1. Kegagalan bahan isolasi padat terjadi karena tekanan listrik melebihi kekuatan listriknya. 2. Ada beberapa jenis kegagalan seperti intrinsik, elektromekanik, streamer, termal, dan erosi. 3. Kegagalan intrinsik disebabkan oleh suhu dan jenis bahan dengan mengabaikan faktor luar.

1. Formulasi Kab. Pati
YULIANA (44212009)
 IKRAL GAPSHEL (44212014)
 SYAHRIAL (44212019)
3 D-4 TEKNIK PEMBANGKIT ENERGI
2014
Pembimbing : IR. MAKMUR SAINI, M.T

2. Formulasi Kab. Pati
PENDAHULUAN
Bahan dielektrik padat digunakan pada hampir seluruh rangkaian
listrik dan peralatan listrik untuk mengisolir bagian-bagian pembawa
arus dari bagian lainnya. Bahan dielektrik padat yang baik harus
mempunyai rugi-rugi dielektrikum yang rendah, kekuatan mekanis
yang tinggi, bebas dari kemungkinan pembentukan gas dan debu,
dan tahan terhadap perubahan temperatur dan pengaruh kimia.

3. Formulasi Kab. Pati
PENGERTIAN TEGANGAN TEMBUS
Istilah tegangan tembus atau kegagalan listrik (electrical
breakdown), atau dadalan elektrik, memiliki sejumlah arti.
Istilah ini bisa berarti gangguan pada sebuah sirkuit listrik.
Tegangan tembus bisa pula berarti berkurangnya hambatan
dengan amat pesat pada sebuah isolator elektrik yang
menyebabkan lompatan bunga api listrik di sekeliling atau di
sepanjang isolator. Peristiwa ini bisa hanya bersifat sementara
(seperti dalam sebuah pengosongan elektrostatik), atau bisa
pula menyebabkan pengosongan busur elektrik yang
berlangsung terus-menerus jika piranti pelindung gagal
merintangi arus dalam sebuah sirkuit daya tinggi.

4. Formulasi Kab. Pati
TEGANGAN TEMBUS ZAT PADAT
Dalam teknik tegangan tinggi, fungsi yang paling utama dari suatu
bahan isolasi adalah untuk mengisolasi konduktor yang membawa
tegangan terhadap yang lainnya sama baiknya terhadap tanah.
Dan sebagai tambahannya, harus sering melakukan fungsi
mekanis dan harus mampu menahan penekanan termal dan
kimia. Serta juga memiliki daya tahan yang lama atau usia daya
tahannya di bawah jenis-jenis penekanan yang bervariasi yang
dihadapi dalam praktek sebagai pertimbangan penentuan aplikasi
ekonomis.

5. Formulasi Kab. Pati
Isolasi Padat
Isolasi padat mempunyai kekuatan tegangan tembus yang
tinggi dibandingkan dengan isolasi cair dan gas. Studi yang
paling penting dalam teknik isolasi adalah studi tegangan
tembus dari dielektrikum padat. Jika terjadi tembus, maka
isolasi padat akan rusak secara permanen sedangkan pada
isolasi gas akan kembali ke sifatnya semula dan pada isolasi
cair sebagian akan kembali ke sifatnya semula dan sebagian
lainnya tidak.

6. Formulasi Kab. Pati
Salah satu tujuan dari pengujian tegangan tinggi
adalah untuk meneliti sifat-sifat elektris dielektrik
bahan yang telah dipakai sebagai bahan isolasi
peralatan listrik maupun yang masih dalam tahap
penelitian. Adapun sifat-sifat elektrik bahan
dielektrik adalah : Kekuatan Dielektrik Konduktansi,
Rugi-rugi Dielektrik, Tahanan Isolasi, dan Peluahan
Parsial

7. Formulasi Kab. Pati
KEKUATAN DIELEKTRIK
Salah satu tujuan dari pengujian ini adalah untuk
meneliti sifat-sifat elektris dielektrik bahan yang telah
dipakai sebagai bahan isolasi peralatan listrik maupun
yang masih dalam tahap penelitian. Adapun sifat-sifat
elektrik bahan dielektrik adalah :
Kekuatan Dielektrik
Konduktansi
Rugi-rugi Dielektrik
Tahanan Isolasi, dan
Peluahan Parsial

8. Formulasi Kab. Pati
Terpaan Elektrik dalam dielektrik
Beban yang dipikul dielektrik ini disebut juga terpaan medan elektrik
(Volt/cm). Setiap dielektrik mempunyai batas kekuatan untuk memikul
terpaan elektrik.
Elektroda
Elektroda
Dielektrik
+
EV
-

9. Formulasi Kab. Pati
Syarat tembus terpaan elektrik
1. Terpaan elektrik yang dipikul dielektrik harus
lebih besar atau sama dengan kekuatan
dielektriknya.
2. Lama terpaan elektrik berlangsung lebih besar
atau sama dengan waktu tunda tembus dari
dielektrik.

10. Formulasi Kab. Pati
MEKANISME KEGAGALAN TEGANGAN TEMBUS
Mekanisme kegagalan pada zat padat merupakan
mekanisme yang rumit dan tergantung pada lama
diterapkannya tegangan pada material dielektrik tersebut
seperti ditunjukkan pada Gambar . Mekanisme tersebut
adalah sebagai berikut :
kegagalan asasi (intrinsik)
kegagalan elektromekanik
kegagalan streamer
kegagalan termal
kegagalan erosi

11. Formulasi Kab. Pati
Variasi tegangan tembus dan mekanisme kegagalan
dengan waktu penerapan tegangan
log t (detik)
Kegagalan(kV)
Kegagalan intrinsik, elektromekanik
Kegagalan Streamer
Kegagalan Termal
Kegagalan Erosi

12. Formulasi Kab. Pati
Kegagalan Asasi (Intrinsik)
Kegagalan asasi atau kegagalan intrinsik adalah kegagalan
yang berasal dari atau disebabkan oleh jenis dan suhu bahan,
dengan mengabaikan pengaruh faktor-faktor luar seperti
tekanan, bahan elektroda, ketidakmurnian, kantong-kantong
udara. Kegagalan ini terjadi jika tegangan yang diterapkan
pada bahan dinaikkan sehingga tekanan listriknya mencapai
nilai tertentu, yaitu 106 Volt/cm dalam waktu yang sangat
singkat (10-8 detik). Kegagalan intrinsik ini merupakan bentuk
kegagalan yang paling sederhana.

13. Formulasi Kab. Pati
Kegagalan Elektromekanik
Kegagalan elektromekanik terjadi disebabkan oleh adanya
perbedaan polaritas antara elektroda yang mengapit isolasi
padat. Jika pada isolasi padat tersebut diberikan tegangan
dengan polaritas yang berbeda, maka akan timbul tekanan
(stress) listrik pada bahan tersebut yang dilanjutkan
dengan timbulnya tekanan (pressure) mekanis. Tekanan
mekanis ini terjadi akibat gaya tarik menarik F antar kedua
elektroda tersebut. Modulus young,

14. Formulasi Kab. Pati

15. Formulasi Kab. Pati

16. Formulasi Kab. Pati
Kegagalan Streamer
Jika diterapkan tegangan V pada zat padat yang terapit oleh
elektroda bola-bidang, maka pada medium yang
berdekatan, misalnya gas atau udara, akan timbul
tegangan. Gas yang mempunyai permitivitas yang lebih
rendah dari zat padat akan mengalami tekanan listrik yang
besar. Akibatnya, gas atau udara tersebut akan mencapai
kekuatan asasinya. Karena kegagalan tersebut maka akan
jatuh sebuah muatan pada permukaan zat padat, sehingga
medan yang tadinya seragam akan terganggu.

17. Formulasi Kab. Pati
Kegagalan Termal
Jika kecepatan pembangkitan panas di suatu titik
dalam bahan melebihi laju pembuangan panas
keluar, maka akan terjadi keadaan yang tidak stabil
dan pada suatu saat bahan akan mengalami
kegagalan. Kegagalan ini disebut kegagalan termal.

18. Formulasi Kab. Pati
Kegagalan Erosi
Terjadinya kegagalan erosi disebabkan oleh keadaan zat
isolasi padat yang tidak sempurna. Ketidaksempurnaan
tersebut misalnya berupa lubang-lubang atau rongga-
rongga dalam bahan isolasi tersebut, sehingga akan terisi
oleh gas atau cairan yang kekuatan gagalnya lebih rendah
daripada di dalam zat padat.

19. Formulasi Kab. Pati
KESIMPULAN
1. Kegagalan bahan isolasi padat terjadi karena kekuatan
listrik (strength), lebih kecil dari tekanan listrik (stress).
2. Kegagalan Asasi (Intrinsik) dan Kegagalan
Elektromekanik merupakan pembagian dari Kegagalan
bahan isolasi padat berdasarkan waktu penerapan
tegangannya. Kegagalan yang lain yaitu, Kegagalan
Streamer, Kegagalan Termal, dan Kegagalan Erosi.

20. Formulasi Kab. Pati
KESIMPULAN
3. Kegagalan Asasi (Intrinsik) adalah kegagalan yang disebabkan oleh jenis
dan suhu bahan dengan menghilangkan pengaruh luar seperti tekanan,
bahan elektroda, ketidakmurnian, dan kantong-kantong udara. Kegagalan
ini terjadi jika tegangan yang dikenakan pada bahan, dinaikkan sehingga
tekanan listriknya mencapai nilai tertentu dalam waktu yang singkat.
4. Kegagalan Elektromekanik adalah kegagalan yang disebabkan oleh
adanya perbedaan polaritas antara elektroda yang mengapit zat isolasi
padat sehingga timbul tekanan listrik pada bahan tersebut.

21. Formulasi Kab. Pati
YULIANA IKRAL GAPSHEL SYARIAL