TUGAS BAHAN-BAHAN LISTRIK
“BAHAN ISOLASI ”
NAMA :
orlando
ambarita
(03101004059)
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
2012/2013
A. Pengertian Isolasi
Isolasi adalah suatu alat atau bahan yang dapat memisahkan secara
elektris dua buah atau lebih penghantar sehingga tidak terjadi kebocoran arus
atau dalam gradient tinggi, lompatan api (flashover). Oleh karena itu persoalan
isolasi adalah persoalan penting dalam sistem tenaga listrik umumnya dan khususnya
pada teknik tegangan tinggi, hal ini dimaksudkan untuk pemakaian bahan isolasi
yang sesuai dan penghematan dalam pemakaiannya adalah mutlak diperlukan dengan
se-ekonomis mungkin dan tidak mengurangi
Bahan yang disebut
sebagai bahan isolator adalah bahan dielektrik, ini disebabkan jumlah elektron
yang terikat oleh gaya tarik inti sangat kuat. Elektro-elektronya sulit untuk
bergerak atau bahkan tidak sangat sulit berpindah, walaupun telah terkena
dorongan dari luar. Bahan isolator sering digunakan untuk bahan penyekat
(dielektrik). Pentyekat listrik terutama dimaksudkan agar listrik tidak dapat
mengalir jika pada bahan penyekat tersebut diberi tegangan listrik. Untuk dapat
memenuhi persyaratan tersebut, diperlukan jenis bahan yang sesuai.
2. Sifat Listrik Bahan Isolasi
Sifat
listrik bahan isolasi bahan penyekatnya mempunyai tahanan listrik yang besar.
Penyekat listrik ditujukan untuk mencegah terjadinya kebocoran arus listrik
antara kedua penghantar yang berbeda potensial atau untuk mencegah loncatan
listrik ketanah. Kebocoran arus listrik harus dibatasi sekecil-kecilnya (tidak
melampui batas yang telah ditentukan oleh peraturan yang berlaku). Dalam
menentukan dimensi suatu sistem isolasi dibutuhkan pengetahuan yang pasti
mengenai jenis, besaran, dan durasi tekanan dielektrik yang akan dialami bahan
isolasi tersebut, dan disamping itu perlu mempertimbangkan kondisi sekitar di
mana isolasi akan ditempatkan. Selain itu perlu juga diperhatikan sifat-sifat
dari berbagai bahan isolasi sehingga dapat dipilih bahan-bahan yang tepat untuk
untuk suatu sistem isolasi. Sifat-sifat bahan isolasi ditentukan pada keadaan
kondisi standar. Adapun fungsi utama dari bahan isolasi adalah :
a) Untuk mengisolasi
antara suatu penghantar dengan penghantar lainnya. Misalnya antara konduktor
fasa dengan dengan konduktor fasa, atau konduktor fasa dengan tanah
b) Menahan gaya mekanis
akibat adanya arus pada konduktor yang diisolasi
c) Mampu menahan
tekanan yang diakibatkan panas dan reaksi kimia.
Tekanan yang
diakibatkan medan elektrik, gaya mekanik, thermal maupun kimia dapat terjadi
serentak, sehingga perlu diketahui efek bersama dari semua parameter tersebut.
Dengan kata lain, suatu bahan isolasi dinyatakan ekonomis jika bahan tersebut
dalam jangka waktu yang lama dapat menahan semua tekanan tersebut. Adapun sifat
dielektrik yang dibutuhkan untuk suatu bahan isolasi yaitu:
a) Mempunyai kekuatan
dielektrik (KD) yang tinggi, agar dimensi sistem isolasi menjadi kecil dan
penggunaan bahan semakin sedikit, sehingga harganya semakin murah
b) Rugi-rugi
dielektriknya rendah, agar suhu badan isolasi tidak melebihi batas yang
ditentukan
c) Memiliki kekuatan
kerak (tracking strenght) tinggi, agar tidak terjadi erosi karena tekanan
elektrik permukaan
d) Memiliki konstanta
dielektrik yang tepat dan cocok, sehingga membuat arus pemuatan (charging
current) tidak melebihi yang diijinkan.
Bahan isolasi sekaligus
juga merupakan bahan konstruksi peralatan.
Oleh karena itu ia juga
memikul beban mekanis, sehingga bahan isolasi harus memenuhi persyaratan
mekanis yang dibutuhkan. Sifat mekanis yang dibutuhkan tergantung dengan
pemakainnya. Peralatan-peralatan listrik akan mengalami kenaikan suhu selama
beroperasi baik pada kerja normal maupun dalam kondisi gangguan, sehingga bahan
isolasi harus memiliki sifat thermal sebagai berikut:
a) Kemampuan menahan
panas tinggi (daya tahan panas)
b) Kerentanan terhadap
perubahan bentuk pada keadaan panas
c) Konduktivitas panas
yang tinggi
d) Koefisien muai panas
rendah
e) Tidak mudah terbakar
f) Tahan terhadap
tembus listrik dan busur api.
Bahan isolasi harus
dapat menyesuaikan diri terhadap lingkungan di mana bahan itu digunakan. Bahan
isolasi yang digunakan tidak hanya dengan mengetahui sifat-sifatnya akan tetapi
perlu dilakukan pengujian dan bagaimana pengaruhnya jika ada polutan yang
mengakibatkan bahan isolasi tersebut menjadi tidak murni. Karena jika bahan
tersebut tidak murni akan mempengaruhi keandalaanya. Dan dalam tugas akhir ini
udara dianggap sebagai polutan dari bahan isolasi tersebut. Tujuan dari
pengujian tegangan tinggi adalah untuk meneliti sifat-sifat listrik dielektrik
baik yang telah digunakan sebagai bahan isolasi peralatan listrik maupun masih
dalam penelitian. Ada sifat-sifat listrik dielektrik yang perlu diketahui,
yaitu:
a) Kekuatan dielektrik
b) Rugi-rugi dielektrik
c) Tahanan Isolasi
d) Kekuatan kerak
isolasi (tracking strength).
Bahan isolasi sekaligus
juga merupakan bahan konstruksi peralatan. Oleh karena itu ia juga memikul
beban mekanis, sehingga bahan isolasi harus memenuhi persyaratan mekanis yang
dibutuhkan. Berikut ini akan dijelaskan secara sederhana tentang apa yang
dimaksud dengan keempat sifat-sifat diatas sehingga kita dapat memilih bahan
apa yang harus dipilih untuh sistem pengisolasian ketika terjadinya tembus listrik
pada peralatan listrik tersebut, pendingin, dan pemadaman busur api.
KEKUATAN DIELEKTRIK
Suatu dielektrik tidak
mempunyai elektron-elektron bebas, melainkan elektron-elektron yang terikat
pada inti atom unsur yang membentuk dielektrik tersebut. Pada Gambar II.2
ditunjukkan suatu bahan dielektrik yang ditempatkan diantara dua elektroda
piring sejajar. Bila tegangan diberi tegangan searah V, maka timbul medan
elektrik (E) didalam dielektrik. Medan elektrik ini memberi gaya kepada
elektron-elektron agar terlepas dari ikatannya dan menjadi elektron bebas.
Dengan kata lain, medan elektrik merupakan suatu beban yang
menekan dielektrik agar
berubah sifat menjadi konduktor.
3.
Sifat Mekanisme Bahan Isolasi
Mengingat luasnya
pemakaiannya pemakaian bahan penyekat, maka dipertimbangkan kekuatan struktur
bahannya. Dengan demikian, dapat dibatasi hal-hal penyebab kerusakan
dikarenakan kesalahan pemakaiannya. Misal diperlukan bahan yang tahan tarikan,
maka kita harus menggunakan bahan dari kain daripada kertas. Bahan kain lebih
kuat terhadap tarikan daripada bahan kertas.
4.
Sifat Kimia Bahan Isolasi
Panas
yang tinggi yang diterima oleh bahan penyekat dapat mengakibatkan perubahan
susunan kimia bahan. Demikian juga pengaruh adanya kelembaban udara, basah yang
ada di sekitar bahan penyekat. Jika kelembaban tidak dapat dihindari, haruslah
dipilih bahan penyekat yang tahan terhadap air. Demikian juga adanya zat-zat
lain dapat merusak struktur kimia bahan. Mengingat adanya bermacam-macam asal,
sifat dan ciri bahan penyekat, maka untuk memudahkan kita dalam memilih untuk
aplikasi dalam kelistrikan, kita akan membagi bahan penyekat berdasar
kelompoknya. Pembagian kelompok bahan penyekat adalah sebagai berikut :
o
Bahan tambang (batu pualam, asbes, mika,
dan sebagainya)
o
Bahan berserat (benang, kain, kertas,
prespon, kayu, dan sebagainya)
o
Gelas dan keramik
o
Plastik
o
Karet, bakelit, ebonit, dan sebagainya
o
Bahan yang dipadatkan.
5.
Macam – Macam Bahan Isolasi
Macam-macam
bahan isolasi yaitu terdiri dari :
a. Bahan Isolasi Mineral
Bahan-bahan
isolasi mineral yang dimaksudkan disini adalh bahan-bahan yang diperoleh dari
hasil tambang yang digunakan sebgapi isolasi pada ikatan kimia atau keadaan
alaminya tanpa proses kimia atau termal sebelumnya. Pada bab ini akan dibahas
bahan-bahan isolasi mineral: mika, mikanit, serta beberapa bahan isolasi
mineral lainnya.
1. MIKA
Mika adalah salah satu bahan isolasi
mineral yang sangat penting karena mempunyai resistansi serta kekuatan mekanik
yang tinggi, tahan panas, dan tahan terhadap pengaruh uap air di samping
mempunyai elastisitas yang baik.
Mika
digunakan sebagai isolasi pada mesin-mesin besar dengan tegangan kerja yang
tinggi, misalnya : generator turbo, generator hidro pada pembangkit, motor-motor
traksi. Juga dapat digunakan untuk kaca penjenguk pada tungku-tungku untuk
melihat bagian dalam tungku.
Mika
adalah mineral dengan Kristal monoklin, yaitu Kristal yang sumbu-sumbu ruangnya
(x,y,z) sama panjang, 2 sudut antara
sumbu-sumbu sama yaitu 90 derajat.
Ada
beberapa macam mika, antara lain mika yang umum dijumpai adalah muskovit dan
flogopit. Unsur dari mika jenis lain mungkin besi, natrium, atau kalsium.
Sifat
pengisolasian dari muskovit adalah lebih baik dibandingkan dengan flogopit.
Demikian pula dengan sifat mekanisnya.
Mika memiliki rumus
umum kimia X2Y4–6Z8O20(OH,F)4
dengan X biasanya
adalah K, Na, atau Ca, tetapi dapat pula Ba, Rb, atau Cs;
Y terutama adalah Al,
Mg, atau Fe, dan dapat pula Mn, Cr, Ti, Li, dsb.;
Z terutama sekali
adalah Si atau Al, tapi bisa pula mencakup Fe3+ atau Ti.
Secara
struktural, mika bisa digolongkan sebagai disoctahedral (Y = 4) dan
trisoctahedral (Y = 6). Jika ion X adalah K atau Na, maka mika itu termasuk
golongan common. Tapi apabila ion X adalah Ca, maka mika digolongkan sebagai
mika rapuh.
Ø Sifat
dan Kegunaan
Karena
memiliki kuat dielektrik yang tinggi dan stabilitas kimiawi yang sempurna, mika
sering dijadikan bahan pembuatan kondensator untuk penerapan frekwensi radio.
Selain digunakan sebagai insulator dalam alat listrik tegangan tinggi, mika
yang juga merupakan bias ganda biasanya digunakan untuk membuat lempeng
gelombang paruh.
Karena
tahan panas, mikalah yang digunakan (bukannya kaca) dalam berbagai jendela
untuk kompor dan pemanas minyak tanah. Mika juga dipakai untuk memisahkan
konduktor listrik dalam kabel yang dirancang untuk memiliki sebuah tingkat
tahan api agar menyediakan integritas sirkuit. Idenya adalah mencegah
bersatunya konduktor yang terbuat dari logam agar tidak terjadi korsleting
sehingga kable tetap operasional saat kebakaran terjadi, ini penting untuk
berbagai aplikasi seperti penerangan darurat.
Ilit
atau mika lempung memiliki kapasitas tukar kation untuk lempung 2:1. Ion-ion K+
di antara lapisan-lapisan mika mencegah pembengkakan dengan menghalangi molekul
air.
Karena
bisa ditekan menjadi film (saput) tipis, mika sering digunakan pada tabung
Geiger-Muller untuk mendeteksi penetrasi rendahnya partikel Alfa.
Aventurin
merupakan salah satu variasi kuarsa dengan inklusi mika yang digunakan sebagai
sebuah batu permata.
Pelat
mika hasil kempaan sering digunakan sebagai pengganti kaca dalam rumah kaca.
Beberapa
merk pasta gigi menyertakan mika putih serbuk yang berfungsi sebagai sebuah
ampelas (abrasi) yang ringan untuk membantu pemolesan permukaan gigi, serta
menambahkan keindahan bersifat kosmetik ke pasta gigi yang tampak lebih
berkilauan. Gemerlap dari mika digunakan pula dalam riasan, karena membuat
kulit tampak “berseri-seri” dengan jernih atau menolong menyamarkan
ketidaksempurnaan.
Pelat
mika digunakan pula untuk menyediakan struktur bagi kawat pemanas (seperti
Kanthal, Nikrom, dll.) dalam unsur pemanasan dan bertahan sampai 900 °C (1,650
°F).
Penggunaan
mika yang lain adalah sebagai substrat dalam produksi permukaan saput tipis
yang ultra flat (seperti permukaan emas). Meski permukaan saput terendapkan
masih kasar dikarenakan kinetik endap, bagian belakangnya saput (film) pada
antarmuka mika-film menyediakan kedataran yang amat sangat (ultra flat), ketika
saput dihilangkan dari substrat.
Mika
muskovit merupakan substrat paling umum bagi penyiapan sampel untuk atomic
force microscope. Permukaan mika yang baru saja dibelah telah digunakan sebagai
substrat pencitraan yang bersih dalam atomic force microscope, sebagai misal
membolehkan pencitraan berbagai saput/lapisan bismut, glikoprotein plasma,
membran sel, dan berbagai molekul asam deoksiribonukleat
Penyekat
yang terbuat dari mika digunakan dalam elektronika untuk menyediakan penyekat
elektrik di antara sebuah komponen penghasil panas dengan heat sink (sungap
bahang) yang dipakai untuk mendinginkannya[10]. Kata yang sama kadang-kadang
digunakan oleh para teknisi sebagai istilah bagi karet atau getah sintetik
(biasanya biru atau abu-abu) yang digunakan untuk tujuan yang sama, tapi tidak
terdiri dari mineral silikat.
1. MIKANIT
Seperti
telah dijelaskan sebelumnya bahwa mika adalah bahan isolasi yang kemampuan
isolasinya tinggi dapat diperoleh dari tambang dengan jumlah besar dengan
ukuran atau dimensi yang terbatas. Sedangkan alat-alat listrik ukurannya
bervariasi. Untuk keperluan itu dibuat mikanit, yaitu mika yang diikat dengan
sirlak atau gliptal sehingga ukurannya dapat dibuat sesuai dengan yang
dikehendaki.
Seringkali
pada salah satu sisi mikanit dilapis dengan kertas atau kain dengan tujuan mendapatkan
kekuatan mekanis yang lebih tinggi atau untuk menjaga agar tidak terjadi
keretakan ketika dibengkokkan.
Beberapa
mikanit sesuai dengan penggunaannya :
- Mikanit Komutator
Mikanit
Komutator digunakan untuk bahan isolasi antara lamel-lamel pada komutator mesin
DC. Mikanit komutator mengandung bahan pengikat maksimum 4%, mempunyai massa
jenis 2,4 hingga 2,6 gram/cm2. Secara mekanis mikanit ini kuat karena pada
waktu pengerjaannya digunakan tekanan tinggi, mengandung sedikit resin, tahan
aus walaupun mendapat tekanan yang tinggi dan suhu kerjanya hingga 180 derajat
celcius. Hal ini yang menjadi dasar pertimbangan sehingga mikanit tepat untuk
penyekat lamel-lamel komutator. Kontraksi mikanit pada suhu 20 derajat celcius
tidak lebih dari 9% dengan tekanan hingga 600 kg/cm2
- Mikanit Lempengan
Lempeng
mikanit diproduksi dari muskovit atau flogopit atau dari paduan keduanya dengan
bahan pengikat sirlak atau gliptal. Untuk keperluan pembuatan lempengan
tersebut, kandungan mikanya dibuat 75% hingga 85% sedangkan bahan pengikatnya
berkisar antara 15% hingga 25%. Lempengan mikanit diperlukan untuk isolasi yang
tidak memerlukan bengkokan. Baik mikanit komutator maupun mikanit lempengan
adalah tergolong mikanit keras.
- Mikanit Cetakan
Mikanit
ini dibuat berbagai bentuk sesuai dengan kerpeluan. Cara pembentukannya adalah
dengan dipanasi kemudian dicetak sebelum didinginkan. Penggunaannya antara lain
: pengisolasi antara poros dengan komutator, antara poros dengan inti rotor.
Mikanit
cetakan dipabrikasi dengan ketebalan 0.1 hingga 0.5 mm dengan bahan pengikat
sirlak atau gliptal dengan komposisi bahan pengikat 8% hingga 25% dan sisanya
adalah mika.
- Kertas Mika
Kertas
mika merupakan bahan yang sejenis dengan mikanit cetakan. Salah satu sisinya
dilapisi dengan kertas setebal 0,05 hingga 0,06 mm.
Penggunaannya
adalah untuk membuat isolasi yang keras pada belitan jangkar mesin tegangan
tinggi.
Kertas
mika dibuat dari muskovit atau flogopit dengan bahan pengikat sirlak atau resin
sintetis. Dipabrikasikan dengan bentuk gulungan selebar 0,4 meter dan dengan
tebal 0,15 hingga 0,3 mm.
- Mikanit Fleksibel
Mikanit
jenis ini pada suhu kamar dapat dibengkokkan tanpa pemanasan lagi.
Penggunaannya antara lain untuk penyekat fleksibel, isolasi alur pada mesin
listrik. Mikanit fleksibel diproduksi dalam bentuk lempengan dengan ketebalan
0,15 sampai 0,6 mm, terbuat dari muskovit atau flogopit yang dilapisi dengan
minyak vernis bitumen atau dilapisi dengan minyak vernis gliptal. Di samping
itu, ada pula mikanit fleksibel yang di kedua sisinya dilapisi kertas dengan
ketebalan 0,2 hingga 0,5 mm. Komposisi mika pda mikanit ini yang tanpa pelapis
kertas adalah 75% hingga 90% sedangkan yang dilapisi kertas mengandung mika
sekitar 50%.
- Pita Mika
Pita
mika adalah salah satu macam dari mikanit fleksibel. Pita mika ini dibuat
lembaran-lembaran yang relative besar, kemudian di potong-potong dengan ukuran
lebar tertentu dan digulung. Pita mika dibuat dari muskovit atau flogopit
dilapisi vernis, baik vernis hitam atau vernis jernih.
Pita
mika diberi warna cerah mempunyai ketahanan terhadap panas yang tinggi.
Penggunaannya terutama untuk isolasi belitan rotor pada generator turbo,
sehingga seringkali pita mika disebut “pita mika rotor”. Kadang-kadang ada pula
pita mika yang dilapisi dengan sutera atau kain kasa.
2. BAHAN
ISOLASI MINERAL LAIN
Ø Marmer
Marmer
mempunyai ikatan kimia seperti halnya batu kapur, yaitu CaCo3, tetapi sifat
fisiknya berbeda. Marmer lebih keras daripada kapur dan dapat dipoles hingga
mengkilap. Marmer dapat di tambang dari tanah dalam bentuk lempengan-lempengan
tebal kemudian di potong-potong sesuai dengan ukuran dan bentuk yang
dikehendaki, selanjutnya di poles.
Marmer
mempunyai massa jenis yang paling rendah 2,6 g/cm3, makin tinggi kepadatannya
maka makin tinggi massa jenisnya, makin kecil kristalnya maka makin tidak
higrokospis dan makin baik hasilnya jika dipoles.
Untuk
mendapatkan marmer yang kemampuan listriknya makin baik, marmer perlu
diimpregnasi dengan paraffin, polistirin, bitumen, minyak, dan sebagainya.
Marmer sifatnya regas dan sensitive terhadap asam. Warna yang alami dari marmer
adalah putih abu-abu atau kuning atau kemerah-merahan. Kalau dipanasi pada suhu
tinggi kemudian didinginkan mendadak marmer akan retak.
Ø Batutulis
Warnanya
abu-abu kehitam-hitaman, strukturnya berlapis-lapis sehingga dapat dibentuk
sebagai papan (sepanjang lapisannya) dengan menggunakan palu dan pahat serta
pengasah.
Penggunaannya
seperti halnya marmer, yaitu pada panel PHB. Batutulis lebih mudah pecah
dibandingkan marmer, tidak dapat dipoles, sifat kelistrikan dan
higrokopisitasnya di bawah marmer. Namun demikian, tahan terhadap asam dan
panas. Massa jenisnya berkisar antara 2,7 hingga 2,8 gr/cm3.
Ø Klorida
Bahan
ini berwarna abu-abu yang mempunyai sifat kelistrikan dan kekuatan mekanis di
bawah batutulis sehingga mudah dipotong, digergaji, dan dibor. Klorida padat
sangat higrokopis. Jika akan digunakan sebagai isolator harus terlebih dahulu
diimpregnasi dengan resin, misalnya : bakelit yang dicairkan, agar sifat
kelistrikannya serta kekuatan mekanisnya naik serta higroskopisitasnya menuru
2.
Bahan Isolasi Gas
Bahan isolasi gas adalah digunakan sebagai pengisolasi
dan sekaligus sebagai mediapenyalur panas. Bahan isolasi gas yang dibahas dalam
bab ini adalah : udara, sulphur hexa fluorida (SF6) sebagai titik berat di
damping gas-gas lain yang lazim digunakan di dalam teknik listrik.
1. Udara
Udara merupakan bahan
isolasi yang mudah didapatkan, mempunyai tegangan tembus yangcukup besar yaitu
30 kV/ cm. Contoh yang mudah dijumpai antara lain : pada JTR, JTM, dan JTT
antara hantara yang satu dengan yang lain dipisahkan dengan udara. Hubungan
antara tegangan tembus dan jarak untuk udara tidak linier.
2. Sulphur Hexa Fluorida
Sulphur Hexa Fluorida
(SF6) merupakan suatu gas bentukan antara unsur sulphur dengan fluor dengan
reaksi eksotemis.
SF6 sebagai media
pemadam busur api dan relevansinya pada sakelar pemutus beban adalah
mengkompresikannya, namun semata-mata karena pengaruh panas busur api yang
terjadi. Ø Tekanan SF6 sebagai pemadam busur api maupun sebagai pengisolasi
dapat dengan mudah dideteksi. Ø Penguraian pada waktu memadamkan busur api
maupun pembentukannya kembali setelah pemadaman adalah menyeluruh (tidak ada
sisa unsure pembentuknya) Ø Relatif mudah terionisasi sehingga plasmanya pada
CB konduktivitasnya tetap rendah dibandingkan pada keadaan dingin. Hal ini
mengurangi kemungkinan busur api tidak stabil dengan demikian ada pemotongan
arus dan menimbulkan tegangan antar kontak. Ø Karakteristik gas SF6 adalah
elektro negatif sehingga penguraiannya menjadikan dielektriknya naik secara
bertahap. Ø Transien frekuensi yang tinggi akan naik selama operasi pemutusan
dan dengan adanya hal ini busur api akan dipadamkan pada saat nilai arusnya
rendah.
3. Gas-gas lain
Gas bentukan fluoro
organic misalnya C7F14, C7F8, C14, F24 mempunyai tegangan tembus yang tinggi,
berkisar antara 6 – 10 kali tegangan tembus udara. Pemakaian gas ini cocok
untuk bahan isolasi pada alat-alat pemutus. Gas karbon dioksoda (CO2) dapat
digunakan sebagai gas residu pada bahan dielektrik cair (minyak) pada alat-alat
tegangan tinggi, antara lain : kabel dan trafo. Gas neon adalah salah satu gas
mulia yang banyak digunakan sebagai bahan pengisi lampu-lampu tabung.
3. BAHAN ISOLASI PADAT
Kaca dan porselin
adalah tergolong bahan mineral, tetapi penggunaannya tidak pada bentuk atau
keadaan alaminya melainkan harus diproses terlebih dahulu dengan pemanasan
(pembakaran), pengerasan dan pelumeran. Itulah sebabnya maka pembahasannya
dipisahkan dengan pembahasan bahan mineral pada bab sebelumnya.
1. Kaca
Kaca adalah substansi
yang dibuat dengan pendinginan bahan-bahan yang dilelehkan, tidak berbentuk
kristal tetapi tetap pada kondisi berongga. Kaca pada umumnya terdiri dari
campuran silikat dan beberapa senyawa antara lain : borat, pospat. Kaca dibuat
dengan cara melelehkan beberapa senyawa silikat (pasir), alkali (Na dan K)
dengan bahan lain (kapur, oksida timah hitam). Karena itu sifat dari kaca
tergantung dari komposisi bahan-bahan pembentuknya tersebut. Massa jenis kaca
berkisar antara 2 hingga 8,1 g/cm2, kekuatan tekannya 6000 hingga 21000 kg/cm2
, kekuatan tariknya 100 hingga 300 kg/cm2. Karena kekuatan tariknya relatif
kecil, maka kaca adalah bahan yang regas. Walaupun kaca merupakan substansi
berongga, tetapi tidak mempunyai titik leleh yang tegas, karena pelelehannya
adalah perlahan –lahan ketika suhu pemanasan di naikkan. Titik pelelehan kaca
berkisar antara 500 hingga 17000 C. Makin sedikit kandungan S1O2 nya makin
rendah titik pelembekan suatu kaca. Demikian pula halnya dengan muai panjang (?
) nya, makin banyak kadar S1O2 yang dikandungnya akan makin kecil ? nya. Muai
panjang untuk kaca berkisar antara 5,5- 10-7 hingga 150. 10-7 per derajat
celcius.
2. Sitol
Sitol mempunyai bahan
dasar kaca yang merupakan pengembangan baru. Pemakaian sitol adalah sangat
luas, struktur dan sifat-sifatnya adalah diantara kaca dan keramik. Sitol juga
disebut keramik-kaca atau kaca kristal. Yang banyak dijumpai dipasaran antara lain
: pyroceram, vitoceram. Sitol mempunyai struktur kristal yang halus (hal ini
yang membedakannya dengan kaca biasa) tetapi berongga. Tidak seperti halnya
keramik biasa, sitol tidak dibuat dengan pembakaran tetapi cenderung dengan
fusi dari bahan-bahan mentahnya dengan menjadikannya meleleh dan kemudian
kristalisasi.
3. Porselin
Porselin adalah bahan
isolasi kelompok keramik yang sangat penting dan luas penggunaannya. Istilah
bahan -bahan keramik adalah digunakan untuk semua bahan anorganik yang dibakar
dengan pembakaran pada suhu tinggi dan bahan asal berubah substansinya. Bahan
dasar dari porselin adalah tanah liat. Ini berarti bahan dasar tersebut mudah
dibentuk pada waktu basah, tetapi menjadi tahan terhadap air dan kekuatan
mekaniknya naik setelah dibakar. Penggunaan isolator dari porselin antara lain
: isolator tarik, isolator penyangga, rol isolator.
4. Bahan Isolasi Berserat
Kelebihan dari bahan berserat adalah mempunyai
fleksibilitas yang baik, kekuatan mekanis yang tinggi, mudah diproses dan murah
harganya. Adapun kekurangannya adalah higroskopis dan tegangan tembusnya
rendah.
Jenis-jenis bahan
isolasi berserat:
Ø Kayu
Ø Kertas
Ø Tekstil
Akhir-akhir ini banyak
tekstil sintetis yang digunakan sebagai bahan isolasi karena mempunyai beberapa
keuntungan antara laian: kekuatan mekanis, elastisitas, dan tahan panas yang tinggi, higroskopisitas rendah dan lebih
stabil terhadap pengaruh kimia. Serat sintetis diantanya adalah poliamid
(nilon, kapron, silon, dedron), serat polyester (lavsan, terilin, tetron,
dakron), seratpolistirin (PVC). Ø Bahan berserat anorganik : Asbes dan
Fiberglass
5. Bahan Isolasi
Plastik
Plastik adalah bahan
sintetis yang dapat dibentuk dengan pemanasan dan dapat
diperkeras bergantung
pada strukturnya. Bahan isolasi plastic terdiri dari :
·
NYA
·
NYM
·
NYY
·
Mikaleks
·
Karet
1. Karet butadin
2. Karet butil
3. Karet polichloropen
4. Karet silicon
6. Bahan Isolasi Serat Optik
Sebagaimana namanya
maka serat optik (fiber optic) dibuat dari gelas silika dengan penampang
berbentuk lingkaran atau bentuk-bentuk lainnya. Pembuatan serat optik (fiber
optic) dilakukan dengan cara menarik bahan gelas kental-cair sehingga dapat
diperoleh serabut atau serat gelas dengan penampang tertentu. Proses ini
dikerjakan dalam keadaan bahan gelas yang panas. Yang terpenting dalam
pembuatan serat optik (fiber optic) adalah menjaga agar perbandingan relatif
antara bermacam lapisan tidak berubah sebagai akibat tarikan. Proses
pembungkusan seperti pemberian bahan pelindung atau proses pembuatan satu ikat
kabel yang terdiri atas beberapa buah hingga ratusan kabel pengerjaannya tidak
berbeda dengan pembuatan kabel biasa. Perkembangan terakhir, pemakaian serat
optic sebagai saluran tranmisi komunikasi jarak jauh lebih menguntungkan jika
dibandingkan dengan transmisi konvensional, antara lain: saluran
2 kawat sejajar kabel koaksial.
Serat optik (fiber
optic) adalah suatu pemandu gelombang cahaya (light wave guide) yang berupa
suatu kabel tembus pandang (transparant), yang mana pemampang dari kabel
tersebut terdiri dari dua bagian, yaitu : bagian tengah yang disebut “Core” dan
bagian luar yang disebut “Cladding”.
Cladding pada serat
optik membungkus atau mengelilingi Core. Adapun bentuk pemampang dari
core dapat
bermacam-macang, antara lain : pipih, segi tiga, segi empat, segi banyak atau
berbentuk lingkaran.
