Suatu benda bermuatan listrik akan menimbulkan
E = k Q/R²
Jika suatu benda lain bermuatan Q' ditempatkan di titik tersebut, maka benda bermuatan tersebut akan mengalami GAYA ELEKTROSTATIK F (disebut juga GAYA COULOMB).
F = Q E = k Q Q'/R²
dengan F =
R = jarak muatan Q dan Q' (dalam meter)
k = tetapan = ¼pÎo = 9 x 10E9 Nm/coul
Îo = permitivitas vakum = 8,85 x 10E-12 coul²/Nm
Q,Q' = muatan listrik (Coulomb)
Istilah kegagalan listrik (Inggris: electrical breakdown), atau tembus listrik atau dadalan elektrik, memiliki sejumlah arti. Istilah ini bisa berarti gangguan pada sebuah sirkuit listrik. Kegagalan listrik bisa pula berarti berkurangnya hambatan dengan amat pesat pada sebuah isolator elektrik yang menyebabkan lompatan bunga api listrik di sekeliling atau di sepanjang isolator. Peristiwa ini bisa hanya bersifat sementara (seperti dalam sebuah pengosongan elektrostatik), atau bisa pula menyebabkan pengosongan busur elektrik yang berlangsung terus-menerus jika piranti pelindung gagal merintangi arus dalam sebuah sirkuit daya tinggi.
Kesalahan pada sistem elektrik
Arti dari electrical breakdown yang paling umum berhubungan dengan mobil dan merupakan gangguan pada jaringan listrik yang berakibat pada hilangnya fungsi kendaraan. Permasalahan yang umum terjadi bisa berupa pengosongan baterai, kegagagalan alternator, kabel yang rusak, ledakan sekering, dan kerusakan pada pompa bahan bakar.
Kegagalan isolator elektrik
Arti electrical breakdown yang kedua merujuk pada kegagalan isolatornya sebuah kabel listrik atau komponen listrik yang lain. Kegagalan seperti ini biasanya mengakibatkan hubungan pendek atau sekering yang meledak. Ini terjadi pada tegangan dadal. Kegagalan isolator yang sesungguhnya sering terjadi dalam penerapan tegangan tinggi yang kadang-kadang menyebabkan pembukaan sebuah pemutus sirkuit pelindung. Electrical breakdown sering pula diasosiasikan dengan kegagalannya bahan isolasi padat atau cair yang digunakan dalam kondensator maupun transformator tegangan tinggi di kabel distribusi listrik. Electrical breakdown juga bisa terjadi di sepanjang sejumlah dawai isolator yang dipasang pada saluran listrik, di dalam kabel listrik bawah tanah, atau kabel yang membusur pada cabang pohon terdekat. Dalam tekanan listrik yang cukup kuat, electrical breakdown bisa berlangsung di dalam zat padat, cair, atau gas. Namun, mekanisme kegagalan yang spesifik sangat berbeda di setiap fase dielektrik. Kesemua ini menyebabkan kerusakan instrumen yang membahayakan.
Piranti disruptif
Piranti disruptif merupakan piranti berdielektrik, lalu mendapat tekanan melebihi kuat dielektriknya, yang memiliki electrical breakdown. Hal ini berakibat pada perubahan tiba-tiba pada bagian bahan dielektrik yang semula bersifat menghambat listrik menjadi bersifat konduktif. Adapun ciri dari perubahan ini adalah terbentuknya bunga api listrik, dan bisa juga busur elektrik melalui bahan tadi. Jika hal ini terjadi di dalam perubahan kimiawi, fisik, dan dielektrik padat di sepanjang jalur lucutan/pengosongan maka kuat dieletriknya bahan akan berkurang secara signifikan.
Mekanisme
Electrical breakdown terjadi di dalam sebuah gas (atau campuran berbagai gas, seperti udara) saat gas itu memiliki kuat dielektrik yang berlebihan. Kawasan tekanan listrik yang tinggi bisa menyebabkan gas di dekatnya mengalai ionisasi sebagian dan mulai bersifat konduktif. Hal ini dilakukan dengan sengaja dalam lucutan/pengosongan bertekanan rendah seperti dalam lampu pendarfluor (lihat pula pengosongan elektrostatik) atau dalam sebuah pengendap elektrostatik.
Tembus listrik sebagiannya udara menyebabkan ozon berbau "udara segar" saat terjadi hujan badai berpetir atau ozon di sekitar peralatan tegangan tinggi. Meski udara biasanya merupakan isolator yang sempurna, tapi saat ditekan oleh tegangan tinggi (kuat medan listriknya sekitar 3 x 106V/m[1]), udah mulai terurai, menjadi bersifat konduktif sebagian. Jika tegangannya cukup tinggi, dadalan elektrik udara yang sepenuhnya akan berpuncak pada loncatan bunga api listrik atau busur elektrik yang menjembatani seluruh celah percik. Loncatan bunga api listrik yang ditimbulkan oleh listrik statis mungkin sedikit kedengaran, tapi latu elektrik yang lebih besar sering dibarengi dengan bunyi yang keras. Kilat merupakan salah satu contoh dari loncatan bunga api listrik yang sangat besar dan panjangnya mencapai bermil-mil. Warna latu elektrik tergantung pada gas-gas yang menyusun media gas.
Pengosongan elektrostatik memperlihatkan filamen-filamen plasma yang mirip kilat dari sebuah kumparan Tesla.
Jika sekering atau pemutus sirkuit gagal merintangi arus melalui latu elektrik dalam sebuah rangkaian tenaga, arus terus melaju, membentuk busur elektrik yang sangat panas. Warna latu elektrik sangat bergantung pada bahan konduktor (saat bahan konduktor itu menguap dan bercampur di dalam plasma panas di dalam busur). Meski latu dan lompatan bunga api listrik biasanya tidak diinginkan, kedua fenomena itu bisa berguna dalam penerapan sehari-hari seperti busi untuk mesin bensin, pengelasan listriknya logam, atau peleburan logam di dalam sebuah tanur busur listrik
Hubungan voltase-arus
Sebelum dadalan, terdapat hubungan non-linear di antara voltase dan arus seperti yang diperlihatkan dalam gambar. Dalam wilayah 1, terdapat ion-ion bebas yang bisa diakselerasikan oleh
Dadalan korona
Tembus sebagiannya udara terjadi saat sebuah lucutan korona pada konduktor tegangan tinggi di titik-titik bertekanan listrik tertinggi. Saat kuat dielektriknya bahan di sekitar konduktor menentukan kekutaan maksimalnya medan listrik bahan tersebut bisa bertahan sebelum menjadi bersifat konduktif, konduktor yang terdiri dari titik-titik yang tajam, atau bola berjari-jari kecil, yang lebih cenderung menyebabkan dadalan dielektrik. Kadang-kadang korona tampak seperti bercahaya kebiru-biruan di sekitar kabel tegangan tinggi dan mengeluarkan suara mendesis di sepanjang saluran listrik tegangan tinggi. Korona menghasilkan pula derau (noise) radio frequency yang juga bisa terdengar bersuara 'statis' atau berdengung pada penerima radio. Korona bisa pula terjadi secara alami di titik atau ujung yang tinggi (seperti puncak menara gereja, puncak pohon, atau tiang layar kapal) sewaktu terjadi hujan badai berpetir seperti api St. Elmo.
Meski biasanya tidak diinginkan, sampai sekarang lucutan korona berperan penting dalam operasi mesin fotokopi dan pencetak laser. Kebanyakan mesin fotokopi modern dan pencetak laser kini memuat drum fotokonduktor sebuah gulungan konduktif bertenaga listrik, yang mengurangi polusi ozon di dalam ruangan yang tak diinginkan. Sebagai tambahan, penangkal petir menggunakan lucutan korona untuk menciptakan jalur konduktif di dalam udara yang menuju penangkal petir itu, yang membuat kilat yang berpotensi merusak berbelok menjauhi bangunan dan struktur lainnya.
Generator ozon lucutan korona telah digunakan lebih dari 30 tahun dalam proses pemurnian air. Ozone merupakan salah satu gas beracun, bahkan lebih berbahaya daripada klor. Di dalam kilang pengolahan air yang biasa, gas ozon terlarut ke dalam air yang disaring untuk membunuh bakteri serta virus. Ozon juga menghilangkan bau dan rasa yang tidak enak dari air. Kelebihan utama ozona adalah kelebihan dosisnya (residual) terurai menjadi gas oksigen sebelum air mencapai para konsumen. Beda dengan klor yang tetap berada di air dan bisa dirasakan oleh konsumen.
Lucutan korona digunakan pula untuk memodifikasi sifat-sifat permukaan dari sebagian besar polimer. Salah satu contohnya adalah pengolahan koronanya bahan-bahan dari plastik yang membolehkan cat atau tinta melekat dengan sepantasnya.
Referensi:
http://www.scribd.com/doc/13163392/-Pengujian-Isolasi-Padat-Peralatan-Listrik
http://www.bsn.go.id/sni/sni_detail.php?sni_id=6693
Sampai sekarang masyarakat masih khawatir tinggal dibawah Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 500 kV. Ketakutan ini tampaknya berawal dari pernyataan ahli Epidemiologi bahwa SUTET dapat membangkitkan medan listrik dan medan magnet yang berpengaruh buruk terhadap kesehatan manusia. Masyarakat bahkan ada yang mengeluh pusing-pusing walaupun belum dapat dibuktikan penyebabnya. Kehadiran medan listrik dan medan magnet di sekitar kehidupan manusia tidak dapat dirasakan oleh indera manusia, kecuali jika intensitasnya cukup besar dan terasa hanya bagi orang yang hipersensitif saja. Medan listrik dan medan magnet termasuk kelompok radiasi non-pengion. Radiasi ini relatif tidak berbahaya, berbeda sama sekali dengan radiasi jenis pengion seperti radiasi nuklir atau radiasi sinar rontgen.
Medan listrik dan medan magnet sudah ada sejak bumi kita ini terbentuk. Awan yang mengandung potensial air, terdapat medan listrik yang besarnya antara 3000 - 30.000 V/m. Demikian juga bumi secara alamiah bermedan listrik (100 - 500 V/m) dan bermedan magnet (0,004 - 0,007 mT). Di dalam rumah, di tempat kerja, di kantor atau di bengkel terdapat medan listrik dan medan magnet buatan. Medan listrik dan medan magnet ini biasanya berasal dari instalasi dan peralatan listrik antara lain berasal dari : sistem instalasi dalam rumah, lemari pendingin, AC, kipas angin, pompa air, televisi, mesin tik elektronik, mesin photocopy, komputer danprinter, mesin las, kompresor, saluran udara tegangan rendah/menengah (SUTR/M) yang berdekatan, dan lain-lain. Pada sistem instalasi yang bertegangan dan berarus selalu timbul medan listrik. Tetapi medan listrik ini sudah melemah karena jaraknya cukup jauh dari sumber.
Di bawah SUTR dan SUTM kuat medan magnet bervariasi antara 0,1 – 3,5 mikrotesla. Di dalam bangunan rumah, kantor, bengkel atau pabrik, medan magnet karena saluran udara ini jauh lebih lemah lagi. Diusahakan dalam pemilihan jalur SUTET tidak melintas daerah pemukiman, hutan lindung maupun cagar alam. Di beberapa daerah pemukiman yang padat mungkin tidak bisa dihindari jalur SUTET untuk melintas, tetapi baik medan listrik maupun medan magnet tidak boleh diatas ambang batas yang diperbolehkan. Medan Listrik di bawah jaringan dapat menimbulkan beberapa hal, antara lain :
Kekhawatiran akan pengaruh buruk
Penelitian dengan menggunakan hewan percobaan pernah dilakukan sejak tahun 60-an dengan hasilnya bervariasi mulai dari gambaran yang tidak berpengaruh, adanya perubahan perilaku sampai pada pengaruh terjadinya cacat pada keturunan. Sesungguhnya hasil penelitian pada hewan yang menunjukkan adanya pengaruh buruk tersebut diakibatkan oleh penggunaan kuat
SUTET adalah singkatan dari Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi dengan kekuatan 500 kV yang ditujukan untuk menyalurkan energi listrik dari pusat-pusat pembangkit yang jaraknya jauh menuju pusat-pusat beban sehingga energi listrik bisa disalurkan dengan efisien. Berbagai macam kekhawatiran muncul akan dampak SUTET terhadap kesehatan bagi penduduk yang tinggal di wilayah yang dilewati jalur SUTET.
Kekhawatiran akan pengaruh buruk medan listrik dan medan magnet terhadap kesehatan dipicu oleh publikasi hasil penelitian yang dilakukan oleh Wertheimer dan Leeper pada tahun 1979 di Amerika. Penelitian tersebut menggambarkan adanya hubungan kenaikan risiko kematian akibat kanker pada anak dengan jarak tempat tinggal yang dekat jaringan transmisi listrik tegangan tinggi. Banyak ahli yang meragukan hasil penelitian tersebut dengan menunjuk berbagai kelemahannya, antara lain tidak adanya data hasil pengukuran kuat medan listrik dan medan magnet yang mengenai kelompok anak-anak yang diteliti.
Koreksi yang dilakukan oleh peneliti lainnya seperti yang dilakukan oleh Savitz dan kawan-kawan serta temuan studi Fulton dan kawan-kawan, ternyata hubungan tersebut tidak ada. Hasil penelitian dengan metoda yang lebih disempurnakan pernah dilakukan oleh Maria Linett dan kawan-kawan dari National Cancer Institute -Amerika tahun 1997. Penelitian yang melibatkan lebih kurang 1200 anak ini melaporkan bahwa tidak ada hubungan antara kejadian leukemia pada anak yang terpajan medan listrik dan medan magnet dengan anak-anak yang tidak terpajan. Temuan ini mengukuhkan penolakan terhadap hasil penelitian yang dilakukan oleh Wertheimer dan Leeper tersebut.
Dari penelitian yang sudah dilakukan ditemukan kuat medan listrik di halaman/luar rumah lebih tinggi dibandingkan dengan di dalam rumah, sehingga dalam rangka peningkatan kondisi lingkungan akibat adanya SUTET perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut : mengusahakan agar rumahnya berlangit-langit, menanam popohonan sebanyak mungkin disekitar rumah pada lahan yang kosong, bagian atap rumah terbuat dari atap logam, seharusnya ditanahkan (digroundkan), penduduk disarankan tidak berada diluar rumah terutama pada malam hari, karena pada saat itu arus yang mengalir pada kawat penghantar SUTET lebih tinggi dari pada siang hari.
Pengamanan terhadap arus peluahan elektrostatis perlu dilakukan untuk menghindari adanya pengutupan muatan yang akan terjadi pada benda terbuat dari bahan logam. Caranya yaitu dengan mentanahkan agar terjadi penetralan kembali semua benda terbuat dari bahan logam dengan ukuran cukup besar (contohnya kawat jemuran, kabal interkom, mobil dan sepeda motor), yang terletak dibawah SUTET. Hal ini dikarenakan untuk menghindari adanya pengutupan muatan yang akan terjadi pada objek tersebut, dengan mentanahkan maka akan terjadi penetralan kembali. Akibat adanya arus peluahan ini pengamanan yang harus dilakukan oleh penduduk adalah: disarankan tidak membuat jemuran yang atasnya bebas sama sekali dari pepohonan; disarankan membuat jemuran bukan berasal dari kawat dan tiang besi, (contoh : kayu, bambu, tali plastik) dan kalau terpaksa membuat jemuran yang menggunakan bahan konduktor maka harus di tanahkan; saluran interkom harus jauh dari SUTET; bila atap bukan dari bahan logam (genting, asbes, sirap) maka usahakan atap tersebut tidak terdapat bahan logam (misalnya antena TV, talang seng); jangan memasang antena TV atau radio (ORARI)di atap rumah; usahakan kendaraan bermotor (mobil, sepeda motor dll) ditanahkan untuk menghilangkan medan elektrostatis akibat induksi SUTET; usahakan tidak terdapat bahan-bahan yang bersifat konduktor berada di teras rumah yang bertingkat di bawah SUTET; Sering mungkin melakukan pengukuran tegangan dengan testpen pada objek yang dicurigai bertegangan.
Pengamanan Terhadap Induksi Tegangan Lebih Transien Pada Peralatan Listrik dapat dilaksanakan dengan pemasangan titik nol yang ditanahkan. Tegangan induksi pada peralatan di bawah SUTET aman bagi manusia.
Pengamanan Terhadap Tegangan Langkah dan Tegangan Sentuh disarankan penduduk agar masyarakat tidak masuk didalam daerah sekitar pentanahan kaki menara yang telah diberi pagar oleh PLN.
Pengamanan Terhadap Bahaya Putusnya Kawat Saluran Transisi dilakukan agar pemukiman yang dilintasi SUTET perlu ditanami pepohonan, tetapi perlu di pantau ketinggiannya dan batas-batas ruang bebas, yaitu puncak pohon berjarak minimum 15 M dari kabel SUTET terbawah. Bahaya putusnya kawat SUTET belum pernah dijumpai, yang dijumpai adalah pecahnya isolator, oleh sebab itu digunakan isolator ganda dan dengan tanaman pohon dibawah SUTET yang dipantau ketinggiannya maka bahaya seandainya kawat SUTET putus dapat dieleminir.
Pengamanan terhadap loncatan listrik keinstalasi diatas atap bangunan diadasarkan pada Peraturan Menteri Pertambangan dan Energi No. 01.P/47/MPE/1992, yaitu agar jarak minimum titik tertinggi bangunan (pohon) terhadap titik terendah kawat penghantar SUTET 500 kV harus memenuhi ketentuan sbb : Jarak minimum titik tertinggi bangunan tahan api terhadap titik terendah kawat penghantar SUTET 500 kV adalah 8,5 m; Jarak minimum titik tertinggi jembatan besi titik terendah kawat penghantar SUTET 500 kV adalah 8,5 m; Jarak minimum jalan kereta api terhadap titik terendah kawat penghantar SUTET 500 kV adalah 15 m; Jarak minimum lapangan terbuka terhadap titik terendah kawat penghantar SUTET 500 kV adalah 11 m; Jarak minimum titik tertinggi bangunan tidak tahan api terhadap titik terendah kawat penghantar SUTET 500 kV adalah 15 m; Jarak minimum titik tertinggi bangunan tidak tahan api terhadap titik terendah kawat penghantar SUTET 500 kV adalah 15 m; Jarak minimum jalan raya terhadap titik terendah kawat penghantar SUTET 500 kV adalah 15 m. Ruang bebas adalah ruang sekeliling penghantar yang dibentuk oleh jarak bebas minimum sepanjang SUTT atau SUTET yang didalam ruang itu harus dibebaskan dari benda-benda dan kegiatan lainnya.
Ruang bebas ditetapkan berdeda-beda dalam luas dan bentuk. Sementara ruang aman adalah ruang yang berada di luar ruang bebas. Lahan atau tanahnya yang masih dapat dimanfaatkan. Dalam ruang aman pengaruh kuat
Referensi:
http://www.elektroindonesia.com/elektro/ener32a.html
http://www.wowzio.com/pulse/640815_medan-listrik
