Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer
Beranda / Sistem Distribusi

Isolator Jaringan Tenaga Listrik Tegangan Menengah 20 Kv



ABSTRAK
(selamat mengerjakan)
Kata Kunci: Isolator, Resistansi, Flash Over, Arus Bocor
PENDAHULUAN
Isolator jaringan tenaga listrik merupakan alat tempat menompang kawat penghantar jaringan pada tiang-tiang listrik yang digunakan untuk memisahkan secara elektris dua buah kawat atau lebih semoga tidak terjadi kebocoran arus (leakage current) atau loncatan bunga api (flash over) sehingga menjadikan terjadinya kerusakan pada sistem jaringan tenaga listrik.
Langkah yang perlu diambil untuk menghindarkan terjadinya kerusakan terhadap peralatan listrik akhir tegangan lebih dan loncatan bunga api, ialah dengan memilih pemakaian isolator berdasarkan kekuatan daya isolasi (dielectric strenght) dan kekuatan mekanis (mechanis strenght) bahan-bahan isolator yang dipakai. Karena sifat suatu isolator ditentukan oleh materi yang digunakan.
Kemampuan suatu materi untuk mengisolir atau menahan tegangan yang mengenainya tanpa menjadikan cacat atau rusak tergantung pada kekuatan dielektriknya.
Fungsi utama isloator yakni :
  1. Untuk penyekat / mengisolasi penghantar dengan tanahdan antara penghantar dengan penghantar.
  2. Untuk memikul beban mekanis yang disebabkan oleh berat penghantar dan / atau gaya tarik penghantar.
  3. Untuk menjaga semoga jarak antar penghantar tetap (tidak berubah).
PEMBAHASAN
  1. Bahan-Bahan Isolator Jaringan
Bahan-bahan yang baik untuk isolator yakni materi yang tidak sanggup menghantarkan arus listrik. Walaupun ada yang sanggup menghantarkan arus listrik tetapi relatif sangat kecil, sehingga bisa diabaikan terhadap maksud penggunaan atau pemakaiannya.
Pemakaian materi isolasi ini dibutuhkan seekonomis mungkin tanpa mengurangi kemampuannya sebagai isolator. Sebab makin berat dan besar ukuran isolator tersebut akan mempengaruhi beban penyangga pada sebuah tiang listrik.
Bahan-bahan isolasi yang digunakan untuk isolator jaringan kebanyakan terbuat dari materi padat, ibarat materi porselin, gelas, mika, ebonit, keramik, parafin, kuarts, dan veld spaat.
Persyaratan materi isolator yakni :
  1. bahan yang tidak sanggup menghantarkan arus listrik.
  2. bahan isolasi yang ekonomis, tanpa mengurangi kemampuannya sebagai isolator. Sebab makin berat dan besar ukuran isolator tersebut akan mempengaruhi beban penyangga pada sebuah tiang listrik.
  3. bahan yang terbuat dari materi padat, ibarat : porselin, gelas, mika, ebonit, keramik, parafin, kuarts, dan veld spaat.
  1. Kriteria Bahan Isolator
Kriteria materi yang baik digunakan sebagai isolator jaringan distribusi yakni :
  1. Bahan yang tidak sanggup menghantarkan arus listrik
  2. Bahan isolasi yang ekonomis, tanpa mengurangi kemampuannya sebagai isolator. Sebab makin berat dan besar ukuran isolator tersebut akan mempengaruhi beban penyangga pada sebuah tiang listrik.
  3. Bahan yang terbuat dari materi padat, dan mempunyai kekuatan mekanis tinggi ibarat : porselin, gelas, mika, ebonit, keramik, parafin, kuartz, dan veld spaat.
  4. Mempunyai tahanan jenis yang tinggi
  5. Memiliki kekuatan mekanis yang tinggi
  6. Memiliki sifat-sifat (dua hal diatas) tidak berubah oleh perubahan suhu, siraman air, kelembaban, sinar matahari, polaritas listrik.
  7. Bila mengalami loncatan listrik (flash over) tidak akan meninggalkan jejak (cacat)
  1. Isolator Porselin
Isolator porselin dibuat dari dari materi adonan tanah porselin, kwarts, dan veld spaat, yang kepingan luarnya dilapisi dengan materi glazuur semoga materi isolator tersebut tidak berpori-pori. Dengan lapisan glazuur ini permukaan isolator menjadi licin dan berkilat, sehingga tidak sanggup mengisap air. Oleh alasannya yakni itu isolator porselin ini sanggup digunakan dalam ruangan yang lembab maupun di udara terbuka.
Isolator porselin mempunyai sifat tidak menghantar (non conducting) listrik yang tinggi, dan mempunyai kekuatan mekanis yang besar. Ia sanggup menahan beban yang menekan serta tahan akan perubahan-perubahan suhu. Akan tetapi isolator porselin ini tidak tahan akan ke-kuatan yang menumbuk atau memukul. Ukuran isolator porselin ini tidak sanggup dibuat lebih besar, lantaran pada dikala pembuatannya terjadi penyusutan bahan. Walaupun ada yang berukuran lebih besar namun tidak seluruhnya dari materi porselin, akan tetapi dibuat rongga di dalamnya, yang kemudian akan di isi dengan materi besi atau baja tempaan sehingga kekuatan isolator porselin bertambah. Cara yang demikian ini akan menghemat materi yang digunakan.
Karena kualitas isolator porselin ini lebih tinggi dan tegangan tembusnya (voltage gradient) lebih besar maka banyak disukai pemakaiannya untuk jaringan distribusi primer. Walaupun harganya lebih mahal tetapi lebih memenuhi persyaratan yang diinginkan. Kadang-kadang kita jumpai juga isolator porselin ini pada jaringan distribusi sekunder, tetapi ukurannya lebih kecil.
Keuntungannya :
  1. Terbuat dari dari materi adonan tanah porselin, kwarts, dan veld spaat,
  2. Bagian luarnya dilapisi dengan materi glazuur semoga materi isolator tersebut tidak berpori-pori. Dengan lapisan glazuur ini permukaan isolator menjadi licin dan berkilat, sehingga tidak sanggup mengisap air.
  3. Dapat digunakan dalam ruangan yang lembab maupun di udara terbuka.
  4. Memiliki sifat tidak menghantar (non conducting) listrik yang tinggi, dan mempunyai kekuatan mekanis yang besar.
  5. Dapat menahan beban yang menekan serta tahan akan perubahan-perubahan suhu.
  6. Memiliki kualitas yang lebih tinggi dan tegangan tembusnya (voltage gradient) lebih besar, sehingga banyak disukai pemakaiannya untuk jaringan distribusi primer. Kadang-kadang kita jumpai isolator porselin ini pada jaringan distribusi sekunder, tetapi ukurannya lebih kecil.
Kelemahannya :
  1. Tidak tahan akan kekuatan yang menumbuk atau memukul.
  2. Ukuran isolator porselin ini tidak sanggup dibuat lebih besar, lantaran pada dikala pembuatannya terjadi penyusutan bahan. Walaupun ada yang berukuran lebih besar namun tidak seluruhnya dari materi porselin, akan tetapi dibuat rongga di dalamnya, yang kemudian akan di isi dengan materi besi atau baja tempaan sehingga kekuatan isolator porselin bertambah. Cara yang demikian ini akan menghemat materi yang digunakan.
  3. Harganya lebih mahal tetapi lebih memenuhi persyaratan yang diinginkan.
  1. Isolator Gelas
Isolator gelas pada umumnya terbuat dari materi adonan antara pasir silikat, dolomit, dan phospat. Komposisi dari bahan-bahan tersebut dan cara pengolahannya sanggup memilih sifat dari siolator gelas ini. Isolator gelas mempunyai sifat mengkondensir (mengembun) kelembaban udara, sehingga lebih gampang debu menempel dipermukaan isolator tersebut. Makin tinggi tegangan sistem makin gampang pula terjadi insiden kebocoran arus listrik (leakage current) lewat isolator tersebut,yang berarti mengurangi fungsi isolasinya. Olehkarena itu isolator gelas ini lebih banyak dijumpai pemakaiannya pada jaringan distribusi sekunder.
Kelemahan isolator gelas ini yakni mempunyai kualitas tegangan tembus yang rendah, dan kekuatannya berubah dengan cepat sesuai dengan perubahan temperatur. Oleh alasannya yakni itu bila terjadi kenaikan dan penurunan suhu secara tiba-tiba, maka isolator gelas ini akan gampang retak pada permukaannya. Berarti isolator gelas ini bersifat gampang dipengaruhi oleh perubahan suhu disekeli-lingnya. Tetapi bila isolator gelas ini mengandung adonan dari materi lain, maka suhunya akan turun. Selain dari pada itu, isolator gelas ini harganya lebih murah bila dibandingkan dengan isolator porselin.
Keuntungannya :
  1. Terbuat dari materi adonan antara pasir silikat, dolomit, dan phospat. Komposisi materi tersebut dan cara pengolahannya sanggup memilih sifat dari isolator gelas ini.
  2. Lebih banyak dijumpai pemakaiannya pada jaringan distribusi sekunder.
  3. Isolator gelas ini harganya lebih murah bila dibandingkan dengan isolator porselin.
Kelemahannya :
  1. Memiliki sifat mengkondensir (mengembun) kelembaban udara, sehingga lebih gampang debu menempel dipermukaan isolator tersebut.
  2. Makin tinggi tegangan sistem makin gampang pula terjadi insiden kebocoran arus listrik (leakage current) lewat isolator tersebut,yang berarti mengurangi fungsi isolasinya.
  3. Memiliki kualitas tegangan tembus yang rendah, dan kekuatannya berubah dengan cepat sesuai dengan perubahan temperatur.
  4. Saat terjadi kenaikan dan penurunan suhu secara tiba-tiba, maka isolator gelas ini akan gampang retak pada permukaannya. Berarti isolator gelas ini bersifat gampang dipengaruhi oleh perubahan suhu disekelilingnya. Tetapi bila isolator gelas ini mengandung campuran dari materi lain, maka suhunya akan turun.
  1. Kelemahan dan Kelebihan Isolator Porselin & Isolator Gelas
  1. Kelebihan isolator dari materi porselin adalah :
  1. Terbuat dari materi adonan tanah porselin, kwartz, dan veld spaat.
  2. Bagian luarnya dilapisi dengan materi glazuur semoga materi isolator tersebut tidak berpoi-pori. Dengan lapisan glazuur ini permukaan isolator menjadi licin dan berkilat, sehingga tidak sanggup mengisap air.
  3. Dapat digunakan dalam ruangan yang lembab maupun di udara terbuka
  4. Memiliki sifat tidak menghantar (non conducting) listrik yang tinggi, dan mempunyai kekuatan mekanis yang besar.
  5. Dapat menahan beban yang menekan serta tahan akan perubahan-perubahan suhu.
  6. Memiliki kualitas yang lebih tinggi dan tegangan tembusnya (voltage gradient) lebih besar, sehingga banyak disukai pemakaiannya untuk jaringan distribusi primer. Kadang-kadang kita jumpai isolator porselin ini pada jaringan distribusi sekunder, tetapi ukurannya lebih kecil.
  1. Kelemahan isolator dari materi porselin adalah :
  1. Tidak tahan akan kekuatan yang menumbuk atau memukul
  2. Ukuran isolator porselin ini tidak sanggup dibuat lebih besar, lantaran pada dikala pembuatannya terjadi penyusutan bahan. Walupun ada yang berukuran yang lebih besar, namun tidak seluruhnya terbuat dari materi porselin, akan tetapi di buat berongga didalamnya, yang kemudian di isi dengan materi besi atau baja tempaan sehingga kekuatan isolator porselin bertambah. Cara yang demikian ini akan menghemat materi yang digunakan.
  3. Harganya lebih mahal, tetapi lebih memenuhi persyaratan yang diinginkan.
  1. Kelebihan isolator dari materi gelas adalah :
  1. Terbuat dari materi adonan antara pasir silikat, dolomit, dan phospat. Komposisi materi tersebut dan cara pengolahannya sanggup memilih sifat dari isolator gelas ini.
  2. Lebih banyak dijumpai pemakaiannya pada jaringan distribusi sekunder.
  3. Isolator gelas ini harganya lebih murah bila dibandingkan dengan isolator porselin.
  1. Kelemahan isolator dari materi gelas adalah :
  1. Memiliki sifat mengkondensir (mengembun) kelembaban udara, sehingga lebih gampang debu menempel dipermukaan isolator tersebut.
  2. Makin tinggi tegangan sistem makin gampang pula terjadi insiden kebocoran arus listrik (leakage current) lewat isolator tersebut, yang berarti me-ngurangi fungsi isolasinya.
  3. Memiliki kualitas tegangan tembus rendah, dan kekuatannya berubah dengan cepat sesuai dengan perubahan temperatur.
  4. Saat terjadi kenaikan dan penurunan suhu secara tiba-tiba, maka isolator gelas ini akan gampang retak pada permukaannya. Berarti isolator gelas ini bersifat gampang dipengaruhi oleh perubahan suhu disekelilingnya. Tetapi bila isolator gelas ini mengandung adonan dari materi lain, maka suhunya akan turun.
  1. Kerusakan Pada Bahan Isolator Jaringan
Kerusakan isolator pada jaringan distribusi banyak disebabkan lantaran (Sariadi, 1997:144) :
  1. unsur isolasi yang sudah tua
  2. gangguan mekanis, ibarat terkena benturan atau hentakan yang keras.
  3. panas yang berlebihan, yang melebihi ambang batas yang diperkenankan
  4. kesalahan dalam pemasangan
  1. Pemburukan Isolator
Karena digunakan selama bertahun-tahun, isolator berkurang daya isolasinya, misalkan lantaran mengalami keretakan pada porselinya. Proses ini dinamakan pemburukan (deterioration) isolator. Sebab-sebab utama dari pemburukan isolator yakni pengembangan kimiawi dan pengembangan pembekuan semen, perbedaan dari pengembangan lantaran panas di banyak sekali kepingan isolator, pengembangan lantaran panas arus bocor dan berkaratnya pasangan-pasangan logam.
Untuk mencegah proses pemburukan dilakukan hal-hal sebagai berikut :
  1. Meninggikan berpengaruh mekanis dari kepingan porselin.
  2. Membatasi pengembangan kimiawi dari bagian-bagian semen.
  3. Mengecat (buffer paint) bagian-bagian semen.
  4. Tidak memakai semen dalam lapisan porselin.
Isolator jenis pasak (pin-type) paling banyak mengalami proses pemburukan sehingga sering mengakibatkan gangguan pada jalan masuk transmisi. Isolator gantung, isolator long-rod dan isolator line-post jarang mengakibatkan gangguan lantaran pemburukan. Dengan kemajuan teknologi, maka isolator yang dibuat akhir-akhir ini sedikit sekali mengalami pemburukan.
  1. Jenis Isolator Jaringan Distribusi
Isolator yang digunakan untuk jalan masuk distribusi tenaga listrik berdasarkan fungsi dan konstruksinya sanggup diklasifikan dalam beberapa jenis sebagai berikut:
  1. Isolator Jenis Pasak (Pin Type Insulator)
Isolator jenis pasak (pin type insulator), digunakan pada tiang-tiang lurus (tangent pole) dan tiang sudut (angle pole) untuk sudut 5° hingga 30°.
Banyak terbuat dari materi porselin maupun materi gelas yang dibuat dalam bentuk kepingan dan kepingan bawahnya diberi suatu pasak (pin) yang terbuat dari materi besi atau baja tempaan. Tiap kepingan diikatkan oleh suatu materi semen yang berkualitas baik. Bentuk kepingan dibuat mengembang ke bawah ibarat payung, untuk menghindarkan air hujan yang menimpa permukaan kepingan
secara mudah. Banyaknya kepingan tergantung pada kekuatan elektris materi kepingan. Biasanya jumlah kepingan ini maksimum lima buah.
Isolator pasak yang mempunyai satu keping, biasanya digunakan untuk jaringan distribusi sekunder pada tegangan 6 kV ke bawah yang terbuat dari materi gelas atau porselin. Untuk jaringan distribusi primer biasanya terdiri dari dua keping yang terbuat dari materi porselin.
Isolator jenis pasak ini banyak digunakan pada tiang-tiang lurus (tangent pole) dengan kekuatan tarikan sudut (angle tensile strenght) hingga 10°. Kawat penghantar jaringan diletakkan di kepingan atas untuk posisi jaringan lurus, sedangkan untuk jaringan dengan sudut di bawah 10° kawat penghantarnya diikatkan pada kepingan samping semoga sanggup memikul tarikan kawat.
      
Gambar Isolator Jenis Pasak
Kekuatan tarik isolator jenis pasak ini lebih rendah bila dibandingkan dengan isolator jenis gantung, lantaran kekuatan isolator jenis pasak ini ditentukan oleh kekuatan pasaknya terhadap gaya tarikan kawat penghantar.
Pemasangan isolator jenis pasak ini direncanakan pada puncak tiang maupun pada palang kayu (cross-arm) yang disekrupkan pada isolator tersebut. Pemasangan isolator jenis pasak pada tiang kayu jalan masuk satu fasa yang mempunyai sudut : 0° hingga 5°, dan sudut 5° hingga 30°, serta untuk jalan masuk tiga fasa dengan sudut 0° hingga 5°, dan untuk sudut 5° hingga 30°.
Isolator jenis pasak banyak digunakan lantaran :
  1. lebih banyak jaringan dibuat lurus
  2. sudut jalan masuk dibuat kurang dari 15°
  3. isolator jenis gantung lebih mahal dari isolator jenis pasak
  4. konstruksi tiang dibuat dengan cross-arm (travers) lebih menonjolkan ke laur sudut.
  1. Isolator Jenis Pos Saluran (Line Post Type Insulator)
Isolator jenis pos jalan masuk (line post type insulator), digunakan pada tiang-tiang lurus (tangent pole) dan tiang sudut (angle pole) untuk sudut 5° hingga 15°. Dibandingkan dengan isolator jenis pasak, isolator jenis pos ini lebih sederhana perencanaannya. Diameternya lebih kecil dan tak memakai kepingan-kepingan ibarat 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 ini kepingan atasnya diberi tutup (cap) dan kepingan bawah diberi pasak yang terbuat dari materi besi atau baja tempaan. Bahan yang digunakan untuk isolator jenis pos ini terbuat dari materi porselin lembap yang murah harganya.
 
Gambar Isolator Jenis Pos Saluran
Kekuatan mekanis isolator jenis pos jalan masuk ini lebih tinggi dibandingkan isolator jenis pasak dan penggunaannya hanya pada jaringan ditribusi primer untuk tiang lurus (tangent pole) pada sudut 5° hingga 15°. Isolator jenis pos yang digunakan untuk jaringan distribusi 20 kV, mempunyai tegangan tembus sebesar 35 kV dengan kekuatan tarik (tensile strenght) sebesar 5000 pon.
  1. Isolator Jenis Batang Panjang (Long Rod Insulator)
Jenis batang panjang mempunyai sedikit kepingan logam sehingga tidak gampang menjadi rusak. Oleh lantaran rusuknya yang sederhana maka ia gampang tercuci oleh hujan, sehingga jenis ini sesuai sekali untuk penggunaan pada tempat-tempat yang banyak dikotori garam dan debu.
Gambar Isolator Batang Panjang
  1. Isolator Jenis Gantung (Suspension Type Insulator)
Isolator jenis gantung (suspension type insulator), digunakan pada tiang-tiang sudur (angle pole) untuk sudut 30° hingga 90°, tiang belokan tajam, dan tiang ujung (deadend pole).
Isolator jenis clevis lebih banyak digunakan lantaran lebih kokoh dan berpengaruh dalam penggandengannya, serta tidak ada kemungkinan lepas dari gandengannya, lantaran pada ujungnya digunakan mur baut untuk mengikatnya.
Isolator gantung (suspension insulator) terdiri dari sebuah piringan yang terbuat dari materi porselin, dengan tutup (cap) dari materi besi tempaan (melleable iron) dan pasaknya terbuat dari materi baja yang diikatkan dengan semen yang berkualitas, sehingga membentuk satu unit isolator yang berkualitas tinggi.
Dibandingkan isolator jenis pasak, isolator gantung ini hanya mempunyai satu piringan yang terbuat dari materi porselin atau materi gelas biru kelabu (blue gray glaze). Dengan memakai materi gelas biru kelabu ini harga isolator sanggup ditekan lebih murah dan sanggup digunakan untuk beberapa gandengan.
Umumnya isolator gantung dengan materi gelas ini digunakan untuk jaringan distribusi primer, sedangkan isolator gantung dari materi porselin banyak digunakan untuk gandengan-gandengan pada jaringan transmisi tegangan tinggi.
Gambar Isolator Gantung Jenis Clevis dan Jenis Ball & Socket
Dilihat dari konstruksinya, isolator gantung ini dikenal dalam dua jenis, yaitu jenis clevis dan jenis ball and socket.
Jenis clevis ini mempunyai bentuk tutup (cap) dan pasaknya (pin) berbentuk pipih dengan lubang ditengahnya, yang digunakan untuk keperluan penggandengan dari beberapa isolator gantung dengan mengikatnya dengan mur baut sehingga bisa lebih berpengaruh penggandengannya.
Jenis ball and socket mempunyai bentuk tutup (cap) berlubang (socket) untuk menyangkut-kan pasak (pin) yang berbentuk bundar (ball), sehingga penggandengan dari bebarapa isolator gantung tidak memakai baut (bolt) lagi.
Kedua jenis ini yang paling banyak digunakan yakni jenis clevis, lantaran dibandingkan dengan jenis ball and socket maka jenis clevis ini lebih kokoh dan berpengaruh serta tidak ada kemungkinan lepas.
Isolator gantung mempunyai kualitas tegangan isolasi tidak begitu tinggi dibandingkan isolator jenis pasak, lantaran isolator gantung hanya mempunyai satu piringan untuk setiap unit isolator. Oleh alasannya yakni itu semoga memenuhi kebutuhannya maka isolator gantung ini digandeng-gandengkan satu unit dengan unit yang lain semoga memdapatkan kualitas tegangan isolasi yang tinggi. Bila digandengkan isolator gandeng mempunyai kualitas yang lebih tinggi dari isolator jenis pasak. Makin banyak gandengannya makin tinggi kualitas tegangan isolasinya.
Saluran transmisi banyak sekali memakai isolator gantung ini. Karena kekuatan mekanis isolator gantung ini lebih tinggi bila digandengkan, maka banyak digunakan untuk menahan besarnya tarikan atau ketegangan kawat pada tiang-tiang sudut (angle pole), tiang belokan tajam, dan tiang ujung (deadend pole).

Baca Juga LAPORAN PRAKTEK KERJA LAPANGAN SISTEM PENDISTRIBUSIAN TENAGA LISTRIK PLN DAN GENSET DI PT. DJARUM OASIS KUDUS
  1. Isolator Jenis Cincin (Spool Type Insulator)
Isolator jenis cincin (spool type insulator), digunakan pada tiang-tiang lurus (tangent pole) dengan sudut 0° hingga 10°, yang dipasang secara horizontal maupun vertikal.
Isolator cincin bentuknya bundar berlubang ditengahnya ibarat cincin yang hanya terdapat satu atau dua lekukan saja yang seluruhnya terbuat dari materi porselin.
Gambar Isolator Jenis Cincin
Isolator cincin ini tidak memakai pasak (pin) sehingga isolator cincin mempunyai kualitas tegangannya lebih rendah. Biasanya tak lebih dari 3 kV. Isolator cincin ini besarnya tidak lebih dari 7,5 cm tinggi maupun diameternya, yang dipasangkan pada jaringan distribusi sekunder serta jalan masuk pelayanan ke rumah-rumah.
Isolator ini dipasang pada sebuah clamp (pengapit) dengan sebuah pasak yang dimasukkan ke dalam lubang ditengahnya. Pemasangan secara horizontal digunakan untuk jaringan lurus (tangent line) dengan sudut antara 0° hingga 10°. Untuk jaringan lurus (angle line) untuk sudut lebih dari 10° dipasang pada kedudukan vertikal. Kesemuanya dipasang pada tiang penyangga dengan jarak satu meter dari tiang atau 60 cm dari palang kayu (cross arm).
  1. Pasangan Isolator
Pasangan isolator terbuat dari besi baja yang ukurannya diadaptasi dengan tegangan, jenis dan ukuran penghantar, kekuatan mekanis, serta konstruksi penopangnya. Dengan demikian dikenal baut-U, klevis, link, mata, ball and socket dsb., permukaan logam ini biasanya digalvanisasi.
  1. Busur Tanduk/Tanduk Api dan Cicin Perisai
Bila terjadi lompatan api (flashover) pada gandengan isolator, maka isolatornya akan rusak lantaran busur apinya. Untuk menghindari kerusakan ini, maka pada gandengan isolator gantung dan isolator batang panjang dipasang   busur tanduk (arching-horns). Busur tanduk ditempatkan  pada kepingan atas dan bawah dari gandengan isolator, serta dibuat sedemikian rupa sehingga busur api tidak akan mengenai isolator waktu lompatan api terjadi.
Jarak antara tanduk atas dan bawah biasanya 75-85 % dari panjang gandengan. Tegangan lompatan api untuk gandengan isolator dengan busur tanduk ditentukan oleh jarak tanduk ini. Busur tanduk biasanya digunakan untuk jalan masuk transmisi dengan tegangan diatas 110 kV, atau diatas 66 kV didaerah-daerah dengan tingkat isokeronik yang tinggi. Cincin perisai diapasang pada ujung kawat dari isolator untuk mencegah terjadinya korona pada ujung tersebut. Efek pencegahan korona juga dimiliki oleh busur tanduk ini.
Isolator jaringan tenaga listrik merupakan alat tempat menompang kawat penghantar jaringan Isolator Jaringan Tenaga Listrik Tegangan Menengah 20 KV
Gambar Gandengan Isolator Gantung
  1. Jepitan
Untuk penghantar digunakan pengapit gantungan (suspension clamps) dan pengapit tarikan (tension clamps) sedang untuk kawat tanah digunakan pengapit sederhana. Ada dua jenis pengapit gantung, yang satu dengan batang pelindung dan yang lain tanpa batang pelindung (armor rods).
Pengapit dipilih dengan memperhatikan macam dan ukuran kawat, berpengaruh tarik maksimumnya, serta dibuat sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan kerusakan dan kelelahan lantaran getaran (vibration) dan sudut andongan dari kawat.
  1. Karaktristik Isolator Jaringan
  1. Karakteristik Isolator
  1. Mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi semoga sanggup menahan beban kawat penghantar
  2. Memiliki konstanta dielektrikum (relative permittivity) yang tinggi, semoga memperlihatkan kekuatan dielektrik (dielectric strength) tinggi juga.
  3. Mempunyai tahanan isolasi (insulation resistance) yang tinggi semoga sanggup menghindari kebocoran arus ke tanah
  4. Mempunyai perbandingan (ratio) yang tinggi antara kekuatan pecah dengan tegangan loncatan api (flash over voltage)
  5. Menggunakan materi yang tidak berpori-pori dan tidak terpengaruh oleh perubahan temperatur
  6. Bebas dari kotoran dari luar dan tidak retak maupun tergores, semoga sanggup dilewati oleh air atau gas di atmosfir
  7. Mempunyai kekuatan dielektrik (dielectric strenght) dan kekuatan mekanis (mechanis strenght) yang tinggi
  8. Bahan yang bisa mengisolir atau menahan tegangan yang mengenainya
  9. Tidak terlalu berat
  1. Karakteristik Elektris
Isolator mempunyai dua elektroda yang terbuat dari materi logam berupa besi atau baja adonan sebagai tutup (cap) dan pasak (pin) yang dipisahkan oleh materi isolasi. Dimana tiap materi isolasi mempunyai kemampuan untuk menahan tegangan yang mengenainya tanpa menjadi rusak, yang disebut dengan kekuatan dielektrikum.
Apabila tegangan diterapkan pada isolator yang ideal di kedua elektroda tersebut, maka dalam waktu singkat arusnya yang mengalir terhenti dan didalam materi isolasi terjadi suatu muatan (Q). Hal ini memperlihatkan adanya perbedaan tegangan (V) diantara kedua
elektroda. Besarnya muatan itu yakni :
Q = C.V
Dimana nilai kapasitas C tergantung pada nilai konstanta dielektrik dari suatu materi uang terdapat diantara kedua elektroda tersebut. Makin tinggi nilai konstanta dielektrikum suatu materi isolasi makin besar kapasitansi isolasi tersebut.
Untuk materi isolasi porselin dan gelas nilai konstante dielektriknya lebih tinggi dibandingkan dengan bahan-bahan isolasi yang lain. Bandingkan konstante dielektrik bahan-bahan di bawah ini.
Tabel Nilai Konstanta Dilektrikum Beberapa Bahan
Jenis Bahan
ε
Jenis Bahan
ε
Ebonit
2,8
Parafin
2,1 – 2,5
Fiber
2,5 – 5
Kertas
2,0 – 2,6
Gelas
5,4 – 9
Porselin
5,7 – 6,8
Mika
2,5 – 6,6
Air
2,0 – 3,5
Minyak
2,2 – 6,6
Kayu
2,5 – 7,7
Selain nilai konstanta dielektrik yang mempengaruhi nilai kapasitansi, luas dan tebalnya suatu materi mempengaruhi juga nilai kapitansi tersebut. Makin besar volume suatu materi makin bertambah tinggi muatannya, dan makin besar nilai kapasitansinya yang ditentukan dengan persamaan.
C = ε

Dimana :
C = kapasitansi suatu materi (Farad)
ε = konstanta dilektrikum
A = luas permukaan materi (m2 )
d = diameter atau tebal materi (m)
Nilai kapasitansi ini akan diperbesar lagi lantaran kelembaban udara, debu, panas udara, kerusakan mekanis, proses kimia serta tegangan lebih yang mempengaruhi permukaan dari materi isolasi tersebut.
Oleh lantaran itu pendistribusian tegangan pada materi isolasi tidak seragam, dan lebih besar pada kepingan yang terkena tegangan. Hal ini disebabkan terjadinya arus kebocoran (leakage current) yang melalui permukaan materi tersebut. Arus kebocoran ini kecil jikalau dibandingkan dangan arus yang mengalir pada materi isolasi tersebut,
yang besarnya yakni :
Il =

Dimana :
Il = arus kebocoran dalam Ampere
V = tegangan yang melaluinya dalam Volt
Ri = tahanan isolasi dalam Ω
Hal tersebut diatas menciptakan isolator manjadi tidak ideal, yang seharusnya arus mengalir berhenti dalam waktu yang singkat, akan tetapi turun perlahan-lahan.
Akan tidak ideal lagi isolator tersebut apabila terjadi tegangan yang diterapkan diantara kedua elektroda isolator tersebut mengalami tegangan loncatan api (flash over voltage) atau tegangan tembus pada isolator ini.
Dalam sistim tenaga listrik tegangan loncatan api ini biasa dikatakan sebagai tegangan lebih (over voltage) yang ditimbulkan dari dua sumber. Pertama sumber berasal dari sistim itu sendiri yang berupa kekerabatan singkat (short circuit), sedang yang kedua sumber dari luar sistim biasa disebut gangguan sambaran petir.
Tegangan tembus inilah yang terutama memilih nilai suatu isolator sebagai penyekat dan memperlihatkan kekuatan dielektrik dari isolator yang besarnya untuk tiap-tiap isolator berbeda-beda.
Isolator terdiri dari materi porselin yang diapit oleh elektroda-elektroda. Dengan demikian isolator terdiri dari sejumlah kapasistansi. Kapasistansi ini diperbesar oleh terjadinya lapisan yang menghantarkan listrik, lantaran kelembaban udara, debu dan bahan-bahan lainnya pada permukaan isolator tersebut. Karena kapasistansi ini maka distribusi tegangan pada jalan masuk gandengan isolator tidak seragam. Potensial pada bagain yang terkena tegangan (ujung saluran) yakni paling besar dengan memasang tanduk busur api (arcing horn), maka distribusi tegangan diperbaiki.
Tegangan lompatan api (flashover voltage) pada isolator terdiri atas tegangan-tegangan lompatan api frekuensi rendah (bolak-balik), impuls dan tembus dalam minyak (bolak-balik frekuensi rendah).
Tegangan lompatan api frekuensi rendah kering yakni tegangan lompatan apai yang terjadi bila tegangan diterapkan diantara kedua elektroda isolator yang higienis dan kering permukaanya, nilai konstanta serta nilai dasar karakteristik isolator. Tegangan lompatan api lembap yakni tegangan lompatan api yang terjadi bila tegangan diterapkan diantara tegangan kedua elektroda isolator yang lembap lantaran hujan, atau dibasahi untuk menirukan hujan.
Tegangan lompatan api impuls yakni tegangan lompatan api yang terjadi bila tegangan impuls dengan gelombang standar diterapkan. Karakteristik impuls terbagi atas polaritas kasatmata dan negatif. Biasanya tegangan dengan polaritas kasatmata (yang memperlihatkan nilai loncatan api yang rendah) yang dipakai. Untuk polaritas kasatmata tegangan loncatan api lembap dan kering sama.
Tegangan tembus (puncture) frekuensi rendah membuktikan kekuatan dielektrik dari isolator, dan terjadi bila tegangan frekuensi rendah diterapkan antara kedua elektroda isolator yang dicelupkan pada minyak hingga isolator tembus. Untuk isolator dalam keadaan baik tegangan tembus ini lebih tinggi dari tegangan loncatan api frekuensi rendah, dan nilainya kira-kira 140 kV untuk isolator gantung 250 mm.
  1. Karakteristik Mekanis
Selain harus memenuhi persyaratan listrik, isolator harus mempunyai kekuatan mekanis guna memikul beban mekanis penghantar yang diisolasikannya. Porselin sebagai kepingan utama isolator, mempunyai sifat sebagai besi cor, dengan tekanan-tekanan yang besar dan kuat-tarik yang lebih kecil. Kuat tariknya biasanya 400-900 kg/cm2 , sedangkan berpengaruh tekanannya 10 kali lebih besar.
Porselin harus bebas dari lubang-lubang (blowholes) goresan-goresan, keretakan-keretakan, serta mempunyai ketahanan terhadap perubahan suhu yang mendadak tumbukan-tumbukan dari luar.
Gaya tarik isolator yang telah dipasang relatif besar, sehingga kekuatan porselin dan bagian-bagian yang disemenkan padanya harus dibuat besar dari kekuatan bagian-bagian logamnya.
Kekuatan mekanis dari isolator gantung dan isolator batang panjang harus diuji untuk mengetahui kemampuan mekanis dan keseragamannya. Kekuatan jenis ini dan line post ditentukan oleh kekuatan pasaknya (pin) terhadap moment tekukan (bending momen)
oleh penghantar. Pengkajian kekuatannya lantaran itu dilakukan dengan memperlihatkan beban kawat secara lateral terhadap pasak.
Dalam perencanaan jalan masuk transmisi udara, tegangan lebih pada isolator merupakan faktor penting. Ditempat-tempat dimana pengotoran udara tidak mengkhawatirkan, surja-hubung (switchingsurge) merupakan faktor penting dalam penentuan jumlah isolator dan jarak isolator. Karakteristik lompatan api dari surja-hubung lain dari karakteristik frekuensi rendah dan impuls.
  1. Penggunaan Isolator Pada Jaringan Distribusi
Ditinjau dari segi penggunaan isolator pada jaringan distribusi sanggup dibedakan menjadi besar kecil tegangan, yaitu tegangan rendah (SUTR) dan tegangan menengah/tinggi (SUTM).

Baca Juga AUDIT ENERGI MATA KULIAH MANAGEMEN ENERGI                                                                                                                                         
  1. Pada Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR)
Isolator SUTR yakni suatu alat untuk mengisolasi kawat penghantar dengan tiang dan traves. Isolator yang baik harus mempunyai cirri-ciri, yaitu sudut dan lekukkan yang licin dan tidak tajam, guna menghindari kerusakan kawat penghantar akhir tekanan mekanis pada dikala pemasangan. Disamping itu isolator SUTR harus memenuhi persamaan mekanis, elektris, dan thermis, mempunyai ketahanan terhadap tembusan dan loncatan arus rambat listrik. Juga tahanan terhadap gaya mekanis, perubahan suhu, dan cuaca sesuai dengan keadaan kerja setempat.
Pada pemasangan SUTR pemakaian jenis isolator dibedakan sesuai dengan lokasi bangkit tiang. Untuk tiang yang bangkit ditengahtengah jaringan yang lurus digunakan isolator pasak type “RM”.
Lokasi tiang yang bangkit pada simpulan atau ditikungan jaringan SUTR digunakan isolator pasak jenis Spool Isolator dan Isolator pasak Type “A”, dan isolator line-post. Sedangkan untuk tiang penegangan dipergunakan isolator gantung.
Gambar Isolator Jenis Pasak Tipe A
Sebelum isolator dipasang pada SUTR terlebih dahulu dilakukan investigasi secara visual mengenai bentuk ukuran, dan keadaan isolator itu sendiri.
Disamping itu isolator harus terbuat dari materi porselen yang diglasir, mempunyai kualitas isolator arus listrik tinggi, tidak berlapis-lapis, tidak berlubang, dan tidak cacat.
Bahan pin isolator harus diglavanis sehingga tidak gampang berkarat. Pemasangan pin pada poros isolator harus lurus. Pemasangan pin pada poros idolator dilakukan dengan coran timah hitam.
  1. Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM)
Isolator yang digunakan untuk jaringan SUTM, karakteristiknya dan konstruksi sanggup dilihat dibawah ini :
Temperature maksimum : 40°
Temperature normal : 28°
Temperature minimal : 16°
Dalam jaringan SUTM ini mempergunakan isolator jenis sangga dan isolator suspension (isolator gantung).
Di dalam pemasangan isolator suspension maupun isolator sangga, diperiksa baut dan mur yang ada harus dikunci dengan kuat. Isolator itu dipasang pada traves dengan mengunci mur dan baut yang terdapat pada plat penegang.
Di dalam memasang isolator suspension dilakukan setiap satu persatuan unit. Setiap satu jaringan SUTM yang terdapat sambungan jalan masuk udara pada tiang, dibutuhkan senam unit isolator suspension dan satu isolator sangga. Isolator sangga berfungsi sebagai penyangga kawat penghantar yang ditengah jaringan melintasi traves. Sebagai pengunci kawat penghantar dibutuhkan enam buah klem penyambung yang terbuat dari materi yang sama dengan materi penghantar. Pada traves diakhiri jalan masuk SUTM digunakan tiga unit isolator suspension.







Gambar Isolator Jenis Sangga
  1. Kotoran Pada Isolator
Pada umumnya, polusi pada isolator berdasarkan sumbernya sanggup dibagi dalam empat kategori yaitu:
  1. Polusi dari laut, tingkat polusi maksimum dari isolator sangat berafiliasi dengan jarak lokasi air laut, makin jauh dari bahari makin sedikit penumpukan yang terjadi, polusi ini terbawa ke permukaan isolator oleh angin pada kondisi tertentu ibarat angin typhoon atau badai, sering terjadi penumpukan polutan dalam juml;ah yang sangat besar pada permukaan solator.
  2. Polusi dari industri, komposisi kimia dari polutan jenis ini sangat bermacam-macam dan biasa membentuk lapisan yang menempel berpengaruh pada lapisan isolator, ibarat jelaga dan asap dari cerobong pabrik, debu polusi dari pabrik semen.
  3. Polusi dari tempat padang pasir, timbunan polutan tak larut (non soluble deposit density) pada tempat padang pasir pada umumnya lebih banyak dari pada daaerah polusi air laut. Pada tempat tertentu sering sekali terjais kombinasi dari keduanya, ibarat tempat berpasir yang akrab pantai. Garam bahari yang menempel pada permukaan isolator terlapisi oleh debu yang terbawa dari padang pasir.
  4. Polusi dari gunung berapi. Polutan dalam bentuk debu-debu dari banyak sekali ukuran dengan senyawa utama silikat (SiO2)dan alumina(AI2O3). Secara kualitatif tingkat polusi sanggup dibagi dalam empat tingkat, mulai dari polusi ringan hingga polusi berat. Berdasarkan hal tersebut PLN telah menciptakan penjabaran wacana tingkat polusi (SPLN 10-3B:1993).
Dampak Kotoran Terhadap Isolator
Pada umumnya polutan tidak mempunyai dampak kasatmata  terhadap kinerja dari suatu isolator, tetapi sebaliknya, polutan sanggup memperlihatkan efek negatif, antara lain:
  1. Mempengaruhi besar tahanan isolasi dari isolator.
  2. Mempercepat kegagalan isolator lantaran pengotoran pada permukaanya.
  3. Menyebabkan terjadinya arus bocor.
  4. Menyebabkan terjadinya tegangan lewat denyar atau loncatan bunga api.
  5. Mengakibatkan degradasi permukaan isolator.
  6. Terjadinya rugi-rugi energi.


Untuk download file ini silahkan klik Download

Anda mungkin menyukai postingan ini :