cable present

23
INSULATING MATERIAL FOR CABLES Presented by Rezon Arif B / L2F008082

Upload: rezon-arif

Post on 01-Jun-2015

906 views

Category:

Business


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Cable present

INSULATING MATERIAL FOR CABLES

Presented byRezon Arif B / L2F008082

Page 2: Cable present

introductionMaterial isolasi mulai digunakan pada konduktor kabel bawah tanah. Dulu kabel transmisi yang bekerja untuk tegangan diatas 46 kV,menggunakan isolasi kertas / minyak sebagai isolasinyaSejak dikembangkannya polimer sintetis, PE mulai dipakai sebagai isolasi.Isolasi pada sistem distribusi (15 to 35 kV) digantikan oleh XLPE pada 1980anPada tegangan yang rendah dipakailah polyvinyl chloride(PVC), silicone rubber (SIR), atau polimer lain yang ada dan mudah diproses.

Page 3: Cable present

lanjutankelebihan dan kekuranganisolasi

Polymer Type PropertyLow Density Polyethylene Low Dielectric losses

Moisture sensitive under voltage stress

Crosslinked Polyethylene Higher losses vs. PE

Ages Better than PE

EPR/EPDM Higher losses vs XLPE or PE

More flexible than XLPE or PE

PVC Must contain plasticizer for flexibility

Higher losses

Page 4: Cable present

Why we choose polimer?Polimer seperti polyethylene, polypropylene, dan ethylene propylene co- dan ter- polypropylene adalah polimer hidrokarbon dan dikenal sebagai polyolefins.Superior properties

1. Excellent electrical properties- Low dielectric constant- Low power factor- High dielectric strengt

2. Exellent Moisture resistance3. Extremely low moisture vapor transmission4. High resistance to chemical and solvent

Page 5: Cable present

Fundamental of Extruded Polymer

Poly ethylenePoly ethylene adalah polimer hidrokarbon yang dibuat dari monomer ethylene.

…CH2= CH2… CH2- CH2- CH2- CH2-…

Metode manufactur dari struktur kimianya dapat mempengaruhi sifat dari polietilene itu sendiri

Page 6: Cable present

Penggambaran struktur kimia polietilen

• Panjang rantai karbon berhubungan dengan berat molecularnya(molecular weight)

• Semakin panjang rantai maka semakin berat pula molekul.

• Semakin besar molecular weight maka jumlah grup dari ethilene juga semakin banyak.

C

H

H

C

H

H

C

H

H

C

H

HChain length Molecular weight

Page 7: Cable present

Crosslinked polyethylene• => menggabungkan beberapa rantai

polietil yang berbeda secara bersama.

XLPE dapat dianggap sebagai penggabungan cabang polyethylene pada rantai PE yang berbeda.

Page 8: Cable present

• ????

Page 9: Cable present
Page 10: Cable present
Page 11: Cable present

Paper Insulated Cable

Tipe Isolasi yang masih dipakai pada kabel tenaga adalah kertas.

Kertas harus di rendam (impregnated) dgn cairan dielektrik yang didapat dari hasil cracking petroleum.

Page 12: Cable present

Ada 3 bahan utama penyusun kertas40% Cellulose30% HemiCellulose30% LigninCellulose sebagai material isolasi harus dipisahkan dari bahan lain melelui proses bleaching(pemutihan) menggunakan sulfates atau sulfites.Hemicellulose bukan jenis material berserat sehingga tidak dipakai dalam jumlah besar.Lignin adalah jenis amorphous material yang berfungsi sebagai pengikat

Page 13: Cable present

Struktur kimia dari cellulose

Struktur kimia dari Polyethylene

H

H

H

HH

OH

OH

CH2OH

oo

H

H

H

HH

OH

OH

CH2OH

o o

H

H

H

HH

OH

OH

CH2OH

oo

C

H

H

C

H

H

C

H

C

H

H

C

H

H

C

H

H

C

H

HC HH

C HH

Page 14: Cable present
Page 15: Cable present

Shields • Polimer yang digunakan untuk shields adalah

ethylene copolymer. Kemungkinan bisa kopolymer dengan propylene atau dengan monomer lainnya seperti vinyl atau ethyl acrylate.

• Untuk isolasi yang perlu diperhatikan molecular weight dan molecular weight distribussion.

• Untuk mendapatkan sifat semikonduktor maka perlu juga ditambahkan carbon pada copolimernya

Page 16: Cable present

Jackets/ selubung

• Jacket digunakan untuk mengurangi pegaruh gesekan dan juga umtuk melindungi kabel dari pengaruh lingkungan.

• Idealnya jacket ini akan melindungi isolasi dari air dan ion bebas yang ada di luar isolasi.

• Material jaket memiliki sifat yang berbeda tergantung dari struktur molekul dan bahan penyusunya.

Page 17: Cable present

Tipe polyethylene untuk material jacket

• Low density (LDPE)• Medium density (MDPE)• High density (HDPE)• Linear Low density polyethylene

(LLDPE)

Page 18: Cable present

Moisture vapour transmission rateMaterial Density Moisture vapor

transmission rate

LDPE 0.92 1.16

MDPE 0.93 0.51

HDPE 0.94 0.58

HDPE 0.95 0.32

LLDPE 0.92 0.74

PVC 1.30 10.0

Semicons 1.15 5.00

PVC adalah yang dipakai sebagai jacket meskipun saat ini sudah menggunakan Neoprene(polychloroprene)atau Hypalon(chlorosulphanated poly ethylene)

Page 19: Cable present

6.Comparison of insulating material

Sejak isolasi kertas dipakai pertama kali pada sistem ketenagaan dan kemudian digantikan oleh isolasi PE untuk tegangan rendah dan medium, tapi perbandingan sifat isolasi tetap menggunakan isolasi kertas sistem fluida sebagai standarnya. Berikut tabel perbandingannya :

Page 20: Cable present

Major difference Between Paper and Polyolefinic Insulation

Paper /Cellulose Polyethylene

Natural Synthetic

Carbon/ hidrogen/ oxigen Carbon / hidogen / oksigen

More polar / medium losses Less polar, Low Losses

Chains linear Chains branched

Fibrils Non fibrils

Partially Crystalline / relatively constant

Partially crystalline / varies with grade employed

No thermal expansion on heating Significant thermal expansion

Not crosslinked Not Crosslinked

Thermal degradation via cleavage at weak link

Degrades at weak link

Page 21: Cable present

Crosslinked polyethylene

Ethylene Propylene Rubber

Synthetic Synthetic

Carbon / hydrogen Carbon / hydrogen

Less polar, low losses Losses due to additive

Chains branched, crosslinked Chains branched, crosslinked

Non- fibril Non- fibril

Slightly less crystalline vs PE Least crystalline of all

Same thermal expansion as PE Slight thermal expansion

Crosslinked Crosslinked

Degrade at weak link Same as XLPE

Page 22: Cable present

Keuntungan pada tiap jenis material isolasi

• Poly ethyleneLow Pemittivity(low dielectric constant)Low tan delta (low dielectris loss)High initial dielectric strength

• Crosslinked polyethyleneSifat mekanis meningkat seiring kenaikan suhuTidak meleleh pada1050C tapi terjadi pemuaian panasreduce susceptibility to water treeing

• EPRreduce thermal expansion relative to XLPEreduce sensitivity to water treeingIncreased Flexibility

• PILCKurang sensitif pada DC testingReduce weightAccecories more easily appliedEasier to appliedNo Hydraulic pressure/ pumping requirmentsReduced risk of flame propagationReduce initial cost

Page 23: Cable present

Tak ada gading yang tak retak

Terima Kasih