Dokumen ini membahas isolator listrik, menjelaskan pengertian, fungsi, bahan-bahan yang digunakan sebagai isolator, serta klasifikasi isolator menjadi padat, cair, dan gas. Isolator berperan penting dalam alat elektronik dengan menghambat aliran arus listrik dan mencegah hubungan arus antara konduktor. Terdapat juga penjelasan tentang sifat-sifat isolator dan bagaimana kegagalan dapat terjadi akibat kondisi tertentu.

1. DAFTAR ISI
1
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Tujuan
1.3 Rumusan Masalah
BAB 2. PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Isolator
2.2 Bahan atau Benda Bersifat Isolator
BAB 3. PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
3.2 SARAN
BAB 4. DAFTAR PUSTAKA

2. 2
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Di dalam pembelajaran mengenai energi listrik, tentu kita
mengenal istilah-istilah yang tidak asing lagi terutama yang
mengenai atau yang berubungan dengan listrik dan elektronika.
Hal-hal dasar atau istilah-istilah yang umum kita degar seprti
Konduktor, Isolator, Semikonduktor dan lain-lain.
Di dalam makalah ini kami akan membahas ISOLATOR, sebagai
salah satu bahan acuan pembelajaran energi listrik, Isitilah
Isolator sudah tak asing lagi bagi telinga kita, mukin sudah
banyak yang mengetahui apa itu Isolator, dan adapun yang
masih minim pengetahuan mengenai Isolator, untuk itu saya akan
membahas Isolator untuk menambah dan memperdalam
pegetahuan tentang Isolator
1.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini untuk membahas dan
memperdalam mengenai apa itu Isolator, dan memenuhi tugas
dari dosen mata kuliah rangkaian listrik.
1.3 Rumusan Masalah
1. Apa itu Isolator ?
2. Apa Benda atau Bahan – bahan Isolator ?
3. Apa sajakah Klasifikasi Isolator ?

3. 3
BAB 2. PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Isolator
Isolator listrik adalah bahan yang tidak bisa atau sulit melakukan
perpindahan muatan listrik. Dalam bahan isolator valensi
elektronnya terikat kuat pada atom-atomnya. Bahan-bahan ini
dipergunakan dalam alat-alat elektronika sebagai isolator, atau
penghambat mengalirnya arus listrik. Isolator berguna pula
sebagai penopang beban atau pemisah antara konduktor tanpa
membuat adanya arus mengalir ke luar atau atara konduktor.
Istilah ini juga dipergunakan untuk menamai alat yang digunakan
untuk menyangga kabel transmisi listrik pada tiang listrik
2.2 Bahan atau Benda Bersifat Isolator
Bahan - bahan yang bersifat isolator ialah bahan - bahan yang
akan menghambat arus listrik bila dihubungkan dengan sumber
tegangan. Bahan-bahan ini biasanya tidak dapat menghantar
listrik.
Beberapa benda / bahan seperti kaca, karet, kertas, kayu,
atau teflon merupakan bahan isolator yang sangat bagus.
Beberapa bahan sintetis juga "cukup bagus" dipergunakan
sebagai isolator kabel. Contohnya plastik atau karet. Bahan-bahan
ini dipilih sebagai isolator kabel karena lebih mudah
dibentuk / diproses sementara masih bisa menyumbat aliran listrik
pada voltase menengah (ratusan, mungkin ribuan volt).
2.3 Klasifikasi Isolator
Secara umum isolasi dibagi menjadi 3 (tiga) macam yaitu isolasi
padat, cair dan gas. Kemampuan isolasi dalam menahan
tegangan mempunyai batas-batas tertentu sesuai dengan
material penyusun dan lingkungan sekitarnya. Apabila tegangan
yang diterapkan melebihi kuat medan isolasi maka akan terjadi
tembus atau breakdown yang menyebabkan terjadinya aliran arus
antara peralatan tegangan tinggi. Kekuatan isolasi gas

4. dipengaruhi beberapa hal antara lain temperatur, kelembaban,
angin, tingkat kontaminasi udara dan besar tegangan yang
diterapkan. Adanya kondisi hujan asam, hujan basa, hujan garam,
serta hujan di pegunungan akan mempengaruhi kekuatan isolasi
dalam mencegah terjadinya tembus antar dua peralatan tegangan
tinggi yang diisolasi. Pemodelan peralatan tegangan tinggi
dengan elektroda jarum homogen dan elektroda bola homogen
digunakan untuk mengetahui tegangan tembus gas antara
keduanya jika terjadi perubahan terhadap lingkungan sekitar,
selama pengujian isolasi di laboratorium tegangan tinggi. Contoh
penggunaan peralatan tegangan tinggiyang menyerupai elektroda
jarum adalah arcing horn (busur api) yang dipasangdi tiap ujung
renteng isolator. Teknik analisis data menggunakan cara
analisisdata kualitatif interpretatif dan analisis statistik secara
elementer. Kedua metodeini digunakan sejak awal penelitian
dimulai, diantaranya dalam memilih obyek,sample,
mengklasifikasikan simbol hingga kesimpulan akhir penelitian.
Analisisdata secara statistik digunakan untuk menaksir
prosentase tembus yang terjadi.Hasil percobaan menunjukkan
bahwa tegangan tembus udara berbanding
lurusdengan tekanan, prosentase karbondioksida dan
kelembabanudara tetapiberbanding terbalik dengan kenaikan
temperatur.
1. I S O L A T O R P A D A T
Isolator padat yang digunakan dalam peralatan sistem
tenaga listrik adalah bahan organis, anorganis dan polimer
sintetis. Contoh bahan organis adalah kertas, kayu, dan
karet, sedang bahan anorganis adalah keramik danmika.
Contoh polimer sintetis adalah
polyvinyl chloride
dan resin epoksi.Bahan isolasi padat yang banyak
digunakan adalah mika, keramik, dan gelas.Kemampuan
isolator sangat dipengaruhi olehsi fat bahan isolator
dan besarpolutan yang menempel pada permukaan bahan
4

5. isolator. Polutan akanmenyebabkan permukaan lebih
konduktif. Konduktifitas yang lebih besar iniakan
menyebabkan aliran arus apabila diberi tegangan. Besar
arus yangmengalir tergantung pada besar polutan, nilai arus
yang mengalir padapermukaan isolator mempengaruhi nilai
Tegangan
Flashover, semakin besar nilai arus yang mengalir maka
semakin kecil nilai Tegangan
Flashover
. Dalam hal ini intensitas polusi dinyatakan dalam
ESDD (Equivalent Salt DepositDensity).
B a h a n I s o l a t o r P a d a t
Ada beberapa bahan isolasi bentuk padat yang dikenal
dalam bidangkelistrikan. Bahan-bahan tersebut antara
lain:a .
a. Kaca adalah substansi yang dibuat dengan pendinginan
bahan-bahan yang dilelehkan, tidak berbentuk kristal
tetapi tetap pada kondisiberongga. Kaca pada umumnya
terdiri dari campuran silikat danbeberapa senyawa
antara lain : borat, pospat. Kaca dibuat dengan
caramelelehkan beberapa senyawa silikat (pasir), alkali
(Na dan K) denganbahan lain (kapur, oksida timah
hitam). Karena itu sifat dari kacatergantung dari
komposisi bahan-bahan pembentuknya tersebut.
Massa jenis kaca berkisar
antara 2 hingga 8,1 g/cm2, kekuatan tekannya 6000hing
ga 21000 kg/cm2 , kekuatan tariknya 100 hingga 300
kg/cm2.Karena kekuatan tariknya relatif kecil, maka
kaca adalah bahan yangregas. Walaupun kaca
merupakan substansi berongga, tetapi tidakmempunyai
titik leleh yang tegas, karena pelelehannya adalah
perlahan-lahan ketika suhu pemanasan di naikkan. Titik
5

6. pelelehan kaca berkisarantara 500 hingga 17000 C.
Makin sedikit kandungan S1O2 nya makinrendah titik
pelembekan suatu kaca. Demikian pula halnya dengan
muaipanjangnya, makin banyak kadar S1O2 yang
dikandungnya akan makinkecil ? nya. Muai panjang
untuk kaca berkisar antara 5,5-10-7 hingga150. 10-7 per
derajat celcius
b. Sitol mempunyai bahan dasar kaca yang merupakan
pengembangan baru. Pemakaian sitol adalah sangat
luas, struktur dansifat-sifatnya adalah diantara kaca dan
keramik. Sitol juga disebutkeramik-kaca atau kaca
kristal. Yang banyak dijumpai dipasaran antaralain :
pyroceram, vitoceram. Sitol mempunyai struktur kristal
yanghalus (hal ini yang membedakannya dengan kaca
biasa) tetapiberongga. Tidak seperti halnya keramik
biasa, sitol tidak dibuat denganpembakaran tetapi
cenderung dengan fusi dari bahan-bahan
mentahnyadengan menjadikannya meleleh dan
kemudian kristalisasi
c. Porselin adalah bahan isolasi kelompok keramik yang
sangatpenting dan luas penggunaannya.
Isti lah bahan-bahankeramik adalahdigunakan
untuk semua bahan anorganik yang dibakar
denganpembakaran pada suhu tinggi dan bahan asal
berubah substansinya.Bahan dasar dari porselin adalah
tanah liat. Ini berarti bahan dasartersebut mudah
dibentuk pada waktu basah,
tetapimenjadi tahanterhadap air dan kekuatan
mekaniknya naik setelah dibakar. Penggunaan isolator
dari porselin antara lain : isolator tarik,
isolatorpenyangga, rol isolator seperti dapat dilihat pada
gambar.
6

7. Mekanisme Kegagalan Bahan Isolator Padat
Mekanisme kegagalan bahan isolasi padat terdi ri
dari beberapa jenissesuai fungsi waktu penerapan
tegangannya. Hal ini dapat dilihat sebagaiberikut :
Grafik kegagalan isolasi padat
Uraian masing masing jenis kegagalan pada bahan isolasi
padat adalahsebagai berikut :
a. Kegagalan asasi (intrinsik) adalah kegagalan yang
disebabkan oleh jenisdan suhu bahan ( dengan
menghilangkan pengaruh luar seperti tekanan,bahan
elektroda, ketidakmurnian, kantong kantong udara.
Kegagalan initerjadi jika tegangan yang dikenakan pada
bahan dinaikkan sehinggatekanan listriknya mencapai
nilai tertentu yaitu 106 volt/cm dalam waktuyang sangat
singkat yaitu 10-8 detik
b. Kegagalan elektromekanik adalah kegagalan yang
disebabkan olehadanya perbedaan polaritas antara
elektroda yang mengapit zat isolasipadat sehingga timbul
tekanan listrik pada bahan tersebut. Tekanan listrik yang
terjadi menimbulkan tekanan mekanik yang
menyebabkantimbulnya tarik menarik antara kedua
elektroda tersebut. Pada tegangan106 volt/cm
menimbulkan tekanan mekanik 2 s.d 6 kg/cm2.
c. Kegagalan streamer adalah kegagalan
yang terjadi sesudah suatu banji ran(avalance).
7

8. Sebuah elektron yang memasuki band conduction di
katodaakan bergerak menuju anoda dibawah pengaruh
medan memperolehenergi antara benturan dan
kehi langanenergi pada waktu membentur.Jika
lintasan bebas cukup panjang maka tambahan energi
yang diperolehmelebihi pengionisasi latis (latice).
Akibatnya dihasilkan tambahanelektron pada saat terjadi
benturan. Jika suatu tegangan V dikenakanterhadap
elektrodabola, maka pada media yang
berdekatan (gas atauudara) timbul tegangan. Karena
gas mempunyai permitivitas lebih rendahdari zat padat
sehingga gas akan mengalami tekanan listrik
yangbesar.Akibatnya gas tersebut akan mengalami
kegagalan sebelum zatpadat mencapai kekuatan
asasinya. Karean kegagalan tersebut maka
akan jatuh sebuah muatan pada permukaan zat padat se
hingga medan yangtadinya seragam akan terganggu.
Bentuk muatan pada ujung pelepasanini dalam
keadaan tertentu dapat menimbulkan medan
lokal yangcukuptinggi (sekitar 10 MV/cm). Karena
medan ini melebihi kekuatan intrinsikmaka akan terjadi
kegagalan pada zat padat. Proses kegagalan ini
terjadisedikit demi sedikit yang dapat menyebabkan
kegagalan total.
d. Kegagalan termal, adalah kegagalan yang terjadi
jika kecepatanpembangkitan panas di suatu titik dalam
bahan melebihi laju kecepatanpembuangan panas
keluar. Akibatnya terjadi keadaan tidak stabilsehingga
pada suatu saat bahan mengalami kegagalan.
e. Kegagalan Erosi , adalah kegagalan
yang di sebabkanza t i solas i padatidak
sempurna, karena adanya lubang lubang atau rongga
dalam bahanisolasi padat tersebut. Lubang/rongga akan
8

9. terisi oleh gas atau cairanyang kekuatan gagalnya lebih
kecil dari kekuatan zat padat.
2. I S O L A T O R C A I R
Bahan isolasi cair ini biasanya digunakan pada peralatan
sepertitransformator,pemutus beban, rheostat. Bahan isolasi
cair memiliki duaf u n g s i y a i t u s e b a g a i p e m i s a h
a n t a r a b a g i a n y a n g b e r t e g a n g a n
a t a u p e ng i s o l a s i d a n j ug a s e b a g a i p e nd i ng i
n. P e r s ya r a t a n a g a r b a ha n c a i r dapat digunakan
sebagai bahan isolasi adalah mempunyai tegangan
tembusdan daya hantar panas yang tinggi .
Beberapa alasan digunakannya bahan isolasi cair adalah
sebagai berikut:
1. Isolasi cair memiliki kerapatan 1000 kali lebih
dibandingkan dengan isolasi gas, sehingga memiliki
kekuatan dielektrik yang lebih tinggi menurut hukum
Paschen.
2. Isolasi cair akan mengisi celah atau ruang yang akan
diisolasi dan secaraserentak melalui proses konversi
menghilangkan panas yang timbul akibat rugi energi.
3. Isolasi cair cenderung dapat memperbaiki diri sendiri
(self healing) jika terjadi pelepasan muatan (discharge).
Namun kekurangan utama isolasi cair adalah mudah
terkontaminasi.
P e n e r a p a n I s o l a s i C a i r
1. Minyak Transformator adalah minyak mineral yang
diperoleh dengan permunian minyak mentah
Dalam pemakai annya,minyak ini karena pengaruh
panas dari rugi-rugi di dalam transformatorakan timbul
hidrokarbon. Selainberasal dari minyak mineral,
minyak transformator dapat pula dibuat dari bahan
organik, misalnya minyak trafo pi ranol, si licon.
Sebagai bahan isolasi ,minyak transformator harus
9

10. mempunyai tegangan tembus yang tinggi. Sebagian
besar trafo tenaga kumparan-kumparan dan
intinyadirendam dalam minyak-trafo, terutama trafo-trafo
tenaga yangberkapasitas besar, karena minyak trafo
mempunyai sifat sebagai mediapemindah panas
(disirkulasi) danbersifat pula sebagai isolasi
(dayategangan tembus tinggi) sehingga berfungsi
sebagai media pendingin danisolasi.
Untuk i tu minyak trafo harus memenuhi
persyaratan sebagai berikut :
a. Kekuatan isolasi tinggi.
b. Penyalur panas yang baik memiliki berat jenis yang
kecil, sehingga partikel – partikel dalam minyak dapat
mengendap dengan cepat.
c. Viskositas yang rendah agar lebih mudah bersikulasi
dan berkemampuan pendinginanmenjadi lebih baik.
d. Titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap yang
membahayakan.
e. Tidak merusak bahan isolasi padat.
f. Sifat kimia yang stabil sebagai bahan isolasi, minya
transformator
harus mempunyai tegangan tembus yangtinggi .
Pengujian tegangan tembus minyak transformator
dapatdilakukandengan mengunakan
peralatan sepertidi tunjukanpada gambar
dibawah ini.
Alat pengujian tegangan tembus
minyak transformator
10

11. Jarak elektoda dibuat 2,5 cm, sedangkan tegangannya dapatdiaturdengan
menggunakan autotransformator sehingga dapat diketahuitegangan sebelum saat
terjadinya kegagalan isolasi yaitu terjadinyaloncatan bunga api. Loncatan bungaapi
dapat dilihat lewat lubang yangdiberi kaca. Selain itu dapat dilihat dari voltmeter
tegangan tertinggisebelum terjadinya kegagalan isolasi (karena setelah terjadinya
kegagalanisolasi voltmeter akan menunjukan harga nol). Tegangan tembus nominal
minyak transformator untuk tegangan kerja tertentu dapat dilihatpadatabel di bawah
ini.
Tegangan tembus standar minyak transformator
Tegangan tebus (kV) untuk jarak 2,5 mm
11
Tegangan Kerja
Peralatan Minyak baru Sedang dipakai
Di atas 35 kV 40 35
6 s/d 35 kV 30 25
Di bawah 6 kV 30 20
Berdasarkan standart yang dikeluarkan oleh ASTM yakni dalam standart
D – 877 disebutkan bahwa suatu bahan isolasi harus memi liki tegangan
tembus sebesar kurang lebih 30 kV untuk lebar sela elektroda 1 mm,
dengan kata lain kekuatan dielektrik bahan iolsi kurang lebih 30kV/mm.
Sedangkan menurut standart ASTM D – 1816 suatu bahan isolasi harus
mampu menahan tegangan sebesar 28 V untuk suatu lebar sela elektroda
sebesai 1.2 mm. Standart ini merupakan standart yang di terima secara
internasional dan harus dipenuhi oleh suatu bahan yang
sebagai suatu bahan isolasi.Kegunaan minyak trafo adalah selain untuk bahan
isolasi jugasebagai media pendingin antara kumparan kawat atau inti besi
dengansirip pendingin. Untuk minyak isolasi pakai berlaku untuk
transformatorberkapasitas > 1 MVA atau bertegangan >30 kV.
Minyak Transformator

12. 2. Minyak kabel juga merupakan salah satu hasil pemurnian
minyakbumi. Minyak kabel
digunakan untuk memadatkan penyekat kertas padakabe
l tenaga ,kabel tanah, dan terutama kabel tegangan
tinggi, kecualiuntuk menguatkan baik daya sekat
mekanisnya, penyekat kertas, juga untuk menjaga atau
menahan air supaya tidak meresap. sekaligus sebagai
elektrikum .
Pada dasarnya penyekat bentuk cair digunakan sebagai
bahan pembersih pada alat-alat listrik misalnya pada
reustak. Hal ini banyak
difungsikan sebagai pengisolasi atau bahan
pengisi seperti pada minyak trafo yang
merupakan pemurni bahan-bahan
mineral. Olehkarena i tu bahan isolasi bentuk
cair banyak digunakan karena memiliki daya tembus
tinggi dan daya hantar yang kuat.
Adapun kendala-kendala yang biasamenghambat kerja
yai tu misalnya pada minyak trapobiasa terdapat
ai rdan asam.
3. Cairan Sintesis disamping bahan– bahan tersebut
di atas terdapat pula isolasi cairsintesis yang juga
digunakan pada teknik listrik. Isolasi cair sintesis
yangsering digunakan pada teknik listrik adalah cairan
yang berisi chloor(hidrokarbon) seperti di feni l (CH)
dimana 3 sampai5. Atom hydrogendiganti dengan
atom chloor .Bahan– bahan ini diantaranya adalah
sovol,askarel, araclor, pyralen, shibanol.Sovol adalah
bahan cair yang agak kental ,tidak berwarna,
massa jenisnya. Lebih besar dari minyak trafo. dan
tegangan tembusnya hampir
sama dengan minyak trafo danpermiabi li tasnya le
bih tinggi .
12

13. Sovol yang dicampur dengan sedikit trichlobenzena
(CHCL)untukmengurangi kekentalannya sehingga
diperoleh bahan baru yang disebutsovtol. Karena sovol
dan sovtol tidak terbakar bila dengan udara dantidak
menyebabkan ledakan. Maka itu trafo yang diisi sovtol
tidakberisiko kebakaran dan ledakan sehingga sovtol
tidak digunakan padaisolasi pada pemutus dan juga
bahan ini beracun sehingga penggunaanyaharus hati –
hati
Me k a n i sme K e g a g a l a n I s o l a t o r C a i r
Teori mengenai kegagalan dalam zat cair kurang banyak
diketahuidibandingkan dengan teori kegagalan gas atau zat
padat. Hal tersebut disebabkan karena sampai saat ini
belum didapatkan teori yang dapat menjelaskan proses
kegagalan dalam zat cair yang benar-benar sesuai
antarakeadaan secara teoritis dengan keadaan sebenarnya.
Teori kegagalan zatisolasi cair dapat dibagi menjadi empat
jenis sebagai berikut :
a . Te o r i K e g a g a l a n E l e k t r o ni k Teori ini merupakan
perluasan teori kegagalan dalam gas, artinyaproses
kegagalan yang terjadi dalam zat cair dianggap serupa
denganyang terjadi dalam gas. Oleh karena itu supaya
terjadi kegagalan diperlukan elektron awal yang
dimasukkan kedalam zat cair. Elektron awal inilah yang
akan memulai proses kegagalan.
b . Te o r i K e g a g a l a n Ge l emb ung Kegagalan
gelembung atau kavitasi merupakan bentuk kegagalan
zat cair yang disebabkan oleh adanya gelembung-gelembung
gas didalamnya.
c . Te o r i K e g a g a l a n B o l a C a i r Jika suatu zat isolasi
mengandung sebuah bola cair dari jenis cairan lain, maka
dapat terjadi kegagalan akibat ketakstabilan bola cair
tersebut dalam medan listrik. Medan listrik akan
13

14. menyebabkan tetesan bola cairyang tertahan didalam
minyak yang memanjang searah medan dan padamedan
yang kritis tetesan ini menjadi tidak stabil. Kanal
kegagalan akan menjalar dari ujung tetesan yang
memanjang sehingga menghasilkan kegagalan total.
d.Teor i Kegagalan Tak Murni an Padat
Kegagalan tak murnian padat adalah jenis kegagalan
yangdisebabkan oleh adanya buti ran zat padat
(partikel) didalamisolasi cai ryang akan memulai
terjadi kegagalan.
3. I S O L A T O R G A S
Pada umumnya isolator gas digunakan sebagai media
isolasi danpenghantar panas. Beberapa hal yang perlu
diperhatikan pada isolator gas iniadalah ketidakstabilan
temperatur, ketidaknormalan sifat kedielektrikan
padatekanan yang tinggi dan resiko ledakan dari gas yang
digunakan.
K l a s i f i k a s i I s o l a t o r Ga s
Berdasarkan kekuatan dielektrik, rugi-rugi dielektrik,
stabilitas kimia,korosi, dll, isolator gas dapat diklasifikasikan
menjadi :
a .Ga s s e d e r ha na , c o nt o hnya :
Udara, Nitrogen, Helium, Hidrogen
b .Ga s Ok s i d a , c o nt o hnya :
Gas karbondioksida, Gas Sulphur dioksida
c .Ga s Hi d r o k a r b o n, c o nt o hnya :
Methana, Ethana, Propana.
d. Gas Elekt ronegat i f , contohnya :
Gas Sulphur hexaflorida, CH2Cl2
Bahan isolasi gas adalah digunakan sebagai pengisolasi
dan sekaligussebagai media penyalur panas. Bahan isolasi
gas yang dibahas dalam makalahini adalah: udara, sulphur
14

15. hexa fluorida (SF6) sebagai titik berat di dampinggas-gas
lain yang lazim digunakan didalam teknik listrik.
a. Udara merupakan bahan isolasi yang mudah
didapatkan,mempunyai tegangan tembus yang cukup
besar yaitu 30 kV/ cm. Contohyang mudah dijumpai
antara lain : pada JTR, JTM, dan JTT antarahantara
yang satu dengan yang lain dipisahkan dengan udara.
Hubunganantara tegangan tembus dan jarak untuk
udara tidak linier sepertiditunjukkan pada gambar
berikut:
Vt = f (celah udara) pada p = 1 atm, F=50Hz
b. Sulphur Hexa Fluorida (SF+) merupakan suatu gas
bentukan antaraunsur sulphur dengan fluor dengan
reaksi eksotermis:
15
S + 3 F2 ----------- SF + 262 kkal
Molekul Sulphur hexa fluorida

16. Terlihat pada gambar bahwa molekul SF6
mempunyai 6 atom Fluoryang mengelilingi sebuah atom Sulphur, di sini masing-masing
atomFluo mengikat 1buah elektron terluar atom Sulphur. Dengan
demikianmaka SF6 menjadi gas yang inert atau stabil seperti halnya gas mulia.
Sampai saat ini SF6 merupakan gas terberat yang mempunyai massa jenis6,139
kg/m3 yaitu sekitar 5 kali berat udara pada suhu 00 celsius dantekanan 1 atmosfir.
Sifat lainnya adalah : tidak terbakar, tidak larut padaair, tidak beracun, tidak
berwarna dan tidak berbau. SF6 juga merupakanbahan isolasi yang baik yaitu 2,5
kali kemampuan isolasi udara.Perbandingan SF6
dengan beberapa gas lain seperti tercantum pada tabel:
Seperti telah disebutkan di atas, bahwa untuk pembentukan SF6 timbul panas, ini
berarti bahwa pada pemisahan SF6 menjadi Sulphur danFluor memerlukan
panas dari sekelilingnya sebesar 262 k . kalori/ molekul. Hal ini tepat sekali
digunakan untuk bahan pendinginan padaperalatan listrik yang menimbulkan panas
atau bunga api pada waktubekerja, misalnya : sakelar pemutus beban. Sifat dari
SF6 sebagai mediapemadam busur api dan relevansinya pada sakelar pemutus
beban adalah:
a. Hanya memerlukan energi yang rendah untuk mengoperasikanmekanismenya.
Pada prinsipnya SF6 sebagai pemadam busur apiadalah tanpa memerlukan
energi untuk mengkompresikannya,namun semata-mata karena pengaruh
panas busur api yang terjadi.
b. Tekanan SF6 sebagai pemadam busur api maupun sebagaipengisolasi dapat
16
dengan mudah dideteksi.

17. c. Penguraian pada waktu memadamkan busur api maupunpembentukannya
kembali setelah pemadaman adalah menyeluruh(tidak ada sisa unsure
pembentuknya)
d. Relatif mudah terionisasi sehingga plasmanya pada CBkonduktivitasnya tetap
rendah dibandingkan pada keadaan dingin.Hal ini mengurangi kemungkinan
busur api tidak stabil dengan demikian ada pemotongan arus dan menimbulkan
tegangan antarkontak.
e. Karakteristik gas SF6 adalah elektro negatif sehinggapenguraiannya
menjadikan dielektriknya naik secara bertahap.
f. Transien frekuensi yang tinggi akan naik selama operasi pemutusandan
dengan adanya hal ini busur api akan dipadamkan pada saatnilai arusnya
rendah.c . G a s - g a s l a i n Gas bentukan fluoro organic misalnya
C7F14, C7F8, C14, F24 mempunyai tegangan tembus yang tinggi, berkisar
antara 6 – 10 kalitegangan tembus udara. Pemakaian gas ini cocok untuk
bahan isolasipada alat-alat pemutus.Gas karbon dioksoda (CO2) dapat
digunakan sebagai gas residupada bahan dielektrik cair (minyak) pada alat-alat
tegangan tinggi, antaralain: kabel dan trafo.Gas neon adalah salah satu gas
mulia yang banyak digunakansebagai bahan pengisi lampu-lampu tabung.
Penerapan Isolator Gas Pada Sistem
Kel ist r ikan
Berikut ini adalah beberapa penerapan penggunaan isolator
gas padasistem kelistrikan.
a. P a d a g a r d u i nd uk K o nve ns i o na lMengacu
pada arti dasar isolasi sebenarnya yaitu pemisah
antarabagian bertegangan yang satu dan bertegangan
yang lainnya, berartigardu i nduk
konvensi onal (gardu i nduk dengan i solasi
udara ) adalahgardu induk di mana antar gardu induk
tersebut terpisah oleh udarasebagai isolasinya sehingga
diperlukan tempat pembangunan gardu yang
luas.Udara yang dimaksud di sini adalah udara
biasa di mana tempat ki tabernapas menghirup.
17

18. b. Gas Insulated Substation / Gas Insulated
Swi tchgear ( GIS )Gardu induk ini
menggunakansebagai bahan isolatornya
yangdiletakkan di antara kedua substrat yang
bertegangan, maupun antarasubstrat yang
bertegangan satu denganyang tidak bertegangan.
Perludiketahui bahwa kri teria gasini tidak berbau,
tidak berwarna, tidakberacun, tidak terakar, tidak larut
dalam air, dan merupakan bahanisolator yang baik yang
mampu mengisolasi 8,9. Pembangunan gardu ini juga
tidak memerlukan area yang luas.
c. C i r c u i t B r e a k e r Pada CB, masih
menggunakankarena gas
tersebut mampumemadamkan busur api yang menjadi
pemicu kerusakan komponenlistrik, seperti terbakar,
meledak, dan lain sebagainya. Berikut alasan
me ng a p a me ng g una k a n:
a. Energi yangdiperlukan sediki t;
b. Tekanan gas mudah terdeteksi;
c. Tidak mengubah struktur zat, karena ketika terjadi
prosespembentukan dan penguraian akan sama
seperti semula;
d. Mudah terionisasi sehingga konduktivitasnya tetap
18
rendah;
e. Akibat keelektronegati fan, menjadikan
dielektriknya naik secarabertahap ketika terjadi
penguraian;
f. Busur api mudah dipadamkan.
d. Mesin-Mesin Listrik BesarMisalnya pada generator turbo dan
kondensator sinkron. Merekamenggunakan gassebagai
isolatornya. Hidrogen mampu bertindaksebagai
pendingin sebab memiliki konduktvitas termal yang relatif
tinggisehingga dapat mengurangi rugi-rugi pada belitannya.

19. Kemudian,kebisingan dapat diminimalisir sebab kepekatan
hidrogen lebih rendahdibanding udara. Namun, hati -hati
dengan reaksi antara hidrogendanudara karena pada
perbandingan tertentu, dapat mengakibatkan letusan.
e. Perangkat Tegangan Tinggi seperti Kabel dan
TransformatorPada kabel dan transforator, mereka
menggunakan gassebagai isolator sebab tegangan
tembusnya rendah yai tu 157, sebagai gas residupada
bahan dielektrik cair, dan tahan tehadap suhu tinggi 6880
˚C / W/
f. Bahan Dielektrik KondensatorMenggunakansebagai
pendingin dengan resistivitas termal 10400˚C / W/pada
suhu 30˚C dan tegangan tembus 358 V ⁄cm.
g. Lampu TabungMenggunakan gas Ne dengantegangan
tembusnya seki tar 100V/cm, resistivitastermalnya
2150˚C/W
h. Komponen yang di i si GasKomponen yang diisi gas
seperti yang terdapat pada Live Tank CBdan Dead Tank CB.
Pada Live Tank CB, ketika kontaktor terbuka, makagas yang
mengisolasi akan keluar melalui nozzle sehingga busur
apidapat dipadamkan. Sedangkan pada Dead Tank CB, saat
kontaktorterbuka maka katup gas ikut terbuka menurunkan
tekanan yangsemulanya tinggi, maka gas akan masuk ke
pipa dan nozzle pada tangkiutama sehingga tekanan di
tangki utama akan sedikit naik tapi tekananakan
menurunkan dengan memompa gas masuk ke reservoir
bertekanantinggi.
i. Current Transformer dan Busbar Berikut gas-gas yang
sering dipakai pada alat ini adalah:
19

20. Properties of gases at 20˚ C 1 atm
Gas Breakdown Field Strength (kV/mm)
Hydrogen 1,9
Helium 1
Neon 0,29
Nitrogen 3,3
Air 3,2
Oksigen 2,9
Argon 0,65
Karbon Dioksida 2,9
Kr 0,8
20
8,9
Mekanisme Kegagalan Isolator Gas
Mekanisme Kegagalan Isolasi Gas Dalam mekanisme
tembus listrikbahan isolasi, ada beberapa peristiwa/proses
yang berperan di dalamnya,antara lain:
a. Ionisasi, yaitu peristiwa terlepasnya elektron dari ikatan
atom netralsehingga menghasi lkan satu
elektronbebas dan ion posi ti f
b. Deionisasi, yaitu peristiwa dimana satu ion positif
menangkap elektronbebas sehingga ion positif tersebut
menjasi atom netral
c. Emisi, yaitu peristiwa terlepasnya elektron dari
permukaan logammenjasi elektron bebas Proses
dasar dalamkegagalan isolasi gas adalahionisasi
benturan oleh elektron.Ada dua jenis proses dasar yaitu :
d. Proses primer, yang memungkinkan terjadinya banjiran
electron
e. Proses sekunder, yang memungkinkan terjadinya
peningkatan banjiranelektron

21. Saat ini dikenal dua mekanisme kegagalan gas
yaitu:
a .Me k a ni sme K e g a g a l a n To wns e nd Pada
proses primer, elektron yang dibebaskan bergerak
cepatsehingga timbul energi yang cukup kuat untuk
menimbulkan banjiran elektron. Jumlah elektron Ne
pada lintasan sejauh dx akan bertambahdengan 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,
sehing
ga dNe = dN+ =dimana :koefisien ionisasi
Townsend jumlah ion positif baru yang dihasilkan Ne :
jumlah total electronkecepatan 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.
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 olehimpedansi
rangkaian yang menunjukkan mulainya percikan.
21

22. b. Me k a ni sme K e g a g a l a n S t r e ame r
Ciri utama kegagalan streamer adalah postulasi sejumlah
besarfoto ionisasi molekul gas dalam ruang di depan
streamer dan pembesaranmedan 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 yangmembelakangi muatan ruang ion
positif. Medan Er yang dihasilkan olehmuatan 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 s
ehingga,dimana :
N : kerapatan ion per cm2,
e : muatan elektron ( C ),
ε : permitivitas ruang bebas
R : jari jari (cm),
V : kecepatan banjiran
D : koefisien diffusi.
22

23. 23
BAB 3. PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Isolator biasa disebut juga penyekat ,Penyekatan listrik terutama
dimaksudkan agar arus listrik tidak dapat mengalir.
Bahan / benda yang bersifat isolator ialah akan menghambat arus
listrik karena dalam bahan yang bersifat isolator seluruh lintasan
elektronnya memiliki ikatan yang kuat dengan intinya atau dengan
kata lain pada bahan islotor tidak mempunyai elektron bebas
sehingga walau diberi tegangan listrik tidak akan membuat
elektron -elektronnya bergerak..
3.2 SARAN
Diharapkan adanya kritik dan saran atas hasil penulisan makalah
iniagar pada penulisan selanjutnya dapat mengurangi kesalahan
BAB 4. DAFTAR PUSTAKA
http://faizalnizbah.blogspot.com/2013/06/isolator-bentuk-cair.html
https://www.scribd.com/doc/195982010/Isolator-pdf
http://mawarputi.blogspot.com/2011/12/isolator-ilmu-bahan-elktronika.
html#sthash.f3bgdyfb.dpuf
http://ancharyu.wordpress.com/2010/02/27/isolator -
cair/ http://adykhulu.blogspot.com/2008/12/isolator-gas.html