6
Tujuan dari pengujian tegangan tinggi adalah untuk meneliti sifat- sifat listrik dielektrik baik yang telah digunakan sebagai bahan isolasi
peralatan listrik maupun masih dalam penelitian. Ada sifat-sifat listrik dielektrik yang perlu diketahui, yaitu:
a Kekuatan dielektrik
b Rugi-rugi dielektrik
c Tahanan isolasi
d Kekuatan kerak isolasi
2.2. Kekuatan Dielektrik
Suatu dielektrik tidak mempunyai elektron-elektron bebas, melainkan elektron-elektron yang terikat pada inti atom unsur yang
membentuk dielektrik tersebut. Pada Gambar 2.1 ditunjukkan suatu bahan dielektrik yang ditempatkan diantara dua elektroda piring sejajar. Bila
tegangan diberi tegangan searah V, maka timbul medan elektrik E didalam dielektrik. Medan elektrik ini memberi gaya kepada elektron-elektron agar
terlepas dari ikatannya dan menjadi elektron bebas. Dengan kata lain, medan elektrik merupakan suatu beban yang menekan dielektrik agar
berubah sifat dari isolator menjadi konduktor. Hal ini disbut sebagai tembus listrik electrical breakdown. [1]
Universitas Sumatera Utara
7
Gambar 2.1. Medan Listrik di Antara Dua Elektroda
Hubungan antara tegangan V, kuat medan listrik E dan jarak kedua elektroda s adalah:
� =
� �
�
���� ��
�
2.1 Beban yang dipikul dielektrik ini disebut juga Kuat medan elektrik,
satuannya dinyatakan dalam Voltcm. Kuat medan elektrik tertinggi yang dapat dipikul suatu bahan isolasi tanpa mengakibatkan tembus listrik disebut
kekuatan dielektrik [4].
2.3. Kekuatan Dielektrik Gas.
Bahan dielektrik gas mempunyai susunan molekul atom yang relatif jarang dibandingkan dengan dielektrik cair atau padat. Untuk terjadinya
tembus perlu ada elektron awal. Elektron awal dapat muncul dalam gas melalui berbagai cara seperti akibat radiasi kosmik,eksitasi thermal atau
elektron dari permukaan katoda akibat berbagai proses radiasi atau emisi medan.
Bila suatau elektron awal telah tersedia di dalam gas maka bila medan listrik dalam gas cukup besar maka elektron akan bergerak
Universitas Sumatera Utara
8
dipercepat dan akan memperoleh energi kinetik yang besar pula. Energi kinetik yang besar yang dimiliki elektron memungkinkan mengionisasi
molekulatom gas bila bertumbukan. Dengan adanya ionisasi gas ini maka muncul elektron kedua. Kedua elektron akan memulai proses serupa untuk
menghasilkan dua elektron baru dan seterusnya. Sehingga di dalam gas akan terjadi multiplikasi elektron secara eksponensial. Peristiwa ini disebut
avalanche.bila kenaikan elektron berjalan terus maka suatu ketika kedua elektroda akan dijembatani oleh avalanche dan terjadilah tembus.
Tembus gas dipengaruhi oleh tekanan gas. Makin tinggi tekanan gas maka kerapatan juga semakin tinggi. Hal ini mengakibatkan jarak rata-rata
antar molekul atau atom semakin kecil dan sebagai akibatnya energi kinetik elektron lebih kecil dan ionisasi molekul atau atom gas semakin sulit.
Dengan demikian secara umum makin tinggi tekanan gas makin tinggi pula kekuatan dielektriknya. Pada Tabel 2.1 ditunjukkan berbagai macam jenis
bahan dielektrik gas. Tabel 2.1. Bahan dielektrik gas.
Jenis Gas Massa Jenis
[kgm
3
] Konduktivitas Panas
[calsecm
o
C] Tegangan Tembus
[kVcm] Udara
1,228 5 x 10
-6
30 SF
6
6,139 1,9 x 10
-5
75 Nitrogen
1,191 5,4 x 10
-6
30 Karbon Dioksida
1,867 3,2 x 10
-6
27 Hidrogen
0,086 3,3 x 10
-5
18
Universitas Sumatera Utara
9
2.4. Tegangan Tembus.
