Isoladores poliméricos têm sido aplicados em linhas aéreas e em subestações já em 1960. Vários polímeros diferentes foram testados ao longo dos anos, muitas vezes com resultados diferentes. Por exemplo, o politetrafluoroetileno (também conhecido como Teflon) parecia promissor no início e foi usado em isoladores fabricados na Itália a partir de 1965. Mas esse material logo foi abandonado por não ser adequado. Outros polímeros que reivindicaram desempenho superior em termos de poluição em relação à porcelana e ao vidro incluem borracha de etileno propileno (EPR), monômero de etileno propileno dieno (EPDM), borracha de silicone (SR) e várias 'ligas' desses polímeros. Nesta contribuição editada de 2015 para o INMR, o especialista em T&D Alberto Pigini discutiu alguns dos fatores a serem considerados ao selecionar o material de revestimento polimérico mais adequado para uma aplicação de isolador externo.
Embora cada família de materiais poliméricos geralmente seja referida com base em seu polímero principal, é importante notar que cada material isolante é formulado usando sua própria “receita” única. Ingredientes específicos, como cargas, colorantes e outros aditivos, são adicionados ao polímero principal para otimizá-lo do ponto de vista de custo, produção e desempenho. Na verdade, uma questão que permanece apenas parcialmente resolvida é estabelecer o melhor meio de obter uma “impressão digital” confiável de cada material polimérico. Esta é considerada a melhor maneira de garantir aos clientes que os isoladores enviados a eles são exatamente iguais àqueles para os quais foram fornecidos certificados de teste de tipo e experiência de campo.
EPR, EPDM e SR (em suas diversas formulações proprietárias) foram considerados os polímeros mais adequados com diferentes ordens de mérito do ponto de vista de resistência a tensões elétricas, químicas, ambientais e mecânicas. SR, por exemplo, é um material de transferência de hidrofobicidade (HTM). Isto significa que ele não apenas exibe hidrofobicidade intrínseca, mas também a capacidade única de restaurar a hidrofobicidade na superfície com baixo “tempo de recuperação”, caso a hidrofobicidade seja temporariamente perdida devido a condições de serviço, como umedecimento intenso. É principalmente por causa desta vantagem que o SR prevaleceu sobre outros polímeros e, de fato, tornou-se ode fato'padrão' para a maioria das aplicações de alta tensão em CA e CC – especialmente sempre que é necessário um melhor desempenho em termos de poluição. A experiência de campo com esta família de polímeros tem sido geralmente positiva para aplicações em linhas e subestações, reforçando assim a forte preferência do mercado.
Ao mesmo tempo, é importante ressaltar que a experiência sugere que o isolamento SR pode nem sempre atender às expectativas do usuário em ambientes de serviço extremamente severos (por exemplo, aqueles com depósitos altamente solúveis e não{2}}solúveis nos isoladores e com molhamento frequente por neblina). Sob tais condições desafiadoras, a recuperação da hidrofobicidade pode não ser rápida o suficiente, anulando efetivamente o benefício. Este comportamento foi confirmado nos últimos anos por testes de envelhecimento laboratorial severos (talvez excessivamente severos), onde diferentes designs e materiais de isoladores foram expostos por milhares de horas a diferentes condições de estresse, incluindo névoa salina, chuva, névoa limpa, períodos de secagem e UV (ver Fig . 1). A Fig. 2 mostra exemplos de degradação experimentada sob DC. Para obter uma indicação da condição do isolador após o envelhecimento, a resistência à poluição foi determinada usando o método de 'flashover rápido' a uma salinidade de 80 kg/m3. A Fig. 3 mostra uma comparação de isoladores em termos de distância de fuga específica unificada (USCD) exigida em CC. Sob tais condições extremas simuladas, descobriu-se que o desempenho dos isoladores EPDM e EPR era realmente superior ao do SR. Isto provavelmente se deveu ao fato de que a resistência ao rastreamento e à erosão por qualquer material polimérico é mais importante do que a transferência de hidrofobicidade nestes tipos de ambientes extremos.
Finalmente, há situações em que a adoção de isoladores compostos foi ditada não pelo desempenho superior em relação à poluição, mas sim por outras considerações, como maior segurança. Na verdade, este tem sido cada vez mais o caso de caixas para aplicações de subestações CA em ambientes relativamente limpos, onde o projeto elétrico é dominado mais pelo desempenho do impulso de comutação do que pela poluição. Embora seja possível que os isoladores de silicone também ofereçam a melhor solução neste caso, a comparação técnica e econômica da 'abordagem SR padrão' com opções poliméricas alternativas não mencionadas acima não deve ser automaticamente descartada. Muita padronização limita a inovação.