Pengertian Bahan Isolasi GAS
Bahan isolasi gas adalah digunakan sebagai pengisolasi dan sekaligus sebagai media penyalur panas. Bahan isolasi gas yang dibahas dalam bab ini adalah : udara, sulphur hexa fluorida (SF6) sebagai titik berat di samping gas-gas lain yang lazim digunakan di dalam teknik listrik.1. Udara
Udara merupakan bahan isolasi yang mudah didapatkan, mempunyai tegangan tembus yang cukup besar yaitu 30 kV/ cm. Contoh yang mudah dijumpai antara lain : pada JTR, JTM, dan JTT antara hantara yang satu dengan yang lain dipisahkan dengan udara. Hubungan antara tegangan tembus dan jarak untuk udara tidak linier seperti ditunjukkan pada Gambar berikut
Gambar Vt = f (celah udara) pada p = 1 atm, F = 50 Hz
2. Sulphur Hexa Fluorida
Sulphur Hexa Fluorida (SF6) merupakan suatu gas bentukan antara unsur sulphur dengan fluor dengan reaksi eksotermis :S + 3 F2 --------------- SF6 + 262 kilo kalori
Molekul SF6 seperti ditunjukkan pada Gambar berikut
Gambar Molekul sulphur hexa fluorida
Terlihat pada gambar 3.5 bahwa molekul SF6 mempunyai 6 atom Fluor yang mengelilingi sebuah atom Sulphur, di sini masing-masing atom Fluo mengikat 1buah elektron terluar atom Sulphur. Dengan demikian maka SF6 menjadi gas yang inert atau stabil seperti halnya gas mulia.
Sampai saat ini SF6 merupakan gas terberat yang mempunyai massa jenis 6,139 kg/m3 yaitu sekitar 5 kali berat udara pada suhu 00 celsius dan tekanan 1 atmosfir. Sifat lainnya adalah : tidak terbakar, tidak larut pada air, tidak beracun, tidak berwarna dan tidak berbau. SF6 juga merupakan bahan isolasi yang baik yaitu 2,5 kali kemampuan isolasi udara. Perbandingan SF6 dengan beberapa gas lain seperti tercantum pada Tabel :
Tabel - Sifat beberapa Gas
Seperti telah disebutkan di atas, bahwa untuk pembentukan SF6 timbulpanas, ini berarti bahwa pada pemisahan SF6 menjadi Sulphur dan Fluor memerlukan panas dari sekelilingnya sebesar 262 k . kalori/ molekul. Hal ini tepat sekali digunakan untuk bahan pendinginan pada peralatan listrik yang menimbulkan panas atau bunga api pada waktu bekerja, misalnya : sakelar pemutus beban. Sifat dari SF6 sebagai media pemadam busur api dan relevansinya pada sakelar pemutus beban adalah :
- Hanya memerlukan energi yang rendah untuk mengoperasikan mekanismenya. Pada prinsipnya SF6 sebagai pemadam busur api adalah tanpa memerlukan energi untuk mengkompresikannya, namun semata-mata karena pengaruh panas busur api yang terjadi.
- Tekanan SF6 sebagai pemadam busur api maupun sebagai pengisolasi dapat dengan mudah dideteksi.
- Penguraian pada waktu memadamkan busur api maupun pembentukannya kembali setelah pemadaman adalah menyeluruh (tidak ada sisa unsure pembentuknya)
- Relatif mudah terionisasi sehingga plasmanya pada CB konduktivitasnya tetap rendah dibandingkan pada keadaan dingin. Hal ini mengurangi kemungkinan busur api tidak stabil dengan demikian ada pemotongan arus dan menimbulkan tegangan antar kontak.
- Karakteristik gas SF6 adalah elektro negatif sehingga penguraiannya menjadikan dielektriknya naik secara bertahap.
- Transien frekuensi yang tinggi akan naik selama operasi pemutusan dan dengan adanya hal ini busur api akan dipadamkan pada saat nilai arusnya rendah.
Gas-Gas Lainya
Gas bentukan fluoro organic misalnya C7F14, C7F8, C14, F24 mempunyai tegangan tembus yang tinggi, berkisar antara 6 – 10 kali tegangan tembus udara. Pemakaian gas ini cocok untuk bahan isolasi pada alat-alat pemutus.Gas karbon dioksoda (CO2) dapat digunakan sebagai gas residu pada bahan dielektrik cair (minyak) pada alat-alat tegangan tinggi, antara lain : kabel dan trafo.
Gas neon adalah salah satu gas mulia yang banyak digunakan sebagai bahan pengisi lampu-lampu tabung.