BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Tekanan Mekanis Benda memiliki suatu massa atau berat. Berat sebuah benda berasal dari dua hal yaitu internal dan eksternal. Berat yang berasal dari bahan tersebut disebut internal dan berat yang diakibatkan oleh gravitasi disebut eksternal. Berat yang berasal dari eksternal akan memiliki arah. Oleh sebab itu berat itu dapat dinyatakan sebagai gaya yang merupakan besaran vektor. Besaran berat dinyatakan dengan satuan massa yaitu kilogram atau gram[2]. Suatu bahan jika diberi suatu gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu bidang dengan luas tertentu disebut dengan tekanan. Tekanan yang disebabkan oleh benda dapat dikatakan sebagai tekanan mekanis. Tekanan mekanis terdiri dari tegangan tarik, kekuatan tekan, dan modulus elastisitas. Besarnya tekanan mekanis dapat dilihat sebagai berikut : σσ MM = FF AA (2.1) Dimana : σσ M : Tekanan mekanis (Kg/mm 2 ) F : Gaya berat beban (Kg) A : Luas Penampang benda (mm 2 ) Sifat dari isolasi sangat rentan dengan kekuatan mekanis yaitu tahan terhadap tekanan yang ditimbulkan dari internal maupun eksternal. Kekuatan mekanis bahan isolasi adalah kemampuan dimana bahan isolasi mampu untuk menahan atau memikul beban[3]. 4

2 2.2 Proses Terbentuknya Kertas Kertas termaksud bahan berserat yang seratnya pendek. Salah satunya yang terbuat dari kayu. Kayu merupakan salah satu komuditi yang paling sering dimanfaatkan manusia untuk berbagai keperluaan. Kayu dalam penggunaannya memiliki kekuatan tertentu, terutama mengenai sifat fisik dan mekaniknya. Sifat fisik, sifat mekanik, dan sifat kimia merupakan sifat dari kayu. Namun dari ketiganya sifat kayu yang erat kaitannya dengan kekuatan kayu adalah sifat mekanik dari kayu. Salah satu dari sifat mekaniknya adalah kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan[4]. Sifat-sifat mekanik yang penting diketahui kaitannya dengan kekuatan kayu, yaitu : 1. Kekuatan lengkung. 2. Kekuatan tekan sejajar serat. 3. Tekanan tegak lurus serat. 4. Keuletan. 5. Kekenyalan. 6. Kekerasan sisi. 7. Kekuatan tarik sejajar serat. Kayu terdiri dari zat hemiselulosa yang diperkuat oleh lignin dan unsurunsur lainnya. Kertas yang berasal dari kayu pada dasarnya adalah selulose (C 6 H 10 O 5 ) atau asetat. Dibuat dari kayu melalui proses kimia dengan cara menjadikan bubur kertas (pulp) terlebih dahulu. Pada proses pulp, hemiselulosa dipisahkan dari lignin. Untuk mendapatkan selulose murni dengan cara pulp bersama bahan kimia yang terdiri dari senyawa dengan menggunakan basa kuat 5

3 yaitu, natrium hidroksida, NaOH dan natrium sulfida, Na2S. Kemudian dimasak dalam tangki dan diaduk untuk mendapatkan campuran yang larut didalam air sedangkan selulosenya sendiri tidak larut dan akan terpisah dari lignin, selulose inilah yang selanjutnya digunakan menjadi kertas[5]. Kertas yang digunakan untuk bahan isolasi, selulose yang dimasak dengan senyawa Alkali. Sifat selulose alkali dibanding dengan kertas biasanya secara mekanis lebih kuat dan lebih tahan terhadap panas. 2.3 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. Sebagai contoh bahan dielektrik adalah kertas dan kain katun. 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 penghantar yang lain. 6

4 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 rekasi kimia Agar sistem isolasi mampu menjalanakan tugasnya dengan baik, bahan dielektrik harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut: 1. Mempunyai kekuatan dielektrik yang tinggi, agar dimensi sistem isolasi menjadi kecil dan pengunaan bahan dielektrik semakin sedikit, sehingga biaya pembuatan sistem isolasi semakin murah. 2. Rugi-rugi dielektrik yang rendah, agar temperatur bahan isolasi tidak melebihi batas yang ditentukan. 3. Memiliki kekuatan kerak yang tinggi, agar tidak terjadi erosi karena tekanan elektrik permukaan. 4. Memiliki permitivitas yang tepat dan cocok, sehingga arus pemuatan yang mengalir pada sistem isolasi tidak melebihi yang diijinkan. 5. Daya tahan panasnya tinggi 6. Tidak berubah bentuk pada temperatur tinggi. 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. 7

5 2.4 Media Impregnasi Dielektrik Dielektrik sebagai bahan isolasi sangatlah diperlukan dalam sebuah sistem isolasi. Salah satunya adalah kertas. Jenis dielektrik kertas yang paling sering digunakan untuk kapasitor dan transformator, umumnya adalah isolasi kertas yang diimpregnasi. Bahan impregnasi dapat berupa minyak mineral ataupun minyak isolasi[6]. Kertas sebagai bahan isolasi merupakan salah satu jenis isolasi padat. Isolasi padat yang sering digunakan pada penggunaannya pada sistem tenaga listrik seperti transformator daya adalah kertas kraft yaitu jenis isolasi kelas A yang dikombinasikan dengan bahan impregnasi berupa minyak transformator[7] Minyak Isolasi Mineral Minyak isolasi mineral adalah minyak yang berasal dari minyak bumi yang diproses secara destilasi. Minyak bumi yang telah didestilasi ini, harus mengalami beberapa proses lagi untuk mendapatkan tahanan isolasi yang tinggi, stabilitas panas yang baik, serta memenuhi syarat-syarat teknis yang lain. Minyak isolasi mineral umumnya banyak digunakan pada peralatan tegangan tinggi seperti Transformator daya, Kapasitor daya, Kabel daya, dan Circuit breaker (pemutus daya). Dalam hal ini minyak isolasi berfungsi sebagai bahan dielektrik, bahan pendingin dan pemadam busur api. Kekuatan dielektrik minyak mineral lebih tinggi, tetapi memiliki kelemahan seperti disebutkan dibawah ini : a. Konstanta dielektriknya rendah. b. Distribusi tegangan tidak seragam. 8

6 c. Minyak mineral mudah terosidasi, dan hasil oksidasinya berupa asam,air, dan lumpur halus. d. Mudah disusupi rongga udara. Pada tegangan tertentu, pada rongga udara akan terjadi peluahan listrik yang menghasilkan hidrogen dan molekul hidrokarbon berbobot rendah. e. Mudah terbakar, sehingga membutuhkan alat pencegah kebakaran. Adapun Spesifikasi Minyak isolasi yang baik terlihat pada tabel standart PLN 49-1 :1982. Tabel 2.1 Spesifikasi minyak isolasi baru No. Sifat Kelas 1 Kelas 2 Metode Uji 1 Kejernihan Jernih Jernih IEC Massa Jenis 20 C (gr/cm 3 ) IEC Viskositas (40 C) Kinematika - 15 C (cst) Kinematika - 30 C ( cst) IEC Titik tuang ( C) - 35 IEC Titik Bakar ( C) 140 IEC 296A 6 Angka Kenetralan (mg KOH/gr) 0.03 IEC Korosi Belerang - Tegangan Tembus (KV/2.5mm) a. Sebelum Diolah b. Setelah Diolah Tidak Korosi IEC IEC Faktor kebocoran Dielektrik IEC 474 Ketahanan Oksidasi IEC Angka Kenetralan (mgkoh/gr) & Kotoran (%) IEC Faktor-Faktor penyebab pemburukan Minyak isolasi. Untuk mengetahui apakah minyak isolasi sudah mengalami pemburukan atau belum adalah dengan melakukan pengujian-pengujian yang sifatnya tidak merusak. Kegagalan minyak isolasi sebagai bahan dielektrik pada peralatan 9

7 tegangan tinggi, biasanya terjadi karena pemburukan dari minyak isolasi itu sendiri. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemburukan dari minyak isolasi sebagai berikut : 1. Panas Pemanasan yang berlangsung cukup lama dan berlangsung secara terusmenerus dapat merubah struktur kimia dari minyak isolasi tersebut, sehingga merubah sifat-sifat dasarnya sebagai bahan isolasi. 2. Kemurniaan bahan isolasi Ketidakmurniaan dari bahan dielektrik cair mempunyai pengaruh besar tehadap sifat isolasi bahan tersebut. Hal ini dapat kita lihat pada minyak transformator. Jumlah uap air yang ada pada minyak transformator akan memengaruhi tegangan tembusnya. Pengukuran minyak transformator yang terkontaminasi dengan material pengotor biasanya mempunyai tegangan gagal (E BD ) berkisar antara 0 25 kv/mm. Oleh karena itu minyak transformator yang sudah lama dipakai, harus diuji secara periodik untuk mengetahui kemampuannya. Minyak transformator yang diuji adalah minyak bagian atas, tengah, dan bawah dan diuji dengan elektroda standard dengan jarak sela 2,5 mm. Jika E BD lebih besar daripada 20 kv ( E BD >> 20 kv) maka minyak transformator masih dikatakan baik. Namun bila E BD lebih kecil daripada 20 kv (E BD << 20 kv), maka minyak transformator dikatakan sudah rusak. 10

8 3. Kontak dengan udara Jika minyak isolasi mengalami kontak dengan udara, maka minyak isolasi akan teroksidasi. Jika hal ini terus terjadi akan menyebabkan penurunan kualitas minyak yang berdampak pada turunannya kekuatan dielektrik minyak isolasi. 4. Korona Percikan bunga api dari korona akan meningkatkan kadar karbon pada minyak isolasi dan menimbulkan gelembung-gelembung gas yang bisa membuat minyak isolasi mengalami tembus listrik. 5. Faktor Alamiah Dalam hal ini adalah faktor umur dari minyak isolasi, biasanya semakin lama minyak isolasi digunakan, maka kualitas dari minyak isolasi tersebut akan berangsur-angsur menurun. Sehingga pemburukan minyak isolasi lebih mudah terjadi. 2.5 Tegangan Tembus Tegangan tembus (breakdown voltage) yang didefenisikan sebagai nilai tegangan yang menimbulkan kuat medan elektrik pada suatu bahan isolasi sama dengan atau lebih besar daripada kekuatan dielektrik bahan isolasi tersebut. Ada dua syarat supaya bahan isolasi mengalami tembus listrik yaitu : 1. Kuat medan elektrik yang dipikul bahan isolasi sama dengan atau lebih besar daripada kekuatan dielektrik bahan isolasi. 2. Lama berlangsungnya medan elektrik tersebut sama dengan atau lebih besar daripada waktu tunda tembus. Hal tersebut disebabkan oleh proses ionisasi berantai yang membutuhkan waktu untuk membuat dielektirk tembus listrik. Waktu yang dibutuhkan untuk 11

9 membuat dielektrik tembus listrik disebut waktu tunda tembus (time lag) yang tidak tentu dan bersifat statistik dan berlangsung dalam orde mikro detik. Jadi kedua syarat tersebut hanya berlaku untuk tegangan impuls, sedangkan untuk tegangan searah dan sinusoidal yang waktu puncak dalam orde mili detik hanya memerlukan satu syarat saja yaitu syarat nomor satu diatas. Pada Gambar 2.1 berikut ditunjukan suatu bahan dielektrik yang ditempatkan diantara dua elektroda sejajar. Bila elektroda diberi tegangan searah V maka timbul medan elektrik E. Medan elektrik ini merupakan beban bagi dielektrik yang menekan dielektrik agar berubah menjadi konduktor dengan cara memberikan gaya kepada elektron-elektron agar terlepas dari ikatannya menjadi elektron bebas. Jika medan elektrik E yang dipikul dielektrik melebihi kekuatan dielektrik dengan waktu yang melebihi atau sama dengan waktu tunda tembus, maka dielektrik tembus listrik (breakdown). Gambar 2.1 Medan elektrik dalam dielektrik 12

10 2.6 Mekanisme Tegangan Tembus Pada Dielektrik Padat Kekuatan dielektrik suatu bahan isolasi padat saat pengujian dipengaruhi oleh beberapa hal seperti, tekanan, suhu, jenis bahan elektroda, ketidakmurnian bahan, ada tidaknya rongga udara, konfigurasi medan elektrik, bentuk tegangan yang dikenakan, dan umur bahan. Mekanisme kegagalan bahan isolasi padat terdiri dari beberapa jenis sesuai fungsi waktu penerapan tegangannya. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.2 berikut. Gambar 2.2 Grafik kegagalan isolasi Lamanya waktu terjadinya kegagalan pada suatu bahan isolasi tergantung kepada tegangan kegagalan. Pada Gambar 2.2 diatas dapat dilihat bahwa makin tinggi tegangan kegagalan maka makin singkat waktu terjadinya kegagalan tersebut. Hal ini sesuai dengan pokok yang berlaku dalam bidang tegangan tinggi. Adapun mekanisme kegagalan bahan isolasi sebagai berikut : 1. Kegagalan Asasi Kegagalan asasi (intrinsik) adalah kegagalan yang disebabkan oleh jenis dan suhu bahan (dengan menghilangkan pengaruh luar seperti tekanan, bahan, elektroda, ketidakmurnian, kantong-kantong udara). Kegagalan ini terjadi jika 13

11 tegangan yang dikenakan pada bahan dinaikkan sehingga tekanan listriknya mencapai nilai tertentu yaitu 10 8 volt/cm dalam waktu yang sangat singkat yaitu 10-8 detik. 2. Kegagalan Elektromekanik Kegagalan elektromekanik adalah kegagalan dikarenakan elektroda yang mengapit zat padat akan mengurangi ketebalan zat padat dan memperbesar kuat medan sehingga akan mempermudah tembus listrik dan mengalami kerusakan struktur. Tegangan 10 6 volt/cm menimbulkan tekanan mekanik 2 s.d 6 kg/cm 2 [7]. 3. Kegagalan Streamer Kegagalan ini dapat terjadi pada susunan elektroda yang terbenam didalam zat padat. Elektron - elektron pada katoda mengalami gaya sehingga elektron bergerak menuju anoda. Dalam perjalanan menuju anoda elektron terkonsentrasi pada titik dielektrik padat. Hal ini menyebabkan elektron bertambah akibat adanya benturan dan akan membentuk banjiran elektron[8]. 4. Kegagalan Termal Kegagalan termal adalah kegagalan yang terjadi jika kecepatan pembangkitan panas di suatu titik dalam bahan melebihi laju kecepatan pembuangan panas keluar. Akibatnya keadaan tidak stabil sehingga pada suatu saat bahan mengalami kegagalan. 5. Kegagalan Erosi Kegagalan erosi adalah kegagalan yang disebabkan zat isolasi tidak sempurna, karena adanya lubang-lubang atau rongga dalam bahan isolasi padat 14

12 tersebut. Lubang atau rongga tersebut akan diisi oleh gas atau cairan yang kekuatan dielektriknya lebih kecil daripada kekuatan dielektrik zat padat Pengaruh Tekanan Mekanis Terhadap Tegangan Tembus Dielektrik Padat [1][6][7] Pada peralatan listrik terutama peralatan tegangan tinggi seperti transformator daya, kapasitor tegangan tinggi ataupun pemutus daya ada saatnya isolasi akan mengalami suatu tekanan baik tekanan listrik, tekanan mekanik dan tekanan termal yang disebabkan oleh beberapa hal yaitu pelepasan muatan akan menimbukan gaya elektromagnetik dan gaya elektrostatis. Pelepasan muatan yang tiba-tiba pada suatu peralatan seperti pada kapasitor tegangan tinggi, menimbulkan tekanan mekanik yang tinggi pada gulungan dan sambungan. Gaya elektrostatik pada permukaan kapasitor dapat dihitung dengan persamaan energi : FF 1 = 1 (εε 2 0εε rr EE 2 ) (2.2) Dimana : F 1 : Gaya elektrostatik (N/m 2 ) εε 0 εε rr E : Permitivitas : Kuat medan listrik (V/m) Pada dasarnya bahan isolasi padat khususnya dielekrik kertas memiliki suatu rongga udara pada zat isolasi tersebut. Apabila tegangan ac berlangsung secara terus menerus, arus yang mengalir akan menimbulkan tekanan mekanis. Berdasarkan persamaan (2) berat beban yang dipikul bahan isolasi sebanding dengan besarnya tegangan yang berlangsung. Timbulnya tekanan mekanis ini akan menyebabkan peluahan parsial pada kertas. Selain itu semakin beratnya tekanan yang dialami oleh kertas maka permukaan yang berada di atas maupun di 15

13 bawah rongga akan semakin tipis. Akibatnya tegangan tembus bahan isolasi semakin rendah. 2.8 Penggunaan Dielektrik Dielektrik digunakan untuk memisahkan dua permukaan yang memiliki perbedaan potensial listrik. Dielektrik banyak digunakan sebagai isolasi pemisah dan pembungkus pada konduktor 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 16

14 pembungkus konduktor. Selain itu, dapat dipakai juga pressboard, glass fabric, porcelain untuk kondisi rating trafo yang lebih tinggi lagi. Dielektrik kertas digunakan sebagai pembungkus konduktor tegangan tinggi pada transformator daya umumnya memiliki ketebalan 0,02 0,2 mm dengan tebal keseluruhan tidak lebih dari 1 2 mm dan dibelitkan semi-bertindih 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 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. 17

15 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 Penggunaan Pada Kabel Pada pengunaannya 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 sebagian (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 o C 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 o C. Karet 18

16 silikon memiliki derajat ketahanan panas yang tinggi untuk suhu kerja sampai 150 o C. 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 akan diberikan beberapa jenis bahan yang sering digunakan pada kabel. Kertas Impregnasi Karet Plastik Jenis Bahan Tabel 2.2 Jenis bahan dielektrik Tegangan Maks Op. Kabel a.c (KV) Batas Temperatur Kerja ( C) Tipe Padat Sampai 85 Minyak Sampai 70 Tipe rongga udara Sampai 70 Berlapis Vernis Sampai 80 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 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 Penggunaan 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 19

17 kapasitif sehingga timbul arus yang mendahului tegangan. Kapasitor dibuat dalam unit-unit yang sederhana dengan rating tegangan dari 220 volt sampai volt dengan rating daya reaktif mulai dari 0,5 KVAR sampai 25 KVAR. 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. Berikut dapat dilihat pada Gambar 2.3 merupakan kontruksi suatu unit kapasitor daya 20

18 Gambar 2.3 Kontruksi kapasitor bank Keterangan : 1. Tangki 5. Isolasi kertas 2. Terminal 6. Pembatas sel 3. Plat pengikat 7. Minyak Isolasi 4. Kapasitor Sel 4 Unit 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. 21