

sangat baik. Berbeda dengan itu, material amorf memil ik i konduktivitas termal yang

jelek, sepert i yang telah di jelaskan pada contoh kristal dan pasir kuarsa amorf. Untuk

kristal kuarsa = 6 – 12 W/mK, sedangkan untuk gelas kuarsa = 1.2 W/mK. Sifat

konduksi termal yang baik pada kuarsa dapat meningkatkan ni lai pada cetakan yang

di is i , ketika kuarsa kr istal dalam bentuk pasir atau bubuk kuarsa digunakan sebagai

material pengisi .

Untuk pemindahan panas secara konveksi , arus termal P sebanding dengan luas

batas A dan perbedaan temperatur antara medium disipasi dan absorpsi :

P = . A (T 1 – T 2)

Jumlah transis i termal bukanlah sebuah konstanta material , melainkan bergantung

pada beberapa parameter sepert i kerapatan dan panas jenis medium, kecepatan

al iran dan jenis al iran. Untuk perhitungan awal, dapat digunakan ni lai-ni lai berikut:

dalam W/m 2K

Objek tetap / udara stasioner

Objek tetap / udara bergerak

Objek tetap / zat cair

3.4 – 35

12 – 600

250 - 6000

Karena ni lai-ni lai tersebut memil ik i range yang besar, maka untuk penggunaan

di lapangan, perlu di lakukan perhitungan lanjut untuk menentukan ni lai yang eksak

dengan menggunakan l i teratur.

Pemindahan panas dengan radiasi t idak di jelaskan secara detai l di s ini , sebab

hanya penting untuk pemasangan CB dan SF 6 .

c) Ekspansi Termal Linier

Material isolasi adalah material konstruksi yang seringkal i digunakan bersam

dengan logam. Pengganti dari ekspansi termal yang lebih besar dari material isolasi

organik adalah t imbulnya tekanan mekanis berlebih yang berahaya yang dapat

menimbulkan retak pada elektroda. Untuk material isolasi inorganik ekspansi termal

l inier lebih rendah daripada logam; sehingga adanya peningkatan ekspansi termal

dipengaruhi oleh jenis pengisi material organik dengan zat-zat inorganik misalnya

epoxy resin dengan pasir kuarsa. Material yang mengandung kistal sangat sering

memil ik i ekspansi termal yang lebih besar daripada material amorf.

d) Kestabilan termal

S i fat penting dari material isolasi adalah kemampuannya mempertahankan

bentuknya (shape retention) dari pengaruh panas; ada dua metode untuk

menentukannya. Menurut Martens, kemampuan mempertahankan bentuk panas dapat

ditentukan dengan pengujian rod standar berukuran 10x15 mm 2 dan panjang 120 mm

yang diberikan tekanan pembengkokan yang seragam (uniform) pada sepanjang rod

tersebut sebesar 500 N/cm 2 . Pada saat yang sama, temperatur l ingkungan dinaikkan

dengan kecepatan 50 oC/jam. Temperatur pada saat rod menjadi bengkok dinamakan

kemampuan mempertahankan bentuk panas. Untuk material termoplast ik digunakan

metode Vicat. Temperatur Vicat adalah temperatur dimana sebuah jarum tumpul

berukuran 1 mm 2 yang diberikan gaya 10N atau 50N mampu menembus material

isolasi sampai kedalaman 10.1 mm.

Tabel berikut menunjukkan beberapa data yang berhubungan:

MaterialShape retention

menurut Martens dalam oC

Pada panas menurut

Vicat dalam oC

PVC

PTFE

Cetakan-EP

PUR

PE

60

70

sampai 160

sampai 80

-

70 – 90

75 – 100

-

-

40 – 75

Pada material plast ik, cetakan tersebut t idak hanya mengalami penurunan

dalam kemampuan tegangan, kekuatan kompresi dan pembengkokan, melainkan juga

mengalami perusakan sifat l istr ik dan dielektr ik.

Ni lai shape tention yang besar pada terpaan panas merupakan kelebihan bagi

material isolasi inorganik dibandingkan material organik.

2.2.3. Sifat Kimia

Pada saat zat-zat asing berdifusi ke dalam material isolasi , maka material

tersebut akan mengalami perubahan kimia. Hanya material inorganik sepert i kaca dan

keramik yang t idak dapat diotembus ( impermeable). Pada material organik s intetis ,

difusi dapat terjadi pada molekuler pol imer. Kecepatan difusi bergantung pada

struktur material dan daya tarik-menarik antara material dan zat-zat asing.

Contoh, semua material isolasi organik menyerap uap air lewat proses difusi .

Hal terebut akan menimbulkan kerusakan sifat l istr ik dan dielektr ik. Garam yang

dihasi lakn dari proses hidrol is is atau bahan pengotor akan meningkatkan

konduktivitas dan menyeabkan faktor dis ipasi dan kuat medan tembus yang lebih

buruk. Konstanta dielektr ik air yang besar akan mengubah konstanta dielektr ik

material dan menyebabkan perubahan pada distr ibusi tegangan pada tekanan dengan

tegangan bolak-bal ik. Selain itu, air yang terserap dapat menyebabkan perubahan

dimensi dan korosi pada elektroda.

Material isolasi yang digunakan di luar ruangan memil ik i permukaan dengan

daya basah yang rendah, sehingga bagian yang dekat dengan air harus dihindari . Daya

basah permukaan dinyatakan dengan karakterist ik air pada permukaan kering sepert i

yang ditunjukkan pada gambar 7. Semakin besar sudut vmax yang searah dengan

kecepatan tetesan (drop) air , maka semakin keci l daya basah permukaan material .

Ni lai-ni lai hasi l percobaan dapat di l ihat pada tabel:

Material isolasi v m a x v m i n

Paraff in

Si l icon rubber

Gelas, mika

110 o

100 o

0 o

95 o

90 o

0 o

Gambar 7 Sudut Kontak Material Isolasi

a) dengan tetesan bergerak

b) drop dengan sudut kontak > 90o

(misalnya air pada PTEE)

v = arah gerak / kecepatan

Material-material inorganik sepert i porsel in dan kaca, memil ik i resistansi

terhadap alkal i dan asam (kecual i terhadap asam hidrofluoric); sedangkan material

organik sangat rentan terhadap asam oksida, alkal i dan hidrokarbon. Untuk material

isolasi yang digunakan di luar ruangan, lapisan-lapisan polusi basah dapat diuraikan

dengan menggunakan tekanan elektr ik dan panas sehingga menghasi lk lanm zat kimia

tertentu yang j ika berinteraksi dengan cahaya, oksigen, ozon, panas dan radiasi UV,

akan menyebabkan kerusakan pada material isolasi .

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Dari materi yang telah dibahas sebelumnya mengenai material isolasi l istr ik pada

teknologi tegangan t inggi maka dapat dis impulkan bahwa fungsi yang pal ing penting

dari material isolasi adalah untuk mengisolasi konduktor bertegangan satu sama lain

dan terhadap bumi.

ada beberapa persyaratan yang ditentukan untuk karakterist ik l istr ik dari material

isolasi :

Memil iki kekuatan elektr ik yang t inggi , untuk mendapatkan ukuran yang keci l dan

biaya rendah dengan volume material sesedikit mungkin.

Memil iki dielektr ik losses yang rendah, untuk mencegah terjadinya pemanasan lebih

pada material isolasi

Memil iki kekuatan tracking yang t inggi selama terjadinya tekanan pada permukaan

material , untuk mencegah terjadinya tracking atau erosi .

Memil iki konstanta dielektr ik yang sesuai.

Beberapa sifat yang penting pada material isolasi adalah:

Kekuatan tensi l (misalnya pada isolator saluran udara).

Kekuatan tarik (post isolator pada gardu induk).

Kekuatan tekanan ( isolator pedestal pada antena) atau,

Kekuatan menahan tekanan ( isolator CB dengan tekanan internal) .

DAFTAR PUSTAKA

http://dunialistrik.blogspot.com/2009/04/material-isolasi-listrik-teknologi-tegangan-tinggi.html.

http://maintenace.wordpress.com/2009/10/25/-isolasi-tegangan-tingg