MAKALAH PORSELEN
-
Upload
onchyzuki-aw -
Category
Documents
-
view
450 -
download
27
Transcript of MAKALAH PORSELEN
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bahan listrik merupakan suatu bahan yang digunakan dalam peralatan
listrik. Isolasi memiliki peranan yang sangat penting dalam sistem tenaga listrik.
Isolasi sangat diperlukan untuk memisahkan dua atau lebih penghantar listrik yang
bertegangan sehingga antara penghantar-penghantar tersebut tidak terjadi lompatan
listrik atau percikan. Bahan isolasi akan mengalami pelepasan muatan yang
merupakan bentuk kegagalan listrik apabila tegangan yang diterapkan melampaui
kekuatan isolasinya.Kegagalan yang terjadi pada saat peralatan sedang beroperasi
bisa menyebabkan kerusakan alat sehingga kontinuitas sistem terganggu.
Bahan listrik sudah digunakan oleh masyarakat luas untuk berbagai
macamaplikasi peralatan listrik dan tentunya peralatan tersebut didukung oleh
keamanan peralatan serta keamanan konsumen atau pengguna. Untuk itu harus
pengguna harus mengetahui bahan isolasi yang ada dan diperhatikan dalam
ketepatan pemilihan bahan oleh para pengguna. Pada kemajuan teknologi tegangan
tinggi, isolasi listrik memegang peranan yang sangat penting dalam teknik tegangan
tinggi, Isolasi listrik sangat diperlukan untuk menunjang keandalan di dalam
penyaluran tegangan listrik. Porselin tergolong bahan mineral yang dapat berfungsi
sebagai isolator, tetapi penggunaannya tidak pada bentuk atau keadaan alaminya
melainkan harus diproses terlebih dahulu dengan pemanasan (pembakaran),
1
pengerasan, dan pelumeran. Untuk itu diperlukan suatu informasi bagi pengguna
agar dapat menentukan bahan-bahan isolasi yang digunakan pada peralatan listrik
khususnya mengenai dan porselin.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan
beberapa permasalahan yaitu Bagaimana karakteristik, proses
pembuatan, dan pemanfaatan porselin sebagai bahan isolasi?
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari penulisan laporan ini adalah mengetahui
karakteristik, proses pembuatan, dan pemanfaatan porselin
sebagai bahan isolasi.
1.4 Manfaat Penulisan
Manfaat dari pembuatan laporan ini adalah:.
1. Sebagai referensi dalam pengembangan lebih lanjut mengenai
kaca porselin sebagai isolasi.
2. Sebagai acuan ataupun menjadi pertimbangan bagi industri
kelistrikan di dalam merencanakan pemakaian porselin sebagai
bahan isolasi.
3. Menambah pengetahuan mengenai porselin sebagai bahan
isolasi baik bagi mahasiswa atau mahasiswi maupun bagi
masyarakat umum.
2
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian
Porselen berasal dari tanah liat yang mengandung aluminium silikat,
kemudian aluminium silikat ini direaksikan dengan plastik kaolin, felspar, kwarsa
dan campuran ini dipanaskan pada tempat pembakaran dengan suhu yang diatur.
Komposisi bahan bakunya adalah: 50% tanah liat, 25% felspar, 25% kwarsa. Isolator
yang dihasilkan harus keras, permukaannya halus/licin dan bebas dari sifat
perembesan. Kehalusan bahan pada permukaan akan membebaskan isolator dari
jejak air. Sifat menyerap pada bahan isolator akan menurunkan kekuatan dielektrik,
dan adanya kotoran ataupun gelembung udara di dalam bahan isolator juga akan
mengakibatkan penurunan kekuatan dielektrik.
Jika bahan isolasi diproduksi pada suhu yang rendah maka sifat
mekaniknya akan menjadi lebih baik, tetapi bahan tersebut bersifat menyerap air dan
ketika bahan tersebut digunakan, kondisinya mungkin akan memburuk. Sebaliknya
jika bahan isolasi diproduksi pada suhu yang lebih tinggi, sifat menyerapnya akan
berkurang, tetapi bahan isolasi tersebut menjadi rapuh. Jadi di dalam membuat
isolator perlu dirancang sedemikian rupa antara kekuatan dielektrik, sifat rembesan
terhadap air dan suhu tempat pengeringannya. Secara mekanis isolator porselen
memiliki kekuatan dielektrik ± 60.000 V/cm, tekanan dan kuat regangannya adalah
70.000 kg/cm2 dan 500 kg/cm2.
3
2.2 Komposisi porselen
Komposisi porselen terdiri dari kaolin, feldspar, silica, fluks dan logam
pewarna yang ditunjukkan pada table 1 yaitu komposisi porselen berdasarkan
jenisnya. Masing-masing bahan ini mempunyai komposisi dan kegunaan yang
berbeda-beda saling mendukung untuk memberi bentuk terhadap porselen.
Tabel 1. Komposisi porselen berdasarkan jenisnya
( Tarigan R. Tambalan inlay. Edisi revisi, 1989:12)
Porselen Kaolin Feldspar Silika Sodium
karbonat
Boraks Kalsium
karbonat
Natrium
karbonat
% % % % % % %
High
fusing
porselen
4 81 15 - - - -
Medium
fusing
porselen
6 61 19 - 1 5 2
Low
fusing
porselen
- 60 12 8 11 1 -
1. Kaolin
Merupakan bahan pengikat untuk mempertahankan kepadatan dan kekuatan
4
porselen agar dapat dibentuk sebelum dibakar. Makin banyak kaolin maka makin
gelap porselen karena kaolin bersifat memberi warna gelap pada porselen,
sehingga akan mempengaruhi estetik dari porselen.
2. Feldspar
Bahan ini merupakan sejenis mineral yang mengandung unsur-unsur kalium,
natrium,aluminium, dan slikat. Bahan tersebut mengandung silika dengan
persentase yang besar dan dilunakkan melalui temperatur yang tinggi. Feldspar
memberikan warna transparan pada porselen dan berfungsi sebagai fluks untuk
mengikat kaolin dengan silika.
3. Silika
Silika adalah silicate glass yang berkaitan dengan fusi anorganik yang telah
didinginkan tanpa mengalami kristalisasi. Silika terdiri dari quartz, tridimite atau
kristobalit. Silika yang dipakai dalam porselen berguna sebagai penambah
kekuatan. Bahan ini melengkapi bahan dasar dan mempengaruhi warna pada
porselen serta sebagai bahan utama dalam porselen.
4. Fluks
Fluks dicampurkan pada porselen dalam pembuatannya pada temperatur yang
rendah. Fluks yang dicampurkan pada porselen terdiri dari sodium karbonat,
kalsium karbonat, natrium karbonat dan boraks. Bahan – bahan ini merupakan
low fusing material yang berguna untuk memperendah temperatur penyatuan.
5. Bahan pewarna
Bahan ini ditambahkan untuk memberi warna pada porselen. Bahan pewarna
dalam porselen adalah :
a. Titanium untuk memberi warna kuning dan dapat digunakan untuk membuat
bahan menjadi lebih opaq.
5
b. Kobalt untuk memberi warna kebiru – biruan.
c. Besi untuk memberi warna kecoklat – coklatan
d. Timah dan emas untuk memberi warna merah jambu.
e. Emas metalik untuk memberi warna bayangan merah kecoklatan.
f. Platina untuk memberi warna keabu – abuan.
2.3 Sifat-sifat porselen
Sifat porselen pada umumnya sebagai berikut :
1. Massa jenisnya berkisar antara 2,3 hingga 2,5 g/cm3
2. Koefisien muai panjang 3.10-6 hingga 4,5.10-6 per derajt Celcius.
3. Kekuatan tekan 4000 hingga 6000 kg/cm2
4. Kekuatan tarik 300-500 kg/cm2 yang menggunakan pelapis . 200-300 kg/cm2
yang tanpa pelapis.
5. Kekuatan tekuk 80 hingga100 kg/cm2. poerselin lebih regas daripada kaca.
6. Tegangan tembus berkisar antara 10 hingga 30 kV/mm
7. Resistivitas 10"11 hingga 10 pangkat 14 ohmcm.
8. Permitivitas berkisar antara 6 hingga 7
9. Sudut kerugian dielektrik akan naik jika suhu dinaikkan.
Sifat elektron magnetik keramik (porselen)
Telah diuraikan secara panjang lebar diatas bahwa keramik banyak digunakan
sebagai isolator. Selain itu berbagai jenis keramik digunakan dalam rangkaian
elektromaknetik karena konstanta dielektrik tinggi, sifat piezoelektrik atau sifat-
sifat dielektrik lainnya.
6
Keramik dielektrik.
Banyak oksida menjadi islator yang baik karena elektron valensi dari
atom logam pindah secara tetap ke atom oksigen, membentuk ion O2-. Baiklah kita
tinjau kembali isolator busi. Ion Al3+ dari Al2O3 kehilangan semua elektron valensi
yang membawa muatan dalam aluminium logam. Elektron-elektron tersebut
sekarang diikat oleh ion oksigen. Dalam bahan ionisasi lainnya, elektron Mg2+
diikat oleh O2- dalam MgO, dan silikon dan oksigen mempunyai elektronnya
dalam tetrahedral SiO4. kesimpulannya adalah komposisi isolator yang baik
adalah MgO – Al2O3 –SiO2.
Meskipun demikian, bahan yang dinamakan isolator dapat juga rusak
dibawah pengaruh tegangan tinggi. Biasanya kerusakan merupakan gejala
permukaan. Sebagai contoh, busi kendaraan bermotor dapat tidak berfungsi oleh
karena endapat uap lembab pada permukaan isolator keramik sehingga terjadi
suatu hubungan singkat. Oleh karena itu isolator didisain sedemikian rupa
sehingga jarak permukaan besar (lihat gambar 1) dan dengan demikian
kemungkinan terjadinya hubungan singkat pada permukaan dapat diperkecil
Gambar 1. Rambatan permukaan
7
Pada tabel berikut dapat dilihat sifat dielektrik beberapa jenis isolator
keramik. Kekuatan dielektrik adalah gradien tegangan yang menghasilkan
tegangan tembus listrik melalui isolator. Umumnya konstanta dielektrik nilainya
lebih tinggi sedikit pada bahan keramik, karena ion, dan bukan dwikutub
molekuler yang dipengaruhi oleh medan listrik. Konstanta dielektrik seperti juga
isolator dan polimer peka terhadap frekuensi. Akan tetapi, dalam daerah suhu
biasanya hanya ada sedikit variasi pada isolator keramik.
Sarjana listrik juga harus memperhitungkan faktor kerugian, dan tan
bila mendesain rangkaian listrik. Hasil kali konstanta dielektrik relatif dan
faktor kerugian k dan tan , merupakan ukuran dari energi listrik yang terpakai
oleh kapasitor dalam rangkaian arus bolak-balik sehingga alumina atau gelas
dirancang untuk pemakaian listrik.
Tabel 2. Sifat dielektrik keramik
Semikonduktor keramik.
Meskipun bahan keramik pada umumnya merupakan isolator, keramik
dapat berubah menjadi semikonduktor bila mengandung elemen transisi valensi
8
ganda. Hal ini dapat terjadi karena kekosongan elektron yang membawa muatan
dengan berpindah dari atom nikel yang satu keatom lainnya. Magnetik (Fe3O4
atau Fe2+Fe3+O4) adalah semikonduktor keramik yang mempunyai tahanan 10-2
ohm cm yang stara grafit dan timah putih. Tahanan dapat ditingkatkan dengan
larutan padat dimana ion besi bervalensi ganda dapat digantikan oleh ion
lainnya.
Koefisien suhu tahanan semikonduktor penting pula bagi ilmu tehnik. Dari
tabel dibawah ternayata bahwa perubahan tahanan besar 1%/oC dan untuk
larutan padat tertentu dapat mencapai 4%/oC. Kepekaan ini dapat
dimamfaatkan untuk pengukuran suhu dengan tepat dan terciptalah alat yang
disebut termistor yang digunakan untuk mengukur suhu.
Tabel 3. Tahanan semikonduktor keramik
Keramik piezoelektrik.
Beberapa jenis kristal keramik tidak memiliki simetri. Disini tidak akan
dibahas ciri-ciri kristalografik, akan tetapi akan dibahas pengaruh kristal ion.
Pusat muatan positif dan negatif tidak identik. Akibatnya, setiap sel satuan
berperan sebagai dwikutub listrik kecil dengan ujung positiof dan negatif.
9
Pada gambar 3. terlihat bahwa titik pusat muatan positif dan negatif
terpisah sejauh d, yaitu panjang dwikutub.
BaTiO3 berubah dimensinya bila berada dalam medan listrik karena
muatan negatif akan tertarik kearah elektroda positif, dan muatan positif akan
tertarik kearah elektroda negatif, sehingga panjang dwikutub d bertanbah besar.
Efek beruntun tersebut diatas dapat digunakan untuk merubah energi mekanik
menjadi energi listrik dan sebaliknya. Perhatikan gambar 8.6 untuk menjelaskan
gejala ini. Dari gambar 8.6 tersebut akan terjadi regangan e, besar e tergantung
pada modulus elastisitas. Regangan ini merubah panjang dwikutub d dan secara
langsung mempengaruhi polarisasi (=Qd/V) karena Q dan V tetap konstan.
Bila polarisasi kecil (akibat kompressi), terdapat kelebihan muatan pada kedua
ujung kristal.
Keramik magnetik
Magnet logam kurang baik untuk penggunaan dalam rangkaian UHF
dan VHF. Frekuensi tinggi menimbulkan imbas, oleh karena itu menimbulkan
rugi daya didalam inti logam. Ahli metalurgi memanfaatkan gejala ini untuk
mencairkan paduan bermutu tinggi. Kehilangan daya yang berubah menjadi
panas tidak boleh terjadi dalam rangkaian elektronik. Untunglah senyawa
keramik yang mengandung atom magnetik yang bersifat magnetik dan sekaligus
tidak menghantarkan listrik.
Magnit lunak dan keras. Kebanyakan magnetisasi Fe3O4 hilang setelah
medan magnit dihapuskan. Hal ini disebabkan oleh karena orientasi magnetik
10
kooperatip dari setiap atom tunggal yang hilang. Sifat lunak ini memang
disyaratkan untuk transformator dan atau inti magnit tabung TV, karena
magnetisasi akan mengikuti arus bolak-balik.
Pada magnit permanen atau keras megnetisasi tetap ada setelah medan
magnit ditiadakan. Sifat ini memang diperlukan pada keadaan tertentu. Sebagai
contoh dapat disebutkan magnit permanen yang banyak diperjual belikan dan
digunakan sehari-hari. Bagian dari motor listrik, lapisan pada pita kaset audio
dan video.
Sifat mekanik keramik
Bahan keramik terkecuali beberapa jenis bahan seperti lempung plastik,
mempunyai kekuatan geser yang tinggi, jadi keramik tidak ulet. Hal ini
menyebabkan kekuatan dan kekerasan yang tinggi, peka terhadap takik dan
kekuatan patah yang rendah.
Gambar 2. Perbandingan slip.
Senyawa terdiri dari susunan atom atau ion yang berlainan. Untuk
senyawa antar logam telah dibahas pada bab terdahulu, namun dalam fase
11
keramik, kation dikoordinir oleh anion dan anion dikoordinir oleh kation. Hal ini
memang wajar, oleh karena ion tak sejenis dan ion sejenis tolak menolak. Proses
slip dalam arah mendatar dihindarkan dalam NiO, MgO dan NaCl. Dengan
mempertimbangkan aspek gaya tolak menolak coulomb, sistem slip yang
sedikit dan jarak pergeseran yang lebih besar, maka kramik kristalin
mempunyai ketahanan terhadap deformasi plastik yang lebih besar dari pada
logam. Perbedaan ini akan lebih menonjol dalam fasa keramik yang lebih
kompleks seperti silikat dan spinel.
Kekerasan. Fasa keramik keras karena biasanya tidak mengalami deformasi
plastik. Bahan amplas sepert emery terdiri dari Al2O3 biasanya tercampur dengan
Fe2O3. Karbida silikon (SiC) dan TiC merupakan bahan gosok dan pemotong
logam yang penting.
Sifat keramik yang umumnya keras dapat dikaitkan secara langsung dengan
strukturnya. Talk, lempung dan mika adalah lunak karena mempunyai struktur
lempeng. Ikatan dalam lempeng itu sendiri kuat, akan tetapi ikatan antar
lempeng adalah ikatan sekunder yang lemah.
Peka takik. Suatu takik atau retak merupakan penyebab timbulnya tegangan.
Pengaruhnya sangat besar. Tegangan sebenarnya terdapat pada pangkal
takik atau cacat dan berkaitan dengan tegangan nominal s, kedalaman retak
c, dan jari-jari lengkung r
σ=s2√c /r
12
Bila melampaui kekuatan luluh bahan ulet, maka pangkal takik akan
bertambah besar, dan konsentrasi gaya akan berkurang. Bila takik berada
dalam bahan tidak ulet maka jari-jari lengkung mendekati diameter atomik
(0,1 nm). Jadi suatu retak dengan kedalaman 0,1 m sampai dengan 10 m,
akan mempunyai faktor konsentrasi tegangan; /s sebesar 102 atau 103.
Gambar 3. Bahan piezoelektrik
Retak yang lebih dalam akan lebih berbahaya. Meskipun keramik tahan terhadap
geseran, konsentrasi tegangan dapat melampaui ikatan antar atom. Jadi retak
tersebut dapat merambat. Berarti c menjadi lebih besar, sehingga persamaan
diatas memperlihatkankonsentrasi tegangan yang bertambah. Sampai terjadi
perpatahan.
13
Bahan keramik umumnya memiliki kekuatan tarik yang rendah karena
ketahanan terhadap geseran pada pangkal retak. Faktor yang sama, kekuatan
geser, membuat keramik tahan terhad
2.4 Pembuatan porselen
Tanah liat khusus misalnya tanah liat Cina dan tanah liat
yang sudah diolah digunakan pada pabrikasi porselin setelah
dicampur dengan kuarsa. Proses pembuatan perangkat dari
porselin secara garis besar adalah sebagai berikut: Setelah tanah
liat dibersihkan dan kotoran-kotoran misalnya : kerikil; kemudian
dicampur dengan air hingga homogen (tetapi tidak terlalu amen
seperti bubur). Selanjutnya adalah tahap pembentukan yaitu
dengan putaran, penekanan, cetakan dan ekstrusi. Selanjutnya
setelah perangkat terbentuk, dikeringkan lalu diadakan pelapisan
dengan gelas (glazing) dan terakhir adalah tahap pembakaran.
Perlu diingat bahwa pada proses pembuatan perangkat dan
keramik sejak masih basah hingga selesai dibakar akan terjadi
pengecilan dimensi. Sedangkan pada proses pelapisan dengan
gelas dan pembakanan menentukan sekali kualitas produk. Pada
proses pelapisan dengan gelas, kaca halus atau bahan dasar kaca
atau campuran keduanya dipanaskan hingga meleleh, kemudian
digunakan melapisi perangkat yang dikehendaki dengan cara
mencelupkan benda dalam permukaan yang diinginkan untuk
dilapisi. Pelapisan dengan gelas semacam ini digunakan untuk
14
memperkuat dan sekaligus menghiasi permukaan, akan
menjadikan produk porselin makin sedikit kemampuannya
menyerap air, mudah dibersihkan, menghilangkan retak-retak
yang ada dipermukaan.
Dengan pelapisan gelas, arus bocor yang melalui
permukaan isolator akan lebih kecil terutama pada keadaan basah
dan sekaligus dapat menaikkan tegangan terjadinya loncatan
busur api (flashover). Seperti pada penggunaan kaca bersama-
sama dengan logam, koefisien termal antara pelapis dan yang
dilapisi harus sama.
Jika gelas pelapisnya mempunyai lebih kecil daripada yang
dilapisi akan terjadi kompresi pada waktu terkena suhu yang
rendah. Sedangkan jika kaca pelapis mempunyai yang lebih besar
daripada yang dilapisi pada waktu terkena suhu di alas suhu
normal pelapisnya akan retak (bentuk retaknya kecil memanjang)
yang disebut crazing. Retakan ini akan menurunkan kekuatan
mekanik benda. Untuk pelapisan benda-benda porselin yang besar
dapat dilakukan dengan menuangkan bahan pelapis pada
permukaannya. Selanjutnya setelah benda tersebut dilapis
dikeringkan dan dilakukan pcmbakaran.Maksud dan pembakaran
adalah untuk mendapatkan kekuatan mekanik, kemampuan
isolasi dan ketahanan terhadap air yang lebib tinggi. Selama
pembakaran, struktur kristal dan tanah liat (bahan dasar keramik)
akan berubah, air yang dikandung akan hilang. Selama
15
pembakaran juga akan terjadi lubang-lubang kecil. Untuk
menutup lubang-lubang ini digunakan bahan yang disebut
feldspar.
Feldspar selama pembakaran akan meleleh sehingga
mengisi lubang-lubang kecil yang terjadi tersebut, sekaligus
berfungsi scbagai bahan penguat. Untuk pembuatan isolator
porselin diperlukan suhu yang berkisar antara 13000 hingga
15000 C dalam jangka waktu 20 hingga 70 jam. Kenaikan suhu
dari suhu normal hingga suhu di atas adalah perlahan-lahan.
Setelah mencapai suhu yang diinginkan, pendinginannya
dilakukan sec.ara perlahanlahan sebelum dikeluarkan dan oven.
Untuk pembakaran atau pemanasan dalam oven dapat digunakan
solar, gas, batubara atau listrik.
Cara pembakaran pada benda yang akan dibuat
(sebelumnya dikeringkan) diletakkan di ruang bakar agar tidak
berhubungan langsung dengan nyala api aiau hilitan elemen
pemanas jika yang digunakan pemanas histrik. Hal ini untuk
menghindari pemanasan yang tidak merata dan Pembentukan
jelaga. Bagian dasar dan benda tidak perlu dilapis dengan gelas
agar tidak melekat dengan dasar ruang pembakaran jika sudah
dingin.
Terdapat 2 macam oven untuk pembakaran porselin yaitu jenis
pemanggang (kiln)
dan jenis terowongan.
16
1. Oven jenis pemanggang . Pada oven jenis pemanggang proses
pembakaran dan
pendinginan dilakukan secara serentak untuk beberapa benda
kerja. Untuk industri kecil, oven ini tepat digunakan.
2. Oven jenis terowongan. Oven jenis ini penampangnya seperti
ditunjukkan pada Gambar di bawah. Dalam oven ini benda yang
dipanaskan dilewatkan melalui oven secara perlahan-lahan.
Panjang oven ini dapat mencapai 100 meter, terdiri dan 3
bagian proses yaitu daerah pemanasan, daerah pemanggang
dan derah pendinginan. Suhu tertinggi adalah di daerah tengah
yaitu daerah pemanggang dan bagian pinggir lebih dingin.
17
Gambar 4. Penampang oven terowongan
Dengan demikian selama perjalanan benda-benda kerja
akan terjadi pemanasan dan pendinginan secara bertahap dan
perlahan-lahan. Karena pada oven jenis terowongan ada bagian
yang selalu bergerak (untuk menempatkan benda kerja) maka
pemanasan terhadap benda kerja adalah terus-menerus, demikian
pula pengambilan bagi benda kerja yang selesai dipanasi tidak
perlu memadamkan oven.
Pengecilan yang terjadi selama proses pembuatan benda
18
porselin dan keadaan basah hingga pembakaran adalah sebesar
0%. Karena itu untuk pembuatan benda porselin pada waktu
masih mentah harus lebih besar dan ukuran akhir yang
dikehendaki. Namun pada prakteknya sulit didapat ukuran yang
presisi,karena hal ini dipengaruhi komposisi bahan dan kondisi
pembakarannya. Umumnya produk-produk porselin toleransi yang
masih dapat ditolerir berkisar antara 2 hingga 5 %.
2.5 Penggunaan Porselin
Penggunaan porselin sebagai isolator adalah luas sekali
baik sebagai isolator penyangga maupun sebagai isolator tank.
Untuk itu penggunaan porselin sebagai isolator harus diperhatikan
kemampuan mekanisnya disamping kemampuan elektnisnya.
Penggunaan isolator pada tegangan tinggi, yang juga harus
menjadikan pertimbangan adalah tegangan pelepasan (discharge-
voltage)nya. Tegangan pelepasan adalah tegangan yang
dikenakan pada isolator yang menyebabkan mengalirnya arus
listrik melalui permukaan di antara elektroda-elektroda. Dalam
banyak kasus, pelepasan ini menyebabkan busur api pada
permukaan isolator. Busur api ini dapat terjadi pada keadaan
kering maupun basah (curah hujan 4,5 hingga 5,5 mm/menit).
Pada pengujian busur api dilaboratorium kondisi ini dapat
diciptakan, untuk mengetahui kelayakan suatu isolator digunakan
di lapangan. Isolator gantung atau isolator tank pada tegangan
19
tinggi (bentuknya seperti cakram) pada bagian bawahnya dibuat
berlekuk-lekuk agar air hujan tidak merambat melaluinya. Banyak
isolator gantung atau isolator tank tergantung besarnya tegangan
yang diisolasi. Contoh: untuk tegangan 110 kV diperlukan 10
hingga 12 isolator, sedangkan untuk 400 kV terdiri danm 20
hingga 24 isolator. Hubungan atau korelasi antara besarnya
tegangan kerja dengan banyaknya isolator yang diperlukan
seperti ditunjukkan pada Gambar 4
Penggunaan isolator dan porselin antara lain: isolator tank,
isolator penyangga, rol isolator seperti dapat dililiat pada Gambar
berikut
Gambar 5. Contoh isolator porselen
20
2.6 Kelebihan dan kekurangan isolator porselen
Beberapa kelebihan isolator porselin/keramik antara lain:
1. Stabil, adanya ikatan ionik yang kuat antaratom yang menyusun keramik,
seperti silikon dan oksigen dalam silica dan silicates, membuatnya strukturnya
sangat stabil dan biasanya tidak mengalami degradasi karena pengaruh
lingkungan. Ini berarti bahwa isolator keramik tidak akan rusak oleh pengaruh
UV, kelembaban, aktivitas elektrik, dsb.
2. Mempunyai kekuatan mekanik yang baik, merupakan ciri alami bahwa
bahan keramik mempunyai sifat mekanik yang kuat, sehingga pada pemakaian
isolator porselin sebagai terminal kabel, bushing, dan arrester surja tidak
memerlukan material lain untuk meyokongnya.
3. Harganya relatif murah, penyusun porselin seperti clay, feldspar dan quartz
harganya relatif murah dan persediaannya berlimpah.
4. Tahan lama, proses pembuatan porselin yang terdiri dari beberapa proses
seperti pencetakan dan pembakaran dalam mengurangi kadar air menyebabkan
porselin mempunyai sifat awet.
Di samping kelebihan-kelebihan di atas, isolator porselin mempunyai beberapa
kekurangan, yaitu:
1. Mudah pecah, isolator porselin rentan pecah pada saat dibawa maupun saat
instalasi. Vandalisme merupakan faktor utama yang yang menyebabkan isolator
pecah.
21
2. Berat, salah satu sifat dari keramik adalah mempunyai massa yang berat. Oleh
karenanya, pada isolator porselin berukuran besar dan berat biasanya mahal
karena biaya yang dikeluarkan untuk pengiriman dan instalasi.
3. Berlubang akibat pembuatan kurang sempurna, berdasarkan pengalaman
isolator porselin yang berlubang dapat meyebabkan terjadinya tembus internal
(internal dielectric breakdown).
4. Bentuk geometri kompleks, porselin mempunyai relatif mempunyai
karakteristik jarak rayap yang kecil, oleh karenanya untuk memperpanjang jarak
rayap tidak dilakukan dengan memperbesar diameter atau memperpanjang
isolator melainkan mendesain isolator dengan membuat shed-shed. Hal ini
membuat bentuknya menjadi kompleks.
5. Mudah terpolusi, permukaan porselin bersifat hidrophilik, yang berarti bahwa
permukaan porselin mudah untuk menangkap air, sehingga pada kondisi
lingkungan yang berpolusi mudah untuk terbentuk lapisan konduktif di
permukaannya. Hal ini yang dapat menyebabkan kegagalan isolasi yaitu
flashover.
22
BAB III
KESIMPULAN
3.1 Simpulan
Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa :
1. Bahan isolasi porselen dapat digunakan dalam berbagai keperluan isolasi listrik.
2. Porselen sangat cocok dan aman dalam penggunaannya karena karakteristiknya
akan tahan terhadap panas
3. Porselen dibuat dengan cara dengan pemanasan (pembakaran ), pengerasan,
pelumeran dan mendinginkan secara cepat beherapa bahan yang dilelehkan
atau kristalisasi.
3.2 Saran
Bahan isolasi porselin merupakan salah satu bahan listrik yang sering digunakan
oleh masyarakat. Yang perlu dilakukan oleh pemerintah dan masyarakat mulai
sekarang ini adalah meningkatkan pengetahuan mengenai bahan isolasi porselin
dan melestarikan bahan-bahan anorganik maupun organik sebagai bahan dasar
pembuat bahan isolasi porselin ini.
23