Fundamentos, Procedimentos, Critérios Normativos e Aplicação Prática


Introdução

O ensaio de resistência de isolação é um dos métodos mais tradicionais, difundidos e importantes na eletrotécnica para avaliação da condição de equipamentos e instalações elétricas. Seu objetivo principal é verificar a capacidade do sistema isolante de resistir à passagem de corrente elétrica indesejada quando submetido a uma tensão contínua controlada, permitindo identificar degradação do isolamento antes que ocorram falhas elétricas, curtos-circuitos ou riscos à segurança.

Apesar de sua aparente simplicidade, o ensaio exige critérios técnicos bem definidos, conhecimento das características construtivas do equipamento, compreensão das limitações do método e alinhamento com normas reconhecidas, como NETA ATS, IEEE, IEC e ABNT.


Fundamento Físico do Ensaio de Resistência de Isolação

Quando uma tensão contínua é aplicada entre um condutor ativo e a terra (ou entre fases), a corrente medida não representa apenas uma única componente. Ela é formada pela soma de três correntes distintas:

  • Corrente capacitiva, associada à carga inicial do dielétrico
  • Corrente de absorção dielétrica, relacionada à polarização molecular do material isolante
  • Corrente de fuga, que representa a condição real do isolamento

A resistência de isolação é obtida pela relação entre a tensão aplicada e a corrente total medida. A análise correta do ensaio não se baseia apenas em um valor instantâneo, mas na evolução da resistência ao longo do tempo.


Importância do Tempo de Aplicação da Tensão

Devido à presença da corrente de absorção, normas técnicas recomendam que o ensaio seja realizado por um tempo mínimo de 1 minuto, sendo altamente recomendável estendê-lo até 10 minutos em equipamentos críticos.

Essa prática permite o cálculo de índices que aumentam significativamente a confiabilidade do diagnóstico:

  • Índice de Absorção (IA): relação entre a resistência medida em 60 s e 30 s
  • Índice de Polarização (IP): relação entre a resistência medida em 10 minutos e 1 minuto

O IP é considerado, especialmente para máquinas rotativas, um dos indicadores mais confiáveis da condição do isolamento.


Diferença entre Máquinas Estáticas e Máquinas Rotativas

Embora o princípio do ensaio seja o mesmo, máquinas estáticas e máquinas rotativas apresentam comportamentos dielétricos distintos, exigindo critérios específicos de execução e interpretação.


Ensaio de Resistência de Isolação em Máquinas Estáticas

Exemplos de Máquinas Estáticas

  • Transformadores de potência e distribuição
  • Transformadores de corrente e potencial
  • Cabos elétricos
  • Barramentos e painéis

Características do Isolamento

Máquinas estáticas apresentam isolamento mais espesso, elevada capacitância elétrica, menor influência de esforços mecânicos e maior estabilidade térmica.

Interpretação dos Resultados

Valores elevados de resistência de isolação são comuns. A análise deve priorizar:

  • Tendência histórica
  • Variação da resistência ao longo do tempo
  • Identificação de reduções significativas associadas à umidade, contaminação ou envelhecimento

O Índice de Polarização é recomendado, porém deve ser interpretado com cautela em equipamentos de grande capacitância.


Ensaio de Resistência de Isolação em Máquinas Rotativas

Exemplos de Máquinas Rotativas

  • Motores de indução
  • Motores síncronos
  • Geradores
  • Alternadores

Características do Isolamento

O isolamento está sujeito a vibração mecânica, ciclos térmicos frequentes e contaminação ambiental, tornando-se mais suscetível à degradação.

Interpretação dos Resultados

Em máquinas rotativas, o valor absoluto da resistência não deve ser analisado isoladamente. O principal critério é o Índice de Polarização, conforme a IEEE Std 43:

  • IP < 1,0: isolamento comprometido
  • IP entre 1,0 e 2,0: condição duvidosa
  • IP ≥ 2,0: condição aceitável

Em motores de pequeno porte, o IP pode apresentar baixa confiabilidade, tornando a análise histórica essencial.


Seleção da Tensão de Ensaio segundo a NETA ATS

A seleção correta da tensão de ensaio é fundamental para garantir resultados confiáveis. A NETA ATS estabelece que a tensão aplicada deve ser compatível com a classe de tensão do sistema ou equipamento ensaiado.

Tabela – Nível de Tensão da Instalação × Tensão de Ensaio

Tensão Nominal do SistemaTensão CC de Ensaio
Até 50 V250 V CC
51 V a 250 V500 V CC
251 V a 600 V1.000 V CC
601 V a 1.000 V2.500 V CC
1 kV a 5 kV2.500 V CC
5 kV a 15 kV5.000 V CC
15 kV a 35 kV10.000 V CC (quando aplicável)

Em caso de divergência entre NETA ATS, IEEE ou fabricante, deve-se sempre adotar o critério mais conservador.


Procedimento Geral de Ensaio

O procedimento técnico básico envolve:

  1. Desenergização total do equipamento
  2. Isolamento elétrico completo do sistema
  3. Seleção correta da tensão de ensaio
  4. Aplicação da tensão CC pelo tempo recomendado
  5. Registro das leituras ao longo do tempo
  6. Cálculo dos índices aplicáveis
  7. Descarga completa do equipamento após o ensaio

Todos os procedimentos devem atender aos requisitos da NR-10.


Limitações do Ensaio de Resistência de Isolação

Apesar de amplamente utilizado, o ensaio apresenta limitações importantes:

  • Não detecta falhas internas profundas
  • Não substitui ensaios em corrente alternada
  • É influenciado por temperatura e umidade

Por esse motivo, deve ser parte de um conjunto de ensaios elétricos.


Referências Normativas

  • NETA ATS – Acceptance Testing Specifications
  • IEEE Std 43 – Testing Insulation Resistance of Rotating Machinery
  • IEC 60034-1 – Rotating Electrical Machines
  • IEC 60076 – Power Transformers
  • ABNT NBR 5410 – Instalações elétricas de baixa tensão
  • NR-10 – Segurança em instalações e serviços em eletricidade

Conclusão

O ensaio de resistência de isolação é uma ferramenta indispensável na eletrotécnica. Seu valor está na aplicação correta, na diferenciação entre tipos de máquinas, na seleção adequada da tensão de ensaio e na interpretação criteriosa dos resultados, sempre alinhada às normas técnicas e à análise histórica.