Klasifikasi Bahan Konduktor

1.1 Jenis Bahan Konduktor

Bahan-bahan yang dipakai untuk konduktor harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut:

1. Konduktifitasnya cukup baik.

2. Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup tinggi.

3. Koefisien muai panjangnya kecil.

4. Modulus kenyalnya (modulus elastisitas) cukup besar.

Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor, antara lain:

1. Logam biasa, seperti: tembaga, aluminium, besi, dan sebagainya.

2. Logam campuran (alloy), yaitu sebuah logam dari tembaga atau aluminium yang diberi campuran dalam jumlah tertentu dari logam jenis lain, yang gunanya untuk menaikkan kekuatan mekanisnya.

3. Logam paduan (composite), yaitu dua jenis logam atau lebih yang dipadukan dengan cara kompresi, peleburan (smelting) atau pengelasan (welding).

1.2 Klasifikasi Konduktor

1.2.1 Klasifikasi konduktor menurut bahannya:

1. kawat logam biasa, contoh:

a. BBC (Bare Copper Conductor).

b. AAC (All Aluminum Alloy Conductor).

2. kawat logam campuran (Alloy), contoh:

a. AAAC (All Aluminum Alloy Conductor)

b. kawat logam paduan (composite), seperti: kawat baja berlapis tembaga (Copper Clad Steel) dan kawat baja berlapis aluminium (Aluminum Clad Steel).

3. kawat lilit campuran, yaitu kawat yang lilitannya terdiri dari dua jenis logam atau lebih,

contoh: ASCR (Aluminum Cable Steel Reinforced).

1.2.2 Klasifikasi konduktor menurut konstruksinya:

1. kawat padat (solid wire) berpenampang bulat.

2. kawat berlilit (standart wire) terdiri 7 sampai dengan 61 kawat padat yang dililit menjadi satu, biasanya berlapis dan konsentris.

3. kawat berongga (hollow conductor) adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapatkan garis tengah luar yang besar.

1.2.3. Klasifikasi konduktor menurut bentuk fisiknya:

1. konduktor telanjang.

2. konduktor berisolasi, yang merupakan konduktor telanjang dan pada bagian luarnya diisolasi sesuai dengan peruntukan tegangan kerja, contoh:

a. Kabel twisted.

b. Kabel NYY

c. Kabel NYCY

d. Kabel NYFGBY

1.3 Karakteristik Konduktor

Ada 2 (dua) jenis karakteristik konduktor, yaitu:

1. karakteristik mekanik, yang menunjukkan keadaan fisik dari konduktor yang menyatakan kekuatan tarik dari pada konduktor (dari SPLN 41-8:1981, untuk konduktor 70 mm berselubung AAAC-S pada suhu sekitar 30 C, maka kemampuan maksimal dari konduktor untuk menghantar arus adalah 275 A).

2. karakteristik listrik, yang menunjukkan kemampuan dari konduktor terhadap arus listrik yang melewatinya (dari SPLN 41-10 : 1991, untuk konduktor 70 mm2 berselubung AAAC-S pada suhu sekitar 30o C, maka kemampuan maksimum dari konduktor untuk menghantar arus adalah 275 A).

1.3.1 Konduktivitas listrik

Sifat daya hantar listrik material dinyatakan dengan konduktivitas, yaitu kebalikan dari resistivitas atau tahanan jenis penghantar, dimana tahanan jenis penghantar tersebut didefinisikan sebagai:

R . A

ρ = ----------

l

dimana;

A : luas penampang (m2)

l : Panjang penghantar (m)

Ώ : tahanan jenis penghantar (ohm.m)

R : tahanan penghantar (ohm)

ρ : konduktivitas

1

a = ------

ρ

Menyatakan kemudahan – kemudahan suatu material untuk meneruskan arus listrik. Satuan konduktivitas adalah (ohm meter). Konduktivitas merupakan sifat listrik yang diperlukan dalam berbagai pemakaian sebagai penghantar tenaga listrik dan mempunyai rentang harga yang sangat luas. Logam atau material yang merupakan penghantar listrik yang baik, memiliki konduktivitas listrik dengan orde 107 (ohm.meter) -1 dan sebaliknya material isolator memiliki konduktivitas yang sangat rendah, yaitu antara 10-10 sampai dengan 10-20 (ohm.m)-1. Diantara kedua sifat ekstrim tersebut, ada material semi konduktor yang konduktivitasnya berkisar antara 10-6 sampai dengan 10-4 (ohm.m)-1. Berbeda pada kabel tegangan rendah, pada kabel tegangan menengah untuk pemenuhan fungsi penghantar dan pengaman terhadap penggunaan, ketiga jenis atau sifat konduktivitas tersebut diatas digunakan semuanya.

------------------------------------------------------------------------------------------

Logam Konduktivitas listrik ohm meter

Perak ( Ag ) ………………………. 6,8 x 107

Tembaga ( Cu ) ………………….. 6,0 x 107

Emas ( Au ) …………………….. .. 4,3 x 107

Alumunium ( Ac ) ………………. .. 3,8 x 107

Kuningan ( 70% Cu – 30% Zn )… 1,6 x 107

Besi ( Fe ) ………………………… 1,0 x 107

Baja karbon ( Ffe – C ) …………. 0,6 x 107

Baja tahan karat ( Ffe – Cr ) …… 0,2 x 107

Tabel 1. Konduktivitas Listrik Berbagai Logam dan Paduannya Pada Suhu Kamar.

1.3.2 Kriteria mutu penghantar

Konduktivitas logam penghantar sangat dipengaruhi oleh unsur – unsur pemadu, impurity atau ketidaksempurnaan dalam kristal logam, yang ketiganya banyak berperan dalam proses pembuatan pembuatan penghantar itu sendiri. Unsur – unsur pemandu selain mempengaruhi konduktivitas listrik, akan mempengaruhi sifat – sifat mekanika dan fisika lainnya. Logam murni memiliki konduktivitas listrik yang lebih baik dari pada yang lebih rendah kemurniannya. Akan tetapi kekuatan mekanis logam murni adalah rendah.

Penghantar tenaga listrik, selain mensyaratkan konduktivitas yang tinggi juga membutuhkan sifat mekanis dan fisika tertentu yang disesuaikan dengan penggunaan penghantar itu sendiri.

Selain masalah teknis, penggunaan logam sebagai penghantar ternyata juga sangat ditentukan oleh nilai ekonomis logam tersebut dimasyarakat. Sehingga suatu kompromi antara nilai teknis dan ekonomi logam yang akan digunakan mutlak diperhatikan. Nilai kompromi termurahlah yang akan menentukan logam mana yang akan digunakan. Pada saat ini, logam Tembaga dan Aluminium adalah logam yang terpilih diantara jenis logam penghantar lainnya yang memenuhi nilai kompromi teknis ekonomis termurah.

Dari jenis–jenis logam penghantar pada tabel 1. diatas, tembaga merupakan penghantar yang paling lama digunakan dalam bidang kelistrikan. Pada tahun 1913, oleh International Electrochemical Comission (IEC) ditetapkan suatu standar yang menunjukkan daya hantar kawat tembaga yang kemudian dikenal sebagai International Annealed Copper Standard (IACS). Standar tersebut menyebutkan bahwa untuk kawat tembaga yang telah dilunakkan dengan proses anil (annealing), mempunyai panjang 1m dan luas penampang 1mm2, serta mempunyai tahanan listrik (resistance) tidak lebih dari 0.017241 ohm pada suhu 20oC, dinyatakan mempunyai konduktivitas listrik 100% IACS.

Akan tetapi dengan kemajuan teknologi proses pembuatan tembaga yang dicapai dewasa ini, dimana tingkat kemurnian tembaga pada kawat penghantar jauh lebih tinggi jika dibandingkan pada tahun 1913, maka konduktivitas listrik kawat tembaga sekarang ini bisa mencapai diatas 100% IACS.

Untuk kawat Aluminium, konduktivitas listriknya biasa dibandingkan terhadap standar kawat tembaga. Menurut standar ASTM B 609 untuk kawat aluminium dari jenis EC grade atau seri AA 1350(*), konduktivitas listriknya berkisar antara 61.0 – 61.8% IACS, tergantung pada kondisi kekerasan atau temper. Sedangkan untuk kawat penghantar dari paduan aluminium seri AA 6201, menurut standar ASTM B 3988 persaratan konduktivitas listriknya tidak boleh kurang dari 52.5% IACS. Kawat penghantar 6201 ini biasanya digunakan untuk bahan kabel dari jenis All Aluminium Alloy Conductor (AAAC).

Disamping persyaratan sifat listrik seperti konduktivitas listrik diatas, kriteria mutu lainnya yang juga harus dipenuhi meliputi seluruh atau sebagian dari sifat – sifat atau kondisi berikut ini, yaitu:

a. komposisi kimia.

b. sifat tarik seperti kekuatan tarik (tensile strength) dan regangan tarik (elongation).

c. sifat bending.

d. diameter dan variasi yang diijinkan.

e. kondisi permukaan kawat harus bebas dari cacat, dan lain-lain.

Copyright by Ilmu listrik (Electrical Science) | by Rusman Nazari