Isolasi Listrik Insulating Varnish

Isolator listrik adalah  bahan yang tidak bisa atau sulit melakukan perpindahan muatan listrik. Dalam bahan isolator valensi elektronnya terikat kuat pada atom-atomnya. Bahan-bahan ini dipergunakan dalam alat-alat elektronika sebagai isolator, atau penghambat mengalirnya arus listrik. Isolator berguna pula sebagai penopang beban atau pemisah antara konduktor tanpa membuat adanya arus mengalir ke luar atau atara konduktor. Istilah ini juga dipergunakan untuk menamai alat yang digunakan untuk menyangga kabel transmisi listrik pada tiang listrik.

Beberapa bahan, seperti kaca, kertas, atau Teflon merupakan bahan isolator yang sangat bagus. Beberapa bahan sintetis masih "cukup bagus" dipergunakan sebagai isolator kabel. Contohnya plastik atau karet. Bahan-bahan ini dipilih sebagai isolator kabel karena lebih mudah dibentuk / diproses sementara masih bisa menyumbat aliran listrik pada voltase menengah (ratusan, mungkin ribuan volt).

eknik Isolasi

1.apa yang anda ketahui tentang isolasi dan bagaimana peran dan fungsi isolasi dalam sistem tenaga listrik?

2.jelaskan apa yang dimaksud dengan dielektrik, karakteristik dielektrik dan gambarkan suatu rangkaian ekivalennya!

3.jelaskan perbedaan antara kekuatan dielektrik dengan permitivitas relatif dielektrik!

4.ada berapa mekanisme kegagalan dielektrik pada isolasi padat (sebutkan dan berikan penjelasannya)!

Jawab:

a.      isolasi adalah suatu alat yang mempunyai fungsi untuk memisahkan dua atau lebih penghantar listrik yang bertegangan sehingga antara penghantar-penghantar tersebut tidak terjadi lompatan listrik atau percikan.

Peran dan fungsi isolasi:

·         a.untuk mengisolasi antara penghantar dengan penghantar yang lain.

·         b.menahan gaya mekanis akibat adanya arus pada konduktor yang diisolasi.

·         c.mampu menahan tekanan yang diakibatkan panas dan reaksi kimia.

b. dielektrik adalah penahan arus, digunakan untuk memisahkan dua permukaan yang memiliki perbedaan potensial listrik. Dielektrik banyak digunakan sebagai isolasi pemisah dan pembungkus pada konduktor.

ada enam sifat listrik dielektrik, yaitu:

·         Kekuatan dielektrik

Kekuatan dielektrik dari suatu bahan isolasi dinyatakan dengan tegangan maksimum yang dapat ditahan oleh suatu medium tanpa merusaknya.

·         Konduktansi

Apabila tegangan searah diberikan pada plat-plat sebuah kapasitor komersil dengan isolasi seperti mika, porselin atau kertas maka arus yang timbul tidak berhenti mengalir untuk waktu yang singkat tetapi turun perlahan-lahan. Hal itu disebabkan oleh ketiga komponen arus yang terdapat didalam dielektrik tersebut.

·         Rugi-rugi dielektrik

Rugi-rugi dielektrik untuk isolasi tegangan tinggi merupakan salah satu ukuran penting terhadap kualitas material isolasi. Suatu bahan dielektrik tersusun atas molekul-molekul dan elektron-elektron di dalamnya terikat kuat dengan inti atomnya. Ketika bahan tersebut belum dikenai medan listrik, maka susunan molekul dielektrik tersebut masih belum beraturan (tidak tersusun rapi)

·         Tahanan isolasi

Jika suatu dielektrik diberi tegangan searah, maka arus yang mengalir pada dielektrik terdiri dari 2 komponen yaitu arus yang mengalir pada permukaan dielektrik dan arus yang mengalir melalui volume dielektrik. Sehingga hambatan dielektrik terdiri dari resistansi permukaan dan resistansi volume.

·         Peluahan parsial (partial discharge)

Peluahan  parsial  (partial discharge) adalah peluahan elektrik pada medium isolasi yang terdapat di  antara dua elektroda berbeda tegangan, di  mana peluahan tersebut tidak sampai menghubungkan kedua elektroda secara sempurna. Peristiwa seperti ini dapat terjadi pada isolasi padat yang  di dalamnya  terdapat rongga udara .

·         Kekuatan kerak isolasi (tracking strength)

Bila suatu sistem isolasi diberi tekanan elektrik, maka arus akan mengalir pada permukaannya. Besar arus permukaan ini menentukan besarnya  tahanan permukaan sistem isolasi. Arus ini sering juga disebut arus bocor atau arus yang menelusuri sirip isolator. Besar arus tersebut dipengaruhi oleh kondisi sekitar, yaitu suhu, tekanan,kelembaban dan polusi. Secara teknis sistem isolasi harus mampu memikul arus bocor tersebut tanpa menimbulkan pemburukan karena arus bocor dapat dibatasi.

Rangkaian ekivalennya:

c.     Kekuatan dielektrik (dielectric strength disebut juga  breakdown strength) didefinisikan sebagai gradien tegangan maksimum yang masih mampu ditahan oleh dielektrik sebelum terjadi kegagalan fungsi. Nilai  hasil pengukuran kekuatan dielektrik ini sangat tergantung dari geometri spesimen, elektroda, dan prosedur  pengukuran. Walaupun hasil pengukuran bervariasi, namun data hasil pengukuran setidak-tidaknya memberi ancar-ancar dalam menilai  dan menggunakan material dielektrik.

Permitivitas relatif suatu dielektrik (disebut juga konstanta dielektrik),  εr, didefinisikan sebagai perbandingan antara permitivitas dielektrik (ε) dengan permitivitas ruang hampa, (ε0).

d.   Kegagalan bahan isolasi padat terjadi karena kekuatan listrik (strength), lebih kecil dari tekanan listrik (stress).

Mekanisme kegagalan bahan isolasi padat:

·         Kegagalan Asasi (Intrinsik) dan Kegagalan Elektromekanik merupakan pembagian dari Kegagalan bahan isolasi padat berdasarkan waktu penerapan tegangannya. Kegagalan yang lain yaitu, Kegagalan Streamer, Kegagalan Termal, dan Kegagalan Erosi. Kegagalan Asasi (Intrinsik) adalah kegagalan yang disebabkan oleh jenis dan suhu bahan dengan menghilangkan pengaruh luar seperti tekanan, bahan elektroda, ketidakmurnian, dan kantong-kantong udara. Kegagalan ini terjadi jika tegangan yang dikenakan pada bahan, dinaikkan sehingga tekanan listriknya mencapai nilai tertentu dalam waktu yang singkat.

·         Kegagalan Elektromekanik adalah kegagalan yang disebabkan oleh adanya perbedaan polaritas antara elektroda yang mengapit zat isolasi padat sehingga timbul tekanan listrik pada bahan tersebut. Tekanan listrik yang terjadi menimbulkan tekanan (pressure) mekanik yang terjadi akibat timbulnya gayatarik menarik antara kedua elektroda tersebut. Pada tegangan 106 volt/cm menimbulkan tekanan mekanik 2-6 kg/cm2. Tekanan atau tarikan mekanis ini berupa gaya yang bekerja pada zat padat berhubungan dengan Modulus Young. Jika kekuatan asasi (intrinsik) tidak tercapai maka zat isolasi akan gagal bila tegangan V dinaikkan lagi.