Materiais Elétricos Isolantes

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Materiais Elétricos 
Isolantes 
Prof. Msc. Getúlio Teruo Tateoki 
Materiais Elétricos 
Isolantes 
Definições 
Dielétricos 
-Dielétricos ou materiais isolantes caracterizam-se por 
oferecerem considerável resistência à passagem da 
corrente, comparativamente aos materiais condutores. 
 
Polarização do Dielétrico 
-É uma propriedade fundamental de todos os isolantes 
e define o comportamento de suas partículas 
elementares quando sujeitas à ação de campos 
elétricos. 
 
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Polarização do Dielétrico 
-A polarização consiste no deslocamento reversível de 
centro de cargas positivas e negativas na direção do 
campo elétrico aplicado. 
 
-Sendo reversível, esta direção acompanha, ou tende a 
acompanhar, a própria orientação do campo elétrico. 
 
-A partir da grandeza constante dielétrica ξ (pronuncia-
se “Csi” ou “Xi”) “qualquer pedaço de um isolador ou 
material isolante submetido à uma diferença de 
potencial pode ser estudado como um capacitor, pode-
se prever o comportamento de um material quanto a 
sua polarização. 
 
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Polarização do Dielétrico 
-Analogamente, o fator de perdas dielétricas ou 
fator de perdas do dielétrico tg δ (tangente de 
delta), a corrente que flui por um material isolante 
estará defasada de um ângulo ϕ em relação à 
tensão e, se o dielétrico for puramente capacitivo, 
esse ângulo valerá 90°. 
 
-Como tal condição não é encontrada na prática, 
pois sempre haverá resistência elétrica, δ é o 
ângulo resultante da diferença entre 90° e a 
defasagem real ϕ entre a tensão e corrente no 
dielétrico. 
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Polarização do Dielétrico 
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Corrente 
90° 
δ 
ϕ 
δ = 90° - ϕ 
Materiais Elétricos 
Isolantes 
Polarização do Dielétrico 
-Pode-se concluir que quanto maior for o ϕ, menores 
serão as perdas. 
 
-Estas perdas está relacionado com a elevação da 
temperatura do material, resultante de um consumo de 
energia, quando o mesmo é polarizado. 
 
Isolação dos condutores elétricos 
Histórico 
-Os primeiros cabos isolados de que se tem notícia 
datam de 1795, utilizados em uma linha telegráfica na 
Espanha e eram isolados em papel. 
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Isolação dos condutores elétricos 
Histórico 
-Seguiram os condutores cobertos por guta percha (uma 
planta nativa da Índia), os cabos de papel impregnado 
em óleo, os cabos em borracha natural (início do século 
XX), em borracha sintética (EPR) e PVC (ambos logo 
após a segunda guerra mundial). 
 
-Embora possuíssem excelentes características 
isolantes, os cabos isolados em papel foram perdendo 
aplicações ao longo do tempo, principalmente devido à 
dificuldade de manuseio durante a sua instalação, 
sobretudo na realização de emendas e terminações. 
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Isolantes 
Isolação dos condutores elétricos 
Histórico 
-Isso propiciou a popularização dos cabos com 
isolações sólidas, tais como o PVC. 
 
Para que serve a isolação? 
-A função básica da isolação é confinar o campo 
elétrico gerado pela tensão aplicada a condutor no 
seu interior. 
 
-Com isso, é reduzido ou eliminado o risco de 
choques elétricos e curtos-circuitos. 
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Isolantes 
Isolação dos condutores elétricos 
Para que serve a isolação? 
-Pode-se comparar a camada isolante de um cabo com a 
parede de um tubo de água. 
 
-No caso do tubo, a parede impede que a água saia do 
seu interior e molhe a área ao seu redor. 
 
-Da mesma forma, a camada isolante mantém as linhas 
de campo elétrico (geradas pela tensão aplicada) 
“presas” sob ela, impedindo que as mesmas estejam 
presentes no ambiente ao redor do cabo. 
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Isolação dos condutores elétricos 
Para que serve a isolação? 
-No caso do tubo, não pode haver nenhum dano à 
sua parede, tais como furos e trincas, sob pena de 
haver vazamento de água. 
 
-Da mesma forma, não podem haver furos, trincas, 
rachaduras ou qualquer outro dano à isolação, 
uma vez que isso poderia significar um 
“vazamento” de linhas de campo elétrico, com 
subsequente aumento na corrente de fuga do 
cabo, o que provocaria aumento no risco de 
choques e curtos-circuitos e até incêndios. 
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Isolação dos condutores elétricos 
Principais características das isolações sólidas 
-De um modo geral, as isolações possuem uma 
boa resistência ao envelhecimento em serviço, 
uma reduzida sensibilidade à umidade e, desde 
que que necessário, podem apresentar um 
bom comportamento em relação ao fogo. 
 
-A seguir, as principais características 
específicas do composto isolante mais 
utilizados atualmente : o PVC 
 
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Isolação dos condutores elétricos 
Principais características das isolações sólidas 
Cloreto de polivinila (PVC) 
• É na realidade, uma mistura de cloreto de polivinila puro 
(resina sintética), plastificante, cargas e estabilizantes; 
 
• Sua rigidez dielétrica é relativamente elevada, sendo 
possível utilizar cabos isolados em PVC até a tensão de 
6kV; 
 
• Sua resistência a agentes químicos em geral e a água é 
consideravelmente boa; 
 
• Possui boa característica de não propagação de chama. 
 
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Isolação dos condutores elétricos 
Principais características das isolações sólidas 
-Todos os materiais isolantes de uso industrial 
apresentam uma certa quantidade de cargas livres 
e portanto, deve-se levar em conta a circulação de 
correntes de uma certa intensidade através de 
seção transversal do isolante quando o dielétrico é 
submetido a uma determinada tensão. 
 
-A maior ou menor dificuldade que os materiais 
isolantes oferecem à passagem de corrente é a 
grandeza rigidez dielétrica (Ed) [kV/cm] 
 
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Isolação dos condutores elétricos 
Principais características das isolações sólidas 
-Os dielétricos apresentam alguma condutividade que, 
geralmente, poderá ser desprezada quando o material é 
utilizados dentro dos limites a que se destina. 
 
-Em algumas utilizações, no entanto, é necessário conhecer o 
valor dessa condutividade que depende não apenas do 
deslocamento de elétrons como também de íons. 
 
-Portanto, um material que apresenta condutividade iônica, 
não pode ser submetido continuamente a uma corrente 
contínua, pois a sua característica de condutividade iônica o 
levará a decomposição eletrolítica. 
 
 
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Isolação dos condutores elétricos 
Principais características das isolações sólidas 
-A corrente que circula através do material isolante é 
conhecida como corrente transversal. 
 
-Uma outra corrente, reversível, resultante do 
deslocamento retardado de cargas sob a ação de uma 
tensão aplicada, é chamada de corrente de polarização. 
 
-Esta última corrente pode ser particularmente intensa 
quando o processo de polarização é lento; seu valor vai 
decrescendo com a duração da tensão contínua 
aplicada e depende do “tempo de acomodação” das 
propriedades físicas e químicas do material. 
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Isolação dos condutores elétricos 
Principais características das isolações sólidas 
-Este processo é idêntico aparecimento de cargas no 
dielétrico de um capacitor quando uma tensão é 
aplicada; 
 
-Terminado o processo de polarização, a correntede 
polarização se torna nula, permanecendo apenas a 
corrente transversal. 
 
-Por tais fenômenos, as características dos materiais 
isolantes são estabelecidas pela condutividade 
transversal e pela grandeza de tensão contínua aplicada. 
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Isolação dos condutores elétricos 
Principais características das isolações sólidas 
-Resumindo, a condutividade elétrica de um isolante depende 
de forma acentuada da estrutura do material, do seu estado 
físico, da umidade, da temperatura e da natureza da tensão 
aplicada. 
 
-Todos os dielétricos possuem um valor limite de solicitação 
elétrica, característico de cada material sob condições 
normalizadas pré-especificadas. 
 
-Quando esses valores são ultrapassados ocorrem 
modificações, geralmente irreversíveis, como: ruptura, 
deformação permanente, modificação estrutural e, 
frequentemente, perda das propriedades isolantes iniciais. 
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Isolantes gasosos 
Ar atmosférico 
-O mais utilizado é sem dúvida é o ar, por exemplo, 
em linhas aéreas de transmissão e distribuição de 
energia elétrica. 
 
-De forma prática e simplificada a rigidez dielétrica 
do ar seco e limpo a 20°C é de 45kV/cm, 
decrescendo rapidamente para 3kV/cm, sob a 
ação da umidade, poluição e da elevação de 
temperatura, fatores estes normais em ambientes 
externos e que, portanto, devem ser considerados 
nos projetos. 
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Isolantes gasosos 
SF6 
-O outro gás muito utilizado atualmente 
como meio dielétrico de extinção do arco-
elétrico em disjuntores é o Hexafluoreto de 
Enxofre (SF6). 
 
-Sua Tensão de Ruptura é de 125kV a 2 atm 
para um afastamento de 10 mm. 
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Isolantes líquidos 
-Os isolantes líquidos têm, geralmente na prática, 
funções de isolamento e de refrigeração. 
 
-Como refrigerante, retira o calor gerado internamente 
ao elemento condutor, transferindo-o a radiadores, 
mantendo dentro de níveis admissíveis a temperatura 
de trabalho do equipamento. 
 
-Entre os isolantes líquidos destacam-se: 
• Óleo Mineral 
• Askarel 
• Óleos de silicone 
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Isolantes líquidos 
Óleo Mineral 
-Obtido a partir da decomposição (cracking) 
do petróleo por destilação e é composto 
basicamente por: 
• Metano ou óleos parafinados do qual se 
extrai de 3% a 8% de parafina sólida; 
• Nafta; 
• Mistura dos dois anteriores. 
 
 
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Isolantes líquidos 
Óleo Mineral 
-A temperatura de craking define os subprodutos do 
petróleo: 
• 40 a 150°C – benzina; 
 
• 150 a 300°C – óleos leves e combustíveis; 
 
• 300 a 350°C – óleos diesel; 
 
• Acima de 350°C – óleos para aquecimento, matéria 
prima para óleos lubrificantes, óleos isolantes, o 
resíduo do processo de destilação é o asfalto. 
 
 
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Isolantes líquidos 
Óleo Mineral 
-Os óleos para fins isolantes são processados através de 
rigorosa purificação e têm seu uso mais comum nos 
transformadores, cabos, capacitores, disjuntores e chaves a 
óleo. 
 
-Com o desenvolvimento de novos materiais com melhores 
características elétricas, o óleo vem sendo gradativamente 
substituído, mas ainda é muito utilizado. 
 
-Estes óleos devem ser altamente estáveis e ter baixa 
viscosidade, pois além de isolar por impregnação, devem 
transmitir bem o calor. 
 
 
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Isolantes líquidos 
Óleo Mineral 
-Este é um problema típico dos transformadores onde o óleo 
deve transferir para as paredes do tanque o calor gerado nos 
enrolamentos, caso em que óleos mais densos não se 
prestariam a esta função. 
 
-No caso de dispositivos de manobra e de comando, o óleo 
deve fluir rapidamente entre os contatos para extinguir o mais 
rapidamente possível o arco elétrico. 
 
-Em cabos e capacitores, o óleo também deve fluir facilmente 
de forma a impregnar adequadamente os dielétricos e 
também, por deslocamento, eliminar a presença do ar e 
umidade, comum em dielétricos fibrosos. 
 
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Isolantes líquidos 
Óleo Mineral 
-A viscosidade correspondente a cada aplicação é fixada por 
normas e está sempre relacionada à temperatura, sobretudo a 
temperatura máxima admissível. 
 
-O fator de perdas de óleos isolantes de qualidade a 20°C, deve 
ser de aproximadamente 0,001 e depende acentuadamente da 
temperatura. 
 
-Por exemplo, óleos para capacitores devem ter um fator de 
perdas inferir a 0,005 a 100°C, com um ρ = 25x1012 Ω.mm2/m 
em estado novo admitindo-se uma redução para 1/5 desse 
valor após um ensaio de envelhecimento de 40 horas. 
 
 
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Isolantes líquidos 
Óleo Mineral 
-A rigidez dielétrica, ou tensão de ruptura, para óleos 
novos e sem umidade, deve ser de 200kV/cm para 
temperaturas de -40°C a +50°C, no caso de 
transformadores e de 120kV/cm para disjuntores. 
 
-A rigidez dielétrica mínima também varia com a classe 
de tensão e o tipo de equipamento. 
 
Exemplos: de 80 a 140kV/cm para transformadores de 
rede ou para instrumentos, na classe de tensão de 34,5 
a 220kV; de 40 a 80kV/cm para dispositivos de 
comando, na classe de tensão de 34,5 a 69kV. 
 
 
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Isolantes líquidos 
Óleo Mineral 
-Merece uma atenção especial o problema de 
envelhecimento dos óleos isolantes, razão pela qual 
deve ser providência de rotina uma sistemática de 
verificação da tensão de ruptura ou rigidez dielétrica. 
 
-Os sistemas de manutenção preveem a retirada 
periódica de amostras de óleo dos equipamentos para a 
verificação de suas características isolantes, pois, num 
período relativamente curto (em média 2 a 3 anos), 
nota-se uma sensível redução, da ordem de algumas 
vezes, da sua rigidez dielétrica. 
 
 
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Isolantes líquidos 
Óleo Mineral 
-Dependendo dos valores encontrados, é necessário 
proceder a purificação ou filtragem ou, em casos 
críticos, a substituição do óleo envelhecido por óleo 
novo. 
 
-O uso de inibidores de envelhecimento é discutível, 
pois pode ocorrer ataque a outros componentes do 
equipamento, tendo ainda o inconveniente do alto 
custo. 
 
-A oxidação do óleo está sempre presente, pois 
depende da presença do oxigênio do ar e da elevação 
da temperatura. 
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Óleo Mineral 
-Apesar do rigor dos processos de refinação, que 
elimina as matérias mais facilmente modificáveis, a 
oxidação via catalítica pode aparecer no equipamento à 
presença do cobre. 
 
-A luz do dia também pode ser um agente do processo 
de envelhecimento do óleo, motivo pelo qual o mesmo 
deve ficar protegido dos raios de luz. 
 
-Algumas cadeias típicas de carbono que compõe o óleo 
se oxidam com mais facilidade, dando origem a ácidos 
orgânicos, água e materiais voláteis. 
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Isolantes líquidos 
Óleo Mineral 
-A ação do campo elétrico e descargas internas ao 
equipamento, pode provocar decomposições 
moleculares progressivas, gerando produtos que irão 
separar-se do óleo, dando origem às chamadas lamas. 
 
-Como as lamas podem se formar em qualquer região 
do líquido isolante contido no equipamento e são mais 
densas que o óleo, tendem a se depositar no fundo do 
tanque, entretanto,em seu caminho descendente, este 
material pode depositar-se nos enrolamentos, núcleos e 
outras partes do equipamento. 
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Isolantes líquidos 
Óleo Mineral 
-As características dielétricas da lama são ruins e, caso venham 
a impregnar partes isolantes, irão formar pontos de possíveis 
descargas, levando gradativamente a isolação e deterioração 
provocando curtos-circuitos (entre espiras, no caso de 
transformadores), podendo vir a ocorrer a destruição parcial 
ou total do equipamento. 
 
-O calor gerado por efeito Joule, absolvido pelo óleo e 
transferido para as paredes do tanque do equipamento, 
provoca a solidificação da lama, a qual assume uma forma 
muito semelhante à do piche, que tem baixo coeficiente de 
transferência de calor. 
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Isolantes líquidos 
Óleo Mineral 
-Essa formação prejudica a ação refrigerante do óleo e 
provoca a elevação da temperatura do equipamento, 
podendo leva-lo à destruição. 
 
-Os óleos minerais têm o grave problema da 
inflamabilidade, não por contato com chama, mas por 
combustão espontânea quando é sobreaquecido, o que 
pode provocar graves acidentes. 
 
-Por tal motivo, o óleo mineral utilizado em 
equipamentos elétricos deve ter sua temperatura 
permanentemente controlada. 
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Óleo Mineral 
-Para substituir o óleo mineral em algumas aplicações, 
foi desenvolvido, anteriormente aos óleos a base de 
silicone, o askarel. 
 
Askarel 
-É um pentaclorodifenil que se destaca por não ser 
inflamável, mas apresenta uma série de graves 
problemas: enquanto os óleos minerais são neutros, os 
askaréis, devido à presença do cloro, atacam o sistema 
respiratório e visual das pessoas que os manuseavam, e 
ainda manuseiam. 
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Askarel 
-É extremamente agressivo ao meio ambiente 
quando descartado sem os devidos e onerosos 
cuidados necessários. 
 
-os askaréis podem ainda atacar alguns produtos 
dos componentes de equipamentos elétricos. 
 
Os askaréis tem a vantagem de não formarem 
subprodutos durante seu uso em serviço. 
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Askarel 
-Sua temperatura de trabalho (110°C0 é um pouco 
superior à do óleo mineral. 
-O askarel, sendo um difenil associado ao cloro, pode 
apresentar produtos sólidos, à temperatura ambiente, e 
produtos líquidos que têm um ponto de solidificação 
não muito baixo. 
 
-Por este último motivo foi bem menos usado em países 
de invernos mais rigorosos, pois a baixas temperaturas 
o askarel perde a função de elemento transmissor de 
calor (motivo mela qual as multinacionais direcionaram 
as vendas desse óleo sintético1!). 
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Askarel 
-O askarel também não pode ser aplicado quando 
sujeito a arcos voltaicos expostos, pois, por 
aquecimento externo, ocorrerá a quebra da cadeia de 
hidrogênio e cloro, provocando a liberação do cloro. 
 
-O emprego do askarel, de forma geral, restringiu-se a 
cabos e capacitores isolados em papel e tem seu uso 
proibido no Brasil desde 1980. 
 
-Deve ser manuseado e descartado com devidos 
cuidados, uma vez que ainda existem em operação 
muitos equipamentos que utilizam como óleo isolante. 
 
 
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Isolantes líquidos 
Askarel 
-O custo do askarel era da ordem de 10 vezes superior 
aos óleos minerais, o que, felizmente, restringiu seu 
emprego à época em que foi introduzido no mercado. 
 
-Alguns nomes comerciais que foram dados ao askarel: 
Clophen, Inerteen, Aroclor. 
 
-Todos os dielétricos líquidos são utilizados para garantir 
as características isolantes de dielétricos porosos e 
fibrosos, evitando a penetração de umidade, gases e 
vapores. 
 
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Isolantes líquidos 
Askarel 
-O custo do askarel era da ordem de 10 vezes superior aos 
óleos minerais, o que, felizmente, restringiu seu emprego à 
época em que foi introduzido no mercado. 
 
-Alguns nomes comerciais que foram dados ao askarel: 
Clophen, Inerteen, Aroclor. 
 
 
Óleos de Silicone 
-Os óleos de silicone [Si-O-Si] associado a grupos metílicos e 
fenólicos são incolores e transparentes e disponíveis em uma 
ampla faixa de viscosidades e pontos de ebulição. 
 
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Isolantes líquidos 
Óleos de Silicone 
-Têm ponto de chama elevado [acima de 300°C] e baixo 
ponto de solidificação [-100°C]. 
 
-A faixa de emprego situa-se entre 200°C e -60°C. 
 
-Sua viscosidade não varia proporcionalmente com a 
temperatura, comparativamente aos óleos minerais. 
 
-São recomendados para temperaturas de trabalho 
muito altas ou muito baixas. 
 
 
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Óleos de Silicone 
-Devido às características do silício, os silicones 
permanecem neutros na presença da maioria 
de elementos, conferindo-lhes elevada 
estabilidade química e ausência de 
envelhecimento. 
 
-São repelentes à água e, portanto, evitam a 
perda das suas características isolantes em 
serviço. 
 
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Isolantes líquidos 
Óleos de Silicone 
-São solúveis em benzol, toluol, éter e álcoois de grau 
superior, sendo insolúveis em óleos minerais e álcoois 
de grau inferior. 
 
-O preço do óleo de silicone é bastante elevado em 
comparação ao óleo mineral. 
 
-Todos os dielétricos são utilizados para garantir as 
características isolantes de dielétricos porosos e 
fibrosos, evitando a penetração de umidade, gases e 
vapores. 
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Isolantes 
Isolantes Pastosos e Ceras 
-As pastas ou ceras usadas eletricamente se 
caracterizam por um baixo ponto de fusão, baixa 
resistência mecânica, podendo ter uma estrutura 
cristalina e baixa higroscopia. 
 
Parafina 
-É o material pastoso mais usado e mais barato. 
 
-É obtido do petróleo e, uma parafina de 
qualidade, tem aparência clara, livre de bolhas, de 
ácidos e outras impurezas. 
 
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Isolantes Pastosos e Ceras 
Parafina 
-A constante dielétrica ξ (kse) se reduz com o aumento 
de temperatura, tendo seu valor bruscamente alterado 
quando se liquefaz. 
 
-É repelente à água, mantendo elevada a sua rigidez 
elétrica e a resistividade superficial e transversal, o que 
o recomenda como material de recobrimento de outros 
isolantes. 
 
-A baixa estabilidade térmica – baixo ponto de fusão – é 
uma vantagem e desvantagem: 
 
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Isolantes Pastosos e Ceras 
Parafina 
-Há necessidade de pouco calor para a liquefação em 
processos de impregnação ou recobrimento, facilitando 
sua aplicação; 
 
-Essa mesma propriedade limita seu uso aos casos em 
que o aquecimento do componente se mantém a níveis 
baixos. 
 
-Esta última condição só é encontrada, praticamente, 
em componentes de baixas perdas Joule onde as 
correntes circulantes são muito baixas, ou seja, em 
componentes eletrônicos. 
 
 
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Isolantes Pastosos e Ceras 
Parafina 
-A característica de repelência à água, muito importante 
para componentes elétricos usados ao tempo, não pode 
ser resolvida com a parafina. 
 
-A parafina é solúvel em óleos minerais, gasolina e 
benzol, sendo insensível à água e álcoois.Pasta de Silicone 
-Tem a estrutura molecular semelhante à dos óleos de 
silicone e, basicamente, as mesmas propriedades. 
 
 
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Isolantes Pastosos e Ceras 
Pasta de Silicone 
-As pastas são mais empregadas com finalidades 
lubrificantes do que elétricas, quando recebem pó 
de grafite para melhorar suas características 
antifricção. 
 
-São usadas eletricamente em peças de contato, 
em articulações condutoras e como recobrimento 
de partes isolantes expostas, que devem manter 
elevada resistividade superficial, prevalecendo 
neste caso sua característica de ser repelente à 
água. 
 
 
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Isolantes Pastosos e Ceras 
Resinas 
-Um verniz aplicado na forma líquida se solidifica 
durante o processo de aplicação, ficando no estado 
sólido em sua forma final. 
 
-Portanto, o verniz não é propriamente um isolante 
líquido, apesar de ser comercializado neste estado 
físico. 
 
-Um verniz é composto de um solvente e uma matéria 
prima capaz de formar uma película, ou um filme, 
geralmente na forma de uma resina. 
 
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Isolantes Pastosos e Ceras 
Resinas 
-Quando um solvente é aplicado a uma resina, ocorre a 
dissolução da resina, ficando as moléculas do solvente 
retidas pela resina. 
 
-Este processo faz com que a resina torne-se mais 
maleável, devido ao “afofamento molecular”. 
 
-Define-se resina como uma família muito grande de 
matérias primas que, apesar de origens e características 
diferentes, possuem composição química ou 
propriedades físicas muito semelhantes. 
 
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Isolantes Pastosos e Ceras 
Resinas 
-São de estrutura molecular complexa e elevado grau de 
polimerização. 
 
-A baixas temperaturas as resinas são massas 
vitrificadas, amorfas. 
 
-As resinas podem ser classificadas como naturais e 
sintéticas. 
 
-Resinas naturais são de origem animal ou vegetal e são 
obtidas através de processos simples de purificação. 
 
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Isolantes Pastosos e Ceras 
Resinas 
-Resinas sintéticas, existentes em número maior e 
sempre crescente, são obtidas através de complexos 
processos químicos, reunindo diversas matérias primas. 
 
-Neste grupo destacam-se as resinas polimerizadas 
(formadas por matérias de baixo peso molecular), as 
condensadas (resultantes de policondensação, que é 
um processo de crescimento das moléculas com 
eliminação das matérias elementares) e as à base de 
celulose ( a celulose é industrialmente ligada a ésteres e 
éteres, formando cadeias de elevado peso molecular). 
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Isolantes 
Isolantes Pastosos e Ceras 
Resinas 
-No grupo das resinas polimerizadas destacam-se os 
etilenos e seus derivados, como polietileno, o polistirol 
e o cloreto de polivinila. 
 
-No grupo das condensadas, bastante numerosas, 
temos o grupo dos fenolformaldeidos, a resina gliptal, o 
poiamido, e outros. 
 
-Da resinas à base de celulose destacam-se 
nitrocelulose, a acetilcelulose, e etilcelulose e outras. 
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Resinas 
-As resinas são classificadas como termofixas 
(termoestáveis) ou termo plásticas. 
 
-Esta classificação vem da produção fundamental dos 
plásticos: 
 
-Uma resina, juntamente com outras matérias primas, é 
aquecida até sua plastificação, estado em que é 
colocada em moldes que darão a forma desejada ao 
produto, sendo posteriormente esfriada até a 
temperatura ambiente, apresentando-se sólida. 
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Resinas 
-Ambos os tipos, termofixos e termoplásticos, têm 
comportamento parecido até este ponto. 
 
-Se, após a solidificação, aplicarmos novamente a 
temperatura de plastificação a ambas as resinas, 
notaremos que a resina termoplástica novamente se 
amolece, enquanto a termofixa se mantém sólida. 
 
-Continuando a aquecer a termofixa, atingiremos uma 
mudança do seu estado apenas a temperaturas bem 
mais elevadas, na qual se carboniza sem amolecer. 
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Resinas 
-De forma geral, as resinas polimerizadas pertencem ao 
grupo das termoplásticas, sendo que as condensadas 
podem ser termofixas ou termoplásticas. 
 
-As resinas originadas da celulose são termoplásticas. 
 
-A moderna tecnologia tem criado, e vêm criando 
continuamente, uma quantidade muito grande de novas 
resinas, particularmente as sintéticas. 
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Resinas 
-Por tal motivo serão apresentadas a seguir algumas das 
resinas mais conhecidas. 
 
Resinas naturais 
-Foram empregadas durante muitos anos, com bom 
resultados, mas vêm sendo substituídas pelas sintéticas 
que apresentam melhores características. 
 
-Entre as naturais destacaremos apenas duas: Goma-
laca e Copal. 
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Resinas naturais: Goma -Laca 
-É uma resina de origem natural presente nos resíduos 
de insetos tropicais sobre os galhos de árvores de onde 
é recolhida e purificada por fusão e filtragem. 
 
-No estado sólido apresenta-se em forma de pequenas 
lâminas (lamelas, sendo bastante quebradiça e de 
coloração amarelada, avermelhada ou marrom. 
 
-É uma resina facilmente solúvel em álcool, caracteriza-
se por sua alta aderência a outros isolamentos, como a 
mica, o vidro, a madeira e certos metais. 
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Resinas naturais: Goma -Laca 
-Amolece a 50-60°C e se liquefaz a 
temperaturas mais elevadas, as quais se 
aplicadas por muito tempo, tornam a goma-
laca rígida e insolúvel, sendo quanto maior a 
temperatura, menor será o tempo de 
endurecimento. 
 
-A goma-laca, portanto, pertence ao grupo dos 
termofixos. 
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Resinas naturais: Copal 
-É uma resina de origem vegetal, obtida de 
certas árvores e possui elevado ponto de fusão, 
tem elevada dureza e se dissolve com 
dificuldade. 
 
-Os copais são empregados como aditivos de 
outras resinas para torná-las mais rígidas, 
principalmente quando estas são de cobertura. 
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Resinas Sintéticas Polimerizadas 
-O radical químico básico das resinas sintéticas é o 
etileno, formando polímeros de cadeias lineares. 
 
-Possuem derivados com comportamento polar e 
não-polar. 
 
-Entre os polares destaca-se o cloreto de polivinila 
(PVC), usado em grande escala como isolamento 
de condutores elétricos. 
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Isolantes 
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Resinas Sintéticas Polimerizadas 
-Alguns exemplos dos não polares são o 
polietileno, o poliisobutileno, o polistirol e 
o politetrafluoretileno. 
 
-Têm um uso em equipamentos e materiais 
de baixa, média e alta tensão. 
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Isolantes 
Isolação dos condutores elétricos 
Histórico 
-Os primeiros cabos isolados que se tem notícia 
datam de 1795, utilizados em uma linha 
telegráfica na Espanha e eram isolados em papel. 
 
-Seguiram-se os condutores cobertos por guta 
percha (uma planta nativa da Índia), os cabos em 
papel impregnado em óleo, os cabos em borracha 
natural (início do séculoXX), em borracha sintética 
(EPR) e PVC (ambos logo após Segunda Guerra 
Mundial). 
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Isolantes 
Isolação dos condutores elétricos 
Histórico 
-Embora possuíssem excelentes características 
isolantes, os cabos isolados em papel foram 
perdendo aplicações ao longo do tempo, 
principalmente devido à dificuldade de 
manuseio durante a sua instalação, sobretudo 
instalação de emendas e terminações. 
 
-Isso propiciou a população dos cabos com 
isolações sólidas, tais como o PVC. 
 
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Isolantes 
Isolação dos condutores elétricos 
PVC- cloreto de polivinila 
-É o resultado de polimerização de cloreto de vinila, cuja 
molécula de um átomo de hidrogênio foi substituído 
por um de cloro, o que faz com que o comportamento 
dessa resina seja polar. 
 
-A umidade influi apenas sobre os valores de 
resistividade superficial não afetando sua rigidez 
dielétrica e os valores de tg δ variam com a 
temperatura. 
 
-O PVC é resistente a ácidos diluídos, álcool, gasolina e 
óleos. 
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Isolação dos condutores elétricos 
Poliestireno 
-É uma das resinas não polares mais usadas. 
 
-Sua higroscopia é muito pequena, é resistente 
à ação de um grande número de produtos 
químicos e tem elasticidade acima da média 
dos demais produtos deste grupo, o que é 
muito importante para a isolação de cabos 
(polietireno reticulado: XLPE e etileno-
propileno:EPR), por exemplo. 
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Isolação dos condutores elétricos 
Polistirol 
-É um polímero do estirol obtido mediante 
destilação do carvão mineral ou por via sintética. 
 
-É um líquido leve e incolor, de fácil polimerização, 
que se transforma lentamente em massa sólida 
transparente, mesmo na ausência de 
catalisadores, luz ou calor. 
 
-Seus valores de tg δ variam muito pouco com a 
temperatura. 
 
 
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Isolação dos condutores elétricos 
Polistirol 
-O polistirol não é higroscópico e é 
recomendado para uso na área de altas 
frequências. 
 
-Esta resina é encontrada na forma de vernizes 
e filmes, como principal desvantagem à baixa 
temperatura de serviço que está entre 50 e 
80°C, dependendo do seu peso molecular. 
 
 
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Isolação dos condutores elétricos 
Resinas sintéticas condensadas 
-Neste grupo destaca-se a baquelite, que é termofixo de 
alta estabilidade mecânica, dura, pouco elástica e 
apresenta elevada resistência contra a ação da água. 
 
-Apresenta entretanto resistência superficial 
relativamente baixa, podendo permitir a formação de 
descargas superficiais. 
 
-É utilizada como matéria prima de acessórios e peças 
isolantes de baixa tensão. 
 
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Isolantes 
Isolação dos condutores elétricos 
Resinas epóxi 
-São produtos obtidos da condensação, em solução alcalina, do 
fenol, benzol e epicloridina, e pode ter diversas formas e 
aparências: líquida ou sólida, transparente ou opaca; tem 
ponto de fusão entre 50° e 160°C. 
 
-Através da adição de aditivos endurecedores podem ser 
endurecidas a quente ou frio. 
 
-A resina epóxi apresenta elevada aderência a outros materiais 
sólidos, é inodora, não tem suas características alteradas até 
130°C , tem pouquíssima higroscopia e bom comportamento 
contra ataques químicos. 
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Isolação dos condutores elétricos 
Resinas epóxi 
-É encontrada na forma de vernizes para 
impregnação e colagem ou como massa 
isolante. 
 
-O epóxi tem consistência dura e inflexível. 
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Isolação dos condutores elétricos 
Ésteres ou éteres de celulose 
-São resinas termoplásticas com um ponto 
de fusão entre 50 e 70°C, são solúveis em 
solvente orgânicos, apresentam menor 
higroscopia que a celulose pura e são muito 
usadas em vernizes, massas plásticas de 
injeção, filmes e fibras. 
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Vernizes 
-São produtos resultantes da dissolução de 
resinas por um solvente, sendo este último 
eliminado na fase final do processo de 
aplicação do verniz. 
 
-Os vernizes, na sua forma final, mantêm as 
propriedades da resina e são classificados em 
três grupos: vernizes de impregnação, vernizes 
de colagem e vernizes de recobrimento. 
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Vernizes 
-Os vernizes de impregnação são geralmente 
aplicados em papeis, tecidos, cerâmicas 
porosas e materiais assemelhados. 
 
-Têm a função de preencher os vazios deixados 
internamente a um material, com um isolante 
de qualidade e características adequadas, 
evitando a umidade. 
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Vernizes 
-Estes vernizes ainda têm a propriedade de elevar a 
condutividade térmica e a rigidez dielétrica do isolante 
impregnado, melhorando também suas características 
mecânicas (a complementação dos vazios por um 
material sólido, faz com que haja uma transferência das 
tensões mecânicas para toda a seção onde o verniz foi 
aplicado, reduzindo a concentração dos esforços). 
 
-Os vernizes de recobrimento destinam-se a formar 
sobre o material sólido de base, uma camada de 
elevada resistência mecânica, lisa e à prova de umidade. 
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Vernizes 
-Uma de suas principais aplicações está na cobertura 
de seu uso em isolantes porosos ou fibrosos, estes 
vernizes conferem ao isolante uma maior resistência 
superficial de descarga e por consequência eleva a 
tensão de descarga externa. 
 
-A elevação da resistência à penetração de umidade, 
não estará garantida se o isolante não sofreu 
anteriormente o processo de impregnação, pois, 
qualquer fissura ou recomendação da camada de verniz 
de recobrimento pode comprometer o isolamento. 
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Isolação dos condutores elétricos 
Vernizes 
-Isolantes recobertos de verniz dificultam a deposição de 
poeiras e facilitam a limpeza da peça. 
 
-Os vernizes de colagem são utilizados quando há necessidade 
de colar entre as porções de isolantes sólidos, que 
normalmente não são encontrados ou fabricados na forma 
compacta. 
 
-Dois materiais que requerem o uso de vernizes de colagem 
podem aqui ser citados: a mica, que quando purificada 
desmancha-se em pequenas lâminas, sem possibilidade de se 
formar um corpo com dimensões fixas e definidas; 
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Vernizes 
-Outro exemplo é a fibras de vidro que são lisas, não sendo 
industrialmente possível atingir, sem o uso de vernizes, a 
necessária consistência para que possam ser usadas 
tecnicamente como isolantes na área elétrica. 
 
-Os vernizes de colagem também têm baixa higroscopia e boas 
características isolantes e são bastante empregados para a 
fixação de isolantes sobre metais. 
 
Massas Compostas 
-O uso de massas compostas se justifica quando é necessário 
criar um volume de material isolante maior do que uma 
película ou para uma impregnação. 
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Fim