bahan isolator

ILMU BAHAN

1.BAHAN ISOLATOR(PENYEKAT)

Bahan penyekat atau sering disebut dengan istilah isolasi adalah suatu bahan

yang digunakan dengan tujuan agar dapat memisahkan bagian-bagian yang berteganganatau bagian-bagian yang aktif. Sehingga untuk bahan penyekat ini perlu diperhatikanmengenai sifat-sifat dari bahan tersebut, sepeti : sifat listrik, sifat mekanis, sifat termal,ketahanan terhadap bahan kimia, dan lain-lain.

a. Sifat Listrik

yaitu suatu bahan yang mempunyai tahanan jenis listrik yang besar agar dapat

mencegah terjadinya rambatan atau kebocoran arus listrik antara hantaran yang berbeda tegangan atau dengan tanah. Karena pada kenyataannya sering terjadi kebocoran, maka harus dibatasi sampai sekecil-kecilnya agar tidak melebihi batas yang ditentukan oleh peraturan yang berlaku (PUIL : peraturan umum instalasi listrik).

b. Sifat Mekanis

Mengingat sangat luasnya pemakaian bahan penyekat, maka perlu dipertimbangkan kekuatannya supaya dapat dibatasi hal-hal penyebab kerusakan karena akibat salah pemakaian. Misal memerlukan bahan yang tahan terhadap tarikan, maka dipilih bahan dari kain bukan dari kertas karena lain lebih kuat daripada kertas.

c. Sifat Termis

Panas yang timbul pada bahan akibat arus listrik atau arus gaya magnitberpenga-ruh kepada penyekat termasuk pengaruh panas dari luar sekitarnya. Apabilapanas yang terjadi cukup tinggi, maka diperlukan pemakaian penyekat yang tepat agar panas tersebut tidak merusak penyekatnya.

d. Sifat Kimia

Akibat panas yang cukup tinggi dapat mengubah susunan kimianya, begitu pula kelembaban udara atau basah disekitarnya. Apabila kelembaban dan keadaan basah tidak dapat dihindari, maka harus memilih bahan penyekat yang tahan air, termasuk juga kemungkinan adanya pengaruh zat-zat yang merusak seperti : gas, asam, garam ,lkali, dan sebagainya.

2. Bentuk Penyekat

Bentuk penyekat menyerupai dengan bentuk benda pada umumnya, yaitu : padat,cair, dan gas sesuai dengan kebutuhannya.

1.Penyekat bentuk padat

Bahan Tambang

Bahan tambang adalah bahan yang berasal dan terdapat dari penggalian dalam

tanah dalam bentuk bijih (seperti besi, seng, bongkahan batu : pualam, batu tulis, dll.)

yang harus diproses dahulu untuk mendapatkan bahan yang dikehendaki. Beberapa

macam bahan tambang tersebut antara lain :

a.Batu pualam,

yaitu batu kapur (CaCo3) atau dolomit merupakan bongkahan batu

besar yang dipotong-potong menjadi lempengan tebal dengan ukuran tertentu.

b.Asbes,

 yaitu bahan berserat, tidak kuat dan mudah putus, dan sebenarnya kuat baik

digunakan untuk penyekat listrik..

c.Mika.

Mika ini mempunyai sifat-sifat teknis yang baik, sehingga banyak digunakan

sebagai bahan penyekat.

d. Mikanit.

Yaitu Mika yang telah mendapat perubahan bentuk maupun susunan

bahannya sesuai kebutuhan. Tujuan melapis mika dan terkadang dengan tambahan

kain, kertas atau pita adalah untuk memperoleh tebal yang dikehendaki agar dapat

mempertinggi daya sekat listrik, dan untuk menanbah kekuatan mekanis agar tidak

retak jika digulung atau dilipat.

e. Mikafolium.

Yaitu sejenis mikanit dan sebagai bahan menggunakan mika yang

ditaburkan di atas lapisan kertas tipis dengan perekat pernis dan bahan sintetis lain.

Mikafolium mudah dibengkokan dengan cara pemanasan, dan bahan ini digunakan

sebagai penyekat untuk pembungkus kawat atau batang lilitan pada mesin-mesin

listrik tegangan tinggi.

f. Mikalek .

Yaitu dengan menggunakan gelas dan plastik sebagai bahan dasar, bubuk

mika sebagai pengisi dan ditambah perekat pernis kemudian dicetak. Pengepresan

cetakan membutuhkan suhu yang tinggi untuk dapat melunakan gelas, sehingga

bahan ini mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi.

g. Batu tulis.

Yaitu merupakan bahan penyekat dengan bentuk berlapis -lapis dan

mudah dibelah-belah dengan pahat atau martil. Batu tulis ini tidak dapat digosok

halus seperti pualam, mempunyai mekanis kuat sebagai penyekat, tetapi kurang

menarik dan dapat menyerap air. Walaupun lebih tahan terhadap asam dan panas

tetapi bahan ini sudah jarang dipakai.

h. Phlogopite.

Yaitu batu ambar mika yang mengandung kalium, silikat magnesium

aluminium yang berasal dari kanada dan madagaskar. Sedangkan Muscivite adalah

mika putih yang mengandung kalium, silikat aluminium yang merupakan salah satu

bahan penyekat terbaik karena lebih kuat, lebih keras, lebih fleksibel daripada

Phlogopite dan juga tahan terhadap asam dan zat alkali.

2. Bahan Berserat

Bahan dasar yang dipergunakan untuk bahan berserat berasal dari tiga mac am,

yaitu tumbuh-tumbuhan, binatang, dan bahan tiruan (sintetis). Sebenarnya bahan ini

kurang baik sebagai bahan penyekat listrik karena sifatnya sangat menyerap cairan,

sedangkan cairan itu dapat merusak penyekat yang menyebabkan daya sekatnya

menurun. Tetapi karena faktor-faktor lain seperti : bahan berlimpah sehingga murah

harganya; daya mekanisnya cukup kuat dan fleksibel; dan dengan disusun berlapis-lapis

dan dicampur dengan zat-zat tertentu untuk meningkatkan daya sekat, daya mekanis

dan daya tahan panas, sehingga bahan berserat ini banyak dipakai sebagai penyekat

listrik.

Bahan yang termasuk bahan berserat, antara lain :

a. Benang

Benang merupakan hasil pemintalan pertama dari sebuah kapas yang berserat cukup panjang, setelah biji-bijinya yang menempel dipisahkan terlebih dahulu. Dari kumpulan benang ini dapat dibuat tali, pita, dan kain tenun, yang selanjutnya disebut dengan tekstil. Dalam bidang kelistrikan banyak digunakan sebagai penyekat kawat.

Pemakaian benang banyak dipakai untuk penyek at kawat halus yang digunakan dalam pembuatan pesawat-pesawat cermat seperti pengukuran listrik. Sekarang banyak digunakan benang sintetis dari bahan plastik, gelas, dan sebagainya karena lebih kuat dan tahan panas.

b. Tekstil

Dengan menenun benang menjadi tekstil (pita dan kain dengan berbagai macam corak,ukuran dan kualitas) maksudnya adalah untuk memperoleh penyekat yang lebih baik,yaitu pertama lebih kuat, dan kedua dalam beberapa hal mempermudah teknis pelaksanaan (membalut lilitan penyekat kawat). Selain tekstil dari kapas, ada juga dari serat yumbuh-yumbuhan yang dikenal dengan nama lena (linnen). Bahan ini lebih kuat daripada kertas. Pada tekstil ini ada yang terbuat dari bahan tiruan (sintetis), dimana bahan ini digunakan dalam bidang kelistrikan sebagai penyekat kawat-kawat lilitan mesin listrik, pengikat, dan sebagainya. Karena sifat tekstil ini dapat menyerap cairan,maka untuk memperbaiki daya sekatnya dilapisi atau dicelup ke dalam cairan lak penyekat.

c. Kertas

Bahan dasar kertas adalah selulosa, dimana bahan ini adalah zat sel tumbuh-tumbuhan yang terdapat antara kulit dan batangnya. Selulosa ini berserat, fleksibel, lunak dan menyerap air, sedangkan bahan pembuat kertasnyadiambil dari kayu, merang, rami majun (sisa bahan tekstil), dan lain-lain.Kertas yang terlalu kering atau lembab, kekuatan penyekatnya berkurang karena kertas sangat menyerap cairan, sehingga untuk mengatasinya kertas dilapisi lak penyekat.Penggunaan kertas untuk penyekat selain sebagai pembalut lilitan kawat dan kumparan,juga untuk penyekat kabel dan kondensator kertas. Untuk memenuhi tebal yang diharapkan kertas dibuat berlapis -lapis.

d. Prespan

Prespan juga sebetulnya kertas, karena bahan dasarnya sama hanya berbeda sifatsifatnya saja. Dibandingkan dengan kertas, prespan lebih padat sehingga kurang

menyerap air. Padat karena pembuatannya ditekan dengan tegangan tinggi sehingga lebih keras dan lebih kuat, tetapi dapat dibengkokan dengan tidak retak-retak sehingga

baik sekali untuk penyekat alur stator atau rotor mes in listrik, juga pada transformator

sebagai penyekat lilitan dan kawatnya.Prespan ini di pasaran berbentuk lembaran atau gulungan dengan ukuran tebal antara 0,1 sampai 5 mm, warnanya kekuning-kuningan, coklat muda atau abu. Karena daya menyerap air masih ada, maka dalam pelaksanaannya selalu masih perlu dilapisi lak penyekat.

e. Kayu

Pada tahun-tahun yang silam, kayu banyak digunakan sebagai penyekat misalnya untuk tiang listrik, karena terdapat dimana-mana dan harganya murah. Sekarang kayu banyak terdesak oleh besi, beton, dan bahan sintetis. Kelebihan kayu adalah kekuatan mekanisnya cukup tinggi tergantung dari macam dan kerasnya kayu, tetapi kelemahannya adalah menyerap air, dapat rusak karena hama dan penyakit serangga sehingga mudah rapuh. Supaya day a tahan lama, maka kayu harus diawetkan lebih dahulu.

f. Fiber Pulkanisir

Proses pembuatan bahan ini sebelum digulung pada silinder baja, kertas dilewatkan melalui larutan chlorida seng (ZnCl2) yang panas. Tiap lapisan direkatkan dengan perekat sampai mencapai tebal lapisan yang dikehendaki pada gulungan tersebut.Pembersihan kembali zat chlorida seng dilakukan dengan air bersih, kemudian di pres menjadi lembaran, papan, atau dibuat pipa dengan tebal antara 0,5 sampai 25 mm.Bahan ini kuat sekali, tetapi menyerap air sehingga sebelumnya dilapis dahulu dengan parapin, minyak transformator atau zat lain serupa.

g. Kain Pernis

Bahan kain yang telah dipernis sering disebut dengan cambric. Kelebihan bahan ini adalah fleksibel, kekuatan mekanisnya tinggi sedangkan lapisan pernisnya merupakan penyekat listrik yang baik. Sehingga daya penyekat semacam ini sangat luas digunakan pada pekerjaan mesin listrik, peralatan, serta kabel listrik selain dijadikan pita dan pembalut. Macam penyekat ini dapat digunakan untuk suhu sekitar 1000C, dengan bahan sintetis seperti polyester dan polyamid.Kain pernisan dijual dalam gulungan dengan lebar kira-kira 1 yard dan panjang antara 45 yard sampai 90 yard.

h. Pita Penyekat

Bahan ini banyak digunakan dalam bidang instalasi listrik, yang merupakan pita penyekat dengan campuran karet dalam gulungan kecil antara 1 dan 5 cm lebar dan garis tengah luar kira-kira 15 cm. Tebal pita kira-kira 0,25 mm. Sekarang banyak pita perekat terbuat dari bahan sintetis kuat dan tidak menyerap air, tetapi tidak untuk suhu yang tinggi.

3.Gelas dan Keramik

a. Gelas

Gelar merupakan penyekat yang baik untuk arus listrik, tetapi kekuatan mekanisnya kecil dan sangat rapuh tidak seperti bahan keramik. Pemakaian dalam teknik listrik antara lain untuk pembuatan bola lampu pijar, termometer-kontak (untuk mengontrol suhu tertentu suatu tenpat seperti tempat penetasan telur), dan lain-lain. Untuk hiasan penerangan listrik banyak dipakai ornamen kaca yang dibuat dari kaca susu, kaca kabur (matglas) dan kaca opal, yang dalam perdagangan terdapat bermacam-macam bahan gelas seperti gelas kristal, gelas kali, gelas natron, dan gelas flint.Bahan baku pembuatan gelas adalah kuarsa dan kapur yang dicairkan bersama-sama dengan bahan lainnya. Paduan kuarsa dengan oksida timbel menghasilkan gelas kristal,bahan baku ditambah dengan potas menghasilkan gelas kali, dan penambahan soda menghasilkan gelas natron. Pengerjaan bahan baku di atas biasanya dipanaskan sampai + 20000C, sehingga menjadi encer dan baru dikerjakan.

b. Keramik

Keramik didapat dari bahan galian dengan melalui proses pemanasan, kemudian dijadikan barang keramik, seperti cangkir teko, dalam teknik listrik digunakan untuk penyekat loceng dan mantal. Keramik yang digunakan untuk keperluan teknik listrik harus mempunyai daya sekat yang besar dan dapat menahan gaya mekanis yang besar seperti porselin dan steatit. Bahan penyekat dari porselin seperti : penyekat lonceng,penyekat mantel, penyekat cincin, penyekat tegangan tinggi, sekering pipa porselin, dan lain-lain. Sedangkan bahan penyekat terbuat dari steatit, antara lain : sakelar, kontak tusuk, manik-manik penyekat kawat penghubung yang dapat melentur (fleksibel) dan letaknya berdekatan dengan alat pemanas listrik, untuk pembuatan bumbung penerus (tube), pena-kontak -baut, badan alat-alat pemanas seperti kompor listrik, seterika, dan

lain-lain.

4. Plastik

Plastik merupakan paduan dari dua bahan yaitu bahan perekat (seperti damar atau resin) dan bitumin dengan bahan pengisi serbuk batu, serbuk kayu dan katun. Menurut paduannya, ada bermacam-macam bahan plastik, diantaranya bakelit.

Ada dua jenis plastik yang perlu kita ketahui, yaitu :

a.Thermoplastik.

Bahan ini pada suhu 600C sudah menjadi lunak, dan pemanasan sampai mencair tidak merubah struktur kimiawi

b. Thermosetting plastik

Bahan ini setelah mengalami proses pencairan dan cicetak menjadi barang akan mengalami perubahan struktur kimiawi, hingga tidak dapat lunak lagi walaupun dipanaskan.Beberapa bahan pengisi paduan dalam pembuatan plastik selain yang telah disebutkan di atas, antara lain : mika, alpha selulosa, kain kapas, kertas, asbes, grafit, karbon, dan kanvas.

5. Karet, Ebonit dan Bakelit

a. Karet

Karet merupakan bahan penting untuk penyekat dalam teknik listrik yang terbuat dari getah bermacam-macam pohon karet, salah satu diantaranya : Hevea Braziliensis yang menghasilkan karet terbanyak dengan kualitas tinggi. Proses penyampuran karet kasar dengan belerang dan bahan tambahan lainnya dibeut vulkanisasi. Untuk mendapatkan vulkanisasi yang baik dengan cara pemanasan uap,karena tekanan uap dpat mencegah terjadinya pori dalam masa yang divulkanisir,

sedang pemanasannya dapat berjalan teratur. Bahan perekat untuk kulit, karet dan sebagainya dapat dibuat dari karet kasar dicampur dengan bensin atau bensol. Karet kasar juga merupakan bahan untuk pembuatan pita penyekat (dibuat dari bahan katun,

dicelupkan dalam larutan karet kasar untuk memberi gaya perekat pada pita tersebut.

Pita penyekat ini dapat dipakai untuk menyekat tempat sambungan kawat, ujung kabel

nadi dan batu mahkota, serta dalam industri mobil. Dalam teknik listrik karet sebagai

penyekat hantaran listrik, sepatu kabel, perkakas pemasangan instakasi kistrik, dll.

b. Ebonit

Bahan dasar ebonit adalah karet dan untuk mendapatkan kekerasan dicampur dengan belerang dan bahan tambahan lainnya sekitar 30 sampai 50 % dengan melalui proses vulkanisasi yang lama. Dalam perdagangan ebonit berbentuk lempeng, batang atau pipa dengan bermacam-macam ukuran.

c. Bakelit

Bakelit adalah bahan paduan secara kimia bermacam -macam zat yang pertama dibuat oleh perusahaan Bakelit Co., yang kemudian dibuat oleh perusahaan lain dengan nama sendiri-sendiri, seperti perusahaan Philips dari Belanda dengan nama philite, perusahaan Hasemeir dengan nama hajalite yang dikenal dengan nama bakelit.

6. Bahan Dipadatkan

Bahan penyekat yang dipadatkan mula-mula cair kemudian dijadikan padat. bahan ini banyak dipakai sebagai pelapis, pengisi, pemadatan (inpregnasi) dan perekat

bahan penyekat padat. Beberapa bahan yang dipadatkan antara lain : lilin dengan parafin; damar (gondorukem, arpus); bitumin; bahan-bahan pelarut seperti : kerosin

(minyak tanah), gasolin, spiritus putih, bensin, methanol (methyl alkohol), ethanol (ethyl alkohol), aceton, minyak terpentin, dll.; minyak pengering (minyak biji lena dan

minyak Tung); pernis (pernis minyak, pernis hitam, lak selulosa, pernis bakelit, pernis

sirlak, pernis gliptal); dan kompon (kompon bitumin, kompon kuarsa, dan kompon

kabel).

7. Bahan Isolasi PVC

Polivinilklorida atau PVC adalah hasil polimerisasi dari vinilklorida H2C = CHCl. Pada proses polimerisasi, ikatan ganda yang melekat pada molekul vinilklorida diubah menjadi ikatan tunggal. Ikatan yang bebas kemudian mengikat molekul-molekul vinilklorida lain sehingga timbul molekul-molekul makro panjang, yaitu PVC:Pada suhu kamar PVC ini keras dan rapuh, dan supaya dapat digunakan sebagai bahan isolasi kabel, PVC harus dicampur dengan bahan pelunak (plasticiser). Bahan lunak yang dicampur umumnya sebanyak 20 % hingga 40 % kadang-kadang bahkan lebih, dan hasil campuran ini disebut kompon PVC. Untuk membedakan PVC yang belum dicampur dinamakan damar PVC (PVC resin). Kompon PVC kabel ini harus digunakan bahan pelunak dengan sifat-sifat listrik yang baik, tidak boleh menguap, dan tidak boleh menjalarkan nyala api. Damar PVC sendiri walaupun dapat dibakar, tetapi akan padam sendiri apabila sumber apinya disingkirkan.

Berat jenis damar PVC sekitar 1,4 tergantung jenis dan banyaknya bahan yang dicampurkan, sedangkan berat jenis kompon PVC berkisar antara 1,25 – 1,55. Damar PVC memiliki ketahanan cukup baik terhadap sejumlah besar bahan kimia lain, dan dengan menggunakan bahan pelunak yang tepat dapat diciptakan kompon PVC yang tahan terhadap bahan kimia tertentu.Salah satu kelemahan kompon PVC akibat digunakan bahan pelunak adalah ketahanan terhadap tekanan, yaitu kalau ditekan cukup lama dan cukup kuat kompon PVC tidak dapat pulih dan makin tinggi suhunya makin kurang ketahanan terhadap tekanan tersebut. Umumnya kompon PVC hanya dapat digunakan sampai suhu 700 C terus menerus. Tetapi dengan menggunakan bahan pelunak khusus dapat dibuah sampai suhu lebih tinggi sampai 1050C.

8. Polietilen atau PE

Polietilen atau PE adalah hasil polimerisasi dari etilen H2C = CH2, dengan sifat-sifat listrik lebih baik dari pada yang dimiliki PVC. Hanya PE lebih mudah terbakar. Kalau PE dibakar, nyala apinya akan tetap menjalan, juga setelah sumber apinya disingkirkan.Karena itu PE hampir tidak digunakan untuk kabel-kabel arus  uat, kecuali XLPE (crosslinked polyethylene). Karena sifat PE yang baik pada frekuensi tinggi, maka banyak digunakan untuk kabel kabel telekomunikasi. Kelebihan PE dibanding PVC adalah tidak lebih mudah menyerap air, dan kalau digunakan di tempat yang lembab atau basah, tahanan isolasi PVC akan lebih menurun dibandingkan dengan PE.

PENYEKAT BENTUK CAIR

1. Cairan

Cairan atau bahan bentuk cair adalah benda yang pada suhu biasa berbentuk cair dan umumnya tidak dalam keadaan murni tetapi merupakan persenyawaan macam macam unsur.

a. Air

macam-macam air di alam, antara : air hujan, air sumur, air tambang atau mineral,dan air laut. Semua air tersebut bukan bahan penyekat, tetapi sebaliknya akan

membahayakan penyekat karena sifatnya yang merusak seperti terjadi karat karena beroksidasi dengan air tersebut. Air suling atau air murni dapat disebut sebagai bahan penyekat walaupun masih dapat mengalirkan arus listrik dalam jumlah yang sangat kecil. Karena air dalam susunan kimianya mengandung zat asam yang mudah bergabung dengan logam, maka air tidak dipakai sebagai penyekat listrik secara langsung. Kalau ada air yang digunakan dalam peralatan/mesin listrik, fungsinya hanya sebagai pendingin dan tidak langsung berhubungan dengan hantaran atau bagian yang bertegangan listrik.

b. Minyak Transformator

Minyak transformator adalah hasil pemurnian minyak bumi yang diperlukan untuk pendingin. Karena transformator, tahanan pengasut, penghubung tenaga, atau yang bekerja dengan tegangan tinggi sangat membutuhkan pendinginan. Tanpa pendinginan yang baik akan merusak penyekat inti, lilitan dan bagian lain yang perlu. Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi sebagai minyak transformator, antara lain :

? Minyak harus cair dan jernih, tidak berwrna (transparan)

? Bebas dari komponen air, asam, alkali, aspal, ter, dan sebagainya

? Campuran abu (arang) pada minyak baru tidak lebih dari 0,005 %

? Minyak baru tidak boleh mengandung asam 0,05 mg KOH/g

? Minyak yang pernah dipakai mengandung asam 0,4 mg KOH/g.

? Pengantar panas + 0,0015 W/cm pada suhu + 200C, atau pengantar pana tidak lebih dari 0,02 W/cm pada suhu + 800C.Mengingat persyaratan di atas sangat berat, maka perlu tindakan pencegahan untuk mempertahankan kondisi yang diinginkan, antara lain :

? Pengawasan dalam pengiriman atau transport

? Tempat penyimpanan, baik wadah maupun gudang

? Pengontrolan selama dipakai

? Segera dibersihkan jika mulai kotor

? Tempat dan cara pembersihan yang baik

? Minyak harus selalu tertutup rapat

? Menambah atau mengganti minyak harus elalui disaring dengan sempurna

? Saringan harus baik, jangan ada bagian-bagian kecil dari saringan terbawa dalam minyak, misalnya potongan kecil filter, serat-serat dan kotoran lainnya.

c. Minyak Kabel

Minyak kabel merupakan salah satu pemurnian minyak bumi yang dibuat pekat dengan cara dicampur dengan damar. Minyak kabel digunakan untuk memadatkan penyekat kertas pada kabel tenaga, kabel tanah, dan terutama kabel tanaga tegangan tinggi.Selain untuk menguatkan daya sekat dan mekanisnya penyekat kertas, juga untuk menjaga atau menahan air supaya tidak dapat meresap dan sekaligus sebagai

dielektrikum. Minyak yang digunakan sebagai dielektrikum pada kondensaor kertas

keadaannya lebih padat, dan pada suhu 35 – 500C, keadaannya padat sekali.

c. Rangkuman 1 :

Suatu benda yang akan digunakan untuk keperluan bahan -bahan listrik baik baik sepeti untuk bahan konduktor, bahan isolator, maupun dijadikan sebagai bahan semi konduktor, harus diuji terlebih dahulu mengenai sifat-sifat dan karakteristiknya agar sesuai dengan keperluan bahan listrik yang akan digunakan. Beberapa sifat bahan listrik tersebut di antaranya adalah sifat fisis, sifat mekanis, dan sifat kimia.Dalam menentukan bahan yang akan dijadikan sebagai penyekat bahan listrik,maka seperti sifat fisis, sifat mekanis, sifat termis dan sifat kimia sangat penting untuk dilakukan suatu pengujian. Adapun macam-macam bentuk penyekat yang umum digunakan dalam ketenagalistrikan yaitu berbentuk padat, caira, dan gas. Disamping itu penyekat juga dapat dikelompokkan berdasarkan kelas suhu maksimum yang diizinkannya yaitu kelas Y, kelas A, kelas E, kelas B, kelas F, kelas H dan kelas C. Pada penyekat bentuk padat bahan listrik ini dapat dikelompokkan menjadi beberapa macam, diantaranya yaitu : bahan tambang, bahan berserat, gelas dan keramik, plastik, karet, ebonit dan bak elit, dan bahan-bahan lain yang dipadatkan. Bahan penyekat yang berbentuk cairan yang banyak digunakan pada teknik listrik adalah air, minyak transformator, dan minyak kabel. Sedangkan beberapa macam bahan penyekat dari bentuk gas yang sering digunakan untuk keperluan teknik listrik diantaranya : udara, nitrogen, hidrogen, dan karbondioksida.

3. Pembagian Kelas Bahan Penyekat

Berdasarkan suhu maksimum yang diizinkannya, maka bahan penyekat listrik

dapat dibagi menjadi:

Kelas	Maksimum Temperatur ( 0 C )	Kelas	Maksimum Temperatur ( 0 C )
Y A E B	90 150 120 130	F H C	155 180 180 ke atas

1. Kelas Y

Yang termasuk dalam kelas ini adalah bahan berserat organis (seperti kertas, karton katun, sutera, dan sebagainya) yang tidak dicelup dalam bahan pernis atau bahan pencelup laiinya. Termasuk juga bahan termoplastik yang dapat lunak pada suhu rendah.

2. Kelas A

Yaitu bahan berserat dari kelas Y yang telah dicelup dalam pernis atau kompon atau yang terendam dalam cairan dielektrikum (seperti penyekat fiber pada transformator yang terendam minyak). Bahan -bahan ini adalah katun, sutera, dan kertas yang telah dicelum, termasuk kawat email (enamel) yang terlapis damar-oleo dan daman polyamide.

3. Kelas E

Yaitu bahan penyekat kawat enamel yang memakai bahan pengikat polyvinylformal, polyurethene dan damar epoxy dan bahan pengikat lain sejenis dengan bahan selulosa, pertinaks dan tekstolit, film triacetate, film dan serat polyethylene terephthalate.

4. Kelas B

Yaitu bahan bukan organik (seperti : mika, gelas, fiber, asbes) yang dicelup atau direkat menjadi satu dengan pernis atau kompon, dan biasanya tahan panas (dengan dasar minyak pengering, bitumin sirlak, bakelit, dan sebagainya).

5. Kelas F

Yaitu bahan bukan organik yang dicelup atau direkat menjadi satu dengan eposide,polyurethane atau pernis lain yang tahan panas tinggi.

6. Kelas H

Yaitu semua bahan komposisi bahan dasar mika, asbes dan gelas fiber dicelup dalam silikon dan tidak mengandung sesuatu bahan organis seperti kertas, katun dll.

7. Kelas C

Yaitu bahan bukan organik yang tidak dicelup dan tidak terikat dengan zat-zat

organik, seperti : mika, mikanit, yang tahan panas (menggunakan bahan pengikat bukan organik), mikalek, gelas dan bahan keramik. Hanya satu bahan organis saja yang termasuk kelas C yaitu polytetrafluoroethylene (teflon).

BAHAN PENYEKAT GAS

1 Macam-Macam Gas

Gas merupakan benda teringan dan tidak mempunyai bentuk dan volume yang

tetap.Beberapa macam bahan gas yang dpat dijadikan sebagai penyekat, antara lain :

a. Udara

Susunan udara di bumi hampir 80 % terdiri dari Nitrogen (N 2) dan kira-kira 20 % adalah Oksigen (O2), yang lain-lain macam gas dan uap hanya 1 % saja yaitu Argon, Helium, Neon, Kripton, Xenon, dan Carbondioksida (CO2).Dalam peralatana dan mesin listrik disengaja atau tidak udara merupakan sebagian dari penyekat lain yang telah ditentukan, seperti antara kawat-kawat jaringan listrik, udara dipakai sebahai penyekat. Pada tegangan yang tidak terlalu tinggi udara adalah penyekat yang baik, karena kebocoran melalui udara adalah kecil sekali. Tetapi bila tegangan antara dua penghantar atau elektroda menjadi terlalu tinggi, maka akan ada arus yang meloncat melalui udara yang disebut tegangan tembus. Bila jarak antara dua penghantar tidak begitu besar, keteguhan -listrik udara kurang lebih 3 sampai 5 V/mm,

tetapi keteguhan ini akan menurun bila jarak antara kedua elektroda itu semakin besar.

Artinya besar tegangan tembus (breakdown voltage) dari udara tidak sebanding dengan jarak antara kedua elektroda tersebut. Untuk keamanan maka harus menggunakan penyekat padat. Tekanan udara juga berpengaruh terhadap keteguhan-listrik dari udara/gas, dimana keteguhan akan naik apabila tekanan udara/gas naik, dan sebaliknya akan turun apabila tekanan udara/gar menurun.Udara banyak digunakan sebagai pendingin mesin, generator, dan transformator dengan vetilator atau pompa.

b. Nitrogen

Jenis gas ini tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa, begitu pula tidak dapat terbakar, tidak memelihara pembakaran, sangat larut sedikit dalam air dan sukar bersenyawa dengan unsur lain. Gar ini dihasilkan dengan cara penyulingan bertingkat udara cair yaitu dengan pendinginan dan pemampatan udara dapat menjadi cair. Penyulingan dilakukan untuk menguapkan gas nitrogen pada titik didih – 1960C, sehingga tinggal oksigen cair, warnanya biru muda.Nitrogen merupakan penyekat juga, karena 80 % terdiri dari nitrogen, dan digunakan sebagai pengontrol saluran kabel pengisi/distribusi untuk mengetahui masih baik/tidaknya penyekat kabel yang dipakai. Pada kabel tanah sering terjadi kerusakan penyekat akibat adanya karat, kerusakan mekanis atau kerusakan lapisan timah hitam karena tergores atau retak, sebagai akibat tanah longsor, gempa bumi dan sebab lain.Pada kabel dengan penyekat (kertas, kain pernisan, karet, dan sebagainya) yang masip tidak dapat segera diketahui jika terjadi keretakan/kerusakan penyekatnya. Maka sekarang kabel tidak dibuat masip tetapi bagian tengahnya berlubang yang merupakan saluran. Saluran ini diisi gas nitrogen dengan tekanan 1 – 1,5 kg/cm2. Apabila terjadi keretakan/kerusakan kabel maka terjadilah kebocoran nitrogen pada tempat keretakan tersebut, sehingga tekanan nitrogen pada kabel menurun. Dengan demikian dapat segera diketahui terjadinya kerusakan kabel. Untuk tekanan sedang digunakan sekitar 2,5 – 3 kg/cm2. Dengan digunakan sistem ini ternyata bahan penyekat padat yang dipakai dapat lebih hemat daripada yang masip. Ada juga kemungkinan dinaikkannya tekanan gas menjadi + 15 kg/cm2, tetapi masih jarang dipakai.

c. Hidrogen

Hidrogen bebas hanya terdapat sedikit dalam lapisan udara. Gas gunung berapi juga mengandung hidrogen tetapi bercampur dengan zat lain. Sebagai persenyawaan dalam jumlah besar misalnya pada air, hidrokarbon, dsb., hidrogen diperdagangkan dalam botol-botol baja dengan tekanan 150 atmosfir (atm). Sifat hidrogen tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa, merupakan gas teringan, dimana pada 00C dan 76 cg Hg, satu liter Hidrogen beratnya 0,09 gram. Dalam bentuk cair mudah terbakar tetapi tidak memelihara pembakaran. Hidrogen mudah bergabung dengan oksigen dan chlor dan merupakan pereduksi yang kuat. Gas hidrogen ini dibuat dengan cara : elektrolisa air,dan dengan cara mendinginkan gas air (CO + H2) sampai – 1910C, dimana gas CO mengembun tinggal H2 saja.Keuntungan penggunaan gas hidrogen dibandingkan dengan udara pada sistem pendingin turbogenerator dan kondensor sinkron, antara lain :

>Kerugian ventilasi berkurang 8 sampai 10 kali, dan efisiensi mesin mencapai 0,7 sampai 1 prosen lebih tinggi, dan kepekaan hidrogen lebih rendah 8 – 10 kali dari

Udara

> Rata-rata pemindahan panas oleh hidrogen pada bagian-bagian panas 1,35 kali lebih banyak dan daya hantar panas hidrogen 6,7 kali lebih besar, sehingga dapat

mengurangi 20 % keaktifan bahan (baja dan tembaga)

>Daya tahan penyekat meningkat dengan tidak adanya oksidasi. Debu dan lembab sangat berkurang sehingga mengurangi jumlah periode pemeliharaan dan perbaikan

>Karena tidak ada bahaya kebakaran jika terjadi kerusakan pada penyekat lilin, maka tidak dibutuhkan pengaman kebakaran.

> Kebisingan suara berkurang sekali

>Pendingin yang dibutuhkan relatif lebih rendah

d. Carbon Dioksida

setiap pembakaran carbon dengan oksigen yang berlebihan akan menghasilkan

carbondioksida. Gas ini tidak berwarna, menyebabkan rasa segar pada air, tidak terbakar bahkan dapat memadamkan nyala api dan larut dalam air. Dalam teknik listrik gas karbondioksida juga digunakan dalam turbogenerator. Jika suatu mesin dengan pendingin hidrogen akan diganti dengan pendingin udara atau sebaliknya, sedang mesin tetap jalan, maka gas hidrogen yang diganti harus terbuang keluar dahulu. Begitu pula jika udara akan diganti gas hidrogen, udara harus bersih terbuang dahulu. Sebab percampuran antara hidrogen dengan udara mengakibatkan ledakan, dimana jika terjadi dalam suatu mesin sangat berbahaya.