Bagaimana Cara membuat kabel

Kabel listrik adalah media untuk menyalurkan energi listrik. Sebuah kabel listrik terdiri dari konductor dan isolator. Isolator disini adalah pembungkus kabel yang biasanya terbuat dari plastik atau karet atau sejenis lainnya sedangkan konductor terbuat dari logam yangdapat mengantarkan arus listrik

Benda ini sangat dibutuhkan oleh umat manusia untuk membantu mengantarkan arus listrik dari satu tempat ke tempat lain, dengan kabel, manusia bias mendapatkan cahaya penerangan, dan dengan kabel pula energy listrik bisa ditransmisikan kedalam energy gerak dan lain lain

Namun apakah kita memperhatikan sebenarnya ada berapa jenis kabel..? dan idealnya kabel ditempatan dimana sih…? saya akan  sedikit berbagi pengalaman pada blog ini

Dilihat dari segi fungsi, kabel dibedakan atas 3 jenis

1. Kabel instrument
 

Kabel ini termasuk low voltage, biasanya diameter conductornya hanya (max 2.5 mm²), kabel ini biasanya di gunakan untuk industry elektronika dan automotive

2.  Kabel optic

Kabel jenis ini tidak menggunakan conductor tetapi menggunakan fiber optic, tujuan utamanya bukan mengantarkan arus listrik, tetapi mengantarkan signal dari satu tempat ke tempat yang lain, kabel ini digunakan untuk mengantarkan signal telepon.

Sebelum Hand phone menjadi trend masa kini, kabel ini sangat laris dipasaran, tetapi setelah trend hand phone menanjak, produksi kabel ini menjadi menurun tajam

Ada perbedaan jenis mesin dalam proses pembuatan kabel dalam hal ini insulationnya, proses kabel untuk low voltage, instrument kabel dan kabel optic menggunakan mesin extruder biasa sedangkan untuk medium voltage dan high voltage menggunakan mesin CCV  

Konstruksi kabel pun banyak beragam, ada yang menggunakan armour, ada pula yang tidak tergantung dari lokasi yang akan di pasang kabel

3. Power cable

Kabel ini di pakai pada umumnya, fungsi utamanya adalah mentransmisikan arus listrik dari satu tempat ketempat lain

Dilihat dari besarnya tegangan, kabel di bedakan atas 3 jenis tegangan :

1. kabel tegangan rendah (low voltalge)

Kabel tegangan rendah biasanya di pakai untuk aliran listrik yang tegangannya dibawah 1 kV, thickness dari insulationnya biasanya tidak terlalu  tebal, antara 1 sampai 2 mm, biasanya di gunakan untuk bangunan rumah, apartement dan lain-lain. Insulatinnya terbuat dari bahan PVC maupun XLPE

2.   Kabel tegangan menengah (medium voltage) 

k        Kabel tegangan menengah dipakai untuk alliran listrik dengan kapasitas sampai 20 kV

3. 3.    Kabel tegangan tinggi (high voltage)

Kabel jenis ini merupakan kabel dengan kapasitas diatas 20kV

s1

Pada umumnya bagian-bagian utama kabel adalah sebagai berikut :

1. Conductor

2. Insulation

3. Cabling

4. Taping

5. Inner sheath

6. Armour

7. Sheath

1. Conductor

Conductor adalah bagian utama kabel yang berfungsi untuk mengantarkan arus listrikl dari satu tempat ke tempat lain, sebenarnya penghantar listrik yang paling baik adalah logam emas, namun karena tingginya biaya maka dipilihlah tembaga sebagai conductor, sedangkan untuk signal, penghantar yang paling baik adalah optik.

Untuk daerah yang mengandung garam biasanya Aluminium atau tembaga tadi dilapisi dengan timah untuk menghindari terjadinya korosif.

Bahan baku conductor/aluminium tadi di dapat dari peleburan, pabrik kabel di supply dengan bentuk gulungan dengan diameter yang agak besar (dia 8 mm), kemudian dilakukan proses pengecilan dengan cara di tarik dengan menggunakan drawing machine

Setelah diameter conductor di\buat sesuai dengan sepsification, proses selanjutnya adalah memilin conductor dengan menggunakan stranding machine, maksud memilin ini adalah menggabungkan conductor yang satu dengan yang lain agar menjadi satu kesatuan.

Dari segi bentuk conductor dapat di bedakan beberapa jenis yaitu Re, Rm, Cm dan flexible

 

2. Insulation

Insulation adalah pelindung pertama dari conductor, prosesnya menggunakan mesin extruder (extrusi untuk low voltage) material yang digunakan sangat beragam, bisa dari PVC, XLPE, LSOH, XL-LSOH, XL-HDPE dan lain-lain. Setiap material mempunyai karakteristik dan perlakuan proses yang beragam, seperti temperature, pemakaian dies nipple dan lain-lain

2.1 Polyvinil klorida 
Polivinil klorida disingkat dengan PVC, adalah polimer urutan ketiga dalam jumlah pemakaian di duniasetelah polietilena dan poliprolena. diseluruh dunia lebih dari 50% PVC yang di produksi dan dipakai dalam konstruksi sebagai bahan bangunan. PVC relatif muran tahan lama dan mudah di rangkai. PVC bisa di buat lebih elastis dan fleksibel dengan menambahkan plastiziser, umumnya ftalat. PVC yang fleksibel umumnya di pakai sebagai bahan pakaian,  perpipaan, atap dan inuslasi kabel listrik.
PVC diproduksi dengan cara polimerisasi monomer vinil klorida (CH2=CHCI). karenad 57% massanya adalah klor, PVC adalah polimer yang menggunakan bahab baku minyak bumi terendah diantara polimer lainnya
Proses produksi yang dipakai pada umumnya adalah polimerisasi suspensi. pada proses ini monomer vinil klorida dan air diintroduksi ke reaktor polimerisasi dan inisiator polimerisasi bersama bahan kimia tambahan untuk mempertahankan suspensi dan memastikan keseragaman urutan partike resin PVC. Reaksinya adalah eksotermik dan membutuhkan mekanisme pendinginan untuk mempertahankan reaktor pada temperatur yang dibutuhka. karena volume berkontaksi selama reaksi (PVC lebih padat dari pada monomer vinil klorida), air secara kontinu di tambah kecampuran untuk mempertahankan suspensi.
Ketika reaksi sudah selesai, hasil cairan PVC harus di pisahkan dari kelebihan monomer vinil klorida yang akan di pakai lagi untuk reaksi berikutnya. lalu cairann PVC yang sudah jadi akan di sentrifugasi untu memisahkan kelebihan air. Cairan lalu dikeringkan dengan udara panas dan hasilkan butiran PVC. Pada proses operasi normal, kelebihan monomer vinil klorida pada PVC hanya seesar kurang dari 1 PPM
Proses produksi lainnya seperti suspensi mikro dan polimerisasi emulsi menghasilkan PVC dengan butiran yang berukuran lebih kecil dengan sedikit perbedaasifat dan juga perbedaan aplikasinya.
Produk proses polimerisasi adalah PVC murni. Sebelum PVC menjadi produk akhir membutuhkan konversi dengan menambahkan heat stabilizer, UV stabilizer, pelumas, platicizer, bahan penolong proses, pengatur thermal, pengisi, bahan penahahan api, biosida, bahan pengembang dan pigmen lainnya.

2.2 Polietilena
Polietilena (disingkat PE) adalah thermoplasyic yang di gunakan secara luas oleh konsumen produk sebagai kantong plastik. sekitar 60 juta ton plastik ini diproduksii setiap tahunnya.
Polietilena adalah polimer yang terdiri dari rantai panjang monomer etilena (IUPAC:etena). Diindustri polimer , polietilena ditulis dengan singkatan PE, perlakuan yang sama yang dilakukan oleh polistirena dan (PS) dan polipropilena (PP).
Molekul etena C2H4 adalah CH2=CH2. dua grup CH2 bersatu dengan ikatan ganda. Polietilena dibentuk melalui proses polimerisasi dari etena. Polietilena bisa di produksi melalui proses polimerisasi radikal, polimerisasi adisi anionik, polimerisasi ion koordinasi, atau polimerisasi adisi kationik. setiap metode menghasilkan tipe polietilena yang berbeda.


2.3 High density polietilena
HDPE dicirikan dengan densitas yang melebihi atau sama dengan 0.941 g/cm3. HDPE memiliki derajat rendah dalam percabangannya dan memiliki kekuatan antar molekul yang sangat tingga dan kekuatan tensil. HDPE bisa diproduksi dengan katalis kromium/silika, ziegler-natta, atau katalis metallocene
 
2.4 Low Density Polietilena (LDPE)

LDPE dicirikan dengan densitas 0.910-0.940 g/cm3. LDPE ini memiliki derajat tinggi terhadap struktur percabangan rantai panjang dan pendek yang berarti tidak akan berubah menjadi stuktur kristal. Ini juga mengindikasikan bahwa LDPE memiliki kekuatan antar molekul yang rendah ini mengakibatkan LDPE memiliki kekuatan tensil yang rendah. LDPE dirpoduksi dengan polimerisasi radikal bebas

2.5 Cross link Polietilena

PEX adalah polietilena dengan kepadatan menengah hingga tinggi yang memiliki sambungan cross link pada strukur polimernya. sifat ketahanan  pada temperatur tinggi meningkat seperti juga ketahanan terhadap bahan kimia

Proses Extrusi

proses ini adalah proses pelelehan material dengan menggunakan screw didalam cylinder yang berpemanas kemudian di tekan oleh sebuah kondisi sehingga menghasilkan penampang yang continue,

Proses dengan material PVC

PVC merupakan material dengan tingkat kesuliat yang sedang, temperature cylinder pada mesin extrusi antara 130^oC sampai dengan 150^oC, sedangkan untuk cross head temperaturenya biasanya antara 150^oC sampai dengan 180^oC. temperature ini juga tergantung dari grade dari PVC itu sendiri, saat ini industry ada yang menggunakan PVC dengan grade low smoke (bila terbakar asapnya tidak terlalu banyak dan tingkat ketahanan terhadap api sangat tinggi), bahkan PVC saat ini ada yang lead free

Screw untuk proses material PVC biasanya mempunyai compression ratio antara 1.5 sampai 2.3, pada prinsipnya semua jenis screw bisa digunakan untuk PVC, tetapi untuk mendapatkan output yang maksimal ada baiknya menggunakan compression ratio diatas 2.0

Alur screw sendiri mempunyai jenis yang bermacam-macam, ada type single flight, double flight, madox type dan lain-lain, saya akan membahasnya dilain kesempatan

Proses dengan material Polyethelene (PE)

Material ini adalah material yang paling mudah di extrusi, semua jenis screw bisa di gunakan untuk proses dengan material PE, temperature cylinder di mesin extrusi biasanya antara 130^oC sampai dengan 160^oC, sedangkan untuk bagian cross head temperaturnya antara 180^oC sampai dengan 220^oC

Proses dengan menggunakan Cross link polyethelene

Material ini merupakan material yang mempunyai tingkat kesulitan yang sedang, bila kondisi prosesnya tidak sesuai dengan type materialnya maka akan terjadi banyak masalah, contohnya bila temperature terlalu rendah maka ketika material sudah di extrusi (sudah dalam bentuk kabel) material ini tidak bisa cross link dengan baik sehingga karakteristiknya seperti elongation, variation elongation tidak mencapai standard yang diinginkan, tetapi bila temperature terlalu tinggi ada kemungkinan terjadi cross link pada saat proses (pre curing).

Cross link terjadi biasanya satu sampai dua minggu (suhu ruang) setelah proses, namun untuk material XPE yang baik bisa 3 hari setelah proses bisa cross link.

 Dalam pameran beberapa waktu yang lalu (Dijakarta) ada alat yang bisa mempercepat cross link suatu material, namun sayangnya harganya sangat mahal dan equipnmentnya sangat complex, saya berpikir tidak perlu untuk membeli alat tersebut karena material ini akan cross link dengan sendirinya, lead time dari pembuatan kabel sampai dengan pengiriman kira-kira 2 minggu untuk thickness 0,5 - 0,8 mm, sedangkan untuk ketebalan yang lebih tebal maka proses material untuk cross link menjadi semakin lama. ada cara untuk mempercepat crosslink yaitu dengan melakukan proses tambahan yaitu melakukan steam pada kabel tersebut atau dimasukkan kedalam air panas dengan suhu 80 oC selama 4 jam  jadi pada saat pengiriman, kabel dengan material XPE sudah dipastikan cross link.

Proses dengan material LSOH (low smoke zero halogen)

Material ini merupakan material yang ketahanan terhadap api sangat tinggi, ketika sebuah gedung mengalami kebakaran, material ini dapat menahan api kira-kira selama 40 menit (cable dengan category A), sehingga penghuni di dalamnya dapat menyelamatkan diri dengan penerangan yang cukup

Kondisi proses untuk material ini menggunakan screw dengan low compression, CR untuk screw kira-kira 1.2 sampai dengan 2.7, biasanya masalah yang timbul pada saat proses adalah terjadinya porosity (adanya lubang-lubang kecil setelah material di extrusi). Hal ini bisa terjadi apabila actual temperature material pada saat proses diatas 180^oC

Proses dengan material XL-LSOH (Cross link low smoke zero halogen)

Jenis material ini adalah material yang paling dari segi proses, compound ini harus di campur dengan catalyst dengan prosentase tertentu, masalah yang timbul pada saat proses adalah mudah terjadinya scorch dan tidak terjadinya cross link setelah proses.

Putaran screw sangat berpengaruh untuk terjadinya cross link, bila RPM rendah, cross link mungkin tida bisa di capai

Sedangkan untuk mencegah terjadinya scorch, hindari nmaterial berhenti di ddalam barrel, lakukan putaran screw secara continue, jangan sampai putaran screw berhenti, adanya fasilitas by pass pada cross head  sangat membantu untuk menghindari stopnya putaran srew

mesin extrusi

3. Cabling/Taping

Proses cabling adalah penggabungan antara insulation yang satu dengan yang lain agar menjadi satu kesatuan. 

Masalah yang timbul pada saat proses cabling adalah pitchnya tidak sesuai dengan yang diinginkan

 

4. Taping

Proses ini adalah proses pengisian sela-sela kabel agar mendapatkan visual yang bulat 

5. Inner sheath

Setelah proses cabling, dilakukan extrusi kembali, orang kabel akan menyebutnya proses bedding. Sama halnya dengan proses insulation, materialnya pun sangat beragam seperti yang telah di sebutkan sebelumnya

6. Armour

Armour berfungsi sebagai pelindung mekanis kabel, material dari armour umumnya adalah steel tape atau steel wire

7. Inner sheath

Setelah proses cabling, dilakukan extrusi kembali, orang kabel akan menyebutnya proses bedding. Sama halnya dengan proses insulation, materialnya pun sangat beragam seperti yang telah di sebutkan sebelumnya

8. Armour

Armour berfungsi sebagai pelindung mekanis kabel, material dari armour umumnya adalah steel tape atau steel wire

9. Sheath

Sheath adalah lapisan bagian paling luar dari kabel, material sheath sangat beragam, proses pembuatan sheath melalui proses extrusi, sama halnya dengan proses insulation dan inner sheath

Diambil dari  berbagai sumber dan pengalaman pribadi