Buchas isolantes: Classificações técnicas e aplicações operacionais

As buchas isolantes são componentes estruturais dos transformadores de potência, responsáveis por assegurar a passagem de um condutor através de uma parede não isolante, seja ela metálica ou não, para o meio externo de um transformador, mantendo a integridade dielétrica conforme exigências normativas. Estes componentes enfrentam solicitações operacionais severas, incluindo tensões elevadas, esforços mecânicos durante curtos-circuitos e ciclos térmicos repetitivos que testam continuamente sua resistência.

A especificação e dimensionamento adequado desses elementos determina diretamente o desempenho elétrico e a confiabilidade operacional do transformador, sendo fundamental para sistemas de média e alta tensão onde as solicitações dielétricas são mais rigorosas.

Classificações técnicas

Esses dispositivos podem ser classificadas de acordo com o material isolante, a construção e o tipo de aplicação, incluindo mais comumente as buchas secas, as buchas condensivas e as buchas Epóxi fundidas. Além disso, elas podem ser classificadas como capacitivas ou não capacitivas, e em relação à tensão nominal, podem ser classificadas como alta tensão (AT), média tensão (MT) ou baixa tensão (BT).

1. Classificação por material isolante

• Buchas secas – Utilizam porcelana como principal isolante. São aplicadas em transformadores de distribuição e média potência com classe de tensão até 36,2 kV.
• Buchas condensivas – Compostas comumente por camadas alternadas de papel isolante impregnado com óleo, geralmente óleo mineral ou, em alguns casos, óleo vegetal. A estrutura da bucha condensiva é composta por múltiplas camadas isolantes de papel impregnado com óleo, intercaladas com camadas condutoras que ajudam a uniformizar o campo elétrico. São usualmente empregados em transformadores com classe de tensão a partir de 72,5 kV.
• Buchas Epóxi Fundidas – Utilizam resina epóxi como isolante dielétrico e oferecem elevada resistência mecânica e compacidade, sendo comuns em transformadores compactos ou ambientes com restrições físicas.

2. Classificação por tipo

• Buchas Capacitivas – Incorporam camadas capacitivas em seu isolamento para melhor controle do campo elétrico, aumentando a confiabilidade em sistemas de alta tensão.
• Buchas Não Capacitivas – São mais simples em construção, geralmente compostas por um condutor envolto por um isolante, como porcelana, aplicáveis a sistemas de menor complexidade ou baixa tensão.

3. Classificação por Tensão

• Baixa Tensão (BT) – Utilizadas em sistemas com classe de tensões mais baixas, como 1,2 kV ou 0,6 kV.
• Média Tensão (MT) – Utilizadas em sistemas com classe de tensões intermediárias, como 15 kV a 36 kV.
• Alta Tensão (AT) – Utilizadas em sistemas com altas tensões, geralmente acima da classe de tensão de 72,5 kV.

Aplicações operacionais

As buchas de transformadores são os componentes responsáveis por permitir a conexão segura entre os enrolamentos internos do transformador e os circuitos externos de alta, média e baixa tensão. Sua função é assegurar o isolamento elétrico nas regiões de transição, evitando descargas e contribuindo diretamente para a confiabilidade do equipamento em operação.

• Isolamento Elétrico – A função principal desses dispositivos isolantes é separar eletricamente os condutores de alta, média e baixa tensão que entram e saem do transformador, prevenindo curtos-circuitos e outros problemas relacionados à tensão.
• Conexão Segura – Esses elementos facilitam a ligação entre os condutores externos e os enrolamentos internos do transformador, garantindo uma transmissão eficiente de energia elétrica.
• Conexão com Linhas de Transmissão e Distribuição – As buchas são utilizadas para conectar o transformador às linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica, permitindo a transferência de energia em diferentes níveis de tensão.
• Conexão com Outros Equipamentos – As buchas também são usadas para conectar o transformador a outros equipamentos de alta tensão, como disjuntores e outros dispositivos de proteção, garantindo a segurança e estabilidade do sistema elétrico.
• Aplicações em Sistemas de Distribuição e Transmissão – São componentes essenciais em transformadores utilizados em sistemas de distribuição e transmissão de energia elétrica, tanto em áreas urbanas quanto rurais.
• Aplicações em Setores Específicos – As buchas também são utilizadas em transformadores de diversos setores industriais, como usinas de geração de energia, refinarias, fábricas e outros.

Considerações finais

As falhas nestes dispositivos estão entre as principais causas de indisponibilidade de transformadores no setor elétrico, representando riscos de explosão, perda de fluido isolante e danos irreversíveis à parte ativa do equipamento. Por isso, é indispensável que a especificação técnica seja rigorosa, considerando o histórico da aplicação, a classe de tensão, os regimes de sobrecarga e as condições climáticas. O processo de montagem deve seguir procedimentos técnicos específicos, com torque e alinhamento controlados, e o monitoramento contínuo deve ser incorporado ao plano de manutenção.

Referências

1. CELESC – Centrais Elétricas de Santa Catarina – Especificação Técnica E313.0064: Buchas de Passagem para Transformadores de Potência. Disponível em: https://www.celesc.com.br

2. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas – NBR 5435: Especificações das Buchas para Transformadores Imersos em Líquido Isolante. Disponível em: https://www.normas.com.br

3. IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers – 2022 IEEE Power, Distribution & Regulating Transformers Collection. Disponível em: https://standards.ieee.org