Hvis du bruger silikoneplader i nærheden af elektriske komponenter uden at kende deres dielektriske klassificering, løber du en alvorlig risiko.
Silikoneplader har en høj dielektrisk styrke, typisk fra 20 til 30 kV/mm, hvilket gør dem til ideelle isolatorer i elektriske og elektroniske applikationer.
Jeg begyndte at være opmærksom på den dielektriske styrke, efter at en klient oplevede en kortslutning i en kontrolboks. Det viste sig, at den pakning, de brugte, ikke var isolerende nok. Den oplevelse lærte mig, hvor kritiske dielektriske egenskaber er, når man arbejder med silikoneplader i elektriske miljøer.
Hvad er dielektrisk styrke i silikoneplader?
Dielektrisk styrke er ikke bare et tal – det er en sikkerhedsgaranti.
Dielektrisk styrke er den maksimale spænding, et materiale kan modstå uden at bryde elektrisk sammen; for silikoneplader er den typisk mellem 20-30 kV/mm.
Dielektrisk styrke måles i kilovolt pr. millimeter (kV/mm). Den fortæller dig, hvor meget spænding materialet kan modstå, før det leder elektricitet. Silikone har fremragende isoleringsegenskaber på grund af sin molekylære struktur, som forbliver stabil selv ved høje temperaturer og i fugtige miljøer.
For eksempel:
- En silikoneplade klassificeret til 25 kV/mm og 1 mm tyk kan modstå op til 25.000 volt før nedbrydning.
- Tykkere plader giver mere spændingsmodstand, men andre faktorer som temperatur og fugt påvirker stadig ydeevnen.
Da jeg arbejdede på et LED-belysningssystem, brugte vi 2 mm silikonepuder med en dielektrisk styrke på 24 kV/mm. Det gav både termisk og elektrisk isolering i ét lag, hvilket sparede plads og reducerede antallet af dele.
Hvorfor foretrækkes silikone til elektrisk isolering?
Jeg brugte engang PVC til isolering – indtil det revnede under varme. Det var da jeg skiftede til silikone, og jeg har aldrig fortrudt det.
Silikone foretrækkes i elektriske systemer, fordi det bevarer isoleringsegenskaber over et bredt temperaturområde og ikke nedbrydes under UV-stråling eller fugt.
I modsætning til andre polymerer karboniserer eller smelter silikone ikke, når det udsættes for høje temperaturer. Derfor er det ideelt til miljøer, hvor både varme og elektricitet er involveret, såsom:
- Strømfordelingsbokse
- Kontrolpaneler
- Motorviklinger
- Højspændingsstik
Her er en hurtig sammenligning:
| Materiale | Dielektrisk styrke (kV/mm) | Temperaturmodstand | Fleksibilitet | UV-modstand |
|---|---|---|---|---|
| Silikone | 20–30 | –60°C til +230°C | Fremragende | Fremragende |
| PVC | 10–18 | –20°C til +70°C | Fattige | Fattige |
| Gummi (EPDM) | 10–15 | –40°C til +120°C | godt | Retfærdig |
Jeg anbefaler silikoneplader til elektrisk tætning, når systemet udsættes for varme, UV-eksponering eller skal køre kontinuerligt. Det er dyrere i starten – men holder meget længere.
Hvordan måles dielektrisk styrke i silikone?
Før jeg stolede på en leverandørs specifikationsark, var jeg nødt til at lære, hvordan disse tal testes.
Dielektrisk styrke måles ved at påføre en stigende spænding over en silikoneplade, indtil der opstår elektrisk gennembrud – i henhold til ASTM D149- eller IEC 60243-standarderne.
Standardproceduren omfatter:
- Brug af to metalelektroder på begge sider af silikoneprøven
- Gradvis påføring af spænding, indtil der opstår elektrisk lysbue eller punktering
- Registrering af spændingen og dividering med materialetykkelsen for at få kV/mm
Flere faktorer påvirker resultatet:
- MaterialetykkelseTyndere prøver viser højere kV/mm-værdier
- Fugtighed og overfladetilstandFugt eller forurenende stoffer kan reducere isoleringen
- TemperaturTestning udføres normalt ved 23°C, medmindre andet er angivet.
Kontrollér altid, om den angivne dielektriske styrke er gennemsnitlig, minimum eller et indledende testresultat. Jeg blev engang afsløret af en leverandør, der kun oplyste laboratorieværdier og ikke faktiske produktionsmaterialevurderinger.
Hvilke anvendelser er afhængige af silikones dielektriske vurderinger?
En af mine kunder havde brug for en termisk pude til et batteristyringssystem – men også elektrisk isolering. Silikone gjorde begge dele.
Anvendelser som transformere, koblingsudstyr, strømforsyninger og elbiler er afhængige af silikones dielektriske styrke til isolering og sikkerhed.
Her er nogle eksempler:
- TransformereSom isolering mellem viklinger og huse
- Elektriske motorerTil slidslinere og beskyttelse mod endedrejninger
- SolpanelerSom et ikke-ledende, vejrbestandigt baglag
- EV-batterisystemerSilikonepuder adskiller moduler og forhindrer kortslutninger
Jeg har personligt brugt silikoneplader i:
- Kontrolpaneler i industrielle fødevaremaskiner
- Højspændingsinverterskabe
- Elektriske mobilitetsscootere – under sæder og batteridæksler
Til alle disse gav ét ark både varmeisolering og elektrisk beskyttelse, hvilket reducerede antallet af dele og installationstiden.
Hvilken tykkelse og hårdhed er bedst til elektrisk isolering?
Jeg lavede engang den fejl at bruge en blød 1 mm plade til en højspændingspude. Den blev komprimeret for meget og bestod ikke isolationstesten.
For effektiv dielektrisk isolering skal du bruge silikoneplader med en tykkelse på mellem 1-3 mm og en Shore A-hårdhed på 50-70, afhængigt af tryk- og temperaturforhold.
Tykkelse påvirker både mekanisk styrke og dielektrisk kapacitet. Her er en grundlæggende reference:
| Tykkelse (mm) | Typisk dielektrisk klassificering (kV) | Use Case |
|---|---|---|
| 0,5 mm | ~12–15 kV | Lavspændingselektronik |
| 1 mm | ~20–25 kV | Kontrolpaneler, batteriisolering |
| 2 mm | ~35–40 kV | Højspændingsskabe |
| 3 mm | ~50+ kV | Transformatorer, motorviklinger |
Hårdhed påvirker kompressibiliteten. Hvis silikonen er for blød, kan den deformeres under belastning og reducere afstanden mellem ledende dele. For de fleste elektriske anvendelser, 60 Shore A er den sikre mellemvej.
Bed altid din leverandør om certificerede dielektriske testdata baseret på faktisk tykkelse – ikke kun teoretiske værdier.
Hvordan vælger jeg en pålidelig silikoneplade til elektrisk brug?
Jeg købte engang billige silikoneplader fra en almindelig leverandør – og bestod så ikke UL-testen, fordi isoleringen brød sammen ved 15 kV.
Vælg silikoneplader fra certificerede leverandører, der tilbyder testrapporter, ensartet kvalitet og tilpasningsmuligheder til elektriske applikationer.
Her er hvad jeg nu kræver af enhver leverandør:
- Testet i henhold til ASTM D149 eller IEC standarder
- UL 94 V-0 flammeklassificering (for brandsikkerhed)
- Fås i forskellige tykkelser og durometermuligheder
- Støttet af teknisk support
- Valgfri klæbende bagside eller varmeledningsevne
RuiYang Silicone fremstiller silikoneplader, der er specielt designet til elektriske applikationer. Vores produkter er testet for dielektrisk styrke, opfylder flammehæmmende standarder og fås i tilskårne størrelser. Uanset om du bygger kontrolpaneler, batterier til elbiler eller industrielle strømsystemer, har vi den plade, der passer.
Konklusion
Silikoneplader med høj dielektrisk styrke tilbyder pålidelig, langvarig isolering til elektriske og højspændingsapplikationer.
