Por que é que, mais de cinco décadas após a sua introdução, continua a falta de um amplo consenso sobre se os isoladores compósitos oferecem sempre uma alternativa válida aos isoladores cerâmicos? Na opinião do especialista e observador do setor Alberto Pigini, o problema subjacente por trás das visões contraditórias sobre a confiabilidade-de longo prazo da tecnologia de isoladores compostos reside no fato de que o desempenho de qualquer isolador depende muito da escolha do projeto, dado o ambiente de serviço pretendido.
Infelizmente, no caso de isoladores compostos isto nem sempre foi feito corretamente. Por exemplo, uma especificação inadequada ou muito superficial do ponto de vista elétrico pode causar flashover de isoladores cerâmicos. Mas no caso de isoladores compostos o resultado pode ser dano permanente.
Os isoladores compostos oferecem diversas-vantagens bem documentadas. Contudo, ao contrário do que foi promovido durante os seus primeiros anos, certamente não são “indestrutíveis”. Portanto, para garantir um desempenho comparável ou melhor que o esperado dos isoladores cerâmicos, é necessário ter muito cuidado na sua:
• Especificação,
• Manuseio, e
• Instalação.
No que diz respeito às especificações, uma grande proporção dos problemas relatados com estes isoladores ao longo dos anos pode ser atribuída a deficiências na seleção – especialmente do ponto de vista elétrico. Isso ocorre porque o projeto elétrico de isoladores compostos não deve ser feito olhando apenas para o desempenho do flashover durante testes de curto-prazo. Em vez disso, deve idealmente basear-se no risco de degradação da superfície devido a descargas parciais que, a longo prazo, podem causar rastreamento, erosão e eventual falha.
Esta é uma deficiência crítica, uma vez que os isoladores compostos são altamente vulneráveis a danos caso haja descargas parciais contínuas e atividade de arco voltaico em ou perto de suas superfícies. Por exemplo, muitos casos de falha relatados foram devidos à instalação de isoladores sem eletrodos de blindagem adequados para limitar gradientes de campo elétrico perto de sua extremidade de alta tensão e até mesmo em sua extremidade de terra no caso de tensões de sistema muito altas.
Da mesma forma, as falhas às vezes são o resultado de estimativas imprecisas do ambiente real de serviço de poluição. O folheto CIGRE 142-1999 explicou que a experiência de testes de envelhecimento em laboratório, bem como testes de campo, confirmou que existem três classes de corrente de fuga em isoladores compostos sob condições normais de umidade:
1. uma classe-de baixo valor e altamente intermitente;
2. uma corrente média relativamente alta de alguns mA, mas longe dos valores típicos de condições pré{1}}flashover;
3. uma classe de valor de corrente alto (ou seja, algumas centenas de mA) indicando que o isolador está próximo de uma descarga elétrica.
Embora os isoladores cerâmicos sejam projetados considerando principalmente a classe de corrente de fuga 'tipo c', as unidades de isoladores compostos devem ser projetadas levando em consideração as correntes do 'tipo b'. Na verdade, a pesquisa indicou que, embora as correntes de classe 'a' tenham pouca influência no desempenho-de longo prazo, as correntes de classe 'b' podem levar ao rastreamento e à erosão e, possivelmente, à falha permanente.
Como resultado, sempre deve haver margem de projeto suficiente entre a severidade da resistência e a poluição ambiental real ao selecionar isoladores compostos. A necessidade crítica é limitar a corrente de fuga durante toda a vida útil, levando em consideração a possível influência das tensões de serviço na hidrofobicidade e molhabilidade da superfície. Portanto, no caso de isoladores compósitos, sejam CA ou CC, a abordagem convencional baseada nas classes de poluição definidas na IEC 60815 pode ser considerada questionável.
Em vez disso, para garantir um desempenho de serviço satisfatório, deve ser feita uma abordagem estatística que leve em conta tanto os parâmetros ambientais quanto as características específicas do isolador. Em particular, a especificação apenas em termos da distância de fuga necessária não é suficiente. Por exemplo, a eficiência de um perfil pode tornar-se baixa se for forçada demasiada fuga numa determinada distância de arco. As indicações de acordo com a IEC 60815 deveriam idealmente ser consideradas mais como uma “ferramenta de orientação” do que como um substituto para as informações provenientes dos testes.
Para aqueles isoladores compostos já instalados em linhas e onde é tarde demais para alterar as especificações, o diagnóstico baseado na medição da corrente de fuga ao longo das unidades selecionadas pode ajudar a identificar possíveis insuficiências no projeto e na lavagem do gatilho caso os valores médios da corrente de fuga atinjam o tipo destrutivo da classe 'b'.
Embora apenas o aspecto do projeto elétrico seja considerado aqui, a especificação adequada do ponto de vista mecânico também é importante e possivelmente ainda mais do que para isoladores cerâmicos. Novamente, muitas falhas relatadas, afetando especialmente as gerações recentes de isoladores compostos, foram devidas a especificações mecânicas imprecisas ou ao manuseio incorreto e práticas de instalação inadequadas que não levam em consideração os danos permanentes que podem ocorrer.
Em princípio, a maturidade e a confiabilidade intrínseca dos isoladores compósitos podem agora ser consideradas satisfatórias e do mesmo nível elevado dos isoladores cerâmicos. No entanto, a confiabilidade na prática dependerá da precisão das especificações elétricas e mecânicas e também de suas características especiais, resposta a tensões de serviço específicas e métodos de instalação.