chapter ii

BAB II

DIELEKTRIK

II.1. Pengertian Dielektrik

Dielektrik adalah suatu bahan yang memiliki daya hantar arus yang sangat

kecil atau bahkan hampir tidak ada. Bahan dielektrik dapat berwujud padat, cair dan

gas.Tidak seperti konduktor, pada bahan dielektrik tidak terdapat elektron-elektron

konduksi yang bebas bergerak di seluruh bahan oleh pengaruh medan listrik. Medan

listrik tidak akan menghasilkan pergerakan muatan dalam bahan dielektrik. Sifat

inilah yang menyebabkan bahan dielektrik itu merupakan isolator yang baik. Dalam

bahan dielektrik, semua elektron-elektron terikat dengan kuat pada intinya sehingga

terbentuk suatu struktur regangan (lattices) benda padat, atau dalam hal cairan atau

gas, bagian-bagian positif dan negatifnya terikat bersama-sama sehingga tiap aliran

massa tidak merupakan perpindahan dari muatan. Karena itu, jika suatu dielektrik

diberi muatan listrik, muatan ini akan tinggal terlokalisir di daerah di mana muatan

tadi ditempatkan.

Masing-masing jenis dielektrik memiliki fungsi dan fungsi yang paling

penting dari suatu isolasi adalah:

1. Untuk mengisolasi antara penghantar dengan pengahantar yang lain.

Misalnya antara konduktor fasa dengan konduktor fasa, atau konduktor fasa

dengan tanah.

2. Menahan gaya mekanis akibat adanya arus pada konduktor yang diisolasi.

3. Mampu menahan tekanan yang diakibatkan panas dan reaksi kimia.

Agar dielektrik mampu menjalanakan tugasnya dengan baik maka dielektrik

harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:

Universitas Sumatera Utara

1. Mempunyai kekuatan dielektrik yang tinggi, agar dimensi sistem isolasi

menjadi kecil dan pengunaan bahan dielektrik semakin sedikit, sehingga

harganya semakin murah.

2. Rugi-rugi dielektrik yang rendah, agar suhu bahan isolasi tidak melebihi batas

yang ditentukan.

3. Memiliki kekuatan kerak tinggi, agar tidak terjadi erosi karena tekanan

elektrik permukaan.

4. Memiliki konstanta dielektrik yang tepat dan cocok, sehingga membuat arus

pemuatan tidak melebihi yang diijinkan.

5. Kemampuan menahan panas tinggi (daya tahan panas).

6. Kerentanan terhadap perubahan bentuk pada keadaan panas.

7. Konduktivitas panas yang tinggi.

8. Koefisien muai panas yang rendah.

9. Tidak mudah terbakar.

10. Tahan terhadap busur api.

11. daya serap air yang rendah.

Tetapi dalam prakteknya tidak ada dielektrik yang mampu memenuhi semua

syarat-syarat diatas. Sehingga diperlukan kompromi tentang sifat-sifat apa saja

yang lebih diutamakan.

II.2. Jenis-Jenis Dielektrik

Dielektik ada tiga jenis, yaitu padat (solid), cair (liquid) dan udara (gas).

Setiap bahan dielektrik memiliki kekuatan dielektrik tertentu, yaitu tekanan elektrik


tertinggi yang dapat ditahannya dimana dielektrik tersebut tidak berubah sifat menjadi

konduktif (tembus listrik).

Berikut ini dalam tabel 2.1** akan diberikan beberapa contoh dari bahan-bahan

dielektrik :

Bahan KD

( kV/cm ) Tg (50 Hz)

Konstanta

dielektrik ()

Karet

Natural rubbe

r 100 390 0,02 0,1 2,9 6,6

Silicon rubber

90 - 390 0,006 0,02 2,6 3,4

Polysar kryflex

dan styrene

butadine

rubber

80 380 0,02 0,09 3,8 6,2

Butyl rubber

dan polysar

butyl rubber

80 200 0,003 0,03 2,2 3,2

Keramik

Alumina

1600 5 x 10-4 9

Forsterite

8001200 3 4 x10-4 6

PVC 300 0,015 0,02 3 3,3

Fluoro

Carbon

Plastics

P.T.F.E 200 < 0,0002 2

P.C.T.F.E 210 0,0012 0,0036 2,3 2,8

P.V.F2 104512 0,0491 0,15 6,49 - 8,4

Nylon

Nylon 6/6 154 0,014 4,1

Nylon 6 176-204 0,06 0,1 5 - 14


Nylon 6/10 190 0,04 4,6

Mika dan

turunannya

Muscovite 10.000 0,03 6 7,5

phlogopite 7000 0,03 6 7,5

Dielektrik

Minyak

transformator 150 0,001 2,2 2,3

Kabel 300 0,002 2,3 -2,5

Kapasitor 200 0,25 x 10-2 2,1

Askarels 200-250 0,6 x 10-2 4,8

silikon 300-400 10-3 2,7 - 3

Polyethylen

Low Density 170-280 2.10 -4 2,3

Med-Density 200-280 2.10 -4 2,3

High Density 180-240 2.10 -4 2,35

Irradiated 720-1000 5.10 -4 2,3

** M.S Naidu, V. Kamaraju High Voltage Enggineering, Tata Mc Graw-Hill Publishing, Seven

Reprint, bab III dan IV, New Delhi, 1990. Tabel 2.1. Beberapa contoh kekuatan dielektrik suatu bahan.

II.3. Rangkaian Ekivalen Dielektrik

Arus yang timbul pada suatu dielektrik ada tiga komponen yaitu arus

pengisian, arus absorpsi dan arus konduksi. Sehingga rangkaian ekivalen suatu

dielektrik harus dapat menampilkan adanya ketiga kompanen arus diatas. Rangkaian

ekivalen mendekati gambar berikut.


baC g

ik

ia

R k

R a C a

ip

Gambar 2.1. Rangkaian ekivalen suatu dielektrik

Keterangan:

Cg = Kapasitansi geometris Rk = Tahanan dielektrik

Ra = Tahanan absorbsi Ca = Kapasitansi arus absorbsi

A C

Ic

IR

I R e

C e

a b

Gambar 2.2. Rangkaian ekivalen dielektrik

maka komponen arus adalah sebagai berikut:


VCIRVI

ec

eR

=

=

Arus total yang diberikan sumber tegangan adalah seperti gambar 2.3. berikut ini :

Gambar 2.3. Komponen arus dielektrik

II.4. Karakteristik Dielektrik

Ada enam sifat-sifat listrik dielektrik yang perlu diketahui yaitu:

1. Kekuatan dielektrik

2. Konduktansi

3. Rugi-rugi dielektrik

4. Tahanan isolasi

5. Peluahan parsial (partial discharge)

6. Kekuatan kerak isolasi (tracking strength)

Berikut ini akan dijelaskan secara sederhana maksud dari keenam sifat di atas.

II.4.1 Kekuatan Dielektrik

Semua bahan dielektrik memiliki tingkat ketahanan yang disebut dengan

kekuatan dielektrik, diartikan sebagai tekanan listrik tertinggi yang dapat ditahan

oleh dielektrik tersebut tanpa merubah sifatnya menjadi konduktif. Apabila suatu

............................... 2.1

... 2.2

IR

IcI


dielektrik berubah sifatnya menjadi konduktif, maka dielekrik tersebut telah tembus

listrik (breakdown). Kekuatan dielektrik juga dapat diartikan sebagai tekanan listrik

terendah yang mengakibatkan dielektrik tersebut tembus listrik. Kekuatan dielektrik

ini disebut juga dengan kuat medan kritis.

Tegangan tembus (breakdown voltage) suatu isolator adalah tegangan

minimum yang dibutuhkan untuk merusak dielekrik tersebut. Kekuatan dielektrik dari

suatu bahan isolasi dinyatakan dengan tegangan maksimum yang dapat ditahan oleh

suatu medium tanpa merusaknya. Dengan kata lain, kekuatan dielektrik dinyatakan

dengan gradien tegangan yang diperlukan supaya dielektrik itu mengalami tembus

listrik.

II.4.2 Konduktansi

Apabila tegangan searah diberikan pada plat-plat sebuah kapasitor komersil

dengan isolasi seperti mika, porselin atau kertas maka arus yang timbul tidak berhenti

mengalir untuk waktu yang singkat, tetapi turun perlahan-lahan. Hal itu disebabkan

oleh ketiga komponen arus yang terdapat di dalam dielektrik tersebut seperti

diperlihatkan pada gambar 2.4. di bawah ini.

Gambar 2.4.Arus pada kapasitor komersial

t1 t2 t3t

ikip ia

im

i


Arus pengisian (ip) terjadi selama waktu t1. Arus pengisian disebabkan oleh

molekul-molekul yang bergerak cepat sehingga terpolarisasi dengan cepat pula.

Kemudian arus berkurang perlahan-lahan selama t2, arus ini disebut arus absorpsi (ia).

Arus absorpsi terjadi karena adanya gerakan-gerakan lambat (viscous) dari molekul-

molekul dielektrik. Akhirnya arus mencapai nilai tertentu (ik), arus ini disebut arus

konduksi. Arus ini tetap mengalir dengan konstan karena tahanan dielektirk tidak

mencapai nilai tak hingga.

II.4.3 Rugi-rugi Dielektrik

Rugi-rugi dielektrik untuk isolasi tegangan tinggi merupakan salah satu ukuran

penting terhadap kualitas material isolasi. Suatu bahan dielektrik tersusun atas

molekul-molekul dan elektron-elektron di dalamnya terikat kuat dengan inti atomnya.

Ketika bahan tersebut belum dikenai medan listrik, maka susunan molekul dielektrik

tersebut masih belum beraturan (tidak tersusun rapi), seperti ditunjukkan pada

Gambar 2.5.a.

a b c

Gambar 2.5. Dampak medan listrik terhadap molekul dielektrik

E E


Ketika molekul-molekul tersebut dikenai medan listrik, maka muatan inti

positif mengalami gaya yang searah dengan medan listrik dan elektron-elektron dalam

molekul tersebut akan mengalami gaya listrik yang arahnya berlawanan dengan arah

medan listrik tadi. Gaya listrik ini akan mengubah posisi elektron dan proton dari

posisi semula, akibatnya molekul-molekul dielektrik akan terpolarisasi dan berubah

arahnya sejajar dengan arah medan listrik, seperti pada Gambar 2.5.b. Karena

mendapat terpaan elektrik yang selalu berubah-ubah arahnya, maka arah dipol juga

berubah-ubah setiap saat (1800) terhadap posisi semula, seperti pada Gambar 2.5.c.

Perubahan arah molekul akan menimbulkan gesekan antar molekul. Karena medan

listrik yang berubah setiap saat, maka gesekan antar molekul juga terjadi berulang-

ulang. Gesekan ini akan menimbulkan panas yang disebut dengan rugi-rugi dielektrik.

II.4.4 Peluahan Parsial ( Partial Discharge)

Peluahan parsial (partial discharge) adalah peluahan elektrik pada medium

isolasi yang terdapat di antara dua elektroda berbeda tegangan, di mana peluahan

tersebut tidak sampai menghubungkan kedua elektroda secara sempurna. Peristiwa

seperti ini dapat terjadi pada isolasi padat yang di dalamnya terdapat rongga udara

seperti ditunjukkan pada gambar 2.6. berikut ini :

D ie lektrik padat

D ie lektrik udara

D ie lektrik padats2

u E r

E p

E p

rp

rp

Gambar 2.6. Celah udara dielektrik padat


Jika medan elektrik dihasilkan oleh dua elektroda piring sejajar yang luasnya

tak hingga, maka kuat medan elektrik pada setiap lapis dielektrik adalah:

+++

=

n

nn sss

VE

...

2

2

1

1

......................................................................... 2.3

dimana:

V = beda tegangan di antara elektroda (V)

= konstanta dielektrik

s = tebal dieletrik (cm)

Jika dimisalkan konstanta dielektrik padat adalah enam dan konstanta

dielektrik udara adalah satu, maka kuat medan dielektrik pada celah udara untuk

susunan dielektrik seperti gambar di atas adalah:

uu

u

sssV

sssVE

++

=

++

=

6662121

........................................................... 2.4

Karena su relatif sangat kecil dibanding terhadap tebal keseluruhan dielektrik

padat (s1 + s2), maka kuat medan dieletrik pada celah udara adalah:

21

6ss

VEu += .......................................................................... 2.5

Dengan cara yang sama dapat dihitung kuat medan elektrik pada dielektrik

padat, hasilnya adalah:

21 ssVEp +

= ......................................................................... 2.6

Terlihat bahwa kuat medan dielektrik pada celah udara enam kali lebih besar

dari kuat medan eletrik dielektrik padat. Sedangkan kekuatan dielektrik udara jauh

lebih kecil dari kekuatan dielektrik padat. Jika kuat medan elektrik di celah udara

melebihi kekuatan dielektrik udara, maka udara akan tembus listrik. Sementara itu


1 2 s

dielektrik padat tidak mengalami tembus listrik. Karena terpaan elektrik yang

dialaminya masih di bawah kekuatan dielektriknya. Karena tembus listrik hanya

terjadi di celah udara maka peristiwa ini disebut peluahan parsial (partial discharge).

Ada beberapa jenis peristiwa pada peluahan parsial, yaitu ;

1. Peluahan parsial internal

Peluahan ini terjadi pada susunan dielektrik yang tidak sempurna, terdapat

celah atau rongga yang berisi udara atau pun campuran dielektrik lain yang memiliki

konstanta dielektrik lebih rendah. Kondisi tersebut dapat diilustrasikan pada gambar

di bawah ini.

Gambar 2.7. Kemungkinan terjadinya peluahan internal

2. Peluahan parsial permukaan

Peluahan parsial permukaan mungkin terjadi bila terdapat daerah yang secara

paralel dengan dielektrik mengalami stres tegangan berlebihan. Kejadian ini biasa

dialami pada bushing, ujung kabel, overhang dari kumparan generator.

3. Korona

Korona merupakan hasil terakselerasinya ionisasi di bawah pengaruh suatu

medan listik. Ini merupakan suatu proses fisika dimana struktur molekul netral atau

d

V

1 > 2 dan, d >>> s


atom diubah akibat benturan atom atau molekul netral dengan elektron bebas, photon

atau ion negatif. Setiap sistem isolasi atau elektroda dimana korona dapat terjadi

merupakan sumber korona. Wilayah dimana korona terjadi disebut lokasi korona.

Korona dapat dideteksi dari peristiwa emisi cahaya yang berwarna violet atau juga

dari bunyi getaran yang dihasilkan pada konduktor.

4. Pemohonan elektrik (electrical treeing)

Pemohonan elektrik bermula dari kondisi dielektrik yang tidak baik

dikarenakan adanya rongga/celah udara di dalam dielektrik itu sendiri. Apabila diberi

tegangan tinggi, maka terjadi peluahan internal yang dalam waktu lama akan terjadi

percabangan rongga akibat erosi. Pemohonan elektrik dapat juga terjadi dalam waktu

yang singkat dikarenakan ketidak mampuan dielektrik dalam menahan terpaan medan

listrik. Oleh karena peristiwa ini maka dielektrik telah mengalami kerusakan secara

fisik.

II.4.5 Tahanan Isolasi

Jika suatu dielektrik diberi tegangan searah, maka arus yang mengalir pada

dielektrik terdiri dari dua komponen, yaitu Arus yang mengalir pada permukaan

dielektrik (Is) dan arus yang mengalir melalui volume dielektrik (Iv) seperti terlihat

pada gambar 2.8. Sehingga hambatan dielektrik terdiri dari resistansi permukaan dan

resistansi volum.


VA

Ia

Is

Iv

Gambar 2.8. Arus pada suatu dielektrik

Dalam prakteknya, hasil tahanan isolasi tergantung pada besar polaritas

tegangan pengukuran serta jenis bahan isolasi.

II.4.6 Kekuatan Kerak Isolasi

Bila suatu sistem isolasi diberi tekanan elektrik, maka arus akan mengalir pada

permukaannya. Besar arus permukaan ini menentukan besarnya tahanan permukaan

sistem isolasi. Arus ini sering juga disebut arus bocor atau arus yang menelusuri sirip

isolator. Besar arus tersebut dipengaruhi oleh kondisi sekitar, yaitu suhu, tekanan,

kelembaban dan polusi. Secara teknis sistem isolasi harus mampu memikul arus bocor

tersebut tanpa menimbulkan pemburukan karena arus bocor dapat dibatasi.

Arus bocor menimbulkan panas, dan hasil sampingannya adalah timbulnya

penguraian pada bahan kimia yang membentuk permukaan sistem isolasi. Efek yang

sangat nyata dari penguraian ini adalah timbulnya kerak (jejak arus). Kerak dapat

membentuk jalur konduktif yang selanjutnya akan menimbulkan tekanan elektrik

yang berlebihan pada isolasi. Panas yang ditimbulkan arus bocor dapat juga

menimbulkan erosi tanpa didahului oleh adanya kerak konduktif.


II.5. Penggunaan Dielektrik

Dielektrik digunakan untuk memisahkan dua permukaan yang memiliki

perbedaan potensial listrik. Dielektrik banyak digunakan sebagai isolasi pemisah dan

pembungkus pada konduktor. Ada empat area yang secara prinsipil harus

menggunakan pemisah, yaitu :

1. Antara phasa dengan bumi

2. Antara phasa dengan phasa

3. Antara belitan suatu kumparan

4. Antara kumparan dengan kumparan lainnya

II.5.1. Penggunaan Pada Transformator Daya

Pemakaian dielektrik sebagai pemisah pada transformator daya dibagi secara

luas dalam beberapa hal, sebagai berikut :

1. Pemisah antar belitan

2. Pemisah antar kumparan

3. Pemisah kumparan tegangan rendah dengan bumi

4. Pemisah kumparan tegangan rendah dengan kumparan tegangan tinggi

5. Pemisah kumparan tegangan tinggi dengan bumi

Pada transformator daya, kumparan tegangan tinggi maupun tegangan rendah

dimasukkan ke dalam suatu tangki logam. Kumparan inti trafo ditahan atau

didudukkan pada isolator solid yang pada umumnya berupa kayu untuk mencegah

terjadinya bagian kontak tegangan pada tangki. Rongga kosong yang ada normalnya

diisi dengan dielektrik minyak atau pun gas. Minyak atau pun gas ini membantu

mengurangi panas yang timbul pada konduktor inti selain menambah umur trafo

tersebut. Pada kumparan konduktor belitan-belitan trafo dipisah dengan menggunakan


enamel organik untuk rating trafo yang rendah, namun pada rating yang lebih tinggi

digunakan kertas atau gelas sebagai pembungkus konduktor. Selain itu, dapat dipakai

juga pressboard, glass fabric, porcelain untuk kondisi rating trafo yang lebih tinggi

lagi.

II.5.2. Penggunaan Pada Mesin Berputar

Pada mesin berputar seperti motor atau generator, penggunaan dielektrik pada

mesin ini ditentukan berdasarkan tegangan kerja mesin, apakah bekerja pada tegangan

tinggi atau pada tegangan rendah. Untuk bahan-bahan dielektrik yang dipakai, maka

kemampuan suhu kerja serta kekuatan mekanis bahan harus diperhatikan. Bahan yang

sering dipakai adalah mika, enamel organik dan epoxi resin.

II.5.3. Penggunan Pada Circuit Breaker

Circuit breaker merupakan alat listrik yang berfungsi memutuskan daya dari

sumber arus kepada beban pada saat terjadi gangguan. Circuit breaker merupakan

saklar otomatis yang memiliki lengan penghubung yang dalam kondisi normal berada

dalam keadaan tertutup. Bila terjadi gangguan maka lengan penghubung akan terbuka

sehingga rangkaian menjadi terbuka. Pada tegangan yang rendah, circuit breaker diisi

dengan udara, namun pada tegangan tinggi dan dengan daya yang besar biasanya

digunakan OCB (Oil Circuit Breaker), gas SF6 atau juga hampa udara. Bahan-bahan

tersebut berguna untuk mencegah terjadinya arus busur api, ataupun mempercepat

pemadaman busur api yang sempat terjadi.

Pada tabung atau kotak CB biasanya dilapisi oleh bahan isolasi seperti teflon,

mika, plastik, kaca, porselein atau lainnya sesuai dengan kemampuan temperatur

bahan tersebut bekerja normal.


II.5.4. Penggunaan Pada Kabel

Dewasa ini, penggunaan karet alami praktis telah digantikan oleh penggunaan

karet sintetis atau pelastik sebagai pemisah kabel. Pengguanaan dari bahan tersebut

tergantung pada jenis aplikasinya. Bahan tersebut harus dapat memanjang,

merenggang atau memiliki sifat elastisitas dan kekerasan yang baik sehingga

memudahkan pada waktu pemasangan atau perbaikan selain itu juga tidak mudah

rusak. Bahan tersebut juga harus memiliki konstanta dielektrik dan faktor daya yang

rendah tetapi memiliki kekuatan dielektrik dan resistansi yang tinggi. Juga, selama

operasional, dikarenakan melebihi beban penuh atau pun dalam keadaan beban penuh

yang terjadi terlalu lama, maka bahan dapat rusak karena temperatur yang tinggi. Hal

ini memaksa bahan untuk dapat memilki kemampuan menahan penuaan akibat

tingginya temperatur dengan baik. Bahan juga harus dapat menahan sinar matahari

dengan lama dan berbagai jenis bahan kimia. Kabel tegangan tinggi dapat

menimbulkan ozon, sebagai akibatnya bahan dielektrik akan menjadi lebih buruk.

Tempat yang paling dipengaruhi adalah yang dekat dengan konduktor.

Kabel juga kadang-kadang ditempatkan pada sungai atau di bawah laut. Untuk

penerapan tersebut maka bahan harus dapat tetap kering atau memiliki daya serap air

yang rendah. Ketika kabel harus digunakan pada temperatur yang dingin, maka bahan

tidak boleh menjadi kaku dan merenggas sehingga menjadi gampang rusak. Kejadian

peluahan sebahagian (partial discharge) pada bahan dielektrik juga harus dijaga untuk

serendah mungkin terjadi.

Jenis bahan dielektrrik yang sering digunakan pada industri kabel adalah

kertas, karet, plastik dan udara tekan. Kertas masih sering digunakan sebagai

pembungkus selubung kabel adalah karena keterandalannya, kekuatan dielektrik yang


tinggi, rugi-rugi dielektrik yang rendah dan umur yang panjang. Yang paling sering

digunakan sebagai bahan dielektrik untuk kabel tegangan rendah adalah P.V.C (Poly-

Vinyl-Chloride). Polyethylen dan sejenisnya juga sering digunakan. P.V.C tidak cocok

digunakan untuk tegangan tinggi dikarenakan konstanta dielektrik yang tinggi dan

tingginya rugi-rugi. Bahan ini tidak dapat digunakan secara berkelanjutan pada

tegangan yang lebih tinggi, meskipun P.V.C. dapat digunakan pada temperatur di atas

85 oC pada tegangan rendah tanpa terganggu. Pada sisi lainnya, polyethylene memiliki

konstanta dielektrik yang rendah dan nilai rugi-rugi yang rendah tetapi memiliki

kekuatan dielektrik yang tinggi. Bahan dielektrik yang paling baik untuk tegangan

tinggi dan temperatur kerja yang tinggi adalah teflon (P.T.F.E) yang dapat digunakan

sampai 250 oC. Karet silikon memiliki derajat ketahanan panas yang tinggi untuk suhu

kerja sampai 150oC. Karena kelebihan yang dimiliknya, maka bahan ini sering

digunakan pada kabel pesawat udara. Pada dielektrtik kertas, kertas yang digunakan

adalah kertas impregnasi dengan minyak. Dalam tabel 2.2 berikut ini akan diberikan

beberapa jenis bahan yang sering digunakan pada kabel.


Jenis Bahan

Tegangan

maksimum operasi

kabel a.c. (kV)

Batas

temperatur kerja

(oC)

Kertas

Impregnasi

Tipe padat 95,0 -10 sampai 85

Tipe berminyak 400,0 -20 sampai 70

Tipe berongga udara 400,0 -20 sampai 70

Berlapis vernis 28,0 -10 sampai 80

Karet

Alami 3,0 -40 sampai 70

Lateks - sintetis 0,6 -40 sampai 75

Neopren-sintetis 0,6 -30 sampai 90

Silikon-sintetis 5,0 -40 sampai 150

Butyl-sintetis 25.0 -40 sampai 80

Plastik

P.V.C 0.6 -30 sampai 105

polietilen 15,0 -60 sampai 80

Teflon 5,0 -54 sampai 250

Fluorothenes 5,0 -54 sampai 150

Tabel 2.2. Bahan yang sering digunakan pada kabel

II.5.5. Penggunan Pada Kapasitor Daya

Penggunaan kapasitor daya erat kaitannya dengan membicarakan sistem

distribusi daya listrik. Kapasitor daya dikenal baik fungsinya sebagai penyetabil

tegangan pada sistem transmisi dan kemampuanya dalam memperbaiki faktor daya

pada jaringan distribusi.


Pemakaian energi listrik pada industri, pada umumnya menyerap daya reaktif

sehingga menimbulkan arus yang tertinggal terhadap tegangan pada jaringan. Hal ini

membutuhkan penambahan kapasitansi. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan

kapasitor yang menyerap daya kapasitif sehingga timbul arus yang mendahului

tegangan. Kapasitor dibuat dalam unit-unit yang sederhana dengan rating tegangan

dari 220 volt sampai 13.800 volt dengan rating daya reaktif mulai dari 0,5 KVAR

sampai 25 KVAR. Kapasitor daya umumnya dibuat dengan menggunakan kertas

impregnasi.

Kapasitor daya juga digunakan pada penerapan frekuensi tinggi seperti

perbaikan faktor daya pada pemanas atau kumparan tungku api. Pada frekuensi yang

tinggi rugi-rugi dielektrik naik dengan sangat cepat, hal ini membuat kapasitor

menjadi panas sehingga kapasitor harus segera didinginkan dengan menggunakan air

pendingin.

Umumnya, kapasitor daya dibuat dengan menggunakan lembaran kertas

dengan ketebalan yang memadai dan alumunium foil dengan ketipisan enam mikron

sebagai elektroda. Lembaran kertas disusun satu persatu kemudian bersamaan dengan

elektroda alumunium diimpregnasi dengan minyak dielektrik. Minyak kapasitor yang

digunakan adalah yang memiliki rugi-rugi dielektrik yang rendah dengan harga yang

murah.

Persyaratan bahan kertas sebagai dielektrik pada penerapan sebagai kapasitor

hendaknya memiliki kekuatan dielektrik yang tinggi, rugi-rugi dielelektrik yang

rendah, konstanta dielektrik yang tinggi, ketebalan yang sama, campuran partikel

konduktor diusahakan sangat rendah.

Dalam perkembangan penemuan bahan, maka kertas yang dulunya sering

digunakan sebagai dielektrik pada kapasitor kini mulai digeser oleh polypropilene


plastic film. Hasilnya adalah ukuran kapasitor yang semakin mengecil dengan

kemampuan yang hampir sama.

II.5.6. Penggunaan Pada Peralatan Elektronik

Penggunaan pada peralatan elektronik sangat kompleks, kemampuan bahan

bergantung pada kemampuan alami bahan yang digunakan. Bahan yang digunakan

harus dapat bekerja pada tegangan ac maupun dc dalam berbagai kondisi temperatur

dan kelembapan. Penerapan bahan dielektrik dalam hal ini adalah dalam pembuatan

komponen-komponen elektronika, dudukan komponen peralatan tersebut, pelindung

dan pengaman.


chapter ii

Documents