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

(1)

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

(2)

BAHAN KERJA 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 :

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.

V P F T Gambar 1 R H mm Keterangan : T = Trafo vareabel

H = Trafo tegangan tinggi R = Tahanan pengaman P = Bahan uji

(3)

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 6000 – 800 0C, 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 4000C, 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 14000C. 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 merupakan 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. Kuat tarik : 2,5 - 5 N/mm2. b. Steatit

Seperti halnya porselin, steatit kuat menahan panas, tahan mekanis, dan lain-lain. Tegangan tembus : 30 - 45 kV/mm.

Kuat tarik ( ) 55...85 N/mm2. Penggunaan :

Landasan elemen pemanas Rumah sekering dan resistor

(4)

4. Gelas

Bahan baku gelas adalah (si 02), kapur (Ca Co3), soda (Na2 Co2) dll, dicairkan pada

1500....1600 0C. Tegangan tembus : 10.. .40 kV/mm, Kuat tekan : 400...1300N/mm2 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 trafo, motor atau generator. Tegangan tembus : 25-30 k /mm2,

Kemampuan panas sampai 120 0C.

(5)

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.

(6)

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 (C2 H2) 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 0C.

2. PE (Polythlene)

Termoplastik dari bahan athylen (C2H4), melalui polymerisation dan tekanan. Tegangan

tembus 80 k /mm. Keadaan suhu kerja sampai : 80....100 0C. 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.

(7)

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. Penggunaanbeku-nya : 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 0C.

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)

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 dengan tekanan 1 - 1 , 5 Kg / cm2. Bila tekanan gas nitrogen turun berarti terjadi kerusakkan kabel.

(9)

2.3. Hidrogen

Gas hirogen dibuat dengan cara : 1. Elektrolisa air

2. Mendinginkan gas air (CO + H2) sampai – 191 0C, sehingga gas CO

mengembun dan tinggal H2 saja.

Penggunaan : Sebagai pendingin mesin turbo generator dan kondesator sinkron.

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

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.

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

akibat suara mesin dapat Gambar. Sistim pendingin turbo generator dengan gas hidrogen

(10)

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 !

(11)

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