BAHAN ISOLATOR
Isolator merupakan sifat pada bahan yg nir bisa atau sulit buat menghantarkan tegangan listrik. Misalnya adalah : karet, kayu, asbes, gelas, plastik, kertas serta lain-lain. Bahan isolator nir dapat menghantarkan listrik sebab valensi elektronnya terikat bertenaga menggunakan atom-atomnya sehingga tidak bisa bergerak bebas.
Bahan-bahan isolator banyak dipergunakan dalam indera-alat elektronika sebagai penghambat mengalirnya arus listrik. Selain itu, Isolator pula berguna sebagai penopang beban atau pemisah antara konduktor tanpa membuat adanya arus mengalir ke luar atau antara konduktor. Contoh isolator yang dimanfaatkan pada kehidupan sehari-hari merupakan gagang pemegang panci atau gagang setrika yang dilapisi menggunakan plastik supaya tidak panas dalam ketika kita memegangnya. Contoh lain dalam listrik merupakan kabel tembaga dilapisi dengan bahan karet sehingga kita nir tersengat listrik.
Bentuk-bentuk Isolator
Bentuk isolator menyerupai menggunakan bentukbenda dalam umumnya, yaitu: padat,cair,serta gas sesuai menggunakan kebutuhannya.
A. Isolator bentuk padat
Beberapa macam isolator bentuk padat sinkron denganasalnya, antara lain:
- Bahan tambang, seperti: batua pualam, asbes, mika,mekanit, mikafolium, mikalek, dan sebagainya.
- Bahan berserat, seperti: benang, kain, (tekstil),kertas, prespan, kayu, dll.
- Gelas dan keramik
- Plastik
- Karet, bakelit,kayu hitam, dan sebagainya,
- Bahan -bahanlain yang dipadatkan.
B. Isolator bentuk cair
Isolator dalam bentuk cair ini yg paling banyakdigunakan merupakan minyak transformator serta
macam-macam minyak hasil bumi.
C. Isolator bentuk gas
Isolator dalambentuk gas ini bisa dikelompokkan ke pada : udara serta gas-gas lain,seperti : '
Nitrogen,Hidrogen serta Carbondioksida (CO2), dan lain-lain.
Pembagian Kelas Bahan Isolator
Berdasarkan suhu maksimum yang diizinkannya, maka bahanisolator listrikdapatdibagi menjadi :
Kelas
Maksimum Temperatur ( 0C )
Y
A
E
B
F
H
C
90
150
120
130
155
180
180 ke atas
1)Kelas Y
Yang termasuk dalam kelas ini merupakan bahan berserat organis (seperti kertas, karton,katun, sutera, dan sebagainya) yang nir dicelup pada bahan pernis atau bahanpencelup laiinya. Termasuk jua bahan termoplastik yang dapat lunak dalam suhurendah.
2)Kelas A
Yaitu bahan berserat dari kelas Y yg telah dicelup dalam pernis atau kompon atauyang terendam dalam cairan dielektrikum (seperti isolatorfiber dalam transformatoryang terendam minyak). Bahan -bahan ini merupakan katun, sutera, dan kertas yang telahdicelum, termasuk kawat email (enamel) yang terlapis damar-oleo dan damanpolyamide.
3)Kelas E
Yaitu bahan isolatorkawat enamel yg menggunakan bahan pengikat polyvinylformal,polyurethene dan damar epoxy serta bahan pengikat lain sejenis dengan bahanselulosa, pertinaks serta tekstolit, film triacetate, film serta serat polyethyleneterephthalate.
4)Kelas B
Yaitu bahan bukan organik (seperti : mika, gelas, fiber, asbes) yang dicelup ataudirekat menjadi satu menggunakan pernis atau kompon, dan umumnya tahan panas (dengandasar minyak pengering, bitumin sirlak, bakelit, serta sebagainya).
5)Kelas F
Yaitu bahan bukan organik yang dicelup atau direkat sebagai satu menggunakan eposide,polyurethane atau pernis lain yang tahan panas tinggi.
6)Kelas H
Yaitu semua bahan komposisi bahan dasar mika, asbes dan gelas fiber dicelup dalamsilikon serta nir mengandung sesuatu bahan organis seperti kertas, katun dll.
7) Kelas C
Yaitu bahan bukan organik yg nir dicelup dan nir terikat dengan zat-zatorganik, misalnya : mika, mikanit, yg tahan panas (memakai bahan pengikatbukan organik), mikalek, gelas dan bahan keramik. Hanya satu bahan organis sajayang termasuk kelas C yaitu polytetrafluoroethylene (teflon).
Ada beberapa bahan isolator padat yang dikenal dalam bidang kelistrikan. Bahan-bahan tadi diantaranya:
1. Bahan Tambang
1. Bahan Tambang
Bahan tambang adalah bahan yg berasal dan terdapat daripenggalian dalam tanah dalam bentuk bijih (misalnya besi, seng, bongkahan batu :pualam, batu tulis, dll.) yang harus diproses dahulu buat mendapatkan bahanyang dikehendaki. Beberapa macam bahan tambang tersebut antara lain :
- Asbes, yaitu bahan berserat,tidak bertenaga serta gampang putus, dan sebenarnya kuat baik digunakanuntukisolator listrik.
- Batu pualam, yaitu batu kapur (CaCo3)atau dolomit meupakan bongkahan batu akbar yg dipotong-pangkas menjadilempengan tebal menggunakan berukuran eksklusif.
- Mika, yaitu mempunyaisifat-sifat teknis yg baik, sehingga banyak digunakan menjadi bahan isolator.
- Mikanit, yaitu Mika yg telahmendapat perubahan bentuk juga susunan bahannya sinkron kebutuhan. Tujuanmelapis mika serta terkadang dengan tambahan kain, kertas atau pita merupakan untukmemperoleh tebal yang dikehendaki agar dapat menaikkan daya sekat listrik,serta buat menanbah kekuatan mekanis supaya tidak retak apabila digulung atau dilipat.
- Mikafolium, yaitu sejenismikanit serta sebagai bahan memakai mika yg ditaburkan pada atas lapisankertas tipis dengan perekat pernis serta bahan sintetis lain. Mikafolium mudahdibengkokan dengan cara pemanasan, serta bahan ini dipakai menjadi isolatoruntuk pembungkus kawat atau btg lilitan dalam mesin-mesin listrik tegangantinggi.
- Mikalek, yaitu dengan menggunakan gelas dan plastiksebagai bahan dasar, serbuk mika menjadi pengisi dan ditambah perekat perniskemudian dicetak. Pengepresan cetakan membutuhkan suhu yg tinggi buat dapatmelunakan gelas, sebagai akibatnya bahan ini mempunyai kekuatan mekanis yg tinggi.
- Batu tulis, yaitu merupakanbahan isolator dengan bentuk berlapis -lapis serta mudah dibelah-belah denganpahat atau martil. Batu tulis ini tidak bisa digosok halus seperti pualam,mempunyai mekanis bertenaga menjadi isolator, tetapi kurang menarik serta dapatmenyerap air. Walaupun lebih tahan terhadap asam serta panas namun bahan inisudah jarang dipakai.
- Phlogopite, yaitu batu ambar mika yang mengandung kalium, silikat magnesiumaluminium yg berasal menurut kanada dan madagaskar. Sedangkan Muscivite adalahmika putih yg mengandung kalium, silikat aluminium yg merupakan keliru satubahan isolator terbaik lantaran lebih bertenaga, lebih keras, lebih fleksibel daripada Phlogopite dan jugatahan terhadap asam serta zat alkali.
Bahan dasar yang digunakan buat bahan berserat asal dari tiga macam, yaitu tumbuh-tanaman , binatang, serta bahan tiruan (sintetis). Sebenarnya bahan ini kurang baik menjadi bahan isolator listrik lantaran sifatnya sangat menyerap cairan, sedangkan cairan itu dapat menghambat isolator yg menyebabkan daya sekatnya menurun. Namun karena faktor-faktor lain seperti : bahan berlimpah sebagai akibatnya murah harganya; daya mekanisnya cukup bertenaga dan fleksibel; dan dengan disusun berlapis lapis serta dicampur dengan zat-zat eksklusif buat menaikkan daya sekat, daya mekanis dan daya tahan panas, sehingga bahan berserat ini banyak dipakai sebagai isolator listrik.
Beberapa bahan yg termasuk bahan berserat, diantaranya :
a)Benang
Benang merupakan output pemintalan pertama dari sebuah kapas yg berserat relatif panjang, sehabis biji-bijinya yg menempel dipisahkan terlebih dahulu. Dari deretan benang ini dapat dibuat tali, pita, dan kain tenun, yang selanjutnya disebut menggunakan tekstil. Dalam bidang kelistrikan poly digunakan menjadi isolator kawat. Pemakaian benang poly digunakan untukisolator dawai halus yg dipakai dalam pembuatan pesawat-pesawat cermat misalnya pengukuran listrik. Sekarang poly digunakan benang sintetis berdasarkan bahan plastik, gelas, dan sebagainya lantaran lebih bertenaga dan tahan panas.
b)Tekstil
Dengan menenun benang sebagai tekstil (pita dan kain menggunakan banyak sekali macam corak, ukuran serta kualitas) maksudnya merupakan buat memperoleh isolator yg lebih baik, yaitu pertama lebih kuat, dan kedua dalam beberapa hal mempermudah teknis pelaksanaan (membalut lilitan isolator kawat). Selain tekstil berdasarkan kapas, terdapat juga dari serat yumbuh-yumbuhan yg dikenal dengan nama lena (linnen). Bahan ini lebih kuat daripada kertas. Pada tekstil ini ada yg terbuat dari bahan tiruan (sintetis), dimana bahan ini digunakan dalam bidang kelistrikan sebagai isolator kawat-dawai lilitan mesin listrik, pengikat, dan sebagainya. Lantaran sifat tekstil ini bisa menyerap cairan, maka buat memperbaiki daya sekatnya dilapisi atau dicelup ke dalam cairan lak isolator.
c)Kertas
Bahan dasar kertas merupakan selulosa, dimana bahan ini merupakan zat sel tumbuh-tanaman yg terdapat antara kulit dan batangnya. Selulosa ini berserat, fleksibel, lunak dan menyerap air, sedangkan bahan penghasil kertasnyadiambil dari kayu, merang, rami, majun (residu bahan tekstil), serta lain-lain. Kertas yg terlalu kemarau atau lembab, kekuatan isolatornya berkurang lantaran kertas sangat menyerap cairan, sehingga buat mengatasinya kertas dilapisi lak isolator. Penggunaan kertas buat isolator selain menjadi pembalut lilitan dawai dan kumparan, jua buat isolator kabel serta kondensator kertas. Untuk memenuhi tebal yang dibutuhkan kertas dibuat berlapis-lapis.
d)Prespan
Prespan juga sebetulnya kertas, lantaran bahan dasarnya sama hanya berbeda sifatsifatnya saja. Dibandingkan menggunakan kertas, prespan lebih padat sebagai akibatnya kurang menyerap air. Padat lantaran pembuatannya ditekan menggunakan tegangan tinggi sebagai akibatnya lebih keras dan lebih kuat, namun dapat dibengkokan menggunakan nir retak-retak sebagai akibatnya baik sekali untuk isolator alur stator atau rotor mes in listrik, juga pada transformator sebagai isolator lilitan serta kawatnya. Prespan ini pada pasaran berbentuk lembaran atau gulungan menggunakan berukuran tebal antara 0,1 sampai 5 mm, warnanya kekuning-kuningan, coklat belia atau abu. Lantaran daya menyerap air masih ada, maka pada pelaksanaannya selalu masih perlu dilapisi lak isolator.
e)Kayu
Pada tahun-tahun yang silam, kayu banyak digunakan menjadi isolator contohnya buat tiang listrik, karena terdapat dimana-mana dan harganya murah. Sekarang kayu banyak terdesak sang besi, beton, dan bahan sintetis. Kelebihan kayu adalah kekuatan mekanisnya relatif tinggi tergantung dari macam serta kerasnya kayu, namun kelemahannya adalah menyerap air, bisa rusak karena hama serta penyakit serangga sebagai akibatnya gampang ringkih. Supaya daya tahan lama , maka kayu wajib diawetkan lebih dahulu.
f)Fiber Pulkanisir
Proses pembuatan bahan ini sebelum digulung pada silinder baja, kertas dilewatkan melalui larutan chlorida seng (ZnCl2) yg panas. Tiap lapisan direkatkan dengan perekat sampai mencapai tebal lapisan yg dikehendaki dalam gulungan tadi. Pembersihan pulang zat chlorida seng dilakukan dengan air higienis, lalu di pres sebagai lembaran, papan, atau dibentuk pipa menggunakan tebal antara 0,5 hingga 25 mm. Bahan ini bertenaga sekali, tetapi menyerap air sehingga sebelumnya dilapis dahulu menggunakan parapin, minyak transformator atau zat lain serupa.
g)Kain Pernis
Bahan kain yg sudah dipernis sering diklaim dengan cambric. Kelebihan bahan iniadalah fleksibel, kekuatan mekanisnya tinggi sedangkan lapisan pernisnya merupakan isolator listrik yg baik. Sehingga daya isolator semacam ini sangat luas digunakan pada pekerjaan mesin listrik, alat-alat, serta kabel listrik selain dijadikan pita dan pembalut. Macam isolator ini dapat digunakan buat suhu kurang lebih 1000C, dengan bahan sintetis misalnya polyester serta polyamid. Kain pernisan dijual pada gulungan dengan lebar kira-kira 1 yard dan panjang antara 45 yard sampai 90 yard.
h)Pita Isolator
Bahan ini poly dipakai dalam bidang instalasi listrik, yang adalah pita isolator menggunakan adonan karet pada gulungan kecil antara 1 serta lima cm lebar dangaris tengah luar kira-kira 15 centimeter. Tebal pita kira-kira 0,25 mm. Sekarang poly pita perekat terbuat menurut bahan sintetis bertenaga dan tidak menyerap air, tetapi nir buat suhu yang tinggi.
3.Gelas serta Keramik
a)Gelas
Gelar merupakan isolator yang baik buat arus listrik, namun kekuatan mekanisnya mini serta sangat rapuh nir misalnya bahan keramik. Pemakaian pada teknik listrik antara lain buat pembuatan bola lampu pijar, termometer-kontak (buat mengontrol suhu eksklusif suatu tenpat seperti loka penetasan telur), dan lain-lain. Untuk hiasan penjelasan listrik poly dipakai ornamen kaca yg dibentuk dari kaca susu, kaca kabur (matglas) serta kaca opal, yg dalam perdagangan masih ada beragam bahan gelas seperti gelas kristal, gelas kali, gelas natron, dan gelas flint. Bahan baku pembuatan gelas adalah kuarsa serta kapur yang dicairkan bersama-sama dengan bahan lainnya. Paduan kuarsa menggunakan oksida timbel membuat gelas kristal, bahan standar ditambah menggunakan potas membentuk gelas kali, serta penambahan soda membentuk gelas natron. Pengerjaan bahan standar di atas umumnya dipanaskan sampai + 20180C, sebagai akibatnya menjadi encer dan baru dikerjakan.
b)Keramik
Keramik didapat menurut bahan galian menggunakan melalui proses pemanasan, kemudian dijadikan barang keramik, seperti cangkir teko, pada teknik listrik dipakai buat isolator loceng serta mantal. Keramik yang digunakan buat keperluan teknik listrik wajib mempunyai daya sekat yg besar dan dapat menunda gaya mekanis yang besar seperti porselin dan steatit. Bahan isolator menurut porselin misalnya: isolator lonceng, isolator mantel, isolator cincin, isolator tegangan tinggi, sekering pipa porselin, serta lain-lain. Sedangkan bahan isolator terbuat dari steatit, diantaranya: sakelar, hubungan tusuk, manik-manik isolator kawat penghubung yg dapat melentur (fleksibel) serta letaknya berdekatan menggunakan alat pemanas listrik, buat pembuatan bumbung penerus (tube), pena-kontak -baut, badan alat-indera pemanas seperti kompor listrik, seterika, serta lain-lain.
4.Plastik
Plastik merupakan paduan menurut dua bahan yaitu bahan perekat (misalnya damar atau resin) dan bitumin dengan bahan pengisi bubuk batu, bubuk kayu dan katun. Menurut paduannya, terdapat bermacam-macam bahan plastik, diantaranya bakelit. Ada 2 jenis plastik yg perlu kita ketahui, yaitu:
1)Thermoplastik. Bahan ini dalam suhu 600C sudah menjadi lunak, dan pemanasan sampai mencair nir merubah struktur kimiawi
2)Thermosetting plastik. Bahan ini sehabis mengalami proses pencairan serta cicetak menjadi barang akan mengalami perubahan struktur kimiawi, hingga nir dapat lunak lagi walaupun dipanaskan. Beberapa bahan pengisi paduan dalam pembuatan plastik selain yg sudah disebutkan di atas, diantaranya : mika, alpha selulosa, kain kapas, kertas, asbes, grafit, karbon, dan kanvas.
5.Karet, Ebonit dan Bakelit
a)Karet
Karet merupakan bahan penting buat isolator pada teknik listrik yang terbuat menurut getah bermacam-macam pohon karet, galat satu antara lain : Hevea Braziliensis yang membuat karet terbanyak menggunakan kualitas tinggi. Proses penyampuran karet kasar dengan belerang serta bahan tambahan lainnya dibeut vulkanisasi. Untuk menerima vulkanisasi yang baik dengan cara pemanasan uap, karena tekanan uap dpat mencegah terjadinya pori dalam masa yang divulkanisir, sedang pemanasannya dapat berjalan teratur. Bahan perekat buat kulit, karet dan sebagainya bisa dibuat berdasarkan karet kasar dicampur menggunakan bensin atau bensol. Karet kasar juga adalah bahan buat pembuatan pita isolator (dibentuk menurut bahan katun, dicelupkan pada larutan karet kasar buat memberi gaya perekat pada pita tadi. Pita isolator ini dapat dipakai buat menyekat tempat sambungan dawai, ujung kabel nadi serta batu mahkota, serta pada industri mobil. Dalam teknik listrik karet menjadi isolator hantaran listrik, sepatu kabel, perkakas pemasangan instakasi kistrik, dll.
b)Ebonit
Bahan dasar kayu hitam adalah karet serta buat menerima kekerasan dicampur menggunakan belerang dan bahan tambahan lainnya lebih kurang 30 sampai 50 % dengan melalui proses vulkanisasi yang lama . Dalam perdagangan kayu hitam berbentuk lempeng, batang atau pipa menggunakan bermacam-macam berukuran.
c)Bakelit
Bakelit merupakan bahan paduan secara kimia bermacam -macam zat yang pertama dibentuk oleh perusahaan Bakelit Co., yg lalu dibuat oleh perusahaan lain dengan nama sendiri-sendiri, seperti perusahaan Philips menurut Belanda menggunakan nama philite, perusahaan Hasemeir dengan nama hajalite yg dikenal dengan nama bakelit.
6.Bahan Dipadatkan
Bahan isolator yg dipadatkan mula-mula cair kemudian dijadikan padat. Bahan ini banyak digunakan menjadi pelapis, pengisi, pemadatan (inpregnasi) dan perekat bahan isolator padat. Beberapa bahan yg dipadatkan antara lain: lilin menggunakan parafin; damar (gondorukem, arpus); bitumin; bahan-bahan pelarut seperti: kerosin (minyak tanah), gasolin, spiritus putih, bensin, methanol (methyl alkohol), ethanol (ethyl alkohol), aceton, minyak terpentin, dll.; minyak pengering (minyak biji lena serta minyak Tung); pernis (pernis minyak, pernis hitam, lak selulosa, pernis bakelit, pernis sirlak, pernis gliptal); serta kompon (kompon bitumin, kompon kuarsa, serta kompon kabel).
7.Bahan Isolasi PVC
Polivinilklorida atau PVC adalah output polimerisasi menurut vinilklorida H2C = CHCl. Pada proses polimerisasi, ikatan ganda yg inheren pada molekul vinilklorida diubah sebagai ikatan tunggal. Ikatan yg bebas lalu mengikat molekul-molekul vinilklorida lain sebagai akibatnya timbul molekul-molekul makro panjang, yaitu PVC :
Pada suhu kamar PVC ini keras serta rapuh, serta agar dapat digunakan menjadi bahan isolasi kabel, PVC harus dicampur menggunakan bahan pelunak (plasticiser). Bahan lunak yang dicampur biasanya sebanyak 20 % hingga 40 % kadang-kadang bahkan lebih, dan output campuran ini dianggap kompon PVC. Untuk membedakan PVC yg belum dicampur dinamakan damar PVC (PVC resin). Kompon PVC kabel ini harus digunakan bahan pelunak dengan sifat-sifat listrik yang baik, nir boleh menguap, serta tidak boleh menjalarkan nyala api. Damar PVC sendiri walaupun bisa dibakar, tetapi akan padam sendiri apabila sumber apinya disingkirkan. Berat jenis damar PVC lebih kurang 1,4 tergantung jenis dan banyaknya bahan yg dicampurkan, sedangkan berat jenis kompon PVC berkisar antara 1,25 – 1,55. Damar PVC memiliki ketahanan cukup baik terhadap sejumlah akbar bahan kimia lain, serta menggunakan memakai bahan pelunak yang tepat dapat diciptakan kompon PVC yang tahan terhadap bahan kimia tertentu. Salah satu kelemahan kompon PVC akibat dipakai bahan pelunak merupakan ketahanan terhadap tekanan, yaitu kalau ditekan relatif usang dan relatif bertenaga kompon PVC nir dapat pulih dan makin tinggi suhunya makin kurang ketahanan terhadap tekanan tadi. Umumnya kompon PVC hanya dapat dipakai hingga suhu 700 C terus menerus. Tetapi dengan menggunakan bahan pelunak spesifik dapat dibuah sampai suhu lebih tinggi hingga 1050C.
8.Polietilen atau PE
Polietilen atau PE merupakan output polimerisasi menurut etilen H2C = CH2, menggunakan sifat sifat listrik lebih baik berdasarkan dalam yang dimiliki PVC. Hanya PE lebih gampang terbakar. Kalau PE dibakar, nyala apinya akan tetap menjalan, jua sehabis sumber apinya disingkirkan. Lantaran itu PE hampir tidak dipakai buat kabel-kabel arus kuat, kecuali XLPE (crosslinked polyethylene). Karena sifat PE yg baik pada frekuensi tinggi, maka poly dipakai buat kabelkabel telekomunikasi. Kelebihan PE dibanding PVC merupakan nir lebih mudah menyerap air, dan kalau dipakai pada tempat yang lembab atau basah, tahanan isolasi PVC akan lebih menurun dibandingkan denganPE.
