Isolator Porselin.docx

Tugas TEKNOLOGI BAHAN LISTRIK “ISOLATOR PORSELIN”

OLEH :

ALDUN E1D1 17 027

JURUSAN S1 TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2018

KATA PENGANTAR Puji syukur saya ucapkan atas kehadirat Allah SWT, karena atas berkat Rahmat dan Karunia_Nya saya masih diberi kesempatan untuk menyelesaikan Makalah Matakuliah Teknologi Bahan Listrik dengan judul “Isolator Porselin”. Tidak lupa saya ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam terselesainya makalah ini. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa/mahasiswi dan semua pembaca dan mudah-mudahan juga dapat memberikan wawasan yang lebih luas kepada pembaca. Saya sadari, dalam penyusunan makalah ini masih terdapat banyak kekurangan. Maka kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan.

ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii DAFTAR ISI .......................................................................................................... iii BAB I

PENDAHULUAN

1.1

LATAR BELAKANG ........................................................................ 1

1.2

RUMUSAN MASALAH .................................................................... 2

1.3

TUJUAN MASALAH......................................................................... 2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1

PENGERTIAN ISOLATOR.............................................................. 3

2.2

ISOLATOR PORSELIN .................................................................... 4

2.3

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN ISOLATOR PORSELIN .. 5 a.

Kelebihan ..................................................................................... 5

b.

Kekurangan ................................................................................. 6

2.4

SIFAT-SIFAT ISOLATOR PORSELIN .......................................... 7

2.5

PERBAIKAN ISOLATOR PORELIN DENGAN COMPOSITE . 7

BAB III

a.

Pembersihan Isolator .................................................................. 8

b.

Proses Pengerjaan ....................................................................... 9

c.

Setelah Proses Pengerjaan .......................................................... 9

KESIMPULAN

3.1

KESIMPULAN ................................................................................... 10

3.2

SARAN ................................................................................................ 10

DAFTAR PUSTAKA

iii

BAB I PENDAHULUAN

1.1

LATAR BELAKANG Isolator listrik adalah bahan yang tidak bisa atau sulit melakukan perpindahan muatan listrik. Dalam bahan isolator valensi elektronnya terikat kuat pada atom-atomnya. Bahan-bahan ini dipergunakan dalam alat-alat elektronika sebagai isolator, atau penghambat mengalirnya arus listrik. Isolator berguna pula sebagai penopang beban atau pemisah antara konduktor tanpa membuat adanya arus mengalir ke luar atau atara konduktor. Bahan - bahan yang bersifat isolator ialah bahan - bahan yang bersipat menghambat arus listrik bila dihubungkan dengan sumber tegangan. Bahan isolator terbagi atas bahan isolator yang cair, gas dan padat. karena dalam bahan yang bersifat isolator seluruh lintasan elektronnya memiliki ikatan yang kuat dengan intinya atau dengan kata lain pada bahan isolator tidak mempunyai elektron bebas sehingga walau diberi tegangan listrik tidak akan membuat elektron - elektronnya bergerak. Isolator mempunyai peranan penting untuk mencegah terjadinya aliran arus dari konduktor phasa ke bumi melalui menara pendukung. Dengan demikian, isolator merupakan bagian penting dalam sistem transmisi energi listrik. Porselin berasal dari tanah liat yang mengandung aluminium silikat, kemudian aluminium silikat ini direaksikan dengan plastik kaolin, felspar, kwarsa dan campuran ini dipanaskan pada tempat pembakaran dengan suhu yang diatur. 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

1

1.2 RUMUSAN MASALAH 1. 2. 3. 4.

Adapun rumusan masalah dari makalah ini adalah sebagai berikut: Apa itu isolator porselin? Apa kelebihan dan kekurangan isolator porselin? Sebutkan sifat-sifat isolator porselin? Bagaimana perbaikan Isolator Porselin dengan Composite?

1.3 TUJUAN MASALAH 1. 2. 3. 4.

Adapun tujuan masalah dari makalah ini adalah sebagai berikut: Dapat mengetahui apa itu isolator porselin. Dapat mengetahui kelebihan dan kekurangan isolator porselin. Dapat mengetahui sifat-sifat isolatoe porselin. Dapat mengetahui bagaimana perbaikan Isolator Porselin dengan Composite.

2

BAB II PEMBAHASAN

2.1 PENGERTIAN ISOLATOR Isolator mempunyai peranan penting untuk mencegah terjadinya aliran 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. a. Memiliki kekuatan dielektrik yang tinggi. b. Mempunyai nilai resistivitas yang tinggi untuk memperkecil arus bocor yang terjadi. c. Tidak mudah keropos dan tahan terhadap masuknya gas-gas ataupun cairan-cairan ke dalam bahan isolator. d. Tidak dipengaruhi oleh perubahan suhu. Isolator listrik adalah bahan yang tidak bisa atau sulit melakukan perpindahan muatan listrik. Dalam bahan isolator valensi elektronnya terikat kuat pada atom-atomnya. Bahan-bahan ini dipergunakan dalam alat-alat elektronika sebagai isolator, atau penghambat mengalirnya arus listrik. Isolator berguna pula sebagai penopang beban atau pemisah antara konduktor tanpa membuat adanya arus mengalir ke luar atau atara konduktor. Istilah ini juga dipergunakan untuk menamai alat yang digunakan untuk menyangga kabel transmisi listrik pada tiang listrik. Beberapa bahan, seperti kaca, kertas, atau Teflon merupakan bahan isolator yang sangat bagus. Beberapa bahan sintetis masih “cukup bagus” dipergunakan sebagai isolator kabel. Contohnya plastik atau karet. Bahanbahan ini dipilih sebagai isolator kabel karena lebih mudah dibentuk / diproses sementara masih bisa menyumbat aliran listrik pada voltase menengah (ratusan, mungkin ribuan volt).

3

2.2

ISOLATOR PORSELIN Porselen berasal dari tanah liat yang mengandung aluminium silikat, kemudian aluminium silikat ini direaksikan dengan plastik kaolin, felspar, kwarsa dan campuran ini dipanaskan pada tempat pembakaran dengan suhu yang diatur. 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. Jika bahan isolasi diproduksi pada suhu yang rendah maka sifat mekaniknya akan menjadi lebih baik, tetapi bahan tersebut bersifat menyerap air dan ketika bahan tersebut digunakan, kondisinya mungkin akan memburuk. Sebaliknya jika bahan isolasi diproduksi pada suhu yang lebih tinggi, sifat menyerapnya akan berkurang, tetapi bahan isolasi tersebut menjadi rapuh. Jadi di dalam membuat isolator perlu dirancang sedemikian rupa antara kekuatan dielektrik, sifat rembesan terhadap air dan suhu tempat pengeringannya. Secara mekanis isolator porselen memiliki kekuatan dielektrik ± 60.000 V/cm, tekanan dan kuat regangannya adalah 70.000 kg/cm2 dan 500 kg/cm2

Gambar 2.1

Isolator Porselin

4

Gambar 2.2 Jenis-jenis porselin

2.3 KELEBIHAN DAN KEKURANGAN ISOLATOR PORSELIN a.

Kelebihan 1.

Berikut adalah beberapa kelebihan dari isolator porselin antara lain: Stabil, adanya ikatan ionik yang kuat antaratom yang menyusun keramik, seperti silikon dan oksigen dalam silica dan silicates, membuatnya strukturnya sangat stabil dan biasanya tidak mengalami degradasi karena pengaruh lingkungan. Ini berarti bahwa isolator keramik tidak akan rusak oleh pengaruh UV, kelembaban, aktivitas elektrik, dsb.

5

2.

b.

Mempunyai kekuatan mekanik yang baik, merupakan ciri alami bahwa bahan keramik mempunyai sifat mekanik yang kuat, sehingga pada pemakaian isolator porselin sebagai terminal kabel, bushing, dan arrester surja tidak memerlukan material lain untuk meyokongnya. 3. Harganya relatif murah, penyusun porselin seperti clay, feldspar dan quartz harganya relatif murah dan persediaannya berlimpah. 4. Tahan lama, proses pembuatan porselin yang terdiri dari beberapa proses seperti pencetakan dan pembakaran dalam mengurangi kadar air menyebabkan porselin mempunyai sifat awet. Kekurangan Di samping kelebihan-kelebihan di atas, isolator porselin mempunyai beberapa kekurangan, yaitu: 1. Mudah pecah, isolator porselin rentan pecah pada saat dibawa maupun saat instalasi. Vandalisme merupakan faktor utama yang yang menyebabkan isolator pecah. 2. Berat, salah satu sifat dari keramik adalah mempunyai massa yang berat. Oleh karenanya, pada isolator porselin berukuran besar dan berat biasanya mahal karena biaya yang dikeluarkan untuk pengiriman dan instalasi. 3. Berlubang akibat pembuatan kurang sempurna, berdasarkan pengalaman isolator porselin yang berlubang dapat meyebabkan terjadinya tembus internal (internal dielectric breakdown). 4. Bentuk geometri kompleks, porselin relatif mempunyai karakteristik jarak rayap yang kecil, oleh karenanya untuk memperpanjang jarak rayap tidak dilakukan dengan memperbesar diameter atau memperpanjang isolator melainkan mendesain isolator dengan membuat shed-shed. Hal ini membuat bentuknya menjadi kompleks. 5. Mudah terpolusi, permukaan porselin bersifat hidrophilik, yang berarti bahwa permukaan porselin mudah untuk menangkap air, sehingga pada kondisi lingkungan yang berpolusi mudah untuk terbentuk lapisan konduktif di permukaannya. Hal ini yang dapat menyebabkan kegagalan isolasi yaitu flashover.

6

2.4

SIFAT-SIFAT ISOLATOR PORSELIN Berikut adalah sifat-sifat porselin: 1. Massa jenisnya berkisar antara 2,3 hingga 2,5 g/cm3 2. Koefisien muai panjang 3.10-6 hingga 4,5.10-6 per derajt Celcius. 3. Kekuatan tekan 4000 hingga 6000 kg/cm2 4. Kekuatan tarik 300-500 kg/cm2 yang menggunakan pelapis . 200-300 kg/cm2 yang tanpa pelapis. 5. Kekuatan tekuk 80 hingga100 kg/cm2. poerselin lebih regas daripada kaca. 6. Tegangan tembus berkisar antara 10 hingga 30 kV/mm 7. Resistivitas 10"11 hingga 10 pangkat 14 ohmcm. 8. Permitivitas berkisar antara 6 hingga 7 9. Sudut kerugian dielektrik akan naik jika suhu dinaikkan.

2.5

PERBAIKAN ISOLATOR PORSELIN DENGAN COMPOSITE Isolator porselin rentan pecah pada saat dibawa maupun saat instalasi. Vandalisme merupakan faktor utama yang menyebabkan isolator pecah. Serta mudah terpolusi, permukaan porselin bersifat hidrophilik, yang berarti bahwa permukaan porselin mudah untuk menangkap air, sehingga pada kondisi lingkungan yang berpolusi mudah untuk terbentuk lapisan konduktif di permukaannya. Hal ini dapat menyebabkan kegagalan isolasi yaitu flashover. Kaolin merupakan massa batuan yang tersusun dari material lempung yang berwarna putih atau agak keputihan, demikian pula setelah dibakar akan berwarna putih atau hampir putih. Sifat fisik kaolin lainnya antara lain kekerasan antara 2 – 2,5 (Skala mohs), berat jenis 2,60 – 2,63 , daya hantar panas dan listrik rendah serta kadar asam (pH) yang bervariasi. Kaolin memiliki komposisi hidrous aluminium silikat (2H2O Al2O3 2 SiO2) yang diikuti oleh material ikutan lainnya. Komposisi mineral yang termasuk ke dalam kaolin antara lain kaolinit, nakrit dan halloysit (mineral utama, Al2(OH)4SiO5 2 H2O) mempunyai kandungan air yang lebih besar. Untuk endapan yang ekonomis tidak ditemukan mineral seperti nakrit dan dikrit.) Berdasarkan fungsinya kaolin memberikan sifat plastis sehingga bahan baku isolator dapat dan mudah dibentuk sebelum dibakar. Bersama ball clay apabila digunakan bersama-sama maka akan meningkatkan keplastisan massa (campuran) yang akan mempermudah dibentuk dan memperkuat kekuatan kering dari produk isolator.

7

Penggunaan kaolin untuk bahan baku isolator keramik porselen maka diperlukan beberapa spesifikasi antara lain : 1. Distribusi butir dan ukuran butir. 2. Warna setelah bakar 3. Derajat putih 4. Kadar air 5. Susut bakar dan susut kering Hasil uji kualitas terhadap kaolin yang ada maka untuk dapat dipakai sebagai bahan baku isolator perlu dilakukan pengolahan awal terhadap kaolin. Dengan proses ini diharapkan bahan baku akan sesuai dengan persyaratan standar untuk membuat badan bahan baku keramik isolator porselen. Karena persyaratan kelistrikan yang tidak seperti isolator tegangan tinggi lainnya maka dengan standar bahan baku yang ada maka masih terbuka luas kemungkinan untuk membuat isolator listrik FCO. Adapun tahap proses pekerjaan perbaikan isolator keramik dengan composite antara lain : a. Pembersihan Isolator

Gambar 2.3 Pembersihan isolator porselin

8

b.

c.

Proses Pengerjaan :

Gambar 2.4 Proses pengerjaan isolator porselin Setelah Proses Pengerjaan :

Gambar 2.5 Setelah proses pengerjaan isolator porselin

9

BAB III PENUTUP 3.1

KESIMPULAN Porselen berasal dari tanah liat yang mengandung aluminium silikat, kemudian aluminium silikat ini direaksikan dengan plastik kaolin, felspar, kwarsa dan campuran ini dipanaskan pada tempat pembakaran dengan suhu yang diatur. 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. Kelebihan dari isolator porselin adalah stabil, mempunyai kekuatan mekanik yang baik, harganya relatif murah, dan tahan lama. Sedangkan kekurangan dari isolator porselin adalah mudah pecah, berat, berlubang akibat pembuatan kurang sempurna, bentuk geometri kompleks, dan mudah terpolusi.

3.2

SARAN Agar pembuatan isolator dapat dikembangkan sehingga munculnya isolator baru yang penggunaannya lebih praktis dan efisien dibandingkan isolator yang pernah ada.

10

DAFTAR PUSTAKA https://azmiboys.wordpress.com/2013/06/05/isolator/ https://modalholong.wordpress.com/tag/isolator-porselen/ http://turunanilmu.blogspot.com/2010/12/porselin-porselen.html http://www.ramdhanijaya.com/product-jasa/isolator-porselin-perbaikan-composite