Bahan Isolasi/Penyekat Listrik

Bahan isolasi atau penyekat adalah bahan yang berfungsi untuk menyekat antara 2 penghantar agar tidak terjadi aliran listrik/kebocoran arus apabila kedua penghantar tersebut bertegangan. Jadi bahan isolasi haruslah mempunyai tahanan jenis besar serta tegangan tembus yang tinggi. Bahan isolasi yang sering dipakai dalam ilmu kelistrikan adalah keramik, mika, tekstil, prespan, plastik, karet, barkelit, ebonit, dll.

Ada 3 jenis wujud dari bhan isolasi :

1.      Bahan isolasi berbentuk padat

2.      Bahan isolasi berbentuk cair

3.      Bahan isolasi berbentuk gas

Wujud bahan tertentu juga bisa berubah bilamana dipengaruhi oleh suhu yang ada di sekitarnya.

            Pada mesin – mesin listrik, kenaikan suhu pada penghantar dipengaruhi oleh resistansi panas bahan isolasi. Bahan isolasi tersebut hendaknya mampu meneruskan panas yang didesipasikan oleh penghantar atau rangkaian magnetik keudara sekelilingnya.

            Kemampuan larut bahan isolasi, resistansi kimia, higroskopis, permeabilitas uap, pengaruh tropis, dan resistansi radio aktif perlu dipertimbangkan pada penggunaan tertentu. Kemampuan larut diperlukan dalam menentukan macam bahan pelarut untuk suatu bahan dan dalam menguji kemampuan bahan isolasi terhadap cairan tertentu selama diimpregnasi atau dalam pemakaian. Kemampuan larut bahan padat dapat dihitung berdasarkan banyaknya bagian permukaan bahan yang dapat larut setiap satuan waktu jika diberi bahan pelarut. Umumnya kemampuan larut bahan akan bertambah jika suhu dinaikkan. Ketahanan terhadap korosi akibat gas, air, asam, basa dan garam bahan isolasi juga bervariasi antara satu pemakaian bahan isolasi didaerah yang konsentrasi kimianya aktif, instalasi tegangan tinggi, dan suhu diatas normal.

            Uap air dapat memperkecil daya isolasi bahan. Karena bahan isolasi juga mempunyai sifat hiigroskopis maka selam penyimpanan atau pemakaian diusahakan agar tidak terjadi penyerapan uap air oleh bahan isolasi, dengan memberikan bahan penyerap uap air, yaitu senyawa P₂O₅ atau CaCl_2. Bahan yang molekulnya berisi kelompok hidroksil (OH) higroskopitasnya relatif besar dibanding bahan parafin dan polietilin yang tidak dapat menyerap uap air. Bahan isolasi hendaknya juga mempunyai permeabilitas uap (kemampuan untuk dilewati uap) yang besar, khususnya bagi bahan yang digunakan untuk isolasi kabel dan rumah kapasitor.

            Didaerah tropis basah dimungkinkan tumbuhnya jamur dan serangga. Suhu yang tinggi yang disertai kelembaban dalam waktu lama dapat menyebabkan turunnya kemampuan isolasi. Oleh karena bahan isolasi hendaknya dilapisi bahan anti jamur (paranitro phenol, dan phenta chloro phenol).

            Pemakaian bahan isolasi sering dipengaruhi bermacam – macam energi radiasi yang berpengaruh dan mengubah sifat bahan isolasi. Radiasi sinar matahari mempengaruhi umur bahan, khususnya jika bersinggungan dengan oksigen. Sinar ultra violet dapat merusak beberapa bahan organik, T yaitu kekuatan mekanik dan elastisitas. Sinar X sinar – sinar dari rekator nuklir, partikel – partikel radio isotop juga mempengaruhi kemampuan bahan isolasi.

            Sifat mekanis bahan kekuatan tarik, modulus elastisitas, dan derajat kekerasan bahan isolasi juga menjadi pertimbangan dalam memilih suatu jenis bahan isolasi.

 Sifat – Sifat Bahan Penyekat

Ada beberapa sifat bahan penyekat yang perlu kita ketahui sebagai dasar pemahaman kita tentang bahan penyekat. Sifat – sifat tersebut meliputi sifat listrik, sifat mekanis, sifat termis dan sifat kimia.

a)      Sifat Listrik

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 magnet berpengaruh kepada penyekat termasuk pengaruh panas dari luar sekitarnya. Apabila panas 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, alkali, dan sebagainya.

Beberapa contoh bahan penyekat yang sudah sangan familiar antara lain :

1. KAIN

Kain atau tekstil termasuk bahan yang memiliki serat panjang. Kain ecara mekanis memiliki kekuatan yang cukup bagus dan tidak terjadi penyusutan Namun tegangan tembusnya masih lebih tinggi disbanding dengan kertas. Bahan isolasi kain biasanya terbuat dari serat tumbuh-tumbuhan dan binatang.

Dalam bidang kelistrikan kain dibuat dalam bentuk anyaman, dipergunakan sebagai pelindung atau pembungkus isolator pada kawat NGA. Tujuannya untuk memperkokh isolasi karet tersebut.

2. KERTAS

Kertas atau karton termasuk bahan bahan isolasi padat yang berserat pendek. Kertas atau karton pada dasarnya adalah selulosa dibuat dari kayu atau bambu dengan melalui proses kimia. Pemakaian kertas atau karton untuk isolasi listrik antara lain sebagai isolator pada kabel tanah yang berperisai, dalam pemasangannya kertas tersebut dilapisi sejenis bahan timbel, penyaring minyak transformator, dielektrik kapasitor, serta sebagai kertas pada peralatan telepon.

Kertas yang digunakan sebagai bahan isolasi dibuat dari bubur kertas atau pulp melalui proses kimia. Untuk mendapatkan selulose murni , bubur kertas diaduk dalam tangki bersama-sama dengan bahan kimia.

3. KARET

Salah satu contoh pengunaan isolasi karet sebagai pelkindung penghantar dapat dilihat pada penghantar jenis NGA. Bahan pelindung dari karet kurang mnemiliki daya tahan yang lama, sehingga pada poemasangannya harus mengunakan pelindung lagi yaitu berupa kain anyaman. Namun demikian, karet sangat baik untuk penyekat listrik dan juga memiliki sifat elastis dan tahan terhadap panas.

4. PVC

Bahan isolasi yang terbuat dari PVC termasuk bahan yang dapat diandalkan poenggunaannya dalam jaringan instalasi listrik. Dalam pemakainannya bahan PVC dapat digunakan tanpa menggunakan bahan pelindung lainnya. Contoh :

Pada penghantar NYA. Bahan PVC juga dipakai pada NYM atau NYY yang memiliki daya sekat yang lebih besar karena dilengkapi dengn bahan isolasi PVC yang dibuat berlapis. Kelebihannya memiliki daya sekat yang tinggi, ringan, tahan air dan murah, namun kurang tahan terhadap panas dan beban berat.