BAHAN
ISOLASI
Bahan
isolasi/penyekat adalah bahan yang berfungsi untuk menyekat atara 2 penghantar,
agar tidak terjadi lairan listrik/kebocoran arus apabila kedua penghantar
tersebut bertegangan. Jadi bahan isoalsi harus mempunyai tahanan jenis besar serta
tegangan tembus yang tinggi. Bahan isolasi yang sering dipakai di dalam teknik
listrik adalah gelas, keramik, mika, tekstil, prespan, plastik, karet, bakelit,
ebonit, dan lain-lain
·
Bahan
Isolasi Ada Yang Berbentuk
:
–
Padat
–
Cair, gas
·
Wujud Bahan Tertentu Juga Bisa Berubah
Karena Pengaruh Suhu.
·
Dalam Pemilihan Jenis Bahan, Selain
Sifat Kelistrikan, Beberapa Sifat Lain Bahan, Yaitu :
–
Sifat mekanis
–
Siafat fisis
–
Sifat kimia
.
Ri = v/ib, ri = resistansi isolasi
(ohm), v = tegangan (volt),
ib = arus bocor (ampere)
A. SIFAT MEKANIS :
Pengujian
sifat mekanis bahan perlu dilakukan untuk mendapatkan informasi spesifikasi
bahan. Melalui pengujian tarik akan diperoleh besaran-besaran kekuatan tarik,
kekuatan mulur, perpanjangan, reduksi penampang, modulus elastis, resilien,
keuletan logam. Sifat-sifat lain, yang perlu diperhatikan adalah kekerasan
(hardness), kemampuan menahan goresan (abrasion)
·
TEGANGAN TARIK
BAHAN (Σt)
–
Σt = Pt/S , dimana
pt = gaya tarik, s = penampang
·
Penambahan
Panjang Relatif Atau Strain (Ε)
–
Ε = Δl/l X
100%,
·
TEGANGAN LUMER
(σy)
–
Σt
= py/s , py = gaya yang menyebabkan bahan
menyerah (kg)
1.
Pengujian
Kekerasan
Dapat
dilakukan dengan penggoresan atau penumbukan dengan benda lancip terhadap bahan
yang dapat mengalami deformasiplastis (logam, plastik). Kekerasan = gaya yang diberikan (kg)/luas bidang lekukan (mm2)
B. SIFAT FISIS :
Yang harus diperlukan adalah :
berat jenis, titik lebur, titik didih, titik beku, kalor lebur, perubahan
volume, perubahan wujud, perubahan panjang terhdapa perubahan suhu
C. SIFAT KIMIA :
Perkaratan
adalah sifat akibat reaksi kimia antara logam dengan oksigen di udara sifat
bahan beracun, kemungkinan mengadakan reaksi
dengan garam, asam, basa.
1.
Sifat Kemampuan Larut
Sifat
ini diperlukan ketika menentukan macam bahan pelarut untuk suatu bahan (vernis,
plastik, dll) menguji bahan isolasi tahan di dalam cairan (minyak trafo)
menguji bahan padat dalam larutan
2.
Resitansi
Kimia
a. Bahan
isolasi mempunyai kemampuan yang berbeda ketahanannya terhadap korosi yang disebabkan
oleh gas, air, basa , garam.
b. Misalkan
bahan isolasi pada isntalasi tegangan tinggi harus mampu menahan terjadinya
ozon, sebab dapat menyebabkan isolasi berubah menjadi regas.
3.
Higroskopisitas
a. Yaitu
sifat menyerap air disekelilingnya, sebab uap air dapat menyebabkan perubahan
mekanis-fisik dan memperkecil daya isolasi. Diberi bahan penyerap uap air dari
senyawa p2o5, cacl2,, saat penyimpanan dan
pemakaian
4.
Permeabilitas
Uap
a) Adalah
kemampuan bahan isoalsi untuk dilewati uap.
b) Digunakan
untuk isolasi kabel, rumah kapasitor
c) Banyak
uap (m) dalam satuan mikrogram, selama t jam, melalui permukaan (s) dalam mter
persegi, beda tekanan kedus sisi bahan (p) dalam satuan mm-hg
i.
M = a.h. 102 / (s.t.p), dimana
:
ii.
A = permeabilitas uap yang disebut juga konstanta
difusi, g = permeabilitas uap air (gr/cm.jam.mm-hg)
5.
Pengaruh
Tropis
·
Ada Dua Macam Daerah Tropis :
a. Tropis basah (indonesia)
b. Tropis kering
·
Daerah Tropis Basah Memungkinkan :
c. Tumbuhnya
jamur
d. Serangga
tumbuh
e. Turunnya
resistivitas isolasi
f.
Menambah besarnya sudut rugi dielktrik
g. Menambah
permitivitas
h. Mengurangi
kemampuan kelistrikan bahan
Penggunaan
isolasi di daerah tropis perlu diperhatikan
–
Sifat kelistrikan setelah direndam
–
Kecepatan pertumbuhan jamur
–
Dilapis bahan anti jamur (paranitro
phenol, phenta chloro phenol
6.
Resistansi
Radiasi
Adalah kemampuan suatu bahan isolasi
untuk menahan pengaruh radiasi tanpa mengalami kerusakan. Radiasi sinar antara
lain : matahari, ultra violet, sinar x, sinar dari reaktor nuklir (α,β,γ)
partikel radio isotop.
·
Sifat
Kelistrikan Antara Lain :
–
Tahanan jenis
–
Daya hantar jenis
–
Pengaruh suhu terhadap tahanan
D. SIFAT KELISTRIKAN
1. Tahanan Jenis (Resistivitas) :
Adalah
besarnya tahanan suatu bahan tiap meter pada penampang 1 meter pada suhu 20 oc.
iii.
R = ρL/q
a) R
= besaran tahanan (hambatan) dalam satuan Ohm
b) L
= panjang kawat dalam satuan meter
c) q
= luas penampang kawat penghantar dalam meter kuadrat
d) ρ
= tahanan jenis dari bahan penghantar
e) Rv
= ρv l/S , Rv = Resistivitas (Ohm), ρv = Resistivitas Volume
(Ohm-meter),
l
= Panjang kawat (m), S = Luas penampang
(m2)
f) Rp
= ρs a/b, ρs = Resistivitas Permukaan (Ohm), a = Jarak (m),
b = Lebar (m)
2. PERMITIVITAS
Setaiap
bahan isoalsi mempunyai permitivitas, penting untuk bahan yang digunakan
sebagai dielektrik kapasitor. Kapasitansi kapasitor tergantung oleh :
a. Luas
permukaan
b. Jarak
antar keping-keping kapasitor
c. Dielektrik
Besarnya
kapasitansi c (farad) :
–
C = 10-9 ε S / (36 Π h),
ε = Permitivitas Bahan Dielektrik
h = Jarak Antar Keping Kapasitor
S = Luas permukaan Keping Kapasitor
Besarnya
permitivitas uadara hampir 1 (1,000589), sedangkan permitivitas zat padat dan
cair selalu lebih besar dari 1.
3. Sudut Kerugian Dielektrik
Saat
bahan isolasi diberi tegangan bolak-balik, maka terdapat energi yang diserap
oleh bahan, besarnya kerugian energi yang diserap bahan isolasi adalah :
–
P = v. 2 π. F
. C. Tan δ sehingga :
–
Tan δ = p / (v. 2 π. F . C)
E. Daya
Hantar Jenis
Daya
hantar atau konduktansi atau g adalah kebalikan dari tahanan. G = 1/r, dengan
satuan daya hantar adalah 1/ohm atau mho. G = 1/r = q/ρl = γq/l dimana γ adalah
daya hantar jenis. Daya hantar jenis atau conductivity adalah kebalikan dari
tahanan jenis. Jadi satuan untuk tahanan
jenis adalah 1/ohm meter.
F. Pengaruh
Suhu Terhadap Tahanan
Pengaruh
kenaikan suhu bahan terhadap tahanan adalah : memperbesar tahanan untuk
logam-logam murni. Kenaikan tahanan tersebut cukup besar pada kenaikan suhu
tertentu. Jadi grafik suhu/tahanan merupakan garis lurus. Logam murni mempunyai
koefisien suhu positif sebab dengan bertambahnya suhu, tahanan juga makin besar
positive temperature coeficient of resistance. Memperbesar tahanan untuk
logam-logam paduan, tetapi di sini kenaikannya relatif kecil dan tidak teratur,
bahkan kadang-kadang dapat diabaikan.
Memperkecil
tahanan untuk elektolit dan isolator, (kertas, karet, gelas, mika dan
sebagainya) dan beberapa penghantar, misal carbon. Jadi bahan-bahan tersebut
mempunyai koefisien suhu negatif (negative temperature coeficient of
resistance). Hubungan antara perubahan suhu terhadap nilai tahanan dinyatakan
dengan rumus :
R2
= R1 {1 + α (t2 –
t1)}
·
Di Mana :
–
R2 :
BESAR TAHANAN PADA SUHU t2 DALAM OHM
–
R1 :
BESAR TAHANAN PADA SUHU t1 DALAM OHM
–
T2 :
SUHU SEBELUM ADA PERUBAHAN DALAM oc
–
T1 :
SUHU SESUDAH ADA PERUBAHAN DALAM oc
–
Α :
KOEFISIEN SUHU TAHANAN
APABILA
t1 = 0 oc , MAKA Rt = Ro (1 + αot)
·
Di Mana :
–
Rt :
BESAR TAHANAN PADA SUHU t
–
R0 :
BESAR TAHANAN PADA SUHU 0 oc
–
Α :
KOEFISIEN SUHU TAHANAN
G. Konduktivitas Panas
Kenaiakan
suhu penghantar diperngaruhi oleh resistansi panas dari bahan isolasi p = T/rP
, p = panas yang lewat bahan isolasi (watt), T = beda suhu antara bagian
panas dan dingin (o c), rP = resistansi panas (o/watt
atau ohm meter)
–
Rp = ρp h/S , Rp = Resistansi panas, ρp = resistivitas
panas (O/W)
H = jarak antar bagian pana dan dingin, S =
Penampang
–
Τp = 1/ ρp ,
τp = Konduktivitas panas
·
Pembagian
Kelas Bahan Isolasi
Bahan
isolasi listrik dapat dibagi atas beberapa kelas berdasarkan suhu kerja
maksimum. Klasifikasi bahan isolasi menurut iec adalah sebagai berikut :
–
Kelas y suhu kerja maksimum 90o
c
–
Kelas a suhu kerja maksimum 105o
c
–
Kelas e suhu kerja maksimum 120o
c
–
Kelas b suhu kerja maksimum 130o
c
–
Kelas f suhu kerja maksimum 155o
c
–
Kelas h suhu kerja maksimum 180o
c
–
Kelas c suhu kerja maksimum diatas 180o
c
·
Yang Termasuk
Dalam Kelas Y Adalah :
–
Katun, sutera alam, wol sintetis, rayon,
serat poliamid, kertas, prespan, kayu, poliakrilat, polietilen, polivinil,
karet
·
Yang Termasuk
Dalam Kelas A Adalah :
–
Bahan berserat dari kelas y yang telah
dicelup dalam vernis, aspal, minyak trafo, email yang dicampur dengan vernis,
poliamid
·
Yang Termasuk
Dalam Kelas E Adalah :
–
Penyekat kawat email yang memakai bahan
pengikat polivinil formal, poli urethan, damar epoksi, bahan pengikat lain
semacam itu dengan bahan pengisi selulose, pertinaks, tekstolit, film
triasetat, film serat polietilen
tereftalat.
·
Yang Termasuk
Dalam Kelas B Adalah :
–
Bahan non organik (mika, gelas, fiber,
asbes) dicelup atau direkat menjadi satu dengan pernis atau kompon, bitumen,
sirlak, bakelit, dll
·
Yang Termasuk
Dalam Kelas F Adalah :
–
Bahan bukan organik dicelup atau direkat
menjadi satu dengan epoksi, poliurethan, vernis yang tahan panas tinggi.
·
Yang Termasuk
Dalam Kelas H Adalah :
–
Semua bahan komposisi dengan bahan dasar
mika, asbes, gelas fiber yang dicelup dalam silikon tanpa campuran bahan
berserat (kertas, katun, dll), karet silikon, email kawat poliamid murni
·
Yang Termasuk Dalam Kelas C Adalah :
–
Bahan anorganik yang tidak dicelup dan
tidak terikat dengan substansi organik, misalnya mika, mikanit yang tahan panas
(menggunakan bahan pengikat anorganik), mikaleks, gelas, bahan keramik.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar