Si utiliza láminas de silicona cerca de componentes eléctricos sin conocer su clasificación dieléctrica, está corriendo un riesgo grave.
Las láminas de silicona tienen una alta rigidez dieléctrica, que normalmente oscila entre 20 y 30 kV/mm, lo que las convierte en aislantes ideales en aplicaciones eléctricas y electrónicas.
Empecé a prestar atención a la rigidez dieléctrica después de que un cliente experimentara un cortocircuito en una caja de control. Resultó que la junta que usaron no era lo suficientemente aislante. Esa experiencia me enseñó la importancia de las propiedades dieléctricas al trabajar con láminas de silicona en entornos eléctricos.
¿Qué es la rigidez dieléctrica en las láminas de silicona?
La rigidez dieléctrica no es sólo un número: es una garantía de seguridad.
La rigidez dieléctrica es el voltaje máximo que un material puede soportar sin romperse eléctricamente; en el caso de las láminas de silicona, suele estar entre 20 y 30 kV/mm.
La rigidez dieléctrica se mide en kilovoltios por milímetro (kV/mm). Indica la cantidad de voltaje que el material puede resistir antes de conducir la electricidad. La silicona posee excelentes propiedades aislantes gracias a su estructura molecular, que se mantiene estable incluso a altas temperaturas y en ambientes húmedos.
Por ejemplo:
- Una lámina de silicona con una clasificación de 25 kV/mm y 1 mm de espesor puede resistir hasta 25.000 voltios Antes de la avería.
- Las láminas más gruesas ofrecen mayor resistencia al voltaje, pero otros factores como la temperatura y la humedad aún afectan el rendimiento.
Cuando trabajé en un sistema de iluminación LED, utilizamos almohadillas de silicona de 2 mm con una rigidez dieléctrica de 24 kV/mm. Esto proporcionaba aislamiento térmico y eléctrico en una sola capa, ahorrando espacio y reduciendo el número de piezas.
¿Por qué se prefiere la silicona para el aislamiento eléctrico?
Una vez usé PVC como aislante, hasta que se agrietó con el calor. Fue entonces cuando cambié a la silicona y nunca me arrepentí.
La silicona se prefiere en los sistemas eléctricos porque mantiene las propiedades de aislamiento en amplios rangos de temperatura y no se degrada con los rayos UV ni la humedad.
A diferencia de otros polímeros, la silicona no se carboniza ni se funde al exponerse a altas temperaturas. Por eso es ideal para entornos con calor y electricidad, como:
- Cajas de distribución de energía
- Paneles de control
- Bobinados de motor
- Conectores de alto voltaje
He aquí una comparación rápida:
| Material | Rigidez dieléctrica (kV/mm) | Resistencia a la temperatura | Flexibilidad | Resistencia a los rayos UV |
|---|---|---|---|---|
| Silicona | 20–30 | –60°C a +230°C | Excelente | Excelente |
| CLORURO DE POLIVINILO | 10–18 | –20°C a +70°C | Pobre | Pobre |
| Caucho (EPDM) | 10–15 | –40°C a +120°C | Bien | Justo |
Recomiendo láminas de silicona para el sellado eléctrico siempre que el sistema esté expuesto al calor, a la luz ultravioleta o necesite funcionar continuamente. Es más caro al principio, pero dura mucho más.
¿Cómo se mide la rigidez dieléctrica en el silicona?
Antes de confiar en las especificaciones de cualquier proveedor, tuve que aprender cómo se prueban estos números.
La rigidez dieléctrica se mide aplicando un voltaje creciente a través de una lámina de silicona hasta que se produce una ruptura eléctrica, de acuerdo con las normas ASTM D149 o IEC 60243.
El procedimiento estándar incluye:
- Usando dos electrodos metálicos en ambos lados de la muestra de silicona
- Aplicar voltaje gradualmente hasta que se produzca un arco eléctrico o una perforación
- Registrando el voltaje y dividiéndolo por el espesor del material para obtener kV/mm
Varios factores influyen en el resultado:
- Espesor del material:Las muestras más delgadas muestran valores de kV/mm más altos
- Humedad y estado de la superficie:La humedad o los contaminantes pueden reducir el aislamiento.
- Temperatura:La prueba generalmente se realiza a 23 °C a menos que se especifique lo contrario.
Verifique siempre si la rigidez dieléctrica indicada corresponde al promedio, al mínimo o al resultado inicial de la prueba. En una ocasión, un proveedor me pilló con una trampa al indicar solo valores de laboratorio, no valores reales de los materiales de producción.
¿Qué aplicaciones dependen de las clasificaciones dieléctricas del silicona?
Uno de mis clientes necesitaba una almohadilla térmica para un sistema de gestión de baterías, pero también necesitaba aislamiento eléctrico. La silicona cumplía con ambas funciones.
Aplicaciones como transformadores, cuadros de distribución, fuentes de alimentación y vehículos eléctricos dependen de la rigidez dieléctrica del silicona para su aislamiento y seguridad.
A continuación se muestran algunos ejemplos:
- Transformadores:Como aislamiento entre devanados y carcasas
- Motores eléctricos:Para revestimientos de ranuras y protección de giro final
- Paneles solares:Como capa de soporte no conductora y resistente a la intemperie
- Sistemas de baterías para vehículos eléctricos:Las almohadillas de silicona separan los módulos y evitan cortocircuitos.
Personalmente he utilizado láminas de silicona en:
- Paneles de control en maquinaria industrial alimentaria
- Armarios de inversores de alto voltaje
- Scooters eléctricos de movilidad: debajo de los asientos y cubiertas de la batería
Para todos ellos, una sola lámina proporcionaba tanto aislamiento térmico como protección eléctrica, reduciendo el número de piezas y el tiempo de instalación.
¿Qué espesor y dureza son mejores para el aislamiento eléctrico?
Una vez cometí el error de usar una lámina blanda de 1 mm para una almohadilla de alto voltaje. Se comprimió demasiado y no pasó la prueba de aislamiento.
Para un aislamiento dieléctrico eficaz, utilice láminas de silicona de entre 1 y 3 mm de espesor con una dureza Shore A de 50 a 70, dependiendo de las condiciones de presión y temperatura.
El espesor afecta tanto la resistencia mecánica como la capacidad dieléctrica. Aquí hay una referencia básica:
| Espesor (mm) | Clasificación dieléctrica típica (kV) | Caso de uso |
|---|---|---|
| 0,5 milímetros | ~12–15 kV | Electrónica de bajo voltaje |
| 1 milímetro | ~20–25 kV | Paneles de control, aislamiento de baterías |
| 2 milímetros | ~35–40 kV | Cajas de alta tensión |
| 3 milímetros | ~50+ kV | Transformadores, bobinados de motores |
La dureza afecta la compresibilidad. Si la silicona es demasiado blanda, puede deformarse bajo carga y reducir la separación entre las piezas conductoras. Para la mayoría de las aplicaciones eléctricas, 60 Shore A es el punto medio seguro.
Solicite siempre a su proveedor datos de pruebas dieléctricas certificadas basados en el espesor real, no solo en valores teóricos.
¿Cómo selecciono una lámina de silicona confiable para uso eléctrico?
Una vez compré láminas de silicona baratas de un proveedor general, pero luego no pasé la prueba UL porque el aislamiento se rompió a 15 kV.
Elija láminas de silicona de proveedores certificados que ofrecen informes de pruebas, calidad constante y opciones de personalización para aplicaciones eléctricas.
Esto es lo que ahora exijo a cualquier proveedor:
- Probado según las normas ASTM D149 o IEC
- Clasificación de llama UL 94 V-0 (para seguridad contra incendios)
- Disponible en varios espesores y opciones de durómetro.
- Con respaldo de soporte técnico
- Respaldo adhesivo opcional o conductividad térmica.
RuiYang Silicone fabrica láminas de silicona diseñadas específicamente para aplicaciones eléctricas. Nuestros productos se someten a pruebas de rigidez dieléctrica, cumplen con las normas de resistencia al fuego y están disponibles en opciones de corte a medida. Ya sea que construya paneles de control, baterías para vehículos eléctricos o sistemas de energía industriales, tenemos la lámina perfecta.
Conclusión
Las láminas de silicona con alta rigidez dieléctrica ofrecen un aislamiento confiable y a largo plazo para aplicaciones eléctricas y de alto voltaje.
