Isolator Gas

Isolator gas dan bagiannya

Isolator adalah salah satu komponen terpenting yang harus di ketahui dalam hal keelektonikaan. Isolator terbagi atas beberapa macam salah satunya yaitu isolator gas.

Pada umumnya isolator gas digunakan sebagai media isolasi dan penghantar panas. Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada isolator gas ini adalah ketidakstabilan temperatur, ketidaknormalan sifat kedielektrikan pada tekanan yang tinggi dan resiko ledakan dari gas yang digunakan.

Berdasarkan kekuatan dielektrik,rugi-rugi dielektrik, stabilitas kimia,korosi, dll, isolator gas dapat diklasifikasikan menjadi :

1. Gas sederhana, contohnya :

a. Udara

b. Nitrogen

c. Helium

d. Hidrogen ,

dan lain-lain

2. Gas Oksida, contohnya :

a. Gas karbondioksida

b. Gas Sulphur dioksida

3. Gas Hidrokarbon, contohnya :

a. Methana

b. Ethana

c. Propana

dan lain-lain

4. Gas Elektronegatif, contohnya :

a. Gas Sulphur hexaflorida

b. CH2Cl2

Dalam pemilihan jenis isolator gas yang dipergunakan, perlu diperhatikan sifat dari kedielektrikan gas yang digunakan pada temperatur dan tekanan dimana gas tersebut akan digunakan sebagai media isolasi.

Beberapa sifat dari isolator gas sebagai media isolasi yang perlu diperhatikan antara lain yaitu :

1. Sifat Kelistrikan, yang mencakup antara lain :

a. Tahanan isolasi

b. Kekuatan Dielektrik

c. Faktor Daya

d. Konstanta Dielektrik

e. Rugi-rugi dielektrik

2. Temperatur,

3. Sifat Kimia, dan

4. Sifat Mekanis

a. kerapatan volume

b. viskositas

c. absorpsi kelembaman

d. tekanan permukaan,dll

Mekanisme Kegagalan Isolasi Gas Dalam mekanisme tembus listrik bahan isolasi,ada beberapa peristiwa/proses yang berperan di dalamnya, antara lain :

a. Ionisasi, yaitu peristiwa terlepasnya elektron dari ikatan atom netral sehingga menghasilkan satu elektron bebas dan ion positif

b. Deionisasi, yaitu peristiwa dimana satu ion positif menangkap elektron bebas sehingga ion positif tersebut menjasi atom netral

c. Emisi, yaitu peristiwa terlepasnya elektron dari permukaan logam menjasi elektron bebas Proses dasar dalam kegagalan isolasi gas adalah ionisasi benturan oleh elektron.

Ada dua jenis proses dasar yaitu :

• Proses primer, yang memungkinkan terjadinya banjiran elektron

• Proses sekunder, yang memungkinkan terjadinya peningkatan banjiran elektron

Saat ini dikenal dua mekanisme kegagalan gas yaitu :

• Mekanisme Townsend

• Mekanisme Streamer

1. Mekanisme Kegagalan Townsend

Pada proses primer, elektron yang dibebaskan bergerak cepat sehingga timbul energi yang cukup kuat untuk menimbulkan banjiran elektron. Jumlah elektron Ne pada lintasan sejauh dx akan bertambah dengan dNe, sehingga elektron bebas tambahan yang terjadi Ne.dx . Ternyata jumlah elektron bebas α dalam lapisan dx adalah dNe = dNe yang bertambah akibat proses ionisasi sama besarnya dengan jumlah Ne.(t).dt; α ion positif dN+ baru yang dihasilkan, sehingga dNe = dN+ = dimana :

α : koefisien ionisasi Townsend

dN+ : jumlah ion positif baru yang dihasilkan Ne : jumlah total elektron

Vd : kecepatan luncur elektron

konstan,Ne = N0, x = α Pada medan uniform,x α ε Ο sehinggaNe = NO Jumlah elektron yang menumbuk anoda per ε detik sejauh d dari katoda sama dengan jumlah ion positif yaitu N+ = N0 x α

Jumlah elektron yang meninggalkan katoda dan mencapai anoda adalah :

Arus ini akan naik terus sampai terjadi peralihan menjadi pelepasan yang bertahan sendiri. Peralihan ini adalah percikan dan dα ε diikuti oleh perubahan arus dengan cepat dimana karena >> d secara teoritis menjadi tak terhingga, tetapi α ε O À1 maka dalam praktek hal ini dibatasi oleh impedansi rangkaian yang menunjukkan mulainya percikan.

2. Mekanisme Kegagalan Streamer 

Ciri utama kegagalan streamer adalah postulasi sejumlah besar foto ionisasi molekul gas dalam ruang di depan streamer dan pembesaran medan listrik setempat oleh muatan ruang ion pada ujung streamer. Muatan ruang ini menimbulkan distorsi medan dalam sela. Ion positif dapat dianggap stasioner dibandingkan elektron-elektron yang begerak cepat dan banjiran elektron terjadi dalam sela dalam awan elektron yang membelakangi muatan ruang ion positif. Medan Er yang dihasilkan oleh muatan ruang ini pada jari jari R adalah :

Pada jarak dx, jumlah pasangan x dx sehingga : α ε α elektron yang dihasilkan adalah R adalah √jari jari banjiran setelah menempuh jarak x, dengan rumus diffusi R= (2Dt). Dimana t = x/V sehingga

dimana :

N : kerapatan ion per cm2, e : muatan elektron ( C ), 0 : permitivitas ruang bebas,ε R : jari jari (cm), V : kecepatan banjiran, dan D : koefisien diffusi.

Udara

Udara merupakan bahan isolasi yang mudah didapatkan, mempunyai tegangan tembus yang cukup besar yaitu sekitar 30 kV/cm. kalau dua buah elektroda yang dipisahkan dengan udara mempunyai beda potensial yang tinggi yaitu tegangan yang melebihi tegangan tembus, maka akan timbul loncatan bunga api. Bila tegangan itu dinaikkan lagi, maka akan terjadi busur api. Besarnya tegangan tembus dipengaruhi oleh tekanan udara. Secara umum,makin besar tekanannya, main besar pula tegangan tembusnya. Tetapi pada keadaan pakemjustru tegangan tembus akan menjadi lebih besar. Keadaan yang demikian inilah yang justru digunakan atau diterapkan pada peralatan listrik.

Sulphur Hexa Fluorida

Sulphur Hexa Fluorida (SF6) merupakan suatu gas bentukan antara unsur sulphur dengan fluor dengan reaksi eksotermis :

S + 3 F2 SF6 + 262 kilo kalori

Sampai saat ini SF6 merupakan gas terberat yang mempunyai massa jenis 6.139 kg/m3 yaitu sekitar 5 kali berat udara pada suhu 00 celcius dan tekanan 1 atmosfir.

Sifat dari SF6 sebagai media pemadam busur api dan relevansinya pada sakelar pemutus beban adalah :

a. Hanya memerlukan energi yang rendah untuk mengoperasikan mekanismenya. Pada prinsipnya, SF6 sebagai pemadam busur api adalah tanpa memerlukan energi untuk mengkompresikannya, namun semata-mata karena pengaruh panas busur api yang terjadi.

b. Tekanan SF6 sebagai pemadam busur api maupun sebagai pengisolasi dapat dengan mudah dideteksi

c. Penguraian pada waktu memadamkan busur api maupun pembentukannya kembali setelah pemadaman adalah menyeluruh

d. Relatif mudah terionisasi sehingga plasmanya pada CB konduktivitas tetap rendah dibandingkan pada keadaan dingin. Hal ini mengurangi kemungkinan busur api tidak stabil dengan demikian ada pemotongan arus dan menimbulkan tegangan antar kontak.

e. Karakteristik gas SF6 adalah elektro negatif sehingga penguraiannya menjadikan dielektriknya naik secara bertahap

f. Transien frekuensi yang tinggi akan naik selama operasi pemutusan dan dengan adanya hal ini busur api akan dipadamkan pada saat nilai arusnya rendah.

Dibawah ini terdapat pendapat beberapa ahli tentang isolator gas. Yaitu Brophy, John R. (Valencia, CA), dkk.

1. Sebuah isolator tegangan tinggi gas yang terdiri dari: elemen pertama memiliki bahan dielektrik sumbu dan membentuk inti dengan sebagian besar permukaan luar silinder berpusat pada kata kata sumbu inti mempunyai dasar memperluas permukaan inti dalam pesawat secara substansial tegak lurus terhadap sumbu . kedua berbentuk cangkir sebagian besar unsur bahan dielektrik yang mencakup lengan baju yang erat kata mengelilingi inti dan secangkir dasar dengan permukaan yang menghadap upwardly yang terletak di bawah facewise kata terhadap permukaan inti. kata inti memiliki substansial memperluas lubang yang sejajar dengan sumbu untuk kata kata bawah permukaan inti, kata sebuah alur di bawah permukaan inti kata yang memanjang hingga ke permukaan silinder luar, dan sebagian besar di kata alur heliks silinder yang memiliki permukaan luar ujung bawah kata berkomunikasi dengan alur di kata bawah permukaan inti dan ujung atas yang berlawanan dan berarti termasuk elemen konduktif listrik, membentuk lorong-lorong berkomunikasi dengan kata inti lubang dan ujung atas kata sebagian besar alur heliks, untuk melewati therethrough gas.

2. Sebuah isolator tegangan tinggi gas yang terdiri dari: elemen pertama yang mencakup inti bahan dielektrik memiliki silinder pinggiran dan memiliki berseberangan termasuk bagian bawah. elemen kedua yang meliputi bahan dielektrik lengan memiliki lubang silinder diameter yang sama seperti kata inti dan yang erat kata menerima inti, kata membentuk elemen kedua dari bawah permukaan di bagian bawah kata lubang, ujung bawah kata inti berbohong facewise melawan kata bawah permukaan. kata inti memiliki alur heliks secara substansial di pinggiran, membentuk sebagian besar kata heliks bagian antara inti dan lengan, kata heliks bagian atas dan bawah memiliki berakhir. kata inti memiliki sumbu silinder berpusat pada periferal dan mengatakan sebagian besar inti memiliki lubang vertikal dengan memperluas atas kata yang sejajar dengan sumbu untuk kata inti bagian bawah, kata bagian bawah kata heliks kata bagian inti berbaring di bagian bawah, dan berkata inti telah alur di bagian bawah kata inti yang memanjang dari kata vertikal dasar lubang untuk kata akhir kata heliks bagian. berarti membentuk lorong digabungkan untuk kata atas kata akhir heliks bagian untuk melewati gas yang melewati kata heliks bagian dan sepasang masing-masing anggota konduktif listrik digabungkan ke puncak kata lubang vertikal dan untuk berkata berarti membentuk sebuah lorong.

Bentuk Isolator Gas

Contoh Isolator gas

Di kutip dari hasol temuan Brophy, John R. (Valencia, CA), dkk. Dan dari http://adykhulu.blogspot.com/2008/12/isolator-gas.html

Categories: Uncategorized | 4 Komentar

Navigasi pos

4 thoughts on “Isolator Gas

  1. trie

    mantab gan,,,moga bermanfa’at bagi yang laennya

  2. terima kasih untuk tulisannya…
    bermanfaat nih buat saya..
    membantu materi kuliah saya😀
    jangan bosan untuk menulis seputar tema ini ya…

  3. munsir

    saya dari teknik elektro UMI Makassar sudah dapat materi yng sebenarnya dari isolator gas
    thanks atas postingannya….

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Blog di WordPress.com.

%d blogger menyukai ini: