Si vous utilisez des feuilles de silicone à proximité de composants électriques sans connaître leur indice diélectrique, vous prenez un risque sérieux.
Les feuilles de silicone ont une rigidité diélectrique élevée, généralement comprise entre 20 et 30 kV/mm, ce qui en fait des isolants idéaux dans les applications électriques et électroniques.
J'ai commencé à m'intéresser à la rigidité diélectrique après qu'un client ait été victime d'un court-circuit dans un boîtier de commande. Il s'est avéré que le joint utilisé n'était pas suffisamment isolant. Cette expérience m'a appris l'importance des propriétés diélectriques lors de la manipulation de feuilles de silicone dans des environnements électriques.
Quelle est la rigidité diélectrique des feuilles de silicone ?
La rigidité diélectrique n’est pas seulement un chiffre : c’est une garantie de sécurité.
La rigidité diélectrique est la tension maximale qu'un matériau peut supporter sans se décomposer électriquement ; pour les feuilles de silicone, elle est généralement comprise entre 20 et 30 kV/mm.
La rigidité diélectrique se mesure en kilovolts par millimètre (kV/mm). Elle indique la tension à laquelle le matériau peut résister avant de conduire l'électricité. Le silicone possède d'excellentes propriétés isolantes grâce à sa structure moléculaire, qui reste stable même à haute température et dans des environnements humides.
Par exemple:
- Une feuille de silicone évaluée à 25 kV/mm et 1 mm d'épaisseur peut résister jusqu'à 25 000 volts avant la panne.
- Les feuilles plus épaisses offrent une meilleure résistance à la tension, mais d’autres facteurs comme la température et l’humidité affectent toujours les performances.
Lorsque j'ai travaillé sur un système d'éclairage LED, nous avons utilisé des tampons en silicone de 2 mm avec une rigidité diélectrique de 24 kV/mm. Ils assuraient une isolation thermique et électrique en une seule couche, permettant ainsi un gain de place et une réduction du nombre de pièces.
Pourquoi le silicone est-il privilégié pour l’isolation électrique ?
J'utilisais autrefois du PVC comme isolant, jusqu'à ce qu'il craque sous l'effet de la chaleur. C'est alors que je suis passé au silicone et que je n'ai plus jamais changé d'avis.
Le silicone est privilégié dans les systèmes électriques car il conserve ses propriétés isolantes sur de larges plages de températures et ne se dégrade pas sous l'effet des UV ou de l'humidité.
Contrairement à d'autres polymères, le silicone ne se carbonise pas et ne fond pas lorsqu'il est exposé à des températures élevées. C'est pourquoi il est idéal pour les environnements impliquant chaleur et électricité, tels que :
- Coffrets de distribution électrique
- Panneaux de contrôle
- Enroulement du moteur
- Connecteurs haute tension
Voici une comparaison rapide :
| Matériel | Rigidité diélectrique (kV/mm) | Résistance à la température | La flexibilité | Résistance aux UV |
|---|---|---|---|---|
| Silicone | 20–30 | –60°C à +230°C | Excellent | Excellent |
| PVC | 10–18 | –20°C à +70°C | Pauvre | Pauvre |
| Caoutchouc (EPDM) | 10–15 | –40°C à +120°C | Bien | Équitable |
Je recommande l'utilisation de feuilles de silicone pour l'étanchéité électrique lorsque le système est exposé à la chaleur, aux UV ou doit fonctionner en continu. C'est plus cher au départ, mais ça dure beaucoup plus longtemps.
Comment la rigidité diélectrique est-elle mesurée dans le silicone ?
Avant de faire confiance à la fiche technique d’un fournisseur, j’ai dû apprendre comment ces chiffres sont testés.
La rigidité diélectrique est mesurée en appliquant une tension croissante sur une feuille de silicone jusqu'à ce qu'une panne électrique se produise, conformément aux normes ASTM D149 ou IEC 60243.
La procédure standard comprend :
- En utilisant deux électrodes métalliques de chaque côté de l'échantillon de silicone
- Appliquer la tension progressivement jusqu'à ce qu'un arc électrique ou une perforation se produise
- Enregistrer la tension et la diviser par l'épaisseur du matériau pour obtenir kV/mm
Plusieurs facteurs influencent le résultat :
- Épaisseur du matériau:Les échantillons plus minces présentent des valeurs kV/mm plus élevées
- Humidité et état de surface:L'humidité ou les contaminants peuvent réduire l'isolation
- Température:Les tests sont généralement effectués à 23 °C, sauf indication contraire.
Vérifiez toujours si la rigidité diélectrique indiquée correspond à la moyenne, au minimum ou au résultat initial du test. J'ai déjà été pris au dépourvu par un fournisseur qui citait des valeurs de laboratoire, et non des valeurs nominales réelles des matériaux de production.
Quelles applications dépendent des valeurs diélectriques du silicone ?
L'un de mes clients avait besoin d'un tampon thermique pour un système de gestion de batterie, mais aussi d'une isolation électrique. Le silicone répondait à ces deux besoins.
Des applications telles que les transformateurs, les appareillages de commutation, les alimentations électriques et les véhicules électriques s'appuient sur la rigidité diélectrique du silicone pour l'isolation et la sécurité.
Voici quelques exemples :
- Transformateurs: Comme isolation entre les enroulements et les boîtiers
- Moteurs électriques: Pour les revêtements de fente et la protection des extrémités de tour
- Panneaux solaires:En tant que couche de support non conductrice et résistante aux intempéries
- Systèmes de batteries pour véhicules électriques: Des coussinets en silicone séparent les modules et évitent les courts-circuits
J'ai personnellement utilisé des feuilles de silicone dans :
- Panneaux de contrôle dans les machines industrielles alimentaires
- Armoires d'onduleurs haute tension
- Scooters électriques de mobilité : sous les sièges et caches de batterie
Pour tous ces éléments, une seule feuille assure à la fois l'isolation thermique et la protection électrique, réduisant ainsi le nombre de pièces et le temps d'installation.
Quelle épaisseur et quelle dureté sont les meilleures pour l’isolation électrique ?
J'ai fait l'erreur une fois d'utiliser une feuille souple de 1 mm comme plaquette haute tension. Elle s'est trop comprimée et a échoué au test d'isolation.
Pour une isolation diélectrique efficace, utilisez des feuilles de silicone d'une épaisseur de 1 à 3 mm avec une dureté Shore A de 50 à 70, selon les conditions de pression et de température.
L'épaisseur affecte à la fois la résistance mécanique et la capacité diélectrique. Voici un exemple de référence :
| Épaisseur (mm) | Valeur diélectrique typique (kV) | Cas d'utilisation |
|---|---|---|
| 0,5 mm | ~12–15 kV | Électronique basse tension |
| 1 mm | ~20–25 kV | Panneaux de contrôle, isolation des batteries |
| 2 mm | ~35–40 kV | Coffrets haute tension |
| 3 mm | ~50+ kV | Transformateurs, enroulements de moteur |
La dureté affecte la compressibilité. Un silicone trop mou peut se déformer sous charge et réduire l'espacement entre les pièces conductrices. Pour la plupart des applications électriques, 60 Shore A est le juste milieu.
Demandez toujours à votre fournisseur des données de test diélectrique certifiées basées sur l’épaisseur réelle, et pas seulement sur des valeurs théoriques.
Comment choisir une feuille de silicone fiable pour une utilisation électrique ?
J'ai un jour acheté des feuilles de silicone bon marché auprès d'un fournisseur généraliste, puis j'ai échoué aux tests UL parce que l'isolation s'est rompue à 15 kV.
Choisissez des feuilles de silicone auprès de fournisseurs certifiés qui offrent des rapports de test, une qualité constante et des options de personnalisation pour les applications électriques.
Voici ce que j’exige désormais de tout fournisseur :
- Testé selon les normes ASTM D149 ou IEC
- Indice de résistance au feu UL 94 V-0 (pour la sécurité incendie)
- Disponible en différentes épaisseurs et options de duromètre
- Soutenu par un support technique
- Support adhésif ou conductivité thermique en option
RuiYang Silicone fabrique des feuilles de silicone spécialement conçues pour les applications électriques. Nos produits sont testés pour leur rigidité diélectrique, répondent aux normes d'ignifugation et sont disponibles en découpe sur mesure. Que vous construisiez des tableaux de commande, des batteries de véhicules électriques ou des systèmes d'alimentation industriels, nous avons la feuille qu'il vous faut.
Conclusion
Les feuilles de silicone à haute rigidité diélectrique offrent une isolation fiable et à long terme pour les applications électriques et haute tension.
