MODUL 5 – 6 DI KLAT PRODUKTI F MULOK I I

  MODUL 5 – 6 DI KLAT PRODUKTI F MULOK I I BAHAN KERJA

  ( BAHAN I SOLASI ) TINGKAT : XII PROGRAM KEAH LI AN TEKN I K PEM AN FAATAN TEN AGA LI STRI K

  DISUSUN OLEH : Dr s. SOEBANDONO BAHAN ISOLASI

  LEM BA R KERJA SISWA 5 - 6

  BAHAN ISOLASI Suatu bahan yang tidak dapat atau sulit dialiri arus listrik disebut tahanan listrik, dan bahan yang mempunyai tahanan yang sangat besar dikenal dengan bahan isolator .

  Bahan sebagai isolasi listrik yang baik bila :

  1. Tahanan Isolasi besar

  2. Tegangan tembusnya tinggi Tegangan uji pada benda tebal 1 mm atau 1 cm dengan tegangan tinggi, seperti diagram, berikut : _{R V F} Keterangan : _{T mm P} T = Trafo vareabel _H H = Trafo tegangan tinggi _{Gambar 1} R = Tahanan pengaman

  P = Bahan uji

  3. Konstanta dielektriknya rendah atau tinggi ( ) Kondesator dibutuhkan bahan dielektrik tinggi, isolasi kabel atau hantaran frekwensi tinggi diperlukan bahan dielektrik rendah .

  4. Kuat mekanis Bahan mampu menahan tarikan, tekanan atau bengkokan

  5. Tahan panas serta tidak mudah terbakar Panas akibat arus listrik atau arus gaya magnit serta ruang sekitar harus dapat ditahan oleh bahan isolasi. Demikian pula ia harus tahan terhadap bara api, sehingga tidak akan merusak struktur bahan isolasi.

  6. Tidak Higroskopis Bahan isolasi yang diletakan ditanah tidak boleh menyerap air.

  7. Tahanan Zat Kimia Gas, asam, garam, alkali dan lembab udara isolasi harus mampu bertahan karena bahan tersebut akan dapat merusak struktur isolasi.

  Program Keahlian : Dikeluarkan oleh : Tanggal : Halaman : SMKN 2

  Teknik Ketenagalistrikan Drs. Soebandono BAHAN ISOLASI Beberapa macam bahan isolasi :

  A. Bahan isolasi An-organik (Sintesis )

  1. Mika Mika adalah mineral dalam bentuk plat kristal dengan tebal 0,006...3 mm. Tahanan panas 600 – 800

  C, tegangan tembus 25 KV/MM. Jika mika dipanasi terus akan mengeluarkan air sehingga padanya menjadi buram dan akan mudah hancur. Penggunaanya untuk menutup elemen pemanas setrika dll.

  2. Asbes Asbes adalah bahan berserat, kurang baik sebagai isolasi karena tegangan tembusnya hanya 4 kV/mm. Keistimewaan Asbes adalah : tidak dapat terbakar, disamping penyekat listrik utamanya sebagai penyekat panas. Kemampuan panas mencapai 400

  C, digunakan pada tegangan rendah dalam bentuk bubuk atau pintalan. Misal : Penyekat panas pada kompor listrik, pemanas dll.

  3. Keramik Keramik merupakan bahan galian yang dipanaskan pada 1400

  C. Keramik dalam listrik tidak seperti keramik pada hiasan. Mereka mencakup silikat, oksida, metal dll. Untuk kebutuhan teknik listrik dibuat porselin dan steatit :

  a. Porselin Pembuatan porselin dari tanah liat (kaolin), kuarsa dan velspat. Porselin merupa- kan penyekat listrik yang baik, kekuatan mekaniknya tinggi, sehingga cocok untuk isolator alat listrik yang harus menahan gaya berat besar. Tegangan uji : 30- 35 kV/mm.

2 Kuat tarik : 2,5 - 5 N/mm .

  b. Steatit Seperti halnya porselin, steatit kuat menahan panas, tahan mekanis, dan lain-lain.

  Tegangan tembus : 30 - 45 kV/mm.

  2 Kuat tarik ( ) 55...85 N/mm .

  Penggunaan : Landasan elemen pemanas Rumah sekering dan resistor

  Program Keahlian : Dikeluarkan oleh : Tanggal : Halaman : SMKN 2

  Teknik Ketenagalistrikan Drs. Soebandono BAHAN ISOLASI Penyekat tegangan tinggi

  Penyekat tegangan rendah

  4. Gelas Bahan baku gelas adalah (si 0 ), kapur (Ca Co ), soda (Na Co ) dll, dicairkan pada

  2

  3

  2

  2

  2

  1500....1600

  C. Tegangan tembus : 10.. .40 kV/mm, Kuat tekan : 400...1300N/mm Penggunaan : Bola lampu, Selubung kabel (koaksial), dll

  5. Eternit Eternit adalah suatu bahan asbes semen bentuk tepung ( powder ), dalam pemakaian biasanya bentuk plat. Tidak dapat terbakar, menyerap air, berserat. Kerugiannya, eternit tidak boleh berhubungan langsung dengan tekanan. Penggunaan : Kanal kabel, Kanal pipa, Plafon dan papan alat ukur

  B. Bahan isolasi organik (bahan baku alami)

  1. Kertas Bahan baku kertas adalah Kayu, selulosa, zat pengurai, rami dan lain-lain. Untuk menahan air kertas dilapis dengan minyak. Tegangan tembus kertas 10 kv/mm.

  Kegunaan : Isolasi kabel, Kondesator, Isolasi kumparan Proses pembuatan kertas seperti diagram berikutnya.

  2. Prespan Pada dasarnya prespan adalah kertas yang dilakukan tekanan tinggi padanya, sehingga ia akan menjadi keras, kuat dan tahan terhadap lilitan. Kegunaan : Isolasi lilitan pada

  2

  trafo, motor atau generator. Tegangan tembus : 25-30 k /mm , Kemampuan panas sampai 120 C.

  Program Keahlian : Dikeluarkan oleh : Tanggal : Halaman : SMKN 2

  Teknik Ketenagalistrikan Drs. Soebandono BAHAN ISOLASI Gambar. Proses pengolahan kertas

3. Karet

  Karet diperoleh dari pohon karet berupa getah karet. Dicampur asam cuka, karet akan terapung pada cairan tersebut. Pada keadaan panas ia akan lunak dan lekat, pada keadaan dingin keras dan retak-retak atau rapuh . Karet bila dicampur bensol atau bensin akan menjadi lem, sedang bilamana dicampur belerang akan menjadi vulkanisasi. Tegangan tembus : 10 - 20 k /mm.

  Program Keahlian : Dikeluarkan oleh : Tanggal : Halaman : SMKN 2

  Teknik Ketenagalistrikan Drs. Soebandono BAHAN ISOLASI

  C. Thermo plastik Thermo plastik adalah bahan plastik, ia akan lunak jika dipanasi serta keras pada keadaan dingin. Beberapa thermo plastik yang dikenal sbb :

  1. PVC (Polyvinyl chlorid) Elemen PVC yaitu asetelin (C

2 H 2 ) dan asam garam (hc ) bersama Vinylchlorid.

  Sifat PVC : Dapat terbakar dan lama membara. Penggunaanya : Pipa PVC, bahan teknik listrik dan lain-lain. Tegangan tembus PVC sampai 50 k /mm. Keadaan panas pada 60 C.

  Gambar. Pencetakan PVC kompresor

  2. PE (Polythlene) Termoplastik dari bahan athylen (C H ), melalui polymerisation dan tekanan. Tegangan

  2

  

4

  tembus 80 k /mm. Keadaan suhu kerja sampai : 80....100

  C. Dapat terbakar, tahan asam, tahan alkali dan keuntungannya pada temperatur tinggi akan mengeluarkan minyak. Kegunaan : Membuat ember, Isolasi kabel listrik dan kabel telepon, Isolasi kawat dll.

  Program Keahlian : Dikeluarkan oleh : Tanggal : Halaman : SMKN 2

  Teknik Ketenagalistrikan Drs. Soebandono BAHAN ISOLASI

  D. Isolasi Bentuk Cair :

  1.1. Minyak Transformator Minyak transformator ialah hasil penyulingan (Pemurnian) minyak bumi.

  Sifat - sifat : tidak menghisap air, tidak mengandung asam, encer dan halus, titik beku- nya rendah. Penggunaannya : Untuk pendingin tranformator Syarat-syarat minyak transformator 1. Minyak harus cair dan jernih tidak berwarna.

  2. Bebas dari air, asam, alkali aspal dll.

  3. Untuk minyak baru campuran arang tidak lebih dari 0,005 % dan tidak boleh mengandung asam 0,005 mg KOH/q.

  4. Untuk minyak yang pernah dipakai mengandung asam 0,4 mg KOH/q .

  5. Penghantar panas 0,0015 w/cm pada suhu 80 C. Untuk mempertahankan kondisi minyak, Tindakan pencegahannya : 1. Pengawasan dalam pengiriman.

  2. Tempat penyimpanannya baik, wadah maupun gudangnya.

  3. Pengontrolan selama dipakai.

  4. Segera dibersihkan jika minyak kotor.

  5. Minyak harus selalu tertutup rapat.

  6. Menambah atau mengganti minyak harus memakai saringan yang baik.

  Keterangan gambar

  1. Indikator pelumas

  2. Inti besi

  3. Belitan tegangan rendah

  4. Belitan tegangan tinggi

  5. Kotak trafo

  6. Pembuangan udara

  7. Tabung penurun tekanan

  8. Sirip pendingin

  Program Keahlian : Dikeluarkan oleh : Tanggal : Halaman : SMKN 2

  Teknik Ketenagalistrikan Drs. Soebandono BAHAN ISOLASI

  1.2. Minyak Kabel Minyak kabel diperoleh dari hasil penyulingan (Pemurnian minyak bumi). Sifat - sifat nya : titik lebur rendah, tahanan isolasi yang besar dielektriknya besar. Minyak kabel dibuat pekat dengan mencampur damar. Kegunaan minyak kabel untuk memadatkan penyekat kertas dan menjaga / menahan air supaya tidak dapat meresap pada kabel tenaga (kabel tanah tegangan tinggi). Disamping minyak kabel ada juga minyak saklar. Gunanya untuk me- madamkan (meredam) cetusan bunga api di waktu pemutusan aliran listrik .

  E. Isolasi Bentuk Gas

  2.1. Udara Udara merupakan salah satu penyekat dalam hantaran listrik .

  Contohnya :

  1. Antara kawat-kawat jaringan listrik

  2. Pendingin mesin

  3. Generator

  4. Transformator dengan sistem ventilator

  2.2. Nitrogen : Gas nitrogen dihasilkan dengan cara penyulingan bertingkat udara cair dengan pendingin dan pemampatan udara dapat menjadi cair.

  Sifat gas Nitrogen : Tidak berwarna Tidak berbau Tidak dapat terbakar Sangat sedikit larut dalam air Sukar bersenyawa dengan unsur-unsur lain

  Penggunaannya : penyekat, pengontrol saluran kabel distribusi yaitu untuk mengetahui baik tidaknya kabel yang dipakai. Untuk mengetahui kerusakan kabel tersebut maka bagian tengahnya kabel diberi saluran yang diisi gas Nitrogen

  

2

  dengan tekanan 1 - 1 , 5 Kg / cm . Bila tekanan gas nitrogen turun berarti terjadi kerusakkan kabel.

  Program Keahlian : Dikeluarkan oleh : Tanggal : Halaman : SMKN 2

  Teknik Ketenagalistrikan Drs. Soebandono BAHAN ISOLASI

  2.3. Hidrogen Gas hirogen dibuat dengan cara :

  1. Elektrolisa air

  2. Mendinginkan gas air (CO + H ) sampai – 191

  C, sehingga gas CO

  2 mengembun dan tinggal H saja.

  

2

Penggunaan : Sebagai pendingin mesin turbo generator dan kondesator sinkron.

  Keuntungan pemakaian gas hidrogen dibanding dengan udara pada sistem pendingin turbogenerator, dan kondesator sinkron, ialah :

  1. Kerugian ventilasi dapat dikurangi antara 8 sampai 10 kali & efisiensi mesin mencapai 0,7 % sampai 1 % lebih tinggi.

  2. Daya tahan penyekat meningkat dengan tidak ada oksidasi.

  3. Perioda pemeliharaan dan perbaikan berkurang, karena debu dan lembab sangat kurang.

  4. Bahaya kebakaran relatif kecil, karena hidrogen tidak memelihara pembakaran.

  5. Kepekatan gas hidrogen lebih rendah, sehingga kebisingan Gambar. Sistim pendingin turbo akibat suara mesin dapat generator dengan gas hidrogen

  2.4. Carbon Dioksida Carbon dioksida dihasilkan dari pembakaran carbon dengan oksigen. Sifat - sifat gas ini ialah : Tidak berwarna, tidak dapat terbakar bahkan mematikan nyala api & larut dalam air. Pemakaian gas carbon dioksida digunakan pada turbogenerator.

  Program Keahlian : Dikeluarkan oleh : Tanggal : Halaman : SMKN 2

  Teknik Ketenagalistrikan Drs. Soebandono BAHAN ISOLASI

  Latihan

  1. Apa yang dimaksud dengan bahan isolator ?

  2. Sebutkan 5 dari 7 syarat bahan sebagai isolasi listrik !

  3. Sebutkan 5 macam bahan isolasi An Organik !

  4. Sebutkan 3 macam bahan isolasi Organik !

  5. Untuk apakah PVC dan PE dalam bidang listrik ?

  6. Dalam bidang listrik, mika, asbes, porselin, eternit dan gelas digunakan untuk apa ?

  7. Sebutkan 2 macam isolasi bentuk cair dan sebutkan masing - masing penggunaannya !

  Jawaban Program Keahlian : Dikeluarkan oleh : Tanggal : Halaman :

  SMKN 2

  Teknik Ketenagalistrikan Drs. Soebandono

  Daft ar Pust aka

  A. Mathis, Werkstoffkunde fur Elektroberufe, Aarau / Schweiz ; Verlag (Elektrotechnik) 1980

Darsono, B.Sc. cs, Ilmu Bahan Listrik , Jakarta, PDK; 1977.

Drs. Sumanto, MA, Pengetahuan Bahan Untuk Mesin dan Listrik, ANDI- OFFSET Yogyakarta 1994 A.R. Margunadi, Membuat Transformator Kecil Untuk Teknisi Dan Hobbyist, PT. Gramedia Jakarta – 1996