BAHAN-BAHAN ISOLASI PADAT,CAIR DAN GAS

04 March 2013 07:58:21 Dibaca : 9122

I. Bahan isolasi yang berbentuk gas

a. Udara

Udara merupakan bahan isolasi yang mudah didapat dan mempunyai tegangan tembus yang cukup besar yaitu 30kV/cm.

Susunan udara di muka bumi, terdiri atas 79% Nitrogen (N2) dan 20% Oksigen (O2), sedangkan sisanya adalah sekitar 1% terdiri dari: Argon, Helium, Neon, Kripton, karbondioksida dan lain-lain.

Pada sistem jaringan tenaga listrik, maka udara merupakan bahan penyekat antara kawat konduktor atau antara kawat konduktor dengan tanah. Pada tekanan yang tidak terlalu tinggi, udara merupakan bahan penyekat yang baik, kebocoran melalui udara adalah kecil sekali. Tetapi pada tekanan yang cukup tinggi, maka akan terjadi loncatan elektron di udara. Udara sering juga digunakan sebagai pendingin.

B. Hidrogen

Sifat-sifatnya adalah:

tidak berwarna dan tidak berbau,merupakan gas yang teringan,mudah terbakar tetapi tidak memelihara pembakaran,bila bercampur dengan udara mudah meletustegangan tembusnya 18 kV/cmgas hidrogen ekonomis bila dipergunakan pada mesin-mesin kapasitas 15 MW ke atas.

Keuntungan pengunaan gas hidrogen dibandingkan dengan udara

Kebisingan suara berkurangTemperatur pendinginan yang dibutuhkan relatif rendahEfisiensi dapat naik antara 0,7 sampai 1% lebih tinggi dengan kepekatan Hidrogen 8 sampai 10 kali lebih rendah daripada udara.Daya hantar panas hidrogen 6 sampai 7 kali lebih besar daripada udara.Tidak membutuhkan pengamanan terhadap bahaya kebakaran (hidrogen tidak memelihara kebakaran).

C. Sulfur Heksafluorida (SF6)

Sulfur heksafluorida (SF6) merupakan suatu gas hasil reaksi eksotermis antara unsur sulfur dengan fluor :

S + 3 F2 SF6 + 262 kkalori

Sifat-sifatnya :

Merupakan gas terberat (massa jenisnya 6,14 kg/m3 atau sekitar 5 kali berat udara )Tidak mudah terbakarTidak larut dalam airTidak beracunTidak berwarna dan tidak berbauTegangan tembusnya sangat tinggi yaitu 75 kV/cmTepat sekali digunakan sebagai pendingin pada peralatan listrik yang menimbulkan panas atau bunga api.

II. Bahan isolasi berbentuk 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.

a. Minyak transformator

Fungsi minyak transformator adalah mengeluarkan panas yang ditimbulkan arus listrik dalam kumparan dan melindungi kumparan transformator dari pengaruh air.

Tegangan tembus minyak transformator untuk jarak 2,5 mm :

Tegangan kerja

Minyak baru

Minyak sedang dipakai

> 35 kV

40 kV

35 kV

6-35 kV

30 kV

25 kV

< 6 kV

30 kV

20 kV

Agar minyak transformator dapt berfungsi sebagai pendingin yang baik, maka kekentalannya tidak boleh terlalu tinggi agar mudah bersirkulasi di dalam tangki. Untuk memperpanjang umur minyak transformator, bisa dilakukan dengan cara mencampurnya dengan senyawa tertentu, antara lain dengan paraoksi diphenilamin. Senyawa tersebut dimasukkan ke dalam minyak transformator yang telah dipanasi hingga 85oC. Campuran yang terjadi, konsentrasinya dibuat 0,1% dan selanjutnya didinginkan. Minyak transformator yang sudah diberi senyawa paraoksi diphenilamin akan berwarna kemerah-merahan.

III. Bahan isolasi padat

a. Bahan tambang

Bahan tambang merupakan bahan yang asalnya didapat dari penggalian tanah. Bahan ini ada yang berbentuk bijih (besi, timah, seng dan lain-lain), dan harus diproses terlebih dahulu dalam dapur untuk mendapatkan bahan yang dikehendaki. Selain itu ada beberapa brongkolan/batu (pualam, batu tulis dan sebagainya).

1. Batu pualam

Yang dimaksud dengan batu pualam adalah batu kapur (CaCo3) atau dolimit yang dipoles. Sifat-sifatnya yaitu ada yang berwarna putih, kuning, kelabu dan lain-lain tergantung dari warna pigmen, mudah pecah dan berat, dan mudah menghisap air atau minyak. Karena sifat-sifat tersebut diatas, maka sekarang batu pualam jarang dipakai sebagai bahan isolasi.

2. Asbes

Asbes merupakan bahan yang berserat, tidak kuat dan mudah putus. Selain itu asbes tidak bisa terbakar jadi tahan panas tinggi. Asbes dapat dibuat lempeng-lempeng tipis, yang disebut kertas asbes. Sedangkan semen asbes dibuat dari bahan-bahan semen Portland sebagai pengikat dari asbes, kemudian dipres dalam keadaan dingin dan dibuat dalam bentuk papan, lempeng, tabung dan lain-lain. Asbes disamping digunakan sebagai penyekat panas, juga sebagai penyekat listrik. Sebagai penyekat listrik, asbes digunakan pada tegangan rendah. Untuk mempertinggi daya sekat listriknya, asbes dicelupkan dalam vernis, sirlak atau bahan penyekat lainnya, sehingga daya mekanis dan daya tahanan airnya lebih kuat.

3. Mika

Sifat-sifat dari mika adalah kekuatan dielektriknya 3.000 V/mm, dielektric loss factornya rendah, tahanan listriknya tinggi, tahan terhadap panas dan lembab, kekuatan mekanisnya baik, temperaturnya kerjanya baik, dan mudah lentur tetapi kuat

Bentuk senyawa dari mika :

Mika alam, Muscovita [KAl2, AlSi3O(OH)2] disebut juga Lonit mika, merupakan bahan yang paling banyak digunakan. Selain itu Phlogopite [KAl2, AlSiO3(OH)2] sifat-sifatnya tidak sebaik Muscovite, tetapi tahan terhadap temperatur tinggi, mempunyai kestabilan yang tinggi dan jernih.Mika sintetis, fluorophlogopite, mika ini dibuat dengan jalan memanaskan campuran antara silikat, aluminium, magnesium, dan ditambahkan kedalam Fluorence Compound. Susunan atomnya hampir sama dengan phlogopite.Penggunaan mika :Sebagai bahan isolasi yang terpenting seperti elemen-elemen pemanas mesin-mesin elektrikSebagai bahan dielektrik termasuk kelas C, karena tahan terhadap temperatur, bila dicampur dengan dielektrik kelas A akan membentuk golongan perantara B dan bila dicampur dengan silikon menghasilkan bahan dielektrik kelas H dipergunakan sebagai bahan pengisi kapasitor.Sebagai bahan kapasitor, mica receiving, mica transmitting dan mica reconstituted.

4. Mekanit

Merupakan mika yang dirubah sesuai dengan kebutuhan pemakainya. Contohnya :

polat mekanit, mekanit komutator, pita mekanit.

b. Bahan-bahan berserat

Ada tiga macam golongan dasar yang dipergunakan yaitu tumbuh-tumbuhan, binatang, dan bahan tiruan. Sebenarnya bahan ini kurang baik sebagai penyekat listrik, karena sifatnya yang sangat menyerap cairan. Kita tahu bahwa cairan dapat merusak penyekat dan daya sekat listrik akan turun. Faktor-faktor yang menyebabkan bahan serat dipakai sebagai penyekat listrik adalah bahannya akan melimpah sehingga harganya murah, daya mekanisnya cukup baik (kuat dan fleksibel), dengan disusun berlapis-lapis dan dengan dicampur zat-zat lain, dapat diperbaiki daya mekanisnya, daya sekatnya dan ketahanannya terhadap panas.

Contohnya benang, terbuat dari atau sutra. Tekstil, terbuat dari benang yang ditenun dan dijadikan pita atau kain.selain itu dikenal juga tekstil tiruan, misalnya nilon, tetoron, decron, trilin dan sebagainya..