Mekanisme Lewat Denyar Pada Isolator Bersih

19

2.4 Lewat Denyar

Flashover Flashover pada isolator hantaran udara merupakan peristiwa pelepasan muatan melalui permukaan isolator dari konduktor yang bertegangan yang dipikul isolator ke lengan menara. Peristiwa ini menyebabkan kegagalan isolator dalam mengisolasi konduktor transmisi dengan lengan menara. Flashover dapat terjadi pada beberapa kondisi, yaitu pada kondisi permukaan isolator bersih dan pada kondisi permukaan isolator terpolusi. Saat permukaan isolator bersih, flashover yang terjadi disebabkan oleh tembusnya udara di sekitar permukaan. Bila permukaan isolator dilapisi polutan, tahanan permukaan isolator akan turun sehingga arus bocor akan semakin besar.

2.4.1 Mekanisme Lewat Denyar Pada Isolator Bersih

Pada kondisi isolator bersih, peristiwa lewat denyar terjadi karena tembusnya udara di sekitar permukaan isolator tersebut. Udara umumnya memiliki sifat isolatif yaitu tidak menghantarkan arus listrik karena memiliki sedikit elektron bebas. Tetapi sifat udara ini dapat berubah menjadi konduktif. Berubahnya sifat isolatif menjadi konduktif karena terjadinya ionisasi dan emisi. Berikut ini akan dijelaskan tentang ionisasi dan emisi :  Ionisasi Ionisasi adalah peristiwa terlepasnya elektron dari ikatan inti atom netral molekul netral sehingga menghasilkan satu elektron bebas dan ion positif yang dapat dilihat pada Gambar 2.6. 20 Berdasarkan penyebabnya ionisasi dapat dibagi menjadi : a. Ionisasi Radiasi Sinar Kosmis Ruang diatas bumi secara terus menerus dibombardir dengan partikel-partikel submikroskopis yang berenergi tinggi. Sebagian berasal dari matahari sinar kosmis dan sebagian berasal dari pemisahan bahan radio aktif yang setiap menit terjadi di dalam bumi. Partikel berenergi tinggi ini membentur elektron molekul netral sehingga elektron terlepas dari molekul netral. b. Ionisasi Benturan Gambar 2.6 Proses Ionisasi [12] Pada Gambar 2.7 diperlihatkan jika dua elektroda dihubungkan ke sumber tegangan searah, maka diantara kedua elektroda itu timbul medan elektrik yang arahnya dari anoda ke katoda. Dalam perjalanannya menuju anoda, elektron itu membentur molekul- molekul netral gas. 21 Jika energi kinetis elektron bebas energi ikat elektron terikat maka akan terjadi ionisasi. Dimana ion positif akan mengalami gaya dan bergerak ke katoda dan ion elektron bebas baru menuju anoda. Gambar 2.7 Ionisasi Benturan[13] c. Ionisasi Termal Jika temperatur gas dalam suatu bejana tertutup dianikkan, maka molekul-molekul gas akan bersirkulasi dengan kecepatan tinggi sehingga terjadi benturan antar molekul. Jika temperatur semakin tinggi, maka kecepatan molekul semakin tinggi, sehingga benturan antar molekul semakin keras dan dapat membuat terlepasnya elektron dari molekul netral.  Emisi Emisi adalah peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan logam menjadi elektron bebas. 22 a. Emisi Termal Suatu logam jika dipanaskan hingga bertemperatur tinggi maka dari permukaannya akan dilepaskan elektron-elektron. Elektron tersebut keluar dari permukaannya dan menjadi elektron bebas di dalam gas. b. Emisi Medan Tinggi Gambar 2.8 Permukaan Logam dan Medan Tinggi[13 ] Permukaan suatu logam tidak semuanya mulus, tetapi selalu ada titik-titik yang runcing seperti pada Gambar 2.8. Elektron pada ujung runcing akan mengalami gaya yang lebih besar karena intensitas medan elektrik di titik tersebut relatif lebih besar dibandingkan dengan intensitas medan elektrik dibagian datar. c. Emisi Benturan Ion Positif Suatu ion positif yang berada dalam medan listrik akan bergerak menuju katoda. Ion postif ini memmiliki energi kinetik saat membentur permukaan katoda. Bila energi kinetik ion positif lebih 23 besar dari gaya elektrostatik logam, maka elektron di permukaan logam akan keluar dari permukaannya. Jumlah elektron bebas yang keluar tergantung dari besarnya energi kinetik ion positif saat membentur permukaan katoda.

2.4.2 Teori Townsend Mekanisme Terjadinya Tembus Listrik Udara