Sejarah Penggunaan bahan Isolasi pada Kabel

Dalam pembahasan saluran transmisi distribusi listrik dan teknik tegangan tinggi,,tak pelak bahwa suatu bahan isolasi untuk pengaman selama proses dari pembangkit hingga ke pusat beban harus selalu diutamakan. Dalam desain kabel bawah tanah, isolasi adalah salah satu faktor yang penting. Banyak

jenis bahan isolasi yang telah digunakan, diantaranya pada tahun 1893 di London telah digunakan kabel transmisi bawah tanah 10 kV dengan isolasi kertas. 

Kemudian pada tahun 1911 kabel isolasi kertas yang diresapi minyak ( oil impreganted paper ) dengan tegangan 60 kV digunakan di Jerman. Sekitar tahun 1917 kabel yang terisi minyak ( oil filled cable = OF ) digunakan di Itali. Kabel OF telah digunakan dalam sistem transmisi bawah tanah lebih dari ½ abad. Namun kabel OF mempunyai kelemahan diantaranya : rugi-rugi dielektrik yang tinggi, ketahanan terhadap api yang rendah dan perlu biaya mahal dalam pembuatan, penyambungan dan terminasinya.

Kabel polimer mempunyai banyak kelebihan dibandingkan dengan kabel OF. Ketahanannya yang tinggi terhadap penuaan termal ( thermal aging ) membuat kabel polimer lebih efisien daripada kabel OF. Karena tidak mengandung minyak kabel, maka kabel polimer bebas dari kegagalan yang berhubungan dengan migrasi minyak. Resiko kebakaran akibat minyak kabel juga tidak ada pada kabel polimer. Karena permitivitas relatif ( e_r ) isolasi polimer sekitar 2,3 sedangkan pada isolasi OF sekitar 3,7 maka kabel polimer mempunyai kapasitansi dan arus pemuatan yang lebih kecil dibandingkan dengan kabel OF.

Polyvinyl chloride ( PVC ) digunakan pertama sebagai isolasi kabel dan selubung kabel pada akhir tahun 1930. Selama perang dunia kedua, penggunaan PVC secara luas sebagai pengganti karet. Sekarang ini, PVC merupakan satu bahan yang banyak digunakan sebagai isolasi dan selubung pada kabel. Sejalan dengan perkembangan teknologi kabel, polimer mulai diperkenalkan pada tahun 50-an, dan sejak itu digunakan secara luas dengan performansi yang terus ditingkatkan.

Pada tahun 1993 di Amerika Serikat, kebutuhan bahan PVC untuk pemakaian elektrik dan elektronik menduduki peringkat paling tinggi titik kritis yang berpengaruh pada performansi kabel polimer adalah adanya cacat. Cacat itu dapat timbul dalam bentuk void, ketidakmurnian dan tonjolan pada interface antara lapisan semikonduktor dan isolasi polimer. Akibat adanya stress listrik yang terus menerus maka akan terjadi penuaan isolasi polimer dan pada cacat ini tumbuh electrical treeing. Dua ageing degradation yang paling sering dialami pada kabel tegangan tinggi berisolasi polimer adalah void discharge dan electrical treeing. Jika electrical treeing ini menjembatani isolasi, maka kegagalan isolasi akan terjadi. Fenomena pre-breakdown dapat dideteksi dengan pengamatan dan pengukuran pulsa partial discharge yang mengiringi peristiwa electrical treeing.