ISOLATOR

Dalam bab ini kita akan mempelajari secara detail tentang isolator beserta fungsi dan kegunaanya. Diharapkan mahasiswa dapat mengenal dan mengetahui sifat dan kegunaan berbagai bahan-bahan listrik dari aspek teknik, maupun dari aspek non-teknik.
A. Isolator
Bahan-bahan yang bersifat isolator ialah bahan yang akan menghambat arus listrik .Misalnya gelas,kaca,karet kayu,dll. 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. Untuk dapat diklasifikasikan sebagai isolator benda itu harus memiliki sifat-sifat seperti di bawah ini :
- mempunyai sifat dapat mengisolir arus listrik,
- memiliki tahanan listrik (resistansi) yang besar sekali.
- susunan atomnya sedemikian rupa sehingga elektronvalensinya sulit berpindah dari pita valensi ke
  pita konduksi, karena celah energinya (energy gap) besar sekali.
- Jika terjadi perpindahan elektron dari pita valensi ke pita konduksi, dengan perkataan lain terjadi
  tegangan tembus (breakdown voltage).

Menurut bahan pembuatnya isolator dibedakan menjadi beberapa macam,yaitu :
1. Isolator Porselen

Porselen berasal dari tanah liat yang mengandung aluminium silikat, kemudian aluminium silikat ini direaksikan dengan plastik kaolin, felspar, kwarsa dan campuran ini dipanaskan pada tempat pembakaran dengan suhu yang diatur. Komposisi bahan bakunya adalah: 50% tanah liat, 25% felspar, 25% kwarsa. Isolator yang dihasilkan harus keras, permukaannya halus/licin dan bebas dari sifat perembesan. Kehalusan bahan pada permukaan akan membebaskan isolator dari jejak air. Sifat menyerap pada bahan isolator akan menurunkan kekuatan dielektrik, dan adanya kotoran ataupun gelembung udara di dalam bahan isolator juga akan mengakibatkan penurunan kekuatan dielektrik. Jika bahan isolasi diproduksi pada suhu yang rendah maka sifat mekaniknya akan menjadi lebih baik, tetapi bahan tersebut bersifat menyerap air dan ketika bahan tersebut digunakan, kondisinya mungkin akan memburuk. Sebaliknya jika bahan isolasi diproduksi pada suhu yang lebih tinggi, sifat menyerapnya akan berkurang, tetapi bahan isolasi tersebut menjadi rapuh. Jadi di dalam membuat isolator perlu dirancang sedemikian rupa antara kekuatan dielektrik, sifat rembesan terhadap air dan suhu tempat pengeringannya.

Secara mekanis isolator porselen memiliki kekuatan dielektrik ± 60.000 V/cm, tekanan dan kuat regangannya adalah 70.000 kg/cm2 dan 500 kg/cm2.

2. Isolator Gelas

Sering kali gelas digunakan sebagai bahan isolasi. Gelas diproduksi dengan proses penguatan yaitu dipanaskan dulu lalu didinginkan.
Isolator yang terbuat dari bahan gelas ini memiliki beberapa keuntungan sebagai berikut :
- Kekuatan dielektriknya tinggi kira-kira 140 kV/cm.
- Dengan pemanasan yang tepat akan diperoleh resistivitas yang tinggi.
- Koefisien muai panasnya rendah.
- Karena kekuatan dielektriknya tinggi, maka isolator gelas memiliki bentuk yang lebih sederhana dan bahkan dapat digunakan satu lapis sebagai bahan isolator.
- Bersifat transparan (lebih jelas dibandingkan porselen), sehingga sedikit cacat, ketakmurnian gelembung udara, retak-retak, kotoran-kotoran yang lain dapat dideteksi dengan mudah dan bersifat homogen.
- Daya rentanganya lebih besar dari porselen.
- Lebih murah dari pada porselen
Kelemahan dari isolator gelas antara lain :
- Uap-uap air mudah mengembun di sepanjang permukaan isolator, sehingga hal ini dapat menyebabkan penumpukan kotoran-kotoran pada permukaan isolator dan mempercepat terjadinya arus bocor.
- Pada tegangan yang lebih tinggi, gelas tidak dapat dituang (casting) dalam bentuk atau model yang tidak beraturan, karena pendingin yang tidak teratur akan menyebabkan terjadinya kegentingan-kegentingan didalam isolator dan keadaan ini dapat mempercepat terjadinya arus bocor.

3. Isolator Steatite

Steatite adalah magnesium silikat dan dijumpai pada berbagai bagian dari oksida magnesium dengan silikat. Daya rentang dari isolator steatite jauh lebih besar dibandingkan dengan isolator porselen,dan dapat menguntungkan jika digunakan pada keadaan dimana isolator mengalami regangan sempurna misalnya ketika jaringan saluran transmisi mengalami belokan tajam.