Nas aplicações eléctricas à prova de explosão, os materiais de isolamento são diferenciados em tipos sólidos e líquidos, adaptados especificamente a estas aplicações, ao contrário das categorias de isolamento mais amplas.
Materiais de isolamento sólidos
Referidos como "materiais de isolamento em estado sólido", são substâncias que permanecem sólidas em condições operacionais. Esta categoria inclui materiais como o verniz isolante, que são inicialmente líquidos mas solidificam aquando da aplicação.
Os materiais de isolamento sólidos habitualmente utilizados nos equipamentos eléctricos à prova de explosão são os seguintes
Tipo de material | Comparado com o Tracking Index (CTI) | Nome do material |
---|---|---|
I | 600≤CTI | Cerâmica (vidrada), mica, vidro |
II | 400≤CTI<600 | Plástico de melamina resistente ao arco de amianto, plástico de silicone orgânico resistente ao arco de amianto, agregado de poliéster insaturado |
III-a | 175≤CTI<400 | Plástico de politetrafluoroetileno, plástico de fibra de vidro de melamina, placa de tecido de vidro epóxi tratada com tinta resistente ao arco na superfície |
III-b | 100≤CTI<175 | Plástico fenólico |
Estes materiais são classificados com base no seu índice de rastreio comparativo (CTI), uma medida do desempenho elétrico superficial. No entanto, as suas propriedades mecânicas, térmicas e químicas podem variar significativamente, necessitando de uma seleção cuidadosa com base nas condições ambientais específicas de utilização, incluindo considerações relativas à resistência mecânica, resistência ao calor e durabilidade química.
Materiais cerâmicos (vidrados)
Constituídos por substâncias de isolamento inorgânicas não metálicas, são formados pela sinterização de óxidos metálicos e compostos metálicos sem oxigénio. Os seus atributos incluem uma gama de dureza de 1000~5000HV, resistência à tração de 26~36 MPa, resistência à compressão de 460~680 MPa, pontos de fusão superiores a 2000°C, baixa expansão térmica e elevada estabilidade química e resistência à corrosão.
Politetrafluoroetileno (PTFE)
Este material fluoroplástico suporta uma utilização a longo prazo em temperaturas de -180°C a 260°C. É altamente estável quimicamente, resistente à corrosão, apresenta um baixo coeficiente de fricção e tem um coeficiente de expansão térmica significativo.
Plástico fenólico
Um plástico termoendurecível, conhecido comercialmente como "baquelite" ou "placa fenólica", pode suportar temperaturas superiores a 3000°C e oferece uma excelente resistência à combustão e estabilidade química, embora seja frágil e não seja resistente à corrosão alcalina.
Para além dos materiais de isolamento sólidos mencionados, o equipamento elétrico à prova de explosão utiliza extensivamente várias substâncias isolantes sólidas, incluindo materiais plásticos para componentes isolantes e certos materiais auxiliares em motores à prova de explosão.
Materiais de isolamento líquido
Trata-se de substâncias isolantes que se encontram normalmente na forma líquida, como o óleo de transformador, e de materiais como o verniz isolante utilizado na impregnação de bobinas, que solidificam após tratamentos específicos, mas que continuam a ser considerados isolantes líquidos.
1. Óleo de transformador
- Essencial para o equipamento elétrico à prova de explosão, como os transformadores, este óleo deve cumprir normas específicas:
- Ponto de ignição não inferior a 300°C.
- Ponto de inflamação não inferior a 200°C (copo fechado).
- Viscosidade cinemática não superior a 1*10?? m²/s a 25°C.
- Resistência à rutura dieléctrica de, pelo menos, 27kV.
- Resistividade volumétrica de pelo menos 1*10??? m a 25°C.
- Ponto de escoamento não superior a -30°C.
- Acidez (valor de neutralização) até 0,03 mg/g (hidróxido de potássio).
O óleo de transformador, essencialmente um óleo mineral isolante composto por alcanos, cicloalcanos e hidrocarbonetos aromáticos insaturados, oferece excelentes qualidades de isolamento e estabilidade de envelhecimento. No entanto, a sua utilização em equipamento mineiro da classe I é limitada devido à potencial degradação das suas propriedades isolantes durante uma utilização prolongada.
2. Verniz
Utilizado para impregnar bobinas eléctricas em equipamento à prova de explosão, o verniz isolante melhora as suas capacidades de isolamento elétrico. Disponíveis em formas à base de solventes e sem solventes, estes vernizes são constituídos por resinas naturais ou sintéticas combinadas com vários solventes, como benzeno e álcoois, para o tipo à base de solventes, e resinas sintéticas, agentes solidificantes e diluentes activos, como o estireno, para o tipo sem solventes.
Ambos os tipos de verniz oferecem múltiplas opções para satisfazer diferentes necessidades de aplicação, assegurando a adaptabilidade a requisitos operacionais específicos.