Bahan Isolasi

Sifat Kelistrikan

Ada 3 pembahasan :• Resistivitas• Permitivitas• Sudut kerugian dielektrik

Resistivitas :Semakin besar (tak hingga) resistivitassemakin bagus bagus isolasi.

Ri = (V / Ib), dimana : Ri = Resistansi Isolasi (Ω)

Ib = Arus Bocor (A) V = Tegangan yang digunakan (V)

Permitivitas• Permitivitas bahan Isolasi penting untuk penggunaan

pada dielektrik kapasitor. • C = ((10-9.ε) / (36 . Π)) . (S / h)

dimana : ε = permitivitas bahan dielektrik

h = jarak antara keping2 kapasitor

s = luas permukaan keping2 kapasitor• Permitivitas udara yaitu 1,000589• sedangkan zat padat dan cair selalu > 1

Sudut kerugian dielektrik• Ketika bahan isolasi diberi

teg.AC, maka terdapat energi yang diserap oleh bahan (faktor kapasitif)

• Besarnya kerugian yang diserap bahan isolasi berbanding lurus dengan tegangan (V), Frek. (Hz), Kapasitansi (C) dan sudut kerugian dielektrik tan ə

• Semakin besar tegangan, frekwensi dan kapasitansi untuk kerugian yang sama, maka makin kecil Tan ə atau sudut antara Ic dengan I total, dan makin besar sudut antara Ir dan I total.

P = (V . 2π . F . C . Tan ə)Tan ə = P / (V2 . 2π . F . C )

V

δφ

ĪIc

IrIc = f (Ir)

Isolasi GasDigunakan sebagai pengisolasi sekaligus media penyalur panas

• Udara Mempunyai teg.tembus cukup besar, yaitu 30 kV/cm Hubungan antara teg.tembus dan jarak untuk udara tidak linier, contoh

pada 2 elektroda yang dipisah dengan udara mempunyai beda teg. cukup tinggi. ketika teg. yang melebihi teg. tembus, maka akan timbul loncatan api. Bila terus dinaikkan maka akan terjadi busur api.

Besarnya teg.tembus pada udara dipengaruhi oleh besarnya tekanan udara. Makin besar tekanan makin besar teg. Tembus

• SF6 (Sulfur Hexa Fluorida) Gas bentukan antara shulpur dan fluor dengan reaksi eksotermis Terdapat 6 atom fluor yang mengelilingi 1 atom shulpur SF6 merupakan gas yang terberat dengan massa jenis 6,139 kg/m3

atau 5 kali berat udara pada suhu 0°C dan tekanan 1 atm.

Sifat lainnya tidak terbakar, tidak larut pada air, tidak beracun, tidak bewarna dan tidak bau.

• SF6 merupakan bahan isolasi yang baik, yaitu 2,5 kali kemampuan isolasi udara.

• Perbandingan SF6 dengan gas lain:

Bahan Isolasi Cair

• Sebagai bahan pengisi pada peralatan listrik ; minyak trafo, pemutus beban, rheostat

• Terdapat bahan isolasi cair lain yang mempunyai kekentalan, pemurnian serta sifat2 lain yang berbeda, contoh minyak kabel berisolasi kertas, dibuat lebih kental dari minyak trafo.

• Bahan isolasi kabel yang di impregnasi dengan minyak yang kekentalannya rendah dengan pemurnian yang tinggi yaitu kabel tegangan ekstra tinggi yang diisi minyak dll.

Bahan Isolasi Berserat

• Terdiri dari serat-serat yang terpisah satu dengan yang lain

• Kelebihan : mempunyai fleksibilitas yang baik, kekuatan mekanis tinggi, mudah di proses dan murah.

• Kekurangan : teg. Tembus rendah, sehingga bahan berserat tersebut perlu di impregnasi. Yang asli tergolong bahan isolasi kelas Y, setelah diimpregnasi menjadi kelas A.

• Benang, pita, kain struktur serat mudah dilihat• Kayu, kertas struktur seratnya sangat halus.

Bahan Isolasi Mineral

• Bahan yang diperoleh dari hasil tambang dan digunakan sebagai isolasi pada ikatan kimia atau keadaan alaminya tanpa proses kimia atau thermal sebelumnya.

• Mika, mikanit dan bahan mineral lain• Kaca dan porselen tergolong mineral, tetapi

penggunaannya tidak pada bentuk atau keadaan alaminya, melainkan harus diproses dahulu dengan pemanasan, pengerasan dan pelumeran.

Plastik

• Bahan sintetis yang dapat dibentuk dengan pemanasan dan dapat diperkeras tergantung pada stukturnya. Penggunaannya pada kawat dan kabel berisolasi plastik.

• Dibedakan pada termoplastik dan termosetting• Termoplastik dapat dilunakkan dengan

pemanasan, dan pada proses pendinginan akan mengeras lagi. Tidak tahan terhadap suhu tinggi kecuali teflon.

• Termosetting umumnya tidak terbakar, tetapi pada suhu tinggi akan terjadi proses pengarangan dan rontok

Serat Optik

• Keuntungan : dimensinya lebih kecildan ringan, bebas dari interferensi elektromagnetis, tidak ada loncatan bunga api, tidak mungkin terjadi hubung singkat, terjadinya croostalk kecil, tahan terhadap kimia dan suhu sehingga cocok di daerah tropis.

• Sistem komunikasi : mengubah dari sinyal2 listrik menjadi sinyal cahaya pada sisi pengirim dan mengubah cahaya menjadi sinyal listrik pada sisi penerima.

• Diperlukan sumber optik di pengirim dan detektor optik di penerima