O objetivo principal de um material isolante é separar os condutores elétricos sem transmitir a corrente de um para o outro e proteger os indivíduos de fios e peças eletricamente energizados. É necessário um conhecimento completo de materiais isolantes e padrões para práticas de trabalho seguras.

Um material que responde com uma resistência muito alta ao fluxo de corrente elétrica ou que resiste totalmente a corrente elétrica é chamado de material isolante. Em materiais isolantes, os elétrons de valência estão fortemente ligados aos seus átomos.

No campo elétrico, a finalidade de qualquer material isolante é separar condutores elétricos sem transmitir corrente através dele. Material como PVC, vidro, amianto, laminado rígido, verniz, resina, papel, teflon e borracha são isoladores elétricos muito bons. O material isolante é usado como revestimento protetor em fios elétricos e cabos.

O material isolante mais significativo é o ar. Além disso, os isolados sólidos, líquidos e gasosos também são usados ​​em sistemas elétricos.

Por que é necessário isolamento elétrico

O choque elétrico causado pelo fluxo de corrente através do corpo humano pode resultar em efeitos fisiológicos provocados por feridas fatais resultantes de momentos involuntários de morte por fibrilação ventricular (a ação de bombeamento rítmica do coração cessa) ou a contração muscular.

A tensão CC até 40 volts e a tensão CA até 60 volts são considerados limites seguros, nas melhores circunstâncias, para o corpo humano, mas, além disso, é considerado um perigo e para evitar que seja necessário isolamento elétrico. A resistência da corrente elétrica é medida em ohms. Os metais reagem com pouca resistência ao fluxo de corrente elétrica e são chamados de condutores. Como mencionado anteriormente, materiais como amianto, porcelana, PVC, madeira seca reagem com alta resistência ao fluxo de corrente elétrica e são chamados isoladores.

A madeira seca contém uma alta resistência, mas quando molhada com água, sua resistência cai e pode permitir a eletricidade. O mesmo é aplicável à pele humana. Quando a pele está seca, ela tem uma alta resistência à corrente elétrica, mas quando está úmida, há uma queda na resistência. Portanto, qualquer eletricista deve tomar precauções quando a água estiver presente no ambiente ou na pele e os materiais isolantes necessários devem ser usados. O melhor remédio para proteger os indivíduos dos fios e peças eletricamente energizados é através do isolamento.Aplicação de materiais isolantes

Cabos e linhas de transmissão:

O material isolante é geralmente usado como revestimento protetor em condutores elétricos e cabos. Os núcleos de cabos que se toquem devem ser separados e isolados por meio de revestimento de isolamento em cada núcleo, por exemplo, polietileno, polietileno reticulado XLPE, cloreto de polivinilo-PVC, Teflon, silicone etc. Os isoladores de disco suspensos (buchas) são usados ​​em alta tensão Transmissão de cabos nus onde são suportados por postes elétricos. As buchas são feitas de vidro, porcelana ou materiais poliméricos compostos.

Sistemas eletrônicos:

Todos os aparelhos e instrumentos eletrônicos contêm amplamente PCB (placas de circuito impresso) com componentes eletrônicos diferentes. Os PCBs são fabricados com plástico epóxi e fibra de vidro. Todos os componentes eletrônicos são fixados na placa PCB isolada. Em SCR (retificadores semicondutores), transistores e circuitos integrados, o material de silício é usado como material condutor e pode ser convertido em isoladores usando um processo de calor e oxigênio.Sistemas de energia:

O óleo do transformador é amplamente utilizado como um isolador para evitar arcos em transformadores, estabilizadores, disjuntores, etc. O óleo isolante pode suportar propriedades de isolamento até uma tensão elétrica especificada. O vácuo, gás (hexafluoreto de enxofre) e fio de cerâmica ou vidro são outros métodos de isolamento em sistemas de alta tensão. Pequenos transformadores, geradores de energia e motores elétricos contêm isolamento nas bobinas de arame por meio de verniz polimérico. A fita isolante de fibra de vidro também é usada como um separador de bobina de enrolamento.

Aparelhos portáteis domésticos:

Todos os aparelhos elétricos de mão são isolados para evitar que o usuário sofra choque elétrico.

O isolamento Classe 1 contém apenas isolamento básico no fio e o corpo metálico é conectado à terra no sistema de aterramento principal. O terceiro pino na tomada de alimentação deve ser para a conexão à terra.

Isolação Classe 2 indica um dispositivo com “isolamento duplo”. Todos os componentes elétricos internos devem estar totalmente fechados dentro de um corpo isolado, o que impedirá qualquer curto-circuito com peças condutoras.Fita isolante de cabo elétrico:

As fitas de PVC são amplamente utilizadas para isolar fios elétricos e outras partes condutoras ao vivo. É feito de vinil à medida que se alonga bem e proporciona um isolamento eficaz e duradouro. A fita elétrica para isolamento classe H é feita de tecido de fibra de vidro.

Equipamento de proteção pessoal:

O EPI protege os seres humanos dos riscos de choque com circuitos elétricos. PPE, como proteção de cabeça isolante, proteção para os olhos e para o rosto, e luvas isolantes são necessárias para proteção contra todos os riscos elétricos comuns. As ferramentas isoladas e os escudos de proteção são necessários para o funcionamento seguro de um eletricista. Os sapatos dielétricos (calçados de segurança não metálicos) ou calçados elétrico são feitos com solas e calcanhares não condutores, resistentes a choque elétrico.

Tapetes de borracha elétrica:

As esteiras isolantes para uso elétrico têm uma ampla aplicação em várias subestações, usinas, etc. As esteiras são usadas para revestimentos de chão abaixo dos painéis de controle para garantir a segurança do trabalhador devido a possíveis vazamentos de corrente.

Lista de alguns materiais isolantes comuns

ABS
ACETATO
ACRÍLICO
OXIDO DE BILÍLIO
CERÂMICA
DELRIN
EPOXY / FIBERGLASS
VIDRO
KAPTON
KYNAR
LEXAN
MERLON
MELAMINA
MICA
NEOPRENO
NOMEX
NYLON
PET (tereftalato de polietileno)
PHENOLICS
POLIESTER (MYLAR)
POLOLEFINAS
POLIESTIRENO
POLIURETANO
PVC (polivinilcloreto)
SILICONE / FIBRA DE VIDRO
BORRACHA DE SILICONE
TFE (TEFLON)
TERMOPLÁSTICA
PAPÉIS ISOLANTES ELÉTRICOS, FITAS E ESPUMAS
NEOPRENO
POLIESTIRENO
POLIURETANO
SILICONE
VINIL
LAMINADOS

Padrões de materiais isolantes elétricos

Os padrões de materiais isolantes da ASTM são fundamentais para especificar, avaliar e testar as propriedades elétricas e físicas dos materiais utilizados principalmente como isolamento elétrico em dispositivos e equipamentos relacionados. Essas propriedades incluem tensão de ruptura dielétrica, força dielétrica, perda de CA, permissividade (constante dielétrica), resistência e condutância de CC, fator de dissipação, capacidade de permuta iônica, resistividade iônica e outras propriedades físicas. Esses padrões de materiais de isolamento elétrico permitem aos fabricantes, particularmente aqueles na indústria de semicondutores, examinar e avaliar esses materiais e equipamentos para garantir sua qualificação para uso seguro.

Conclusão:

O controle de riscos elétricos é uma parte importante de todos os programas de segurança e saúde. Um conhecimento completo de materiais isolantes e padrões para práticas de trabalho seguras é necessário para um eletricista. Todos têm o direito de trabalhar em um ambiente seguro.