O isolamento é uma medida de segurança que utiliza materiais não condutores para isolar ou envolver condutores energizados para proteção contra choques elétricos. Um bom isolamento é o meio mais básico e confiável de garantir a operação segura de equipamentos e linhas elétricas e prevenir acidentes por choque elétrico.
O isolamento é geralmente classificado em três categorias: isolamento a gás, isolamento líquido e isolamento sólido. Em aplicações práticas, o isolamento sólido continua sendo o tipo de material de isolamento mais utilizado e confiável. Sob a influência de eletricidade forte, os materiais isolantes podem quebrar e perder as suas propriedades isolantes. Entre os três tipos de materiais isolantes, os materiais isolantes gasosos, após a decomposição, podem recuperar as suas propriedades inerentes de isolamento elétrico uma vez removido o fator externo (forte campo elétrico); entretanto, os materiais isolantes sólidos, uma vez quebrados, perdem irreversível e completamente suas propriedades de isolamento elétrico.
Portanto, a seleção do isolamento para linhas e equipamentos elétricos deve ser combinada com o nível de tensão e adaptada ao ambiente e às condições operacionais para garantir o funcionamento seguro do isolamento. Além disso, gases corrosivos, vapores, umidade, poeira condutiva e operações mecânicas podem reduzir ou até mesmo destruir o desempenho de isolamento dos materiais isolantes. Além disso, os efeitos a longo prazo de fatores ambientais, como a luz solar, o vento e a chuva, também podem causar o envelhecimento dos materiais isolantes e a perda gradual das suas propriedades isolantes. Em resumo, os principais indicadores que afetam o desempenho dos materiais isolantes são:
(1) Resistência de isolamento e resistividade: A resistência é o inverso da condutância e a resistividade é a resistência por unidade de volume. Quanto menor for a condutividade de um material, maior será a sua resistência; os dois estão inversamente relacionados. Para materiais isolantes, é sempre desejável ter a maior resistividade possível.
(2) Permissividade relativa e tangente de perda dielétrica: Os materiais isolantes têm duas aplicações: isolamento mútuo entre componentes de uma rede elétrica e como dielétrico (armazenamento de energia) de um capacitor. O primeiro requer uma permissividade relativa baixa, enquanto o último requer uma permissividade relativa alta. Ambos exigem uma tangente de baixa perda dielétrica, especialmente para materiais isolantes usados em aplicações de alta frequência e alta tensão. Para minimizar a perda dielétrica, são necessários materiais isolantes com uma tangente de baixa perda dielétrica. (3) Tensão de Ruptura e Resistência Dielétrica: A ruptura ocorre quando um material isolante se rompe sob um forte campo elétrico, perdendo suas propriedades isolantes e tornando-se condutor. A tensão na qual ocorre a ruptura é chamada de tensão de ruptura (rigidez dielétrica). A rigidez dielétrica é a razão entre a tensão na qual ocorre a ruptura sob condições específicas e a distância entre os dois eletrodos submetidos à tensão aplicada; é a tensão de ruptura por unidade de espessura. Geralmente, para materiais isolantes, valores mais altos de tensão de ruptura e rigidez dielétrica são melhores.
(4) Resistência à tração: Esta é a tensão máxima de tração que uma amostra pode suportar em um teste de tração. É o teste mais utilizado e representativo para as propriedades mecânicas de materiais isolantes.
(5) Resistência à chama: Refere-se à capacidade de um material isolante de resistir à combustão quando em contato com uma chama ou de evitar combustão adicional quando removido da chama. Com a crescente aplicação de materiais isolantes, os requisitos para a sua resistência à chama estão se tornando mais importantes. As pessoas usam vários meios para melhorar e aumentar a resistência à chama dos materiais isolantes. Maior resistência à chama significa melhor segurança.
(6) Resistência ao Arco: Sob condições de teste especificadas, a capacidade de um material isolante de suportar a ação de um arco elétrico ao longo de sua superfície. Durante o teste, é utilizada uma pequena corrente com alta tensão CA. O arco gerado entre os dois eletrodos pela alta tensão é usado para determinar a resistência do arco do material isolante medindo o tempo necessário para que uma camada condutora se forme na superfície do material isolante. Quanto maior o valor do tempo, melhor será a resistência ao arco.
(7) Vedação: Proporciona boa vedação e isolamento contra óleo e água. As quatro constantes fundamentais que afetam os dielétricos são: Constante dielétrica: refere-se à transmissão, armazenamento ou registro de eletricidade de maneira polarizada elétrica. Condutividade: refere-se à corrente de fuga do dielétrico sob a ação de um campo elétrico. Perda dielétrica: é a perda de energia elétrica do dielétrico sob a ação de um campo elétrico. Rigidez dielétrica: refere-se ao dano potencial ao dielétrico sob um forte campo elétrico.
