El nivell d'aïllament d'un transformador de corrent és una especificació que defineix la capacitat del TC per suportar les tensions elèctriques imposades per la tensió del sistema i les sobretensions transitòries. Representa la tensió màxima que el sistema d'aïllament del TC pot suportar sense avaria o flashover. El nivell d'aïllament és un paràmetre de seguretat crític que s'ha de seleccionar perquè coincideixi amb la tensió del sistema i per proporcionar una protecció adequada contra sobretensions llamps, transitoris de commutació i altres esdeveniments de sobretensió.
El nivell d'aïllament d'un TC s'expressa normalment com una sèrie de tres valors de tensió, com ara 12/28/75 kV. En aquesta notació, el primer valor representa la tensió més alta per a l'equip (Um), el segon valor és la tensió de resistència a la freqüència elèctrica (rms) i el tercer valor és la tensió de resistència a l'impuls del llamp (pic). Per exemple, un TC amb un nivell d'aïllament de 12/28/75 kV està dissenyat per a tensions d'equip de fins a 12 kV, pot suportar una tensió de prova de freqüència elèctrica de 28 kV rms durant un minut i pot suportar un impuls de llamp de 75 kV de pic.
La tensió més alta per a l'equip (Um) és la referència principal per a la selecció del nivell d'aïllament. La regla de selecció és: Um Major o igual a Usys, on Usys és la tensió més alta del sistema on s'instal·larà l'equip. Els valors normalitzats de Um inclouen 3,6 kV, 7,2 kV, 12 kV, 17,5 kV, 24 kV i 36 kV, corresponents a tensions del sistema de fins a 3,3 kV, 6,6 kV, 11 kV, 15 kV, 22 kV i 35 kV respectivament. El valor Um adequat es selecciona en funció de la tensió nominal del sistema i la tensió de funcionament màxima del sistema.
La tensió de resistència a la freqüència d'alimentació, el segon valor de la notació del nivell d'aïllament, representa la capacitat del TC de suportar l'estrès continu de tensió de CA per sobre de la tensió de funcionament normal. Aquesta prova verifica la integritat del sistema d'aïllament en condicions de sobretensió temporal que es poden produir durant avaries del sistema o operacions de commutació. La tensió de prova s'aplica durant una durada especificada, normalment un minut, i el TC no ha de presentar avaria o corrent de fuga excessiu.
La tensió de resistència a l'impuls del llamp, el tercer valor, representa la capacitat del TC per suportar sobretensions transitòries causades per cops de llamps o operacions de commutació. Aquests transitoris tenen temps de pujada molt curts (microssegons) i tensions de punta elevades. La prova d'impuls simula aquestes condicions i verifica que el sistema d'aïllament del TC pot suportar la tensió elèctrica resultant sense fallar. El nivell d'impuls bàsic (BIL) és un paràmetre crític per a instal·lacions exteriors i d'alta tensió-en què l'exposició a llamps és una preocupació.
La construcció física del TC s'ha de dissenyar per aconseguir el nivell d'aïllament requerit. Els TC de mitjana-tensió utilitzen normalment una fosa de resina epoxi o un aïllament de paper-impregnat d'oli. La fosa de resina epoxi ofereix una excel·lent resistència dielèctrica, durabilitat mecànica i resistència a la contaminació ambiental. L'aïllament de paper-impregnat d'oli s'utilitza en alguns TC d'alt-tensió on es requereix la màxima rigidesa dielèctrica. L'elecció del material d'aïllament i el gruix de l'aïllament estan determinats pel nivell d'aïllament requerit i l'entorn operatiu.
El nivell d'aïllament també determina les dimensions físiques del TC. Els nivells d'aïllament més alts requereixen majors distàncies de fuga i espai lliure, un aïllament més gruixut i dimensions generals més grans. Això afecta la petjada, el pes i els requisits d'instal·lació del TC. Per a aplicacions interiors en entorns controlats, el nivell d'aïllament requerit pot ser més baix que per a aplicacions a l'aire lliure on el TC està exposat a la contaminació ambiental i als llamps.
A més dels valors bàsics del nivell d'aïllament, el sistema d'aïllament del TC també s'ha de coordinar amb els nivells d'aïllament d'altres equips de la instal·lació. El procés de coordinació de l'aïllament garanteix que la capacitat de suport d'aïllament del TC sigui compatible amb els dispositius de protecció contra sobretensions i altres equips del sistema. Això evita que el TC es converteixi en l'enllaç més feble del sistema d'aïllament, on es podria produir un flashover i provocar una fallada del sistema.
El nivell d'aïllament també s'ha de seleccionar en funció de l'altitud de la instal·lació. A altituds més altes, la reducció de la densitat de l'aire redueix la tensió de ruptura de l'aire, la qual cosa requereix més espais d'aïllament. Els valors estàndard del nivell d'aïllament s'especifiquen normalment per a instal·lacions de fins a 1.000 metres sobre el nivell del mar. Per a altituds més altes, s'han d'ajustar els valors del nivell d'aïllament o s'han de proporcionar espais lliures addicionals.
Les proves del nivell d'aïllament són una part essencial de la fabricació i posada en servei del TC. La prova de resistència a la freqüència elèctrica es realitza a cada TC per verificar la integritat del sistema d'aïllament. La prova d'impuls llamp es realitza sobre una base de mostra o en cada unitat per a aplicacions crítiques. També es realitzen proves de descàrrega parcial per detectar defectes d'aïllament que podrien provocar una fallada prematura. Aquestes proves asseguren que el CT compleix el seu nivell d'aïllament especificat i funciona de manera fiable durant tota la seva vida útil.
En resum, el nivell d'aïllament d'un transformador de corrent és una especificació fonamental que determina la seva idoneïtat per a una determinada tensió del sistema i condicions ambientals. La selecció adequada del nivell d'aïllament-basat en la tensió del sistema, l'altitud i els factors ambientals-és essencial per garantir la seguretat i la fiabilitat de la instal·lació de TC.