Mata Kuliah : Distribusi Tenaga Listrik
Kelompok 3 : Arya Fauzi Setiawan Setiawan
(07/LT (07/LT 1C)
•
Danang Hutama
(08/LT (08/LT 1C)
•
Dimas Anas Aditya
(09/LT (09/LT 1C)
•
Faela Ma’ana Shufa
(10/L (10/ LT 1C)
•
4. SIFAT
3. KLASIFIKASI 2. JENIS
1. PENGERTIA N
5. PENGUJIAN
6. PASANGAN 7. PEMBURUKA N
8. KEGAGALAN
Isolator aliran
mempunyai peranan penting untuk mencegah terjadinya arus
dari
konduktor
phasa
ke
bumi
melalui
menara
pendukung. Dengan demikian, isolator merupakan bagian penting dalam sistem transmisi energi listrik. Beberapa persyaratan penting yang harus dimiliki suatu isolator adalah: Isolator harus mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi. •
Memiliki kekuatan dielektrik yang tinggi.
•
Mempunyai nilai resistivitas yang tinggi untuk memperkecil arus bocor yang terjadi.
•
Tidak mudah keropos dan tahan terhadap masuknya gas-gas ataupun cairan-cairan ke dalam bahan isolator.
•
Tidak dipengaruhi oleh perubahan suhu.
Back
Isolator Porselen
Isolator Gelas
Isolator Steatite
Back
Porselen berasal dari tanah liat yang mengandung aluminium silikat, kemudian direaksikan dengan plastik kaolin, felspar, kwarsa dan
campuran
ini
dipanaskan
pada
tempat
pembakaran.
Komposisi bahan bakunya adalah: 50% tanah liat, 25% felspar, 25% kwarsa.
Isolator
yang
dihasilkan
harus
keras,
permukaannya
halus/licin dan bebas dari sifat perembesan. Kehalusan
bahan
pada permukaan akan membebaskan isolator dari jejak air. Sifat menyerap pada bahan isolator akan menurunkan kekuatan dielektrik, dan adanya kotoran ataupun gelembung udara di dalam bahan isolator juga akan mengakibatkan
penurunan kekuatan
dielektrik. Secara mekanis isolator porselen memiliki kekuatan dielektrik ± 60.000 V/cm, tekanan dan kuat regangannya adalah 70.000 kg/cm2 dan 500 kg/cm2. Next
GAMBAR ISOLATOR PORSELIN
Back
Gelas diproduksi dengan proses penguatan yaitu dipanaskan dulu lalu didinginkan. Isolator yang terbuat dari bahan gelas ini memiliki beberapa keuntungan sebagai berikut : •
Kekuatan dielektriknya tinggi kira-kira 140 kV/cm
•
resistivitas yang tinggi , Koefisien muai panasnya rendah.
•
kekuatan dielektriknya tinggi, memiliki bentuk yang lebih sederhana ,dapat digunakan satu lapis sebagai bahan isolator.
•
Bersifat transparan (lebih jelas dibandingkan porselen), sehingga sedikit cacat, ketakmurnian gelembung udara, retak-retak, kotoran kotoran yang lain dapat dideteksi dengan mudah dan bersifat homogen.
•
Daya rentanganya lebih besar dari porselen.
•
Lebih murah dari pada porselen
Next
GAMBAR ISOLATOR GELAS
Back
Steatite adalah magnesium silikat dan dijumpai pada berbagai bagian dari oksida magnesium dengan silikat. Daya rentang dari isolator steatite jauh lebih besar dibandingkan dengan isolator porselen, dan dapat menguntungkan jika digunakan
pada
keadaan dimana isolator mengalami regangan sempurna misalnya ketika jaringan saluran transmisi mengalami belokan tajam.
Next
GAMBAR ISOLATOR STEATITE
Back
Isolator untuk saluran transmisi diklasifikasikan menurut penggunaan dan konstruksinya menjadi : •
isolator gantung (suspension),
•
jenis pasak (pin-type),
•
jenis pos-saluran (line post).
Gandengan isolator gantung pada umumnya dipakai pada saluran transmisi tegangan tinggi, sedang isolator batang-panjang dipakai di tempat-tempat dimana pengotoran udara karena garam dan debu banyak terjadi. Kedua jenis yang lain dipakai pada saluran transmisi yang relatip rendah (kurang dari 22-33 kv). Pada isolator gantung dikenal dua jenis, yakni clevis type dan ball-andsocket type, yang masing-masing terbuat dari porselin dengan tutup (cap) dari besi tempaan (malleable iron) di satu pihak dan pasak baja di lain pihak, yang keduanya diikatkan pada porselinnya dengan semen berkwalitas baik.
Back
Jenis pasakIsolator jenis pasak (pin type insulator), digunakan pada tiangtiang lurus (tangent pole) dan tiang sudur (angle pole) untuk sudut 5°sampai 30°. Banyak terbuat dari bahan porselin maupun bahan gelas yang dibentuk dalam bentuk kepingan dan bagian bawahnya diberi suatu pasak (pin) yang terbuat dari bahan besi atau baja tempaan. Tiap kepingan diikatkan oleh suatu bahan semen yang berkualitas baik. Isolator ini digunakan pada tiang-tiang lurus (tangent pole) dengan kekuatan tarikan sudut (angle tensile strenght) hingga 10°. Kawat penghantar jaringan diletakkan di bagian atas untuk posisi jaringan lurus, sedangkan untuk jaringan dengan sudut di bawah 10° kawat penghantarnya diikatkan pada bagian samping agar dapat memikul tarikan kawat.
Back
Isolator jenis pos (post type insulator) , digunakan pada tiangtiang lurus (tangent pole) dan tiang sudur (angle pole) untuk sudut 5° sampai 15°. Dibandingkan dengan isolator jenis pasak, isolator jenis pos ini lebih sederhana perencanaannya. Diameternya lebih kecil dan tak menggunakan kepingankepingan seperti isolator jenis pasak. Terdapat lekukan-lekukan pada permukaannya untuk mengurangi hantaran yang terjadi pada isolator. Makin tinggi tegangan isolasinya makin banyak lekukan-lekukan tersebut. Isolator jenis pos ini bagian atasnya diberi tutup (cap) dan bagian bawah diberi pasak yang terbuat dari bahan besi atau baja tempaan. Bahan yang digunakan untuk isolator jenis pos ini terbuat dari bahan porselin basah yang murah harganya. Kekuatan mekanis isolator jenis pos ini lebih tinggi dibandingkan isolator jenis pasak dan penggunaannya hanya pada jaringan ditribusi primer untuk tiang lurus (tangent pole) pada sudut 5° sampai 15°. Isolator jenis pos yang digunakan untuk jaringan distribusi 20 kV, memiliki tegangan tembus sebesar 35 kV dengan kekuatan tarik (tensile strenght) sebesar 5000 pon.
Gambar
Back
Sifat Listrik
Isolator terdiri dari badan porselen yang diapit oleh elektroda-elektroda. Dengan demikian maka isolator terdiri dari sejumlah kapasitansi. Nilai kapasitansi ini akan semakin besar oleh timbulnya lapisan yang menghantarkan listrik karena kelembaban udara, debu dan bahan-bahan lainnya yang melekat pada permukaan isolator. Pada jaringan transmisi isolator yang paling dekat dengan konduktor tegangan tinggi akan memikul tegangan yang terbesar. Dengan memasang busur tanduk ( arching horn), maka distribusi tegangan diperbaiki dan tegangan pada isolator yang paling dekat dengan kawat fasa akan berkurang. Kegagalan listrik pada isolator dapat disebabkan oleh adanya rongga-rongga kecil pada dielektrik padat (porselen) atau disebabkan terjadinya flashover di sepanjang permukaan isolator. Rongga-rongga kecil pada isolator ditimbulkan karena isolator dibuat kurang sempurna pada saat pembuatan, rongga kecil pada isolator lama-kelamaan akan menyebabkan kerusakan mekanik pada isolator. Terjadinya flashover menyebabkan kerusakan pada isolator oleh karena panas yang dihasilkan busur di sepanjang permukaan isolator. Oleh sebab itu isolator harus dibuat sedemikian rupa sehingga tegangan pada rongga kecil lebih tinggi dari pada tegangan yang menyebabkan flashove r.
Next
Sifat Mekanis
Disamping harus memenuhi persyaratan listrik tersebut diatas, isolator harus memiliki kekuatan mekanis guna memikul beban mekanis penghantar yang diisolasinya. Porselen, sebagai bagian utama isolator, mempunyai sifat sebagai besi cor, dengan kuat-tekan (compressive strength) yang besar dan kuat tarik (tensile strength) yang lebih kecil. Kuat-tariknya biasanya 400-900 kg/cm2, sedangkan kuat-tekannya 10 kali lebih besar.
Sifat Thermal
Dalam peralatan dan instalasi pencatu listrik, panas terjadi karena adanya rugirugi ohmik pada konduktor, rugi-rugi dielektrik pada bahan isolasi, rugi-rugi magnetisasi dan rugi-rugi arus Eddy pada inti besi. Jika dibandingkan dengan bahan logam, bahan isolasi mempunyai stabilitas thermal yang sangat rendah, sehingga kenaikan suhu yang diijinkan pada bahan isolasi menjadi patokan dalam menentukan batas suhu kerja dari peralatan. Selama tekanan terus berlangsung pada kondisi operasi statis, panas dibangkitkan akibat rugi-rugi yang seharusnya disebarkan ke medium sekitarnya. Ada tiga jenis mekanisme perpindahan panas, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Next
Sifat Kimia
Jika ada zat asing dari luar menyusup ke dalam bahan isolasi, maka hal ini dapat menyebabkan perubahan sifat kimia bahan isolasi tersebut. Hanya bahan anorganik seperti gelas dan bahan keramik padat yang kedap terhadap zat-zat lain di sekitarnya. Bahan isolasi organik menyerap uap air secara difusi. Sehingga sifat dielektrik dan listriknya memburuk. Kecepatan difusi tergantung kepada struktur bahan dan gaya tarik-menarik molekul bahan dengan molekul zat asing. Sebagai tambahan, penyerapan air menyebabkan perubahan dimensi (menggelembung) dan kerusakan elektroda. Sehingga diharapkan bahan isolasi pasangan luar harus memiliki kemampuan menyerap air yang rendah untuk mencegah pengurangan kekuatan dielektrik.
Back
•
PENGUJIAN ISOLATOR
Pengujian (testing) pada isolator terdiri dari: 1)
Pengujian konstruksi.
2)
Pengujian semu (appearance).
3)
Pengujian listrik.
4)
Pengujian mekanis.
5)
Pengujian elektromekanis.
6)
Pengujian termis.
7)
Pengujian keporian (porosity).
8)
Pengujian galvanisasi.
Dalam pembelian isolator, perlu dilakukan pengujian jenis dan pengujian penerimaan (acceptance) sesuai dengan cara-cara yang berlaku. Back
•
Pasangan Isolator
Pasangan isolator terbuat dari besi atau baja tempaan (malleable) yang ukurannya disesuaikan dengan tegangan, jenis dan ukuran penghantar, kekuatan mekanisnya, serta konstruksi penopangnya (supporting structure). Dengan demikian maka dikenal baut-U, klevis (clevis), link, mata (eye), ball and socket (bola-dan-lekuk), dsb., yang mudah dihubung-hubungkan, dan mudah dipertukarkan. Permukaan pasangan logam ini biasanya digalvanis.
Next
Tanduk Api dan Cincin Perisai
Bila terjadi lompatan api (flashover) pada gandengan isolator, maka isolatornya akan rusak karena busur apinya. Untuk menghindarkan kerusakan ini, maka pada gandengan isolator gantung dan isolator longrod dipasang tanduk-tanduk api (arcing horns). Tanduk api dipasang pada ujung kawat dan ujung tanah dari isolator, serta dibentuk sedemikian sehingga busur api tidak akan mengenai isolator waktu lompatan api terjadi. Jarak antara tanduk atas dan bawah biasanya 71-85% dari panjang gandengan. Tegangan lompatan api untuk gandengan isolator dengan tanduk api ditentukan oleh jarak tanduk ini. Tanduk api biasanya dipakai untuk saluran transmisi dengan tegangan di atas 110 kV, atau diatas 66 kV di daerah-daerah dengan tingkat isokeronik yang tinggi. Cincin perisai (shield ring) dipasang pada ujung kawat dari isolator untuk mencegah terjadinya korona pada ujung tersebut. Effek pencegah korona juga dimiliki oleh tanduk api.
Next
Jepitan
Untuk penghantar dipakai pengapit gantungan (suspension clamps) dan pengapit tarikan (tension elamps) sedang untuk kawat tanah dipakai pengapit sederhana. Ada dua jenis pengapit gantung, yang satu dengan batan pelindung, dan yang lain tanpa batang pelindung (armor rods). Pengapit-pengapit dipilih dengan memperhatikan macam dan ukuran kawat, kuat tarik maksimumnya, serta dibentuk sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan kerusakan dan kelelahan karena getaran (vibration) dan sudut andongan dari kawat. Gandengan isolator gantung tunggal terlihat pada Gbr. 20, gandengan isolator tarik tunggal pada Gbr. 21, dan gandengan isolator tarik ganda pada Gbr. 22, masing-masing lengkap dengan pasangan isolatornya.
Next
Back
• Pemburukan Isolator Karena dipakai selama bertahun-tahun, isolator berkurang daya isolasinya, misalnya, karena mengalami keretakan pada porselinnya. Proses ini dinamakan pemburukan (deterioration) isolator. Sebab-sebab utama dari pemburukan isolator adalah pengembangan kimiawi dan pengembangan pembekuan dari semen, perbedaan dari pengembangan karena panas di berbagai bagian isolator, pengembangan panas karena arus bocor dan berkaratnya pasangan-pasangan logam. Untuk mencegah proses pemburukan dilakukan hal-hal sebagai berikut: 1) Meninggikan kuat-mekanis dari bagian porselin. 2) Membatasi pengembangan kimiawi dari bagian-bagian semen 3) Mengecat (buffer paint) bagian-bagian semen 4) Tidak menggunakan semen di dalam lapisan porselin. Isolator jenis pasak (pin-type) paling banyak mengalami proses pemburukan sehingga sering menyebabkan gangguan pada saluran transmisi. Isolator gantung, isolator long-rod dan isolator line-post jarang menyebabkan gangguan. Dengan kemajuan teknologi, maka isolator yang dibuat akhir-akhir ini sedikit sekali mengalami pemburukan.
Back
•
Kegagalan Isolator
Beberapa hal yang menyebabkan kegagalan pada suatu isolator adalah : a. Keretakan Isolator Penyebab utama pecahnya atau retaknya suatu isolator adalah tekanan yang dihasilkan didalam bahan porselin yang diakibatkan oleh ketidakseragaman pemuaian dan penyusutan yang terdapat dalam bahan semen, baja, dan porselen yang disebabkan oleh musim panas, dingin, kekeringan dan kelembaban atau akibat adanya pemanasan pada isolator tersebut. Untuk menghindari keretakan pada isolator tersebut, maka telah dilakukan beberapa perbaikan dalam desain pembuatannya, yakni dengan cara menempatkan sejenis pelindung yang kecil diantara lapisan terluar dari porselen dengan pasak baja sehingga pemuaiannya dapat terlaksana secara merata. b. Ketidakmurnian Bahan Isolator Jika bahan yang digunakan untuk pembuatan isolator tersebut amat buruk, hal ini akan menimbulkan kebocoran pada isolator sehingga isolator tidak baik untuk pemakaian yang kontinyu. Next
c. Sifat Penyerapan Bahan Yang Digunakan Dalam Pembuatan Isolator Jika bahan porselin yang digunakan dalam pembuatan isolator dipabrikasi pada suhu rendah, maka hal ini akan mengakibatkan kekeroposan pada isolator tersebut dan dengan alasan ini maka isolator akan menyerap embun dari lapisan udara atau semen. Kebocoran arus akan dimulai dari isolator tersebut yang akan menyebabkan kegagalan sebagai akibat dari pemakaian bahan yang digunakan dalam pembuatan isolator. d. Bahan Pelapis Isolator Yang Kurang Baik Bila bahan isolator tidak benar-benar dilapisi pelapis yang baik sebagaimana mestinya, maka air akan mudah merembes yang dapat menyebabkan menempelnya debu pada permukaan isolator tersebut yang dapat bersifat sebagai penghantar dan mereduksikan jarak lompatan bunga api listrik. e. Lompatan Bunga Api Listrik (Flashover ) Bila terjadi lompatan bunga api listrik dari suatu kawat ke kawat yang lain maka hal ini akan menimbulkan pemanasan yang berlebihan pada isolator dan dapat menyebabkan pecahnya isolator tersebut. Next
f. Tekanan Mekanis Pada saat penarikan kawat-kawat penghantar pada suatu pemasangan jaringan maka isolator akan mengalami tekanan mekanis, sehingga bila bahan digunakan kurang baik, maka hal ini dapat menyebabkan kerusakan atau pecahnya isolator. g. Terjadinya Hubung Singkat Terkadang gangguan alam seperti kumpulan burung yang hinggap atau pepohonan yang mengena pada kawat penghantar maupun isolator dapat mengakibatkan terjadinya arus hubung singkat, kondisi ini merupakan penyebab terjadinya kegagalan dari suatu isolator. Keadaan seperti ini hanya mungkin terjadi bila jarak antar konduktor lebih kecil dari standar yang telah ditentukan.
Next
