O que é um Isolador de Sistema Elétrico e seus Tipos para Transformadores

Nos sistemas de energia elétrica, um isolador é um dispositivo isolante que permite que um condutor elétrico passe com segurança através de uma barreira condutiva aterrada, como no caso de transformadores ou disjuntores. Todas as bobinas do transformador estão conectadas a linhas de alta tensão, por isso deve-se prestar especial atenção às conexões terminais para evitar descargas entre os terminais de alta tensão e o corpo do transformador. Em transformadores de distribuição de baixa tensão, as conexões de cabos são feitas dentro de uma caixa terminal no lado secundário.

No entanto, em transformadores de potência, ambos os lados operam em alta tensão, necessitando dispositivos especialmente projetados conhecidos como isoladores. Um isolador geralmente consiste em um condutor central portador de corrente (uma haste, barramento ou cabo) e uma carcaça de porcelana montada na abertura da tampa do transformador, que isola a parte viva. O tipo mais simples é um isolador de porcelana moldada de alta qualidade com esmalte, contendo um condutor central. Este tipo é usado para tensões de até 33 kV e possui uma superfície lisa ou levemente ranhurada para aplicações internas.

Para transformadores externos, a parte externa (superior) do isolador inclui saliências para proteger as ranhuras inferiores da água durante a chuva. Para transformadores operando acima de 36 kV, são usados isoladores a óleo ou do tipo capacitor. Um isolador a óleo consiste em um cilindro de porcelana oco, em duas partes, com um condutor passando por seu eixo. O espaço entre o condutor e a superfície interna da porcelana é preenchido com óleo, que é separado do óleo no tanque do transformador. A parte superior do isolador se conecta a uma pequena câmara de expansão para acomodar mudanças de volume devido às variações de temperatura do óleo. É feita uma provisão na extremidade inferior para transformadores de corrente, permitindo a remoção do isolador sem perturbar o transformador de corrente.

Um isolador do tipo capacitor é construído com camadas de papel impregnado com resina sintética intercaladas com finas folhas metálicas impregnadas com material condutivo. Isso forma uma série de capacitores, onde cada par de folhas metálicas e o cilindro interposto de papel impregnado com resina atuam como um capacitor. Ao variar o comprimento das folhas metálicas e a espessura das camadas de papel impregnado com resina, a tensão dielétrica é distribuída uniformemente ao longo da profundidade radial, ou seja, ao longo do raio do isolador.