Um isolador elétrico (também referido como isolador) é usado em um sistema elétrico para evitar o fluxo indesejado de corrente para a terra a partir de seus pontos de apoio. O isolador desempenha um papel vital no sistema elétrico. Um isolador elétrico é um caminho de resistência muito alta através do qual praticamente nenhuma corrente pode fluir.
Nos sistemas de transmissão e distribuição, os condutores aéreos são geralmente suportados por torres ou postes de suporte. As torres e postes estão adequadamente aterrados. Portanto, deve haver um isolador entre a torre ou poste e os condutores que transportam corrente para evitar o fluxo de corrente do condutor para a terra através das torres ou postes aterrados.
A principal causa de falha do isolador aéreo é o flashover, que ocorre entre a linha e a terra durante uma sobretensão anormal no sistema. Durante esse flashover, o calor intenso produzido pelo arco causa perfurações no corpo do isolador. Considerando este fenômeno, os materiais usados para o isolador elétrico devem possuir algumas propriedades específicas.
Os materiais geralmente usados para fins de isolamento são chamados de material isolante. Para sua utilização bem-sucedida, este material deve ter algumas propriedades específicas, conforme listado abaixo:
Deve ser suficientemente forte mecanicamente para suportar a tensão e o peso dos condutores.
Deve ter uma resistência dielétrica muito alta para suportar as tensões de voltagem nos sistemas de transmissão de alta voltagem.
Deve possuir alta resistência à isolação para evitar o fluxo de corrente para a terra.
O material isolante deve estar livre de impurezas indesejadas.
Não deve ser poroso.
Não deve haver nenhuma entrada na superfície do isolador elétrico para que a umidade ou gases possam entrar nele.
Suas propriedades físicas e elétricas devem ser pouco afetadas pela mudança de temperatura.
A porcelana é o material mais comumente usado para isoladores aéreos nos dias atuais. A porcelana é silicato de alumínio. O silicato de alumínio é misturado com caulim plástico, feldspato e quartzo para obter o material final duro e vidrado de isolador de porcelana.
A superfície do isolador deve ser suficientemente vidrada para que a água não se acumule sobre ela. A porcelana também deve estar livre de porosidade, pois a porosidade é a principal causa da deterioração de sua propriedade dielétrica. Deve estar livre de qualquer impureza e bolhas de ar dentro do material, que podem afetar as propriedades do isolador.
Propriedade |
Valor (Aproximado) |
Resistência Dielétrica |
60 kV / cm |
Resistência à Compressão |
70.000 Kg / cm² |
Resistência à Tração |
500 Kg / cm² |
Atualmente, os isoladores de vidro tornaram-se populares nos sistemas de transmissão e distribuição. Vidro temperado é usado para fins de isolamento. O isolador de vidro tem várias vantagens em relação ao isolador de porcelana convencional.
Tem uma resistência dielétrica muito alta em comparação com a porcelana.
Sua resistividade também é muito alta.
Tem um coeficiente de expansão térmica baixo.
Tem uma resistência à tração maior em comparação com o isolador de porcelana.
Como é transparente, não esquenta tanto sob a luz solar como a porcelana.
As impurezas e bolhas de ar podem ser facilmente detectadas no interior do corpo do isolador de vidro devido à sua transparência.
O vidro tem uma vida útil muito longa, pois as propriedades mecânicas e elétricas do vidro não são afetadas pelo envelhecimento.
Além disso, o vidro é mais barato que a porcelana.
A umidade pode se condensar facilmente na superfície do vidro, e, portanto, poeira e partículas do ar serão depositadas na superfície do vidro úmido, fornecendo um caminho para a corrente de fuga do sistema.
Para voltagens mais altas, o vidro não pode ser moldado em formas irregulares, pois o resfriamento irregular causa tensões internas.
