final teknologi isolasi

Ujian Teknologi Isolasi (S1)

Nama Nim1.

: Syamsuddin : D411 08 363

Tugas Final Test Teknologi Isolasi

Jelaskan pengertian: a) Medan listrik b) Medan elektromagnetik c) Breakdown voltage d) Breakdown pada gas e) Breakdown pada ruang hampa f) Breakdown pada material padat g) Breakdown pada material isolasi cair

Jawab : (a) Medan listrik adalah efek atau gaya yang ditimbulkan karena adanya kumpulan-kumpulan muatan-muatan listrik (electron atau proton). (b) Medan elektromagnetik adalah efek atau gaya magnet yang timbul karena adanya induksi elektro magnetic pada suatu daerah tertentu. (c) Breakdown voltage adalah tegangan yang menyebabkan dielektrik dari isolator tembus listrik . Dimana besarnya tegangan yang menimbulkan terpaan elektrik pada dielektrik sama dengan atau lebih besar daripada kekuatan dielektriknya. (d) Breakdown pada gas adalah peristiwa tembusnya kekuatan dielektrik suatu isolator gas yang disebabkan besarnya tegangan yang bekerja pada isolator tersebut sama atau melebihi kekuatan dielektriknya. (e) Breakdown pada ruang hampa adalah peristiwa tembusnya kekuatan dielektrik suatu ruang hampa yang disebabkan tegangan lebih (over voltage). (f) Breakdown pada material padat adalah peristiwa tembusnya kekuatan dielektrik suatu material isolator padat yang disebabkan karena over voltage, dimana kegagalan yang terjadi bersifat permanen hal ini karena isolator jenis ini merupakan bahan yang non-self restoring.Rayhan Mustamin / P2700208049 Page 1


(g) Breakdown pada material isolasi cair adalah peristiwa tembusnya kekuatan dielektrik suatu isolator cair yang disebabkan over voltage serta terkontaminasinya kemurnian isolator tersebut oleh partikel asing.

2.

Jelaskan material isolasi pada teknologi tegangan tinggi: (a) Syarat-syarat utama material isolasi. (b) Pengujian dan sifat-sifat material isolasi seperti sifat elek, sifat thermal dan sifat kimia (c) Material isolasi inorganic alami (gas alam, quartz, mica) (d) Material isolasi inorganic synthetic (SF6, glass, cramic) (e) Material isolasi organic alami (minyak mineral, kertas, kertas minyak) (f) Material isolasi organic synthetic (PE, PVC, PTFE, EP, PUR, Elastomer silicone, Minyak silicone).

Jawab : a) Syarat-syarat utama material isolasi yaitu : Memiliki kekuat an e lekt r ik yang t inggi, unt uk mendapat kan ukur an yang kecil dan bia ya rendah dengan vo lume mat er ial sesed ik it mungkin. Memiliki die lekt r ik lo sses yang rendah, unt uk mencegah t er jad in ya pemanasan lebih pada mat er ial iso lasi Memiliki kekuat an t racki ng yang t inggi selama t er jadinya t ekana n pada per mukaan mat er ial, unt uk mencegah t er jadinya trackin g at au erosi. Memiliki ko nst ant a dielekt r ik yang sesuai

b) Pengujian dan sifat-sifat material isolasi :

1. Sifat Elektrik A). K uat medan tembu s Kuat medan t embus merupakan sifat mat er ial yang sangat pent ing yang sangat ber hubungan dengan ukuran mat er ial, meskip u n t idak menggambarkan spesifikasi t et ap dar i mat er ial. Hal ini disebabka n adanya pengaruh par amet er lain sepert i jar i- jar i lekukan iso la s iRayhan Mustamin / P2700208049 Page 2


dan per mukaan elekt roda, ket ebalan lapisan, jenis tegang an, lamanya t ekanan, t ekanan udara, t emperat ur, frekuensi da n

kelembaban. Unt uk mat er ial iso lasi dan konfigurasi elekt ro da t ert ent u, nilai- nila i yang ber hubungan dengan hal- hal di at as t ela h t ersedia ( misalnya, unt uk udara dan S F 6 pada ko ndis i st andar da n konfiguras i yang ber beda). Pada kasus ya ng lain, t egangan t embu s iso lasi unt uk aplikasi t ert ent u harus dit ent ukan secara pengu jian. Unt uk mat er ial iso lasi padat , krit er ia t ert ent u t ersed ia dar i

pengukuran t egangan t embus at au kuat medan t embus pada p lat u j i pada medan ho mogen at au kurang ho mogen. Mat er ial iso lasi g as dan cair diuji di ant ara segmen- segmen sfer is. Pengujian t egangan t embus dilakukan dengan t egangan bo lakbalik, yang d inaikkan dar i t egangan no l sampai t egangan t embu s dalam orde 10-20 dit ent ukan dar i det ik. Nilai t engah dar i t egangan t embu s

5 sa mpel; jika ada nilai yang melebihi 1 5% dar i

nila i t engah, maka harus diu ji lagi 5 sampel t ambahan seh ingg a nila i t engah dit ent ukan dar i 10 sampe l uji. Kuat medan t embu s dapat diuji dar i t egangan t embus dan jarak elekt roda t erkecil.

AKeterangan Gambar : A.

B

B.

Pengaturan plat elektroda untuk pengukuran tegangan tembus material isolasi padat untuk ketebalan material sampai 3 mm. Pengaturan elektroda dengan segmen sferis untuk pengukuran tegangan tembus material isolasi cair

Rayhan Mustamin / P2700208049

Page 3


B). Tahanan Isolasi S ist em iso lasi di lapangan memilik i beber apa jenis die lekt r ik yan g ser ingkali mengala mi t ekanan da lam susunan paralel. Oleh k arena it u, t ahanan iso lasi dar i iso lat or t erdir i at as kombinasi parale l t ahanan per mukaan dan t ahanan vo lume. Sement ara, t ahana n vo lume sendir i yagn biasanya d inyat akan sebagai t ahanan jen is dalam ; cm, t idak t erpengaruh o leh mediu m sekeliling n ya, sedangkan t ahanan per mukaan sangat dipengaruhi o leh ko nd is i lingkungan sepert i t ekanan udara, t emper at ur, kelembaban, d ebu, dan lain- lain.C. Elektroda plat dengan cincin untuk pengukuran tahanan volume material isolasi padat Ket Gambar C : 1. plat 2. Sampel material isolasi 3. Elektroda pengukura 4. Cincin 5. Bagian isolasi dan pemandu

C

Pengat uran pengukuran t ahanan vo lume dar i sampel mater ia l iso lasi plat dapat dilihat pada gambar diat as E lekt roda hidup yan g juga menopang sampel plat , dipasang ber lawanan dengan elekt ro da yang d iukur. Tahanan vo lume diukur dar i t egangan searah yang diber ikan (100 V at au 1000 V) dan arus yang diamb il d ar i elekt roda t erukur. Cincin yang diat ur secara ko nsent r is

mengeliling i elekt roda t erukur dengan jarak celah 1 mm u nt uk kesa lahan pengukuran yang disebabkan o leh arus per mukaan. Pengat uran pengujian khusus t ersedia unt uk sampel mat er ia l iso lasi ber bent uk t abung, unt uk gabungan iso lasi yang dap at dilebur, dan unt uk mat er ial iso lasi cair. Mat er ial iso lasi yang umum menunjukkan t ahana vo lu me jenis 10 1 2 10 1 3 ;cm, sedangkan mat er ial super ior dapat mencapa i t ahanan sampai 10 1 7 ;cm at au lebih besar lagi.


Page 4


Unt uk mengukur t ahanan per mukaan digunakan pingg ir p isau logam, dengan jarak celah 1 cm pada posisi 10 cm d i at as per mukaan mat er ial iso las i pada pengujian dengan t egang a n

searah. Dar i t egangan dan arus, maka besar t ahanan per mukaan, yang dinyat akan dalam ohm, dapat dit ent ukan. C). K ekuatan t rackingPada saat sistem is olasi dib er ika n t eka na n listr ik, ma ka s eb uah ar us ya ng dit entu kan oleh b esar nya tahanan p er mukaan aka n menga lir pada p er mu kaan is olat or yang mengar ah pada t er jadinya keb ocor an atau ar us jalar . Sangat mu dah dipa ha mi bahwa u dar a, kelembaban kondis i da n lingku ngan s ep ert i p olus i aka n sa ngat

temp er atur ,

teka na n

men entu ka n b esar ar us bocor t er s ebut. Mat er ial is olasi yang digu na ka n di lapanga n s ehar us nya dapat mela wa n ar us bocor t ers ebut s ehingga tidak a da atau hanya s edikit s ekali ker u sakan yang t er ja di pa da p er mu kaan is olator . Ar us b ocor akan menghasilka n t eka na n t er mal da n kimia pa da

p er mu kaan. E f ek ya ng dapat dilihat akib at teka nan yang b er leb i h adala h mu ncu lnya jalur - jalur r etak a kib at dekomp os is i mat er ial;

kerusakan ini dapat muncul dalam bent uk jalur konduksi yang menghasilkan t ekanan elekt rik lanjut an at au erosi, yang aka n meningga lkan ja lur ret ak lagi sesudahnya. Meskipun sifat iso las i dipengaruhi o leh erosi, misalnya o leh deposisi debu, t et ap i kemampuan t ekanan elekt r ik t idak dipengaruhi. Erosi dapat t er jad i baik pada plat maupun pit Tracking t idak t erbat as hanya pada per mukaan iso lasi d i lu ar ruangan, melainkan juga dapat t erjadi pada per mukaan iso lasi d i dalam ruangan jika ko ndis i lingkungannya t idak mendu ku ng , bahkan tracking dapat pula t er jadi per mukaan iso lat or yang d i pasang di da lam peralat an. Hal ini dipengaruhi o leh karakt er ist ik dar i mat er ial iso lasi it u sendir i, oleh bent uk dan penye lesaia n elekt roda dan per mukaan, dan juga oleh kondis i ek sternal.

Tracking disebabkan o leh mekanis me yang sama yang t ela hRayhan Mustamin / P2700208049 Page 5


dije laskan pada bagian 1.6. mengenai po lusi f lashover. Fla sho ver dapat ber mula dar i bergabungnya beberapa jalur ret ak yang ad a pada per mukaan iso lat or.

D. Pengaturan penentuan kuat tracking Keterangan Gambar : 1 pipet 2 elektroda platina 3 sampel material isolasi D

Pengujian

kekuat an t racking dar i

mat er ial

iso lasi d ilakuk a n

dengan menggunakan met ode yang t elah digambarkan di at as. Pad a met ode KA dengan mengacu pada VDE, elekt roda p lat in u m dit empat kan pada sampel mat er ial isolasi dengan k eteba la n minimu m 3 mm dan t egangan bo lakbalik 380 V pada pengat ura n elekt roda sepert i yang dit unjukkan pada gambar diatas P ipet dengan sat u t et esan campur an uji dengan kondukt ivitas t ert ent u dilakukan set iap 30 det ik. Tet esan t ersebut akan me mbasah i per mukaan mat er ial iso las i di ant ara kedua elekt roda yang ak a n menyebabkan arus bocor. Set elah jumlah t et esan sampa i wakt u t ert ent u yang diset secar a otomat is t ercapai, maka hasil pengu jia n seger a dievaluasi, at au lebar t erbesar dar i salur an yang t er bent uk diukur. D). Tahanan Busur Flashover yang t er jadi sepanjang per mukaan mat er ial iso las i dengan busur-daya yang bert urut -t urut sangat jar ang t er jad i, t ap i pada dasar nya gangguan t ersebut t idak dapat dihindar i pada s ist e m iso lasi di lapangan. busur Mat er ial sifat iso lasi list r ik yang dan memper lihat ka n mekanik yan g

pengaruh

memilik i

ber macam- macam. Disebabkan o leh t emperat ur busur yang t ingg iRayhan Mustamin / P2700208049 Page 6


dan sebagai konsekuensi dar i pembakaran t idak sempur na mat er ia l iso lasi, jalur konduksi dapat t erjadi sehinggat idak bo leh lag i mengala mi t ekanan list r ik. Unt uk menenukan t ahanan busur, elekt roda kar bon yang d isup la i t egangan searah 220V dipasang pada plat iso lasi. Dengan ad anya busur pada per mukaan mat er ial iso lasi, maka elekt roda aka n digerakkan menjauh dengan kecepat an 1 mm/dt k samp ai jarak maksimu m 20 mm. E nam level dar i t ahana bususr, L1 sampai L6 , dit ent ukan berdasarkan t ingkat kerusakan yang d isebabk an o le h busur it u, digunakan sebagai gambar an sifat mat er ial. E). K onstanta dielekt ri k dan fa kto r disi pasi Ko nst ant a dielekt rik I r d isebabkan o leh efek po lar isasi pad a mat er ial iso lasi. Unt uk mat er ial iso lasi di lapangan, yang jau h d ar i polar isasi defor masi (elekt ronik, io n, dan po lar isasi lap isan), polar isasi or ient asi pent ing karena mat er ial- mat er ial iso las i

memilik i dipo l-dipo l per manen pada st rukt ur mo leku ln ya. I n i adalah penyebab ut ama t er jadinya lo sses po lar isasi d an

berpengaruh pada kebebasan fr ekuensi dar i I r dan t an H, yang sangat pent ing pada aplikasi t eknis. Hal pent ing t ent ang sifat mat er ial iso lasi bergant ung pad a

t egangan dan t emper at ur. Jika kur va t an H = f(U) menu njukk an t it ik- lut ut ionisasi, maka hal it u me mbukt ikan t er jadinya t it ik aw a l pelepasan muat an sebagian. Peningkat an lo sses po lar isas i

disebabkan adanya konduks i io nik yang diket ahui dar i kur va t an H = f(Y). Pengukuran t an H dan penent uan I r dilakukan deng a n menggunakan rangkaian je mbat an.

2. Sifat Thermal Pada peralat an dan inst alasi yang disuplai dengan list r ik, dihasilkan o leh lo sses o hm pada kondukt or, melalu i panas lo sse s

dielekt r ik pada mat er ial iso lasi dan mela lui losses magnet isasi da nRayhan Mustamin / P2700208049 Page 7


arus eddy pada besi. Karena mat er ial is olasi me miliki st abilit as t ermal yang sangat rendah, dibandingkan dengan logam, mak a kenaikan t emperat ur yang diizinkan pada mat er ial iso las i

ser ingkali me mbat asi penggunaan dar i peralat an. Oleh karena it u, penget ahuan t ent ang sifat t ermal mat er ial iso lasi menjad i sangat pent ing dala m konst ruksi dan perancangan peralat an. A). Panas Jeni s Disebabkan adanya iner sia dar i pemindahan panas, maka mat er ia l iso lasi harus memilik i kemampuan menyerap pulsa t er mal sesaat , disebabkan o leh var ias i beban yang cepat , melalu i kapasit asns i t ermalnya akibat peningkat an t emperat ur. Panas jenis c d ar i beberapa mat er ial pent ing nampak pada t abel A3.1. Unt uk

pemanasan adiabat ik:

(T !

W c.m

dimana: m = massa; W = energi yang disuplai B). Pemindahan Pana s Selama t er jadinya t ekanan kont inu pada kondisi operasi yang st at is, panas yang muncul sebagai akibat lo sses harus dip ind ahka n ke udara sekelilingnya. Mekanis me pemindahannya ad ala h

konduksi, konveksi dan radiasi t er mal. Pada konduksi t er mal, aru s yang mengalir di ant ara plat dat ar dinyat akan d engan :

p!

A . P (T1 T2 ) s

dimana: A = luas plat , s = ket ebalan pla t , (T 1 T 2 ) = peru baha n t emperat ur. Fakt or propo rsio nal P merupakan ko ndukt ivit as panas yang dapat diasums ikan konst an pada range t emperat ur t ert ent u. Unt uk memindahkan panas dengan cepat dar i peralat an list r ik dibut uhkan ko ndukt ivit as t ermal yang baik. Hal in i dapat

dilakukan dengan sangat baik dengan menggunakan mater ia l iso lasi kr ist al karena susunan at om- at omnya t erat ur dalam lap isa n kr ist al dan jarak at onya yang kecil, sehingga t er jadi pemindahanRayhan Mustamin / P2700208049 Page 8


at om yang sangat baik. Ber beda dengan it u, mat er ial amo r f memilik i kondukt ivit as t ermal yang jelek, sepert i yang t ela h dije laskan pada cont oh kr ist al dan pasir kuarsa amor f. Unt uk kr ist al kuar sa P = 6 12 W/ mK, sedangkan unt uk gelas kuar sa P = 1.2 W/ mK. S ifat konduksi t er mal yang baik pada kuarsa dap at meningkat kan nila i P pada cet akan yang diis i, ket ika kuarsa kr ist a l dalam bent uk pasir at au bubuk kuarsa digunakan sebagai mat er ia l pengis i. Unt uk pemindahan panas secara konveksi, arus t ermal P seband in g dengan luas bat as A dan per bedaan t emperat ur ant ara med iu m disipasi dan absorpsi: P = E . A (T 1 T 2 )

Jumlah t ransisi t er mal E bukanlah sebuah konst ant a mat er ial, mela inkan bergant ung pada beberapa par amet er sepert i k erap at an dan panas jenis medium, kecepat an aliran dan jenis alir an. Unt uk perhit ungan awal, dapat digunakan nilai- nila i ber ikut :

Karena nila i- nilai t ersebut memilik i r ange yang besar, mak a u nt uk penggunaan di lapangan, per lu dilakukan perhit ungan lan jut unt uk menent ukan nilai E yang eksak dengan me nggunakan lit erat ur. Pemindahan panas dengan r adiasi t idak dijelaskan secara det ail d i sini, sebab hanya pent ing unt uk pemasangan CB dan S F 6 . C). Ekspansi Th erma l Lini er Mat er ial iso lasi adalah mat er ial konst ruksi yang ser ingk al i

digunakan ber sam dengan logam. Penggant i dar i ekspansi t er ma l yang lebih besar dar i mat er ial iso lasi o rganik adalah t imbu ln ya t ekanan mekanis ber lebih yang berahaya yang dapat menimbu lka nRayhan Mustamin / P2700208049 Page 9


ret ak pada elekt roda. Unt uk mat er ial is olasi inorganik eksp ans i t ermal linier lebih rendah dar ipada logam; sehingga ad anya peningkat an ekspansi t er mal dipengaruhi o leh jenis p eng is i

mat er ial organik dengan zat -zat inorganik misalnya epo x y res in dengan pasir kuarsa. Mat er ial yang mengandung kist al sangat ser ing memilik i ekspansi t er mal yang lebih besar dar ipad a

mat er ial amor f. D). K estabilan Therma l S ifat pent ing dar i mat er ial iso lasi adalah kemamp uann ya

mempert ahankan bent uknya (sha pe ret ent ion) dar i pengaru h panas ; ada dua met ode unt uk menent ukannya. bent uk panas Menurut dapat2

Marten s, d it ent ukan

kemampuan

mempert ahankan

dengan pengujian rod st andar berukuran 10x15 mm dan pan jang 120 mm yang diber ikan t ekanan pembengkokan yang seraga m (unif orm) pada sepanjang rod t ersebut saat yang sama, t emperat ur sebesar 500 N/cm 2 . Pad a dinaikkan deng an

lingkungan

kecepat an 50 o C/ jam. Temperat ur pada saat rod menjadi bengko k dinamakan kemampuan mempert ahankan bent uk panas. Unt uk mat er ial t er moplast ik digunakan met ode Vicat. Temperat ur Vica t adalah t emperat ur dimana sebuah jarum t umpul berukuran s1 mm 2 yang diber ikan gaya 10N at au 50N mampu menembus mater ia l iso lasi sampai kedalaman 1s0.1 mm. Tabel ber ikut menu n jukk an beberapa dat a yang ber hubungan:

Pada mat er ia l plast ik, cet akan t ersebut t idak hanya mengalam i penurunan dalam kemampuan t egangan, kekuat an ko mpresi da nRayhan Mustamin / P2700208049 Page 10


pembengkokan, me lainkan juga mengala mi perusakan sifat list r ik dan dielekt r ik. Nila i shape t ention yang besar pada t erpaan panas merupaka n kelebihan bagi mat er ial iso lasi inorganik diband ingkan mat er ia l organik.

3. Sifat Kimia Pada saat zat -zat asing berdifusi ke dalam mat er ial iso lasi, mak a mat er ial t ersebut akan mengala mi perubahan kimia. Hanya

mat er ial inorganik sepert i kaca dan keramik yang t idak dapat dit embus (impermeabl e). Pada mat er ial organik sint et is, d ifu s i dapat t er jadi pada mo lekuler po limer. Kecepat an difusi bergant u ng pada st rukt ur mat er ial dan da ya t ar ik- menar ik ant ara mat er ial da n zat -zat asing. Cont oh, semua mat er ial iso las i organik menyerap uap air lewat proses difus i. Hal t erebut akan menimbulkan kerusakan sifat list r ik dan die lekt r ik. Garam yang dihasil akn dar i proses hidro lis is at au bahan pengotor akan meningkat kan kondukt ivit as da n

menyebabkan fakt or disipasi dan kuat medan t embus yang leb ih buruk. Konst ant a dielekt r ik air yang besar akan mengu ba h

konst ant a dielekt rik mat er ial dan menyebabkan perubahan p ad a dist r ibusi t egangan pada t ekanan dengan t egangan bo lakbalik . Selain it u, air yang t erserap dapat menyebabkan perubaha n

dimensi dan korosi pada elekt roda. Mat er ial iso lasi yang digunakan di luar ruangan memilik i

per mukaan dengan daya basah yang rendah, sehingga bag ian yan g dekat dengan air harus dihindar i. Daya basah per mukaa n

dinyat akan dengan karakt er ist ik air pada per mukaan ker ing sepert i yang dit unjukkan pada gambar e. S emakin besar sudut Vmax yan g searah dengan kecepat an t et esan (drop) air, maka semak in k eci l daya basah per mukaan mat er ial. Nilai- nilai hasil per cobaan dapat dilihat pada t abel:Rayhan Mustamin / P2700208049 Page 11


E. Sudut Kontak Material Isolasi Keterangan Gambar a) dengan tetesan bergerak b) drop dengan sudut kontak > 90o (misalnya air pada PTEE)

E

v = arah gerak / kecepatan

Mat er ial- mat er ial inorganik sepert i porselin dan kaca, me milik i resist ansi t er hadap alka li dan asam ( kecuali t er hadap asa m

hidro fluor ic) ; sedangkan mat er ial organik sangat rent an t er had ap asam oksida, alkali dan hidrokar bon. Unt uk mat er ial iso lasi yang digunakan di luar ruangan, lapisan- lapisan po lusi basah dapat diur aikan dengan menggunakan t ekanan elekt rik dan pana s

sehingga menghasilk lanm zat kimia t ert ent u yang jika ber int erak s i dengan cahaya, oksigen, ozon, panas dan radiasi UV, aka n menyebabkan kerusakan pada mat er ial iso lasi. c) Material isolasi inorganic alami (gas alam, quartz, mica) Gas Alam Gas-gas yang pent ing dala m aplikasi t ekno logi t egangan t ingg i adalah udara, nit rogen, hidrogen dan heliu m, sedangkan g as-ga s sepert i oksigen, kar bo n dioksida, neon, argon, kr ypt on dan xeno n jar ang digunakan. Nit rogen dan udara memiliki t egangan t embus yang pa ling besar diant ara semua gas alam yang ada. Pada kondisi st andar denga n medan ho mogen, kuat medan t embusnya kira-kira 30 kV/ cm. Kuat elekt r ik juga bergant ung pada geo met r i elekt roda.Rayhan Mustamin / P2700208049 Page 12


Unt uk meningkat kan kuat medan t embus, maka digunakan gas bert ekanan. Jika kit a menggunakan udar a, maka bahaya yang mu ncu l adalah adanya oksidasi, sehingga nit rogen ker ing ser ing digu nakan, misalnya yang t erdapat pada kapas it or dengan gas bert ekanan, generat or Van-de-Graaf dengan menggunakan t angki bert ekanan, dan pada kabel-kabel bert ekanan gas int er nal dan ekst ernal. Pad a daera h t ekanan t inggi, kekuat an elekt r ik akan meningkat sebanding denga n peningkat an t ekanan. Namun demikian, pada t ekanan diat as 10 bar, karakt er ist ik kegagalan akan sangat dit ent ukan o leh pening kat an ket idakt erat uran per mukaan elekt roda. Nit rogen cair (t it ik didih 77 K) cocok digunakan sebagai iso lasi at au medium impregnasi unt uk sist em iso lasi t emperat ur rendah. Adapun hidrogen t idak digunakan sebagai gas iso lasi. Namu n k arena hidrogen memiliki kondukt ivit as t er mal yang baik, maka gas

hidrogen digunakan sebagai pendingin mesin- mesin list r ik yang besar. Pada CB dengan minyak yang sedikit , busur s witch ing ak an menguraikan minyak sedangkan hidrogen yang dilepas deng an

disosiasi 4000K akan menyerap sebagian besar panas sehingga aka n mendinginkan busur t ersebut . Sedangkan kondukt ivit as t er ma l

hidrogen pada t emperat ur ruang adalah 0,18 W/ mK, akan mening kat menjadi 50 W/ mK pada t emperat ur 4000K, sehingga akan men jad i lebih besar beber apa kali dar i ko ndukt ivot as t er mal medium lain. Sedangkan gas mulia ser ing digunakan sebagai bahan peng is i la mpu incandescent dan st rip-lighting, sedangkan helium cair (t it ik d id ih 4,2 K) t et ap sebagai bahan pendingin inst alasi superko nduk si. Karena memiliki kuat elekt r ik yang baik pada t emperat ur d i bawa h 100K, maka bahan t ersebut juga dapat digunakan sebaga i iso las i pada peralat an superko nduksi. Beber apa sifat dar i gas alam dapat dapat dibandingkan denga n sulphurhexaf luoride (SF 6 ).


Page 13


-

K uarsa Kuarsa dala m bent uk yang asli/ mur ni (S iO 2 ) dit emukan dalam kr ist a l karang dan ber bent uk quarzite pada pasir ; sela in dala m bent uk kr ist al, dan juga dalam bent uk a mor f sepert i kaca kuar sa. S ifat nya yang paling menonjo l adalah memilik i t ahanan vo lu me yang t ingg i pada t emperat ur t inggi; pada 500 o C, misalnya 5x10 9 ;cm, dan p ad a 1000o

C sebesar 10 6 ;cm. Oleh kar ena it u, kuarsa u mu mn ya

digunakan pada sist em iso lasi t emperat ur t ingg i, sebagaimana pad a pengget ar elekt rost at ik, yang mana isolasi harus dapat menaha n t emperat ur gas sampai 400 o C. Pasir kuarsa digunakan sebag a i seker ing unt uk mengat asi busur (arc) sedangkan bubuk ku arsa digunakan sebagai mat er ial pengisi dar i epoxy resin.

-

Mika Mika adalah mineral ala m, dikenal dengan nama musco vite jik a mengandung po t asium at au phlogopit e jika mengandung mag nesiu m. St rukt ur kr ist al ber bent uk le mbaran dengan ikat an yang sang at kuat pada sat u bidang dan ikat an van-der- Wall yang le mah pad a bid ang nor malnya, sehingga mika dapat dibelah dengan mudah dala m bent uk lembaran yang baik, ket ebalan le mbaran t ersebut adalah 0,02 0,1 mm. Unt uk iso lasi t egangan t inggi, lembaran mika diubah menjad i plat at au pipa yang memilik i kest abilan mekanis d enga n

menggunakan mat er ial pengikat sepert i shellac at au cet akan-EP, at au dengan le khusus, lembaran- lembaran t ersebut akan saling menut up i sat u sa ma la in, pada pit a substrat e kert as at au fiber-glass deng an mat er ial pengikat , akan membent uk pit a- pit a fleksibe l (micaf olium) yang dapat diproses lebih jauh. Jika t erdapat udara diant ara lap isanlapisan mika, maka pelepasan muat an sebagian t idak akan dap at dihindar i. S ifat t erpent ing dar i mika adalah memiliki kekuat an t rack ing yang sangat bagus; kuat medan t embus yang t inggi; kest abilan pelepasa n muat an yang t ingg i dan t ahanan vo lume yang t inggi; fakt or disipasiRayhan Mustamin / P2700208049 Page 14


yang t idak t erpengaruh o leh fr ekuensi sampai 50 MHz dan st abilit as t ermal jangka panjang sampai 600 o C. Produk-produk t urunan dar i mika umumnya memilik i sifat yang lebih rendah dar i mika yang asl i yang disebabkan o leh ikat an mat er ial yang digunakan. Micanit e dengan ikat an mat er ial yang rendah umumnya d igunakan u nt uk iso lasi ko mut at or pada mesin- mesin lis t rik dan micaf oil denga n impregnasi epoxy r esin digunakan unt uk iso lasi be lit an- be lit a n mesin. d) Material inorganic sintetic ( SF6, Glass, Cramic)-

Sulphurhexaflouride ( SF6 ) Di antara jenis-jenis gas sintetik, dan terutama senyawa halogen yang berupa gas. SF6 adalah, sampai hari ini tidak tertandingi sebagai suatu isolasi gas. Dan mempunyai kekuatan yang elektris yang tinggi, di bawah kondisi-kondisi yang serupa, akan 2.5 kali lebih baik dari udara, seperti halnya busur lingkaran yang sempurna. Sulphurhexafluoride diperoleh dari pencairan belerang dan fluorine yang berupa gas pada suhu 300 C dan disuling sampai 99,9 % murni. Ini merupakan suatu gas tanpa warna, yang non-poisonous dan tidak berbau, secara kimiawi non-inflammable. Di bawah pengaruh pada temperatur yang tinggi (busur lingkaran), efek samping yang beracun dapat terbentuk. Di dalam asam gas

hidrofluor yang lembab dapat terbentuk, sehingga penggunaan dari bahan isolasi seperti kaca dan yang porselin adalah sensitip pada asam yang hidrofluor dan harus dihindari pada SF6 , mudah dicairkan sehingga tekanan-kerja dari SF6 isolasi peralatan ditunjukkan dengan resiko rendah ke temperatur luar harus tidak tinggi, pada ketetapan harus dibuat untuk pemanasan. SF6 mempunyai stabilitas dengan panas baik dan memisahkan pada temperatur suhu di atas 800K saja. Pada temperatur di atas 2000K itu akan teruraikan dengan sepenuhnya. Penghantar termal yang rendah dari atom belerang dan fluorine berat menyebabkan suatu temperatur busur lingkaran yang tinggi yang mana, di dalam penghubung dengan energi ionisasi yang sangat rendah dari dasar belerang, besar ke arah keterhantaran elektris yang tinggi dari itu busur lingkaran. Tegangan busur cahaya yang rendah dan disipasi energi yang kecil di busur lingkaran adalah hasilnya. Di daerah batasRayhan Mustamin / P2700208049 Page 15


dari busur lingkaran S dan F atom berkombinasi kembali untuk membentuk SF6 , Pelepasan tenaga menyerap dari inti busur lingkaran yang lebih dingin. Distribusi temperatur radial yang baik dari suatu busur lingkaran di (dalam) SF6 menghasilkan suhu disosiasi lagi di inti busur lingkaran, hanya q sedikit s setelah arus nol; volume gas yang keseluruhan memulihkan aktivitas elektronnya, menghasilkan dielektrikum cepat dari gap ( Erk, schmelzle 1974). seperti dalam semua gas, kekuatan yang elektris juga tergantung pada ilmu ukur dari bentuk wujud itu. Kekuatan medan pada gangguan SF6 untuk plat, elektroda berbentuk bola dan silindris dibandingkan dengan gas yang lain. Busur lingkaran ke depan digunakan untuk keuntungan di (dalam) SF6 pemutus kontak. Kekuatan medan gangguan yang tinggi telah dibuat pengembangan dari METAL-CLAD SF6 yang mengisolasi cabang stasiun yang mungkin, dengan cabang stasiun yang di luar, memerlukan hanya suatu pecahan dari ruang belakang. kemudian dipasang untuk keuntungan di area tertentu, dan juga di dalam daerah dengan suatu resiko yang tinggi. Cakupan tekanan dari instalasi ini berada antara 1.5 bar dan 5 bar. Akhirnya, SF6 - kabel isolasi menjanjikan solusi teknis pada transmisi tegangan tinggi didalam GW-jarak , lebih pendek dan jarak medium. Glass (Kaca) Kaca adalah bahan isolasi yang diketahui paling tua yang pernah dibuat oleh R. Boyle di dalam ruang hampa yang mengadakan percobaan pada 1675. aplikasi historis paling terkenal, sebagaimana, pada Leyden jars. Sebagai cairan yang didinginkan dengan sifat merekat yang tinggi, kaca adalah material yang tak berbentuk; memampatkan kristalisasi tidak terjadi, tapi struktur yang tidak beraturan cairan tertahan. Itu dihasilkan dengan peleburan berbagai oksida, tergantung aplikasinya, ukuran pencampuran yang berbeda di-set (oburger 1957). SiO2 Silikon diokasida dalam wujud pasir kwarsa, komponen yang utama sampai pada 70%. B2O3 Boron trioksida, sampai ke 16% meningkatkan temperatur elektrik dan perubahan ketahanan temperatur, mengurangi koefisien ekspansion. Al2O3 aluminium 0.5 .. 7%, meningkatkan ketahanan cuaca, mengurangi koefisien ekspansion.Rayhan Mustamin / P2700208049 Page 16


PbO Lead oksida. Meningkatkan hambatan elektris. BaO Barium Oxida Cao Kalsium Oxida Alkalis, e.g. soda (Na2Co3), dalam jumlah pada 218%, membantu mengurangi pelelehan temperatur, yang untuk kwarsa murni berada pada 1700 C. kaca untuk aplikasi elektro teknis (E-glass) harus di isi dalam alkali dalam rangka mencapai daya konduksi yang rendah, yaitu isi alkali kurang dari 0.8%. Berbagai kaca kekuatan medan dan kekuatan medan gangguan dibandingkan dengan suatu ketahanan volume dan faktor disipasi yang dapat ditolerir, tetapi pengurangan kemudian dengan cepat akan menaikkan suhu (hantaran ionik). Penyerapan udara dalam kaca yang kosong, namun ion sodium positif pada permukaan kaca mudah dilarutkan. Perhatian direkomendasikan selama tegangan searah yang tertekan karena elektrolisis kaca, dimana, migrasi dari ion positif pada katoda dapat untuk alkali yang habis didorong kearah dengan sifat fisis yang berubah. Stabilitas panas dengan jangka panjang yang tinggi menjadi keuntungan. Proses baku pada kaca dengan penggabungan (e.g. terminal kabel dari borosilicate kaca pada cakupan tegangan medium) atau oleh tekanan (contoh cap-and-pin type penyekat/bahan isolasi kaca ). Selama pembuatan dari alat bahan isolasi kaca yang dicairkan pada suatu temperatur dari 1050 C adalah untuk memberikan putaran tekanan dan ditekan ke dalam cakram, Tekanan dalam timbul dari tidak simetrisnya pendinginan dipindahkan oleh perubahan, setelah yang yang dikendalikan pendingin di bawah diambil dengan menggunakan udara kuat.

Dengan cara ini kulit yang luar pada kaca cakram. Persis sama ketebalan beberapa mm, diperoleh suatu pre-stress yang menentukan kekuatan mekanis dari bahan isolasi yang selesai. Bagaimanapun, kaca juga menjadi sensitip pada gangguan internal dan kerusakan yang kecil dari lapisan yang tertekan; Pengujian goncangan temperatur yang besar sebelum di pasang. Aplikasi tertentu dari E-Glass adalah sebagai kaca fiber untuk memperkuat bahanbahan plastik. Pabrikan menggunakan pancaran yang sama dalam metode ( dan penyimpangan waktu yang lebih lama diperlukan

fig.7.2-2). Kaca akan meleleh bila 1. ditekan sampai nipple berlubang 2; Kaca fiber sekitar 10 mikromilli garis tengah menerobos suatu planishing rendamanRayhan Mustamin / P2700208049 Page 17


dengan percepatan sampai ke 60 m/s dan kemudian suatu kawat pijar dengan 100 . 1000 benang/ulir yang individu; untuk aplikasi electrotehnical suatu planishing rendaman harus menggunakan jaminan, secara elektris dan kekuatan mekanis, pemasangan pada acuan resin . Biasanya kekuatan-tarik yang ekstra tinggi adalah melekat pada garis tengah yang kecil dan tegangan muka; ini adalah persyaratan untuk sifat mekanis dasar plastik glass-fibre yang diperkuat. Kaca fiber adalah yang diproses oleh kawat pijar dengan pengaturan paralel dari serat individu. Gelas fiber dengan suatu laminasi yang tidak beraturan pada 50 mm panjangnya serat, atau ke glass-silk pabrik.Serat kaca digunakan di mana saja kekuatan-tarik yang tinggi bersama dengan isolasi elektris yang baik, e.g. untuk Ikatan dan lilitan di dalam mesin listrik, lilitan inti dari transformator, gelas serat Resin sebagai inti untuk alat bahan isolasi campuran, serat Resin yang dipenuhi potongan dari pabrik sebagai pelat isolasi. Sifat mekanis yang baik pada plastik fibre-reinforced diterangkan secara eksklusif pada kaca fibred. Suatu kaca fiber di bawah tekanan di dalam memenuhi resin seperti ditunjukkan di dalam gambar 7.2.3. untuk tekanan mekanis di dalam kaca dan resin , X G dan X H, di bawah beban tarik mempunyai:

XG EG ! XH EH

Di mana Eg,Eh. Adalah modul elastisitas dari kaca dan resin berturut-turut. Data karakteristik pada serabut dan e.g. EP-MOULDING adalah:

Karenanya X

G

tekanan 15 sampai 30 kali dari tekanan X H, dan fiber kaca

mengasumsikan beban mekanis pada praktik sendiri, yang mana diinginkan kekuatan yang tinggi. Sejak transmisi memaksa pada kekuatan dari satu serat pada berikutnya akan berlangsung dengan keikutsertaan resin acuan, tertentu ditugaskan ke batas permukaan yang kuat mengikat. Ini adalah juga penting selama tekanan elektris ke arah serat ( e.g. di (dalam) alat bahan isolasi campuran di mana mengikat kuat tidak cukup serat dan resin bisa menyebabkan gejala elektrik dan gangguan sepanjang serat tersebut.Rayhan Mustamin / P2700208049 Page 18


-

Cramic (Keramik) Bahan isolasi keramik adalah produk dari bahan baku yang tidak tersusun teratur. Terutama silikat dan oksida, yang dibentuk sebagai campuran bahan baku dan diperoleh dari lelehan kapur sehingga menjadi batu kapur. Hal ini meliputi struktur matriks kaca . Suatu campuran bahan baku yang halus digambarkan (distribusi ukuran butir) diperoleh dari bahan baku yang tidak tersusun teratur atau alami; campuran ini diproses lebih lanjut yang mana status basah atau kering selama proses terbentuk. Setelah kering tidak dapat diubah pembentukan material keramik baru dicapai setelah tembakan( kapur meleleh ke bawah menjadi batu kapur). Karena kering dan kapur meleleh ke bawah menjadi batu kapur dan kapur meleleh ke bawah menjadi batu kapur menyebabkan terjadinya penyusutan yang terakhir . Keuntungan dari bahan keramik, ada pada pelaksanaan dan kemampuan proses yang gampang dari campuran bahan baku sebelum tumbukan, di mana alasan nampak seperti suatu yang tak terbatas pada proses untuk produk keramik; bagaimanapun, dalam keadaan penyelesaian akhir adalah sangat diperlukan, temperature tinggi dalam keadaan keras dari bahan material adalah suatu

kerugian. sesuai arti penting di (dalam) teknologi isolasi tegangan tinggi, keramik bahan porselin, batu kaput dan aluminum (dioksida aluminium) sekarang

diperlakukan dalam pengujian pada waktu dekat.

e) Material Isolasi organic alami Minyak Mineral Minyak mineral diperoleh dari penyulingan kecil minyak mentah setelah

destilisasi, dehydrating dan desalination dari bahan-dasar itu. Hidrokarbon yang sebagian besar dipenuhi dengan naphthene alkane struktur adalah secara kimiawi lebih stabil dibanding hidrokarbon yang berbau harum tak terbungkus. Beberapa contoh dari struktur diberi di bawah: pentan ( alkane) CH3- CH2- CH2-CH2-CH3. Pemindahan hidrokarbon yang berbau harum tidak dicapai oleh suatu proses. berikut pada penyulingan, dikenal sebagai menyuling. Seperti ditunjukkan di (dalam) bagian. 1.4 beberapa isolasi pada isolasi minyak memburuk di (dalam) air dan isi gas. Isolasi minyak harus disuling sebelum penggunaannya didalamRayhan Mustamin / P2700208049 Page 19


peralatan tegangan tinggi. Ini dilaksanakan di (dalam) penyulingan dalam pabrik untuk pengawagasan dan pengeringan ( e.g. Gubernur 1971). Permukaan pengawagasan adalah pada umumnya diadopsi di mana suatu tipis mengalir film dari area yang besar diproduksi. Selama prosedur ini minyak diunjukkan ke suatu temperatur dari 50- 60 C di (dalam) ruang hampa dari sekitar 10 mbar. Susunan dasar suatu minyak yang disuling. Di viz status yang baru. yang disuling, isolasi minyak mempunyai tegangan gagal (breakdown) dari 50- 60 kV dengan elektroda yang ditunjukkan di (dalam) gambar 2.2-2, ini sesuai dengan suatu kekuatan medan breakdown sekitar 200 kV/cm. Isolasi minyak akan terpengaruh pada resiko ketuaan berkaitan dengan penyerapan oleh embun, solusi dari gas, takmurnian dan, khususnya, oksidasi. Di bawah efek yang dikombinasikan dari oksigen dan panas, produk oksidasi dibentuk yang dapat larut di (dalam) minyak, e.g. cuka, dan komponen tidak dapat larut yang nampak seperti kotoran. Oksidasi dari minyak dipercepat oleh katalitis pada tembaga, dimana alasan mengapa konduktor tembaga harus dihindarkan di (dalam) membatasi minyak. Nomor jumlah dan spesifikasi adalah berguna bagi menandai status umur, yang dahulu memberi kwantitas dari hidroksida kalium (KOH) diperlukan untuk menetralkan cuka terdapat di 1 g dari meminyaki, sedang yang belakangan decribes kwantitas dari KOH yang menetralkan dan cuka yang terikat, dan demikian menyertakan nomor jumlah Sebagai gambar 8.1.2. menunjukkan. Faktor disipasi dari ketuan minyak akan sepuluh kali lebih buruk dibandingkan dengan minyak yang baru (Oburger 1957). Piranti minyak yang terisolasi i yang besar, e.g. transformator, harus secara teratur dicek umur kondisi dari isolasi minyak. contoh minyak tujuan ini menarik dan diuji kekuatan medan gangguan mereka, faktor dissipasi dan takmurnian. Jika yang perlu, penyulingan/perbaikan harus dikerjakan ditempat atau total penggantian dari minyak dilaksanakan. Penggantian dari minyak direkomendasikan ketika nomor;jumlah penawaran melebihi 0.5 mg KOH/G, atau ketika kotoran dapat larut di (dalam) cloroform diamati (mempertimbangkan, molitiv 1977). Kertas Kertas untuk tujuan elektro teknis adalah dihasilkan dari ampas kayu dari tumbuhan pohon cemara. Hanya kapasitor kertas sekitar 10 mikro m ketebalannyaRayhan Mustamin / P2700208049 Page 20


dibuat dari rag-pulp. Di tahap yang pertama dari pembuatan kayu dari bahan kimia untuk kertas terpisah dari komponen kayu yang lain (e.g, lignin, resin) dengan mana baik acidic maupun pembusukan yang bersifat alkali berlangsung brown menjadikan obat untuk menambah baiknya pencernaan. Bahan Kimia Untuk Kertas digunakan dalam aplikasi elektroteknis harus secara hati-hati dicuci dalam memindahkan isolasi untuk mengurangi agen atau asam. Bahan kimia untuk cat/kertas yang mentah dengan begitu memperoleh paling dalam wujud tidak lignosulphonates) dihancurkan di dalam air dan pengasingan serat adalah dipisahkan ke dalam serat yang individu dan mengandaskan. waktu menggerinda dan metoda sangat utama menentukan kertas berkwalitas. Pengasingan yang encer/berair adalah mesin kertas yang menghasilkan machine-fine menutupi dengan kertas di (dalam) gulungan. Kertas bahan kimia untuk cat/kertas adalah membuat ke dalam transformator menutupi dengan kertas dengan ketebalan dari 0.05 mm sampai 0,08 mm, dan ke dalam kertas kabel dari 0.08 mm sampai 0.2 mm. Papan-kempaan adalah dibuat oleh menekan yang basah beberapa lapisan individu yang tipis/encer, masingmasing 30 mikro m tebal (Moser 1979). Kepadatan yang teoritis dari 1.55 g/cm3 tidaklah dicapai di (dalam) kertas oleh karena; berhubungan dengan volume poripori dari 20 .. 60%; mesin kertas yang bagus mempunyai 0,65 g/cm3, high-gloss menutupi dengan kertas 1.15 g/cm3 dan tekanan menjangkau 1.3 g/cm 3. Konstanta dielektrik dari bahan kimia untuk kertas pada 20C adalah 5.6, dari menutupi dengan kertas 1.5 sampai 3.5 dan papan-kempaan 4.5. faktor ( 34). 10-3, daya hambat volume kering antara 10 15 dan 10 cm ohm. pengurangan daya hambat volume oleh sekitar faktor dari sepuluh untuk tiap-tiap 1.5% dari air yang diserap. Gambar 8.1.3 factor dan tetapan dielektrik dalam temperature. Kertas adalah sangat higroskopik selama penyimpanan dalam suatu atmospir dari rata-rata kelembaban menyerap 5 .. 10% air. Karena umur dari kertas dipengaruhi terutama dengan panas, pengeringan yang baik adalah yang penting ( moser 1979). Pemanfaatan dari kertas terjadi dalam wujud hardboard, papankempaan dan kertas yang lembut. Hardboard menghasilkan tekanan dengan epoxy atau damar phenolic dan digunakan untuk, isolasi, dan lain lain papan-kempaan


Page 21


atau kertas yang lembut digunakan pada minyak transformator, tabung-bantalan, capasitors dan kabel minyak yang diisi. Kertas Minyak Minyak kertas Serap merupakan campuran yang paling utama dielektrik untuk sistem isolasi tegangan tinggi. Beberapa lapisan dari kertas pada umumnya digunakan, lantaran sifat yang berserat kertas, jumlah karakteristik mengasumsikan suatu hubungan-seri dari kertas bahan isolasi yang lembut dan minyak i. Jika kita mempertimbangkan suatu campuran jenis plat yang dielektrik dari ketebalan dan I , ini dapat diambil suatu hubungan-seri dari minyak dielektrik yang murni ( s1, I 1), dan kertas dielektrik yang murni .( s2,E2). Karena tetapan dielektrik resultan mempunyai:! 1 . 2 ( S1 S2 ) dengan 1 .S 2 1 .S 2 S1 + S2 = S

ketebalan yang tak dikenal S1 dan s2 dihapuskan dengan fiducially volume V:V ! 1 KP KZ

memperkenalkan

di sini, K P adalah kepadatan dari kertas yang berpori-pori dan Yz adalah kepadatan dari bahan kimia untuk kertas yang murni. Karena total impregnasi V sama dengan V1 volume minyak dan untuk volume dari V2 kertas= 1- V1. [ kita mempunyai ( Liebscher,Held 1968):! 1 . 2 1 .V1 (2 . 1 )

Bahan kimia untuk kertas mempunyai suatu kepadatan K Z = 1.55 g/cm3 dan E1 = 2.2 untuk minyak, tetapan dielektrik resultan adalah untuk kertas kabel impregnasi ( K P = 0.75 g/cm3, V1 = 0.516) untuk kertas capasitor impregnasi ( K P = 1.15 g/cm3, V1 = 0.26) E = 4.0 untuk papan yang impregnasi E = 3.1,

K P = 1.3 g/cm3, V1 = 0.16) E = 4.5Rayhan Mustamin / P2700208049 Page 22


Dengan nilai-nilai yang umum, kita mempunyai perbandingan elektris dari tekanan kertas minyak laminasi. kemudian secara elektris ditekankan lebih dari kertas; penggunaan suatu laminasi dengan sempurna dinilai sejumlah besar diperoleh minyak encer, elektris tinggi kekuatan untuk medan gangguan yang sempurna kekuatan suatu kertas minyak dielektrikum. Pembentukan lapisan kertas minyak encer, sebagai suatu isolasi tak murni dan memastikan stabilitas mekanis dari isolasi sistem. Kekuatan medan gangguan kertas minyak menutupi dielektrikum, bahkan untuk ketebalan yang besar, diperoleh nilai-nilai sampai 400 kV/mm, dan, ketika beroperasi kekuatan medan di dalam kapasitor tegangan terarah sampai 100 kv/mm; selama a.c. menekan, sampai 20 kv/mm diterapkan. Brown high-qualas minyak kertasdielektrikum faktor disipasi adalah tan volume = 3.10-3, daya resistansi = 10-15 ohm cm, dan batas temperatur yang diizinkan adalah ca=.100

C. Sistem isolasi kertas minyak harus secara hati-hati diproses selama pembuatan dalam mencegah kerugian gas acclusions, petunjuk parsial dan juga mengurangi medan gangguan kekuatan minyak oleh solusi dalam memasang gas. Lebih lanjut, harus secara keseluruhan dipindahkan karena menyebabkan pembusukan yang nyata dari kekuatan elektris minyak, tetapi juga dari stabilitas umur dari kertas( lihat bagian 1.4). pengolahan dilaksanakan dengan pokok. Kertas yang didalam ruang hampa yang dipanaskan persis sama benar pada ruang hampa 100-3 dan temperatur sampai ke 110C; peningkatan waktu yang kwadrat ketebalan dari isolasi. Prosedur pengeringan yang dikendalikan permanen dan dimonitoring dari factor disipasi itu. Isolasi kertas yang kering adalah yang dipregnasi , dalam ruang hampa mungkin, dengan panas yang disuling. Sifat higroskopik nya menyebabkan mengeringkan kertas untuk penyulingan berisi minyak; pada gilirannya, minyak gas yang bersifat sisa kertasdan juga berperan untuk suatu peningkatan dari itu capaian parsial.


Page 23


f) Material isolasi organic synthetic (PE, PVC, PTFE, EP, PUR, Elastomer silicone, Minyak silicone).

-

Polyethylene (PE) PE adalah terbuat dari ethylene yang bertekanan tinggi diproses pada 1500 bar dan 250 0C di mana suatu polyethylene rantai yang bercabang dari hasil kepadatan yang lebih rendah (polyethylene kepadatan LDPE yang rendah) atau oleh polymerisasi bahan pelarut tekanan rendah yang menghasilkan polyethylene kepadatan yang tinggi (PE kepadatan HDPE yang tinggi). Permulaan dari suatu monomer dengan bobot molekular yang relatif dari 28, memperoleh polymers dengan bobot molekular sampai ke 500,000. PE diproses oleh extruders (tabung, kabel isolasi) atau oleh suntikan yang mencetak pada temperatur dari 200250o

C. Setelah menyuntik ke dalam cetakan yang lebih dingin, material menyusut

dengan 3% tidak lekat dan kemudian dengan mudah dipindahkan, genap potongan yang diperrumit. Gagal hingga ke 0.01 mm ketebalan pada pembuatan dengan tekanan dan peregangan, seperti halnya dengan. Konstruksi dasar suatu extruder ditunjukkan di dalam gambar 9-1 [ Saechtling, Zebrowski 1971].


Page 24


PE dapat dikerjakan dengan cara penggilingan, memutar, pengeboran, memotong. Kertas perak dapat dihubungkan dengan menerapkan tekanan dan memanaskan. Beberapa hal yang penting tentang LDPE, HDPE dan XLPE. PE adalah viscoelastic dengan suatu bagian luar yang seperti lilin; peristiwa pada temperatur yang rendah tidak menunjukkan kerusakan yang berarti. PE yang tekanan rendah semakin tebal/padat mempunyai suatu kekuatan bidang gangguan/uraian yang lebih besar dan tetapan dielektrik yang lebih tinggi dibanding PE pada tekanan tinggi. Karena kegagalan kekuatan bidang gangguan lebih dari 200 kV / mm dicapai. PE tidak mengandung gugus polar m oleh karena itu mempunyai konstanta dielektrik rendah dan faktor disipasi yang sangat rendah. Resistansi spesifik sangat tinggi dan berada 1016 sampai 5.1017 cm. Namun demikian ruang keperluan dapat terjadi di material yang menghasilkan variasi bidang yang yang tidak diinginkan. PE dapat bekerja hingga -50 oC.Ketahanan bahan kimianya baik kecuali terhadap khlor, belerang, asam dan asam fosfat. Di bawah pengaruh oksigen permukaan menjadi rapuh. PE diterapkan ke dalam sistem isolasi frekuensi tinggi sebagai isolasi penuh, berbusa isolasi/penyekatan, cakram atau isolasi seperti bentuk sekerup di dalam kabel. Aplikasi yang paling utama di dalam teknologi energi adalah pada isolasi kabel. Keuntungan dari PE kabel, perakitan yang cepat, berat/beban yang rendah, Radii lentur yang kecil, instalasi pada atau brown posisi vertikal tanpa kesukaran. Berbagai kesulitan yang utama dengan PE dan XLPE kabel masih dapat dilihat, tetapi kepekaan ke parsial menjadi PD) dan. Kebanyakan rongga (microcavas) dari 1.30 mm garis tengah adalah yang tak terelakkan selama pembuatan, juga accasional takmurnian,di bawah tekanan yang elektris, pengembangan dan parsial dari ( tekanan) dapat terjadi permulaan yang melengkapi;. Untuk menghindari disharge ini, alat penstabil voltase telah dikembangkan dengan isolasi selama pembuatan dan yang manapun mencegah permulaan dari PD, atau untuk membuatnya makin sulit, atau, jika PD kerusakan telah accourred, menghalangi pertumbuhan cabang; hasil sampingan dari cross-linkage di di dalam XLPE adalah efektif seperti alat penstabil [ Saure 1979]. Stabilizer bahan-bahan. Suatu masalah yang khusus di dalam PE kabel adalah kehadiran rongga air [ Bahder et al. 1974]. diketahui bahwa ini mulai tumbuh pada lokasi dari kekuatanRayhan Mustamin / P2700208049 Page 25


bidang yang tinggi, e.g. pada inhomogeneous lokasi di sarung pelindung penghantar, air dan berkembang seperti pohon tanpa PD accurring. menghilang lagi pada saat mengering. Mengenai mekanisme dari pohon air beberapa langkahlangkah yang pertama sementara itu yang diambil ke arah pemahaman dari

peristiwa ini [Heumann et al. 1980]. Bagaimanapun, tingkat yang mana elektrik dari isolasi kabel dimakan karat masih diperdebatkan; di dalam vestigations menandai suatu pengurangan tegangan [Densley et al. 1980].

-

Polyvinylchloride (PVC) Struktur PVC diperoleh dari vinylchloride di bawah tekanan tinggi. C-Ci mengikat hasil suatu momen dwikutub yang besar yang menyebabkan kekakuan dan kekuatan yang tinggi dari bahan-bahan, sebagai hasil Van-der-waals mengikat. Bahan PVC, pengisi ( tanah liat untuk porselin, kwarsa) [Itu] diproses ;PVC yang keras Pelunak dapat mempengaruhi penuaan ristansi . Pvc yang kasar ada tersedia di di dalam tepung atau format berisi butir kecil dan dapat diproses di dalam extruders . Oleh karena isi khlor mesin olah harus zatair-khlor yang bersifat menentang. injeksi pengolahan dari PVC berlangsung pada tekanan sampai ke 600 [bar] dan pada suatu temperatur dekat dengan temperatur decomposit dari 190C. Beberapa PVC diringkas di dalam Tabel Suatu 3.5 atau Appendix T 3. [Itu] dapat dilihat bahwa beberapa dielektrikum dan yang elektrik adalah hanya rata-rata dan faktor disipasi yang lemah adalah aspecially membentur. Dengan pengecualian berbau harum dan chlorinated hidrokarbon, resistansi kimia adalah baik. PVC sulit mengeras pada 7580 C dan PVC yang lunak pada 10C. PVC suatu bahan isolasi yang murah dan digunakan untuk isolasi inti dari kabel, sebagai contoh, untuk kabel pelindung, cable-covers dan isolasi pendukung. Aplikasi sebagai kabel isolasi terbatas sekitar 10 kV lantaran faktor disipasi yang lemah.

-

Polytetrafluorethylene (PTFE) Hasil dari polymerisasi berupa gas monomers di bawah tekanan dalam air. Seperti di PE, suatu kelurusan yang paralel dari sebagian molekul rantai dengan pengambil-alihan dari kristal adalah mungkin. Di atas 327C PTFE adalah tidak berbentuk; tidak sama dengan thermoplasts tidak (ada) peleburan terjadi tetapi


Page 26


suatu transisi persis sama status yang sangat merekat berlangsung. Perilaku yang yang berkenaan dengan panas, berbeda dari lainnya pada thermoplasts, juga menuntut metoda pengolahan yang lain. PTFE adalah baik hot-pressed maupun sintered setelah tekanan yang isostatic pada 350380C. Pada temperatur yang lebih tinggi ditekan cenderung untuk kembali ke bentuk awal .Workpieces harus pada temperatur lebih tinggi dibanding temperatur operasi yang maksimum. Pengerjaan Dengan Messin adalah mudah tetapi memerlukan teknik khusus. Material dapat dipateri. Hal dari PTFE adalah juga diliat di dalam Tabel Suatu 3.5 dari catatan tambahan 3. Sifat mekanis adalah rata-rata, karena PTFE adalah lembut dan memperlihatkan aliran dingin. Hal elektrik adalah sebagian besar baik. Perkerjaan Mengikuti

kekuatan dan busur lingkaran/lingkungan melawan kekuatan adalah sangat baik, tidak (ada) residu yang diproduksi. Pada sisi lain, material menunjukkan suatu pengurangan dari weith kaleng yang waktu kekuatan elektris mungkin dihubungkan dengan suatu kepekaan tingkat derajat ke PD. PTFE adalah tanpa kutub; pada suatu kepadatan dari 2.17g/cm3 [itu] mempunyai Er tetapan dielektrik yang paling rendah = 2.05 dari semua padat dan bahan isolasi cair. Faktor disipasi, berwarna coklat 10-4 adalah sangat baik, dan [itu] adalah terutama sekali penting bahwa pada GHZ meningkat/kan hanya 5:10-4. Stabilitas yang berkenaan dengan panas nya adalah juga secara luar biasa baik. Di cakupan temperatur 20.+2000C. PTFE tidak menunjukkan apapun perubahan yang yang dapat dinilai di dalamnya. Dapat secara terus menerus ditekan sampai ke 2500C. Resistansi bahan kimia nya ke cuka dan alkali adalah luar biasa, ketidak-larutan nya dalam semua organik dan bahan pelarut non organik. Sebagai konsekwensi dari suatu sudut-singgung lebih besar dari 900 permukaan dibasahi. Oleh karena;lantaran Er faktor rugi yang rendah nya. berwarna coklatl, bahkan di frekwensi yang paling tinggi, PTFE adalah terutama yang pantas untuk aplikasi frekuensi tinggi ( busi, stop kontak tabung, tabung-bantalan). oleh karena itu teknik pengolahan yang mahal, telah n sukses diterapkan di area permasalahan isolasi energi yang teknis di dalam hanya sangat sedikit kasus, e.g. Karena isolator bagian di dalam trem dan jalan kereta api.


Page 27


-

Epoxy resin ( EP) Epoxy resin keras paling utama dikerjakan di dalam tegangan tinggi pada

teknologi isolasi. Karakteristik bahan kimia adalah epoxi kelompok proporsi cukup untuk mengeraskan. Di antara sejumlah besar dari resin yang berbeda, didasarkan pada bisphenol suatu arti yang terbesar. Sebelum menguraikan pengolahan, aplikasi beberapa definisi umum akan diperkenalkan dulu. Cast resin adalah sistem campuran terdiri dari resin , mengeras dan kadang-kadang mempercepat, bahan pembuat plastik dan mewarnai material. Komponen yang individu kukuh stabil dan dapat disimpan dalam waktu tertentu ; maxture, oleh karena itu dibatasi waktu yang tersedia untuk pengolahan dari mixture-the yang disebut pot hidup. Konsep yang paling utama diringkas di di dalam DIN2); suatu exerpt dikutip di bawah: Resin yang aktip adalah cairan atau resin yang dapat cair yang mengeraskan

polymerisasi atau penambahan polymerisasi, atau dengan agen yang reaktif, tanpa merusak komponen yang mudah menguap. Agen yang reaktif adalah keras dan kecepatan. Hardeners adalah unsur yang menyebabkan polymerisasi atau penambahan polymerisasi dari resin dan demikian pembekuan. Kecepatan adalah bahan-bahan, mempercepat proses pengerasan. Aktive resin campuran dari bahan-bahan, untuk memproses. Resin curah adalah suatu tuangan dikeraskan yang

unsur diproduksi dengan tuangan di dalam cetakan setelah resin curah yang aktip dikeraskan. Sesuai konsep di atas, proses dari EP telah selesai dengan mencampur dan komponen yang individu- resin , mengeras, kecepatan dan pengisi sama besar resin di dalam baja atau cetakan aluminium. pembekuan ke EP-MOULDINGS

berlangsung. Prinsip disain dasar ditunjukkan di di dalam gambar 9-2 [ Kubens, burung martin 1976]. Adhesi EP ke metal adalah sangat baik; Oleh karena itu pelepasan/release yang gampang dari cetakan dilengkapi dengan melepaskan agen. Potongan tuangan yang dirancang untuk tekanan yang elektris tinggi adalah selalu dilaksanakan di di dalam ruang hampa untuk menghindari rongga. Pembekuan, yang terjadi setelah pembekuan, kaleng preceed di dua langkah-langkah: penuangan dapat dipindahkan setelah awal mengeraskan di pembekuan yang sesuai temperatur; pembekuan yang akhir kemudian terjadi brown perlakuan bahang yang berikut, bagaimanapun, adaRayhan Mustamin / P2700208049 Page 28


juga resin curah aktip yang mengeraskan pada suhu-kamar tanpa memanaskan. Elektrik dingin dan keras diangkat adalah pada penuangan, terutama sekali pada temperatur yang umumnya bagian dalam mereka yang hot-

hardenedmouldings. Mengeraskan reaksi eksotermik.Resin

murni sufer suatu

penyusutan volume reaksi selama pembekuan dari sampai ke 3%; resin yang diisi, tergantung dengan diam-diam isi pengisi, dari sampai ke 0,5%. Penyusutan menghasilkan tegangan internal dapat formasi letusan yang didorong kearah. Lebih dari itu, ekspansi termal yang appreciably lebih besar dari batang-batang rel resin yang dibandingkan dengan arah tegangan mekanis resin selama suatu temperatur berubah penyebab ini yang pecah resiko. Bahaya ini adalah konter ditindak oleh penambahan dari alat pembuat plastik yang membuat penuangan lebih yang lembut dan memastikan tuangan tanpa formasi letusan. Tetapi resin dengan alat pembuat plastik mempunyai, secara umum, nilai-nilai elektrik lebih rendah dan suatu bentuk yang lebih panas.Karena produksi massal penempatan cetakan main suatu peran yang penting. pembekuan yang lebih panjang mendukung suatu reaksi yang

terkendali, tetapi juga memerlukan penempatan/pendudukan yang lebih panjang waktu. Untuk metoda pembekuan tekanan telah dikembangkan, sebagai contoh, di mana temperatur cetakan tinggi [ Dieterle, Schirr 1972]. Filler/Pengisi bahanbahan, mengurangi penyusutan volume , meningkat/kan kekuatan, mengurangi sifat dapat terbakar dan meningkatkan keterhantaran termal. Bahan pengisi yang umum, yang dapat membentuk sampai 65% jumlah massa dari curah resin , adalah oksid aluminium atau bedak kwarsa dari kristal/jernih tanpa air dari kristalisasi.

-

Polyurethane resin Suatu karakteristik dari PUR adalah urethane kelompok terjadi berulang-kali rantai yang molecular tersebut . PUR dibentuk polymerisasi penambahan dari dua komponen reaksi cairan. Penggunaannya seperti resin memerlukan pencampuran yang umum, di mana tepung kwarsa. Tanah Liat Untuk Porselin dan kapur dengan sejumlah massa dari 30-65% dipekerjakan bahan-bahan, bakal-bakal pengisi. Keuntungan dari PUR berada teknologi yang sederhana; campuran cold-hardens dengan cepat dan hasil ini waktu singkatnya mencetak. PUR mempunyai suatu kepadatan yang rendah, adalah visco-elastic dan dapat melawan mekanik yang


Page 29


hanya kecil menekan. berbagai elektrik yang dapat diperbandingkan dengan EPMOULDING, sebagai dua pernis komponen, mempunyai arti yang besar sebagai pernis kawat. Sebagai resin yang digunakan untuk isolasi dari transformator simpangan kabel dan penghentian kabel di

instrumen voltase medium, untuk

cakupan voltase medium, untuk impregnasi dari sutera kaca dan pita kertas untuk melilit isolasi/penyekatan, lebih lanjut, untuk embendding sirkit dan untuk melempar coil, di mana tuangan X adalah juga mungkin tanpa ruang hampa.

-

Silikon Elastomer Silikon karet diproduksi oleh vulkanisasi dari karet silikon, suatu rantai polymer polydiorganisiloxane, dengan suatu pemadatan atau penambahan polymerisasi. Diisi oleh bedak kwarsa, kapur, kieselguhr dan dioksid-titan. Di kasus dari hothardened elastomers pengolahan X adalah dengan pemanasan di bawah tekanan, untuk 2 component yang could-hardened elastomer, dengan tuangan. lembut sifat mekanis dibanding dengan berbagai elektrik sangat baik: Ed = 20 kV / mm; = 1015 cm ( tak terisi); Er =3; tan d = 5. 10-3; creepage KA resistansi 3 C: kekenyalan berada dicakupan temperatur- 50 oC untuk- 180 oC ( stabilitas yang berkenaan dengan panas jangka panjang) adalah penting. Silikon karet adalah bersifat menentang PD, mudah terbakar dan, dengan pengisian; tambalan yang

cukup, memuaskan. adalah arc-resistant, rantai yang utama. Tidak berisi apapun karbon dan gangguan dari rantai memimpin ke arah pembentukan nonconducting SiO2. Silikon karet adalah tanpa daya ke ozon, penolak air ( sudut-singgung> 900), cuaca bersifat menentang, bersifat menentang ke alkali dan cuka yang lemah, seperti halnya ke belerang dan campuran belerang. [Itu] dimakan karat oleh gasolin dan bahan pelarut yang berbau harum, tetapi lebih sedikit sangat oleh minyak yang berbau harum. Aplikasi yang utama tentang karet silikon adalah di di dalam menyambungkan penghentian kabel jenis di cakupan voltase medium, seperti halnya di di dalam gudang untuk alat penyekat/bahan isolasi campuran plastik sampai ke voltase operasi yang paling tinggi. Lebih dari


Page 30


itu, karet silikon penghantar dan isolasi kabel , seperti halnya untuk permasalahan isolasi pada temperatur yang tinggi.

-

Minyak Silikon Minyak Silikon suatu alternatif chlorinated diphenyls yang agak mahal. Rantai yang utama terdiri dari silisium dan oksigen dan kelompok organik membentuk side-chains.Panjangnya rantai sampai ke 800 siloxane unit dan bobot molekular yang relatif sampai ke 60000 kaleng ditemukan. Faktor disipasi adalah tidak terikat pada frekwensi dan temperatur. Stabilitas yang berkenaan dengan panas jangka panjang tinggi pada 150 C adalah terutama sekali terkemuka. Silikon minyak adalah tahan air dan ke kebanyakan bahan-kimia seperti halnya menjadi oksidasi bersifat menentang, bahkan pada temperatur yang lebih tinggi. Mereka dapat larut di dalam gasolin, benzen, eter dan alkohol, dan mereka tidak beracun. Pada pemisahan yang yang berkenaan dengan panas di dalam suatu busur lingkaran/lingkungan nonconducting dioksida silikon ( kwarsa) dibentuk dari rantai yang utama. Dengan tak mengindahkan mahal, kaleng oli silikon, pada prinsipnya, jadi diterapkan untuk mengganti produk , e.g. di dalam transformator. Kerja dapat diterima lebih tinggi temperatur dibandingkan dengan volume-saving disain. Alat penyekat/bahan isolasi yang di luar di bawah pencemaran mengambil resiko sering menunjukkan ditingkatkan flashover perilaku setelah yang siliconizing. Suatu lapisan yang tipis/encer pada silikon atau minyak silikon adalah suatu permukaan yang hydrophobic dan mencegah pengembangan dari suatu continous lapisan, bahkan ketika ada polusi.

3.

Jelaskan pengertian istilah-istilah pada teknologi isolasi: A. Electrical Degradation B. Electrical Tree C. Avalance D. Partial Discharge E. Corona F. Interference


Page 31


G. Flash Over H. Spark Over I. Koordinasi Isolasi Jawab : (a) Electrical Degradation adalah peristiwa menurunnya mutu kualitas listrik. (b) Electrical Tree atau treeting adalah fenomena percikan yang terjadi yang menyebar selama proses penjejakan karbon dan membentuk cabang-cabang yang menyerupai pepohonan pada bagian dalam suatu isolator. (c) Avalance adalah peristiwa berlipatnya jumlah ion dan electron bebas di udara yang disebabkan oleh pengaruh medan listrik dan medan magnet pada jaringan tegangan tinggi. (d) Partial Discharge adalah peluahan elektrik pada medium isolasi yang terdapat di antara dua elektroda berbeda tegangan, dimana peluahan tersebut tidak sampai menghubungkan kedua elektroda secara sempurna. Peristiwa ini dapat terjadi pada bahan isolasi padat, karena kesalahan dalam produksi di dalam dielektrik isolator material padat ada kalanya dijumpai rongga-rongga udara. (e) Corona adalah Terjadinya suatu pelepasan muatan yang bermula pada permukaan dari suatu kawat bila nilai medan listrik pada permukaan kawat itu melampaui nilai tertentu. (f) Interference adalah peristiwa terganggunya gelombang radio yang disebabkan oleh medan listrik dan medan magnet yang muncul saat terjadinya korona. (g) Flash Over adalah percikan yang terjadi pada isolator tegangan tinggi yang menyangkut permukaan bahan isolator tersebut (pelepasan electron terjadi dibahan isolator). (h) Spark Over adalah percikan yang terjadi pada isolator tegangan tinggi yang tidak menyangkut permukaan bahan isolator tersebut (pelepasan elektronnya melalui udara atau gas). (i) Koordinasi Isolasi adalah Korelasi antara daya isolasi alat-alat dan rangkaian listrik dengan karakteristik alat-alat pelindungnya sehingga isolasi terlindungi dari bahaya tegangan lebih secara ekonomis.

4.

Dalam system transformasi energy listrik dari IPP ke Beban digunakan berbagai peralatan tegangan tinggi dengan teknologi yang mutakhir. (a) Sebutkan peralatan utama teknologi tegangan tinggi (b) Jelaskan fungsinya masing-masing.


Page 32


(c) Jelaskan prinsip kerjanya masing-masing. Jawab : A. Peralatan utama teknologi tegangan tinggi antara lain : Pemutus tenaga (PMT) Saklar Pemisah (PMS) Lightning Arrester Isolator Transformator Tegangan & Transformator Arus Sumber tegangan Relay proteksi Transformator daya

B. Fungsi Pemutus tenaga berfungsi untuk memutuskan rangkaian listrik dalam keadaan berbeban. Saklar pemisah berfungsi untuk memutuskan rangkaian listrik dalam keadaan tidak berbeban. Lightning arrester berfungsi untuk melindungi peralatan listrik dari tegangan lebih akibat sambaran petir atau surya hubung. Isolator berfungsi sebagai islolasi listrik Transformator tegangan berfungsi merubah besaran tegangan dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau memperkecil besarnya tegangan listrik untuk keperluan pengukuran dan proteksi. Sedangkan transformator arus berfungsi merubah besaran arus dari arus yang besar ke arus yang kecil untuk keperluan pengukuran dan proteksi. Sumber tegangan berfungsi penyedia daya untuk perlatan proteksi dan peralatan listrik lainnya. Relay Proteksi berfungsi untuk melindungi system saat terjadinya gangguan atau kesalahan operasi. Transformator daya berfungsi untuk mentransformasikan daya listrik tanpa mengubah frekuensinya.


Page 33


C. Prinsip Kerjanya Pemutus tenaga Circuit Breaker atau Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) adalah suatu peralatan pemutus rangkaian listrik pada suatu sistem tenaga listrik, yang mampu untuk membuka dan menutup rangkaian listrik pada semua kondisi, termasuk arus hubung singkat, sesuai dengan ratingnya. Juga pada kondisi tegangan yang normal ataupun tidak normal. Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh suatu PMT agar dapat melakukan hal-hal diatas: 1).Mampu menyalurkan arus maksimum sistem secara terus-menerus.

2.Mampu memutuskan dan menutup jaringan dalam keadaan berbeban maupun terhubung singkat tanpa menimbulkan kerusakan pada pemutus tenaga itu sendiri. 3).Dapat memutuskan arus hubung singkat dengan kecepatan tinggi agar arus hubung singkat tidak sampai merusak peralatan sistem, membuat sistem kehilangan kestabilan, dan merusak pemutus tenaga itu sendiri. Tegangan pengenal PMT dirancang untuk lokasi yang ketinggiannya maksimum 1000 meter diatas permukaan laut. Jika PMT dipasang pada lokasi yang ketinggiannya lebih dari 1000 meter, maka tegangan operasi maksimum dari PMT tersebut harus dikoreksi dengan faktor yang diberikan pada table berikut :

Pada waktu pemutusan atau penghubungan suatu rangkaian sistem tenaga listrik maka pada PMT akan terjadi busur api, hal tersebut terjadi karena pada saat kontak PMT dipisahkan , beda potensial diantara kontak akan menimbulkan medan elektrik diantara kontak tersebut, seperti ditunjukkan pada gambar berikut :


Page 34


Arus yang sebelumnya mengalir pada kontak akan memanaskan kontak dan menghasilkan emisi thermis pada permukaan kontak. Sedangkan medan elektrik menimbulkan emisi medan tinggi pada kontak katoda (K). Kedua emisi ini menghasilkan elektron bebas yang sangat banyak dan bergerak menuju kontak anoda (A). Elektron-elektron ini membentur molekul netral media isolasi dikawasan positif, benturan-benturan ini akan menimbulkan proses ionisasi. Dengan demikian, jumlah elektron bebas yang menuju anoda akan semakin bertambah dan muncul ion positif hasil ionisasi yang bergerak menuju katoda, perpindahan elektron bebas ke anoda menimbulkan arus dan memanaskan kontak anoda. Ion positif yang tiba di kontak katoda akan menimbulkan dua efek yang berbeda. Jika kontak terbuat dari bahan yang titik leburnya tinggi, misalnya tungsten atau karbon, maka ion positif akan akan menimbulkan pemanasan di katoda. Akibatnya, emisi thermis semakin meningkat. Jika kontak terbuat dari bahan yang titik leburnya rendah, misal tembaga, ion positif akan menimbulkan emisi medan tinggi. Hasil emisi thermis ini dan emisi medan tinggi akan melanggengkan proses ionisasi, sehingga perpindahan muatan antar kontak terus berlangsung dan inilah yang disebut busur api.Untuk memadamkan busur api tersebut perlu dilakukan usaha-usaha yang dapat menimbulkan proses deionisasi, antara lain dengan cara yaitu:


Page 35


1. Meniupkan udara ke sela kontak, sehingga partikel-partikel hasil ionisai dijauhkan dari sela kontak. 2. Menyemburkan minyak isolasi kebusur api untuk memberi peluang yang lebih besar bagi proses rekombinasi. 3. Memotong busur api dengan tabir isolasi atau tabir logam, sehingga memberi peluang yang lebih besar bagi proses rekombinasi. 4. Membuat medium pemisah kontak dari gas elektronegatif, sehingga elektronelektron bebas tertangkap oleh molekul netral gas tersebut.

Jika pengurangan partikel bermuatan karena proses deionisasi lebih banyak daripada penambahan muatan karena proses ionisasi, maka busur api akan padam. Ketika busur api padam, di sela kontak akan tetap ada terpaan medan elektrik. Jika suatu saat terjadi terpaan medan elektrik yang lebih besar daripada kekuatan dielektrik media isolasi kontak, maka busur api akan terjadi lagi. Lightning Arrester Lightning arrester bekerja pada tegangan tertentu di atas tegangan operasi untuk membuang muatan listrik dari surja petir dan berhenti beroperasi pada tegangan tertentu di atas tegangan operasi agar tidak terjadi arus pada tegangan operasi, dan perbandingan dua tegangan ini disebut rasio proteksi arrester.

Tingkat isolasi bahan arrester harus berada di bawah tingkat isolasi bahan transformator agar apabila sampai terjadi flashover, maka flashover diharapkan terjadi pada arrester dan tidak pada transformator.

Transformator merupakan bagian instalasi pusat listrik yang paling mahal dan rawan terhadap sambaran petir, selain itu jika sampai terjadi kerusakan transformator, maka daya dari pusat listrik tidak dapat sepenuhnya disalurkan dan biayanya mahal serta waktu untuk perbaikan relatif lama.

Salah satu perkembangan dari lightning arrester adalah penggunaan oksida seng Zn02 sebagai bahan yang menjadi katup atau valve arrester. Dalam menentukanRayhan Mustamin / P2700208049 Page 36


rating arus arrester, sebaiknya dipelajari statistik petir setempat. Misalnya apabila statistik menunjukkan distribusi probabilitas petir yang terbesar adalah petir 15 kilo Ampere (kA), maka rating arrester diambil 15 kilo Ampere. Gambar berikut akan menunjukkan konstruksi sebuah lightning arrester buatan Westinghouse yang menggunakan celah udara (air gap) di bagian atas.

Arrester ini bisa dipasang pada bangunan gedung atau di dekat alat yang perlu dilindungi misalnya pada komputer. Alat yang dilindungi perlu tidak saja dilindungi terhadap sambaran petir secara langsung, tetapi juga terhadap sambaran tidak langsung yang menimbulkan induksi.


Page 37

final teknologi isolasi

Documents