Isolator rantai dapat dianggap sebagai susunan beberapa unit kapasitor yang terhubung seri atau paralel. Distribusi tegangan pada setiap unit isolator tidak sama karena pengaruh kapasitansi antara elektroda dengan tanah dan konduktor. Beberapa cara untuk memperbaiki distribusi tegangan adalah dengan memperkecil rasio kapasitansi ketanah terhadap kapasitansi elemen, serta menggunakan ring pelindung dan capacitor grading.

2. Sujarwadi
Triska sombokanan
Prayudi azis

3. Isolator rantai dapat dianggap
sebagai susunan dari beberapa unit
kapasitor yang terhubung seri ataupun
paralel.
Satu unit isolator hantaran udara
ditunjukkan pada Gambar 2.1. Oleh
karena itu suatu isolator dapat dianggap
merupakan suatu kapasitor.

4. Gambar 2.1. Ekivalensi suatu unit isolator hantaran udara

5. Ada tiga jenis isolator hantaran udara
yang umum digunakan, yaitu :
 Jenis Pin (Jenis Isolator Duduk)
 Jenis Suspensi (Jenis Isolator Gantung)
 Jenis Strain (Tarik)

6. a. Jenis Pin (Jenis Duduk)
Jenis ini umumnya digunakan untuk tegangan kerja sampai
25kV. Dengan menggunakan dua, tiga atau empat isolator maka
dapat diperoleh tegangan kerja sampai 45 kV, 66 kV atau lebih
tinggi.
Gambar 2.2 Isolator jenis pin

7. b. Jenis Suspensi (Jenis Gantung)
Merupakan jenis isolator dimana konduktor digantung
pada bagian bawah dari rantai isolator.Isolator ini dihubungkan
satu dan lainnya oleh rantai metal sehingga membentuk
sambungan beberapa isolator untuk mendapatkan tegangan
kerja yang diinginkan.
Gambar 2.3 Isolator Jenis Suspensi

8. c. Isolator Jenis tarik (Strain)
Jenis ini digunakan pada tiang akhir (Readend) suatu
transmisi, atau pada belokan dimana transmisi harus
berubah arah. Umumnya digunakan rangkaian isolator
suspensi yang diparalel untuk memperoleh kekuatan tarik
yang lebih tinggi.

9. Untaian isolator tersebut akan menghasilkan
tiga jenis kapasitansi, yaitu:
 Kapasitansi masing-masing elemen isolator (C).
 Kapasitansi antara sambungan isolator dengan
menara transmisi atau bumi (Ce).
 Kapasitansi antara sambungan isolator dengan
konduktor tegangan tinggi (Ch).

10. Oleh karena itu, isolator rantai dapat dianggap merupakan
susunan dari beberapa unit kapasitor yang terhubung seri
maupun paralel seperti ditunjukkan pada Gambar 2.5
Gambar 2.5 Bagian-bagian isolator rantai yang membentuk susunan
kapasitor

11. Dengan adanya kapasitansi Ce dan Ch maka arus bocor
tidak seluruhnya melewati tiap elemen, namun akan ada
arus bocor yang menuju struktur menara dan ke
sambungan antara isolator. Dengan mengabaikan
kapasitansi antara sambungan isolator rantai dengan
tanah (Ce) dan kapasitansi antara sambungan isolator
rantai dengan konduktor fasa (Ch), maka akan sama
keadaannya kalau isolator tersebut dikenakan tegangan
searah.

12. Rangkaian pengganti dari untaian isolator ini terlihat
seperti pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Rangkaian pengganti isolator rantai dengan mengabaikan Ce dan Ch

13. Elemen dari isolator rantai adalah sama sehingga
distribusi tegangan pada setiap elemen isolator adalah sama.
V1=V2=Vx
Dimana :
Vx = tegangan pada elemen ke-x dari isolator rantai yang
ditinjau
V = tegangan total yang dikenakan pada isolator
n = jumlah elemen pada suatu isolator rantai

14. Dibandingkan dengan besarnya kapasitansi
masing-masing elemen isolator (C), besarnya Ce jauh
lebih kecil, tetapi pada kenyataannya tidak dapat
diabaikan karena mempengaruhi distribusi tegangan
pada isolator rantai. Misalnya sebuah rangkaian
isolator yang terdiri atas empat satuan elemen
isolator sebagaimana terlihat pada Gambar 2.7

15. Gambar 2.7. Rangkaian pengganti dari isolator rantai dengan
memperhitungkan pengaruh C dan Ce
Pada Gambar 2.7, misalnya tegangan operasi adalah V, sedangkan
jatuh tegangan melalui elemen isolator adalah V1, V2, V3, dan V4 dimulai dari
isolator paling atas mengarah ke kawat fasa, sehingga dapat ditulis dengan
persamaan :
1 2 3 4
4
1
n
n
V V V V V
V V

   
 

16. Tujuannya adalah untuk mengetahui besarnya
tegangan operasi V terhadap tegangan Vn. Dari Gambar
di atas, besarnya arus yang mengalir tiap elemen isolator
dapat dicari.
Pada titik A, persamaan arus adalah :
Juga,
Dimana :
I1 = arus yang melalui isolator 1
I2 = arus yang melalui isolator 2
 adalah frekuensi sudut jaringan

17. Adanya kapasitansi Ce dan kapasitansi Ch akan
berpengaruh terhadap distribusi tegangan pada
sambungan isolator, dimana arus bocor akan mengalir ke
arah struktur menara dan ke arah sambungan isolator
yang berasal dari konduktor tegangan tinggi, dengan
demikian arus yang mengalir di masing-masing elemen
isolator tidak sama besar, maka tegangan di tiap-tiap
elemen isolator tidak sama.

18. Ch1
Ch2
Ch3
C
C
C
C
C
C
C
iai1
I1
I2
I3
I4
i3
i2 ib
ic
Konduktor
tegangan tinggi
V1
V2
V3
V4
A
B
C
e
e
e
Gambar 2.8 Rangkaian pengganti dari isolator rantai dengan
memperhitungkan pengaruh C, Ce, dan Ch
Berdasarkan Gambar 2.8, pada titikA diperoleh persamaan :
112 iIIia 
sehingga:
 
2 3 4 1 2
1
( ) h
e
V V V C V C
V
C C
  



19. Pada titik B, diperoleh persamaan :
223 iIIib 
3 4 2 3 1
2
( )
( )
h e
e
V V C V C V C
V
C C
  


334 iIIic 
sehingga :
Pada titik C, diperoleh persamaan :
sehingga :
4 3 1 2
3
( ) ( )
( )
h e
e
V C C V V C
V
C C
  


dan,
V =V1 +V2 +V3 +V4
sehingga dari didapatV4
V4 =V – (V1 +V2 +V3)

20. VI. DISTRIBUSI TEGANGAN DENGAN
MEMPERHITUNGKAN CE
Medan listrik yang terjadi tersebut dapat dianalogikan dengan
kapasitansi-kapasitansi. Dibandingkan dengan besarnya
kapasitansi sendiri dari elemen isolator rantai (C), besarnya Ce ini
jauh lebih kecil, tetapi pada kenyataannya tidak dapat diabaikan
karena mempengaruhi distribusi tegangan pada isolator rantai
yang dipakai

21. Gambar 2.9. Rangkaian pengganti dari isolator rantai dengan memperhitungkan Ce
Apabila isolator n = 1 dihubungkan langsung pada menara yang
ditanahkan ,maka untuk isolator yang ke-n persamaan arus kapasitas
didapat, antara elektroda dengan tanah :

22. Dan untuk kedua lemen yang berdekatan :
Un = (Un- Un-1)
Dimana :
in = Arus bocor pada kapasitansi Cedielemen yang ke-n
In = Arus bocor pada kapasitansi C dielemen yang ke-n
Un =Tegangan isolator yang ke –n terhadap tanah

23. VII. DISTRIBUSI TEGANGAN DENGAN
MEMPERHITUNGKAN CE DAN CH
Dalam keadaan isolator dibebani dengan tegangan maka akan timbul
medan listrik diantara elektroda penghubung isolator dengan
elektroda penghubung isolator lain, antar elektroda penghubung
isolator lain, anatar elektroda dengan tanah (menara) yang antara
elektroda dengan kawat penghantar (jala-jala) yang digantung pada
isolator rantai tersebut. Medan listrik yang terjadi tersebut dapat
disamakan dengan kapasitansi yaitu kapasitansi antara elektro
dengan elektroda (c). Kapasitansi elektroda dengan menara (Ce) dan
kapasitansi antara elektroda dengan penghantar (Ch).

24. Gambar 9.8 rangkaian pengganti dari isolator rantai dnegan
memasukkan pengaruh Ce dan Ch
Keterangan :
Ce = Kapasitansi anatara elektroda dengan tanah (menara)
Ch = Kapasitansi antara elektroda dengan jala-jala
C = Kapasitansi antara elektroda dengan elektroda
(kapasitansi sendiri dari elemen isolasitor)

25.  suatu isolator rantai dapat dianggap sebagai susunan dari beberapa unit
kapasitor yang terhubung seri ataupun paralel. Akibatnya jika isolator diberi
tegangan AC, maka distribusi tegangan pada setiap unit tidak sama.
 Perisaian statis (static shielding)
penggunaan ring pelindung mengelilingi elemen-elemen isolator
terbawah dan dihubungkan pada konduktor. Ring ini berfungsi sebagai
perisai bagi elemen-elemen isolator terbawah dengan cara menambah
kapasitansi antara hantaran dengan sambungan isolator. Kapasitansi ini
berharga besar untuk elemen terbawah sehingga tegangan pada elemen ini
menjadi kecil.
BAB III
PENUTUP

26.  Memperkecil perbandingan kapasitansi ketanah (Ce) dan kapasitansi
elemen islalator (C). Dengan memperpanjang lengan menara maka akan
di peroleh Ce/C yang kecil, namun demikian kekuatan menara dan biaya
pembuatan menara naik, sehingga umumnya untuk tujuan praktis
maksimum rasio adalah 1/10.
 Capacitor Grading adalah suatu cara memperbaiki kapasitansi isolator
terbawah dengan menggunakan lempengan metal yang ditempelkan
sambungan porselin atau menggunakan ring metal pada sambungan-
sambungan porselin sedemikian sehingga kapasitansi ketanah dari
sumbangan unit-unit terbawah menjadi kecil capacity orgrading hanya
baik untuk system dengan tegangan kerja diatas 200 kV.

27. Prayudi azis
Sujarwadi
Triska sombokanan