Isolator Saluran Transmisi Udara

7/22/2019 Isolator Saluran Transmisi Udara

1/28

Mata Kuliah : Distribusi Tenaga Listrik

Kelompok 3 :

Arya Fauzi Setiawan (07/LT 1C)

Danang Hutama (08/LT 1C) Dimas Anas Aditya (09/LT 1C)

Faela Maana Shufa (10/LT 1C)


2/28

1.

PENGERTIA

N

2.

JENIS

3.KLASIFIKASI4. SIFAT

5.

PENGUJIAN

6.

PASANGAN

7.

PEMBURUKA

N

8.

KEGAGALAN


3/28

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.

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


4/28

Isolator Porselen

Isolator Gelas

Isolator Steatite

Back


5/28

Porselen berasal dari tanah liat yang mengandung aluminium

silikat, kemudian direaksikan dengan plastik kaolin, felspar, kwarsadan 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


6/28

GAMBAR ISOLATOR PORSELIN

Back


7/28

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, kotorankotoran yang lain dapat dideteksi dengan mudah dan bersifathomogen.

Daya rentanganya lebih besar dari porselen.

Lebih murah dari pada porselen Next


8/28

GAMBARISOLATOR GELAS

Back


9/28

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


10/28

GAMBAR ISOLATOR STEATITE

Back


11/28

Isolator untuk saluran transmisi diklasifikasikan menurut penggunaan

dan konstruksinya menjadi : isolator gantung (suspension),

jenis pasak (pin-type),

jenis pos-saluran (line post).


12/28

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-and-

socket 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


13/28

Jenis pasakIsolator jenis pasak (pin type insulator), digunakan pada tiangtiang lurus

(tangent pole) dan tiang sudur (angle pole) untuk sudut 5sampai 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


14/28

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 penggunaannyahanya 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


15/28

Back


16/28

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. Terjadinyaflashovermenyebabkan 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 flashover.

Next


17/28

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 sebagaibesi 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 rugi-

rugi 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 patokandalam 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


18/28

Sifat Kimia

Jika ada zat asing dari luar menyusup ke dalam bahan isolasi, maka hal inidapat 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 bahandengan 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 rendahuntuk mencegah pengurangan kekuatan dielektrik.

Back


19/28

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 pengujianpenerimaan (acceptance) sesuai dengan cara-cara yang berlaku.

Back


20/28

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.

Pasangan Isolator

Next


21/28

Bila terjadi lompatan api (flashover) pada gandengan isolator, makaisolatornya akan rusak karena busur apinya. Untuk menghindarkankerusakan ini, maka pada gandengan isolator gantung dan isolator long-rod dipasang tanduk-tanduk api (arcing horns). Tanduk api dipasang padaujung kawat dan ujung tanah dari isolator, serta dibentuk sedemikiansehingga busur api tidak akan mengenai isolator waktu lompatan api

terjadi. Jarak antara tanduk atas dan bawah biasanya 71-85% dari panjanggandengan. Tegangan lompatan api untuk gandengan isolator dengantanduk api ditentukan oleh jarak tanduk ini. Tanduk api biasanya dipakaiuntuk saluran transmisi dengan tegangan di atas 110 kV, atau diatas 66 kVdi 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 dimilikioleh tanduk api.

Tanduk Api dan Cincin Perisai

Next


22/28

Untuk penghantar dipakai pengapit gantungan (suspension clamps) danpengapit tarikan (tension elamps) sedang untuk kawat tanah dipakaipengapit sederhana. Ada dua jenis pengapit gantung, yang satu denganbatan pelindung, dan yang lain tanpa batang pelindung (armor rods).Pengapit-pengapit dipilih dengan memperhatikan macam dan ukurankawat, kuat tarik maksimumnya, serta dibentuk sedemikian rupa sehinggatidak menimbulkan kerusakan dan kelelahan karena getaran (vibration)dan sudut andongan dari kawat.

Gandengan isolator gantung tunggal terlihat pada Gbr. 20, gandenganisolator tarik tunggal pada Gbr. 21, dan gandengan isolator tarik gandapada Gbr. 22, masing-masing lengkap dengan pasangan isolatornya.

Jepitan

Next


23/28

Back


24/28

Karena dipakai selama bertahun-tahun, isolator berkurang daya isolasinya,misalnya, karena mengalami keretakan pada porselinnya. Proses ini

dinamakan pemburukan (deterioration) isolator. Sebab-sebab utama daripemburukan isolator adalah pengembangan kimiawi dan pengembanganpembekuan dari semen, perbedaan dari pengembangan karena panas diberbagai bagian isolator, pengembangan panas karena arus bocor danberkaratnya 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 prosespemburukan sehingga sering menyebabkan gangguan pada salurantransmisi. Isolator gantung, isolator long-rod dan isolator line-post jarangmenyebabkan gangguan. Dengan kemajuan teknologi, maka isolator yang

dibuat akhir-akhir ini sedikit sekali mengalami pemburukan.

Pemburukan Isolator

Back


25/28

Beberapa hal yang menyebabkan kegagalan pada suatu isolator adalah :

a. Keretakan IsolatorPenyebab utama pecahnya atau retaknya suatu isolator adalah tekananyang dihasilkan didalam bahan porselin yang diakibatkan olehketidakseragaman pemuaian dan penyusutan yang terdapat dalam bahansemen, baja, dan porselen yang disebabkan oleh musim panas, dingin,

kekeringan dan kelembaban atau akibat adanya pemanasan pada isolatortersebut. Untuk menghindari keretakan pada isolator tersebut, maka telahdilakukan beberapa perbaikan dalam desain pembuatannya, yakni dengancara menempatkan sejenis pelindung yang kecil diantara lapisan terluardari porselen dengan pasak baja sehingga pemuaiannya dapat terlaksanasecara merata.

b. Ketidakmurnian Bahan Isolator

Jika bahan yang digunakan untuk pembuatan isolator tersebut amat buruk,hal ini akan menimbulkan kebocoran pada isolator sehingga isolator tidakbaik untuk pemakaian yang kontinyu.

Kegagalan Isolator

Next


26/28

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 padaisolator tersebut dan dengan alasan ini maka isolator akan menyerapembun dari lapisan udara atau semen. Kebocoran arus akan dimulai dariisolator tersebut yang akan menyebabkan kegagalan sebagai akibat daripemakaian bahan yang digunakan dalam pembuatan isolator.

d. Bahan Pelapis Isolator Yang Kurang BaikBila bahan isolator tidak benar-benar dilapisi pelapis yang baiksebagaimana mestinya, maka air akan mudah merembes yang dapatmenyebabkan menempelnya debu pada permukaan isolator tersebut yangdapat 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 lainmaka hal ini akan menimbulkan pemanasan yang berlebihan pada isolatordan dapat menyebabkan pecahnya isolator tersebut.

Next


27/28

f. Tekanan Mekanis

Pada saat penarikan kawat-kawat penghantar pada suatu

pemasangan jaringan maka isolator akan mengalami tekananmekanis, sehingga bila bahan digunakan kurang baik, maka hal inidapat menyebabkan kerusakan atau pecahnya isolator.

g. Terjadinya Hubung Singkat

Terkadang gangguan alam seperti kumpulan burung yang hinggap

atau pepohonan yang mengena pada kawat penghantar maupunisolator dapat mengakibatkan terjadinya arus hubung singkat,kondisi ini merupakan penyebab terjadinya kegagalan dari suatuisolator. Keadaan seperti ini hanya mungkin terjadi bila jarak antarkonduktor lebih kecil dari standar yang telah ditentukan.

Next


28/28

Isolator Saluran Transmisi Udara

Documents

Transcript of Isolator Saluran Transmisi Udara