Jumat, 29 Januari 2016

bahan isolasi M3

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