유전율 정격을 모른 채 전기 부품 근처에 실리콘 시트를 사용하면 심각한 위험을 감수하는 것입니다.
실리콘 시트는 일반적으로 20~30kV/mm 범위의 높은 유전 강도를 갖고 있어 전기 및 전자 응용 분야에서 이상적인 절연체입니다.
한 고객이 제어함에서 단락을 경험한 후, 저는 유전 강도에 관심을 갖게 되었습니다. 알고 보니 그들이 사용한 개스킷이 절연성이 충분하지 않았던 것입니다. 이 경험을 통해 전기 환경에서 실리콘 시트를 사용할 때 유전 특성이 얼마나 중요한지 깨달았습니다.
실리콘 시트의 유전 강도는 무엇입니까?
유전 강도는 단순한 숫자가 아니라 안전을 보장하는 것입니다.
유전 강도는 재료가 전기적으로 파괴되지 않고 견딜 수 있는 최대 전압입니다. 실리콘 시트의 경우 일반적으로 20~30kV/mm입니다.
유전 강도는 밀리미터당 킬로볼트(kV/mm)로 측정됩니다. 이는 물질이 전기를 전도하기 전에 얼마나 많은 전압에 저항할 수 있는지를 나타냅니다. 실리콘은 고온 다습한 환경에서도 안정적으로 유지되는 분자 구조 덕분에 뛰어난 절연 특성을 가지고 있습니다.
예를 들어:
- 실리콘 시트는 다음과 같이 평가됩니다. 25kV/mm 두께 1mm로 최대 저항 가능 25,000볼트 고장 전.
- 시트가 두꺼울수록 전압 저항성이 높아지지만 온도와 습도와 같은 다른 요소도 여전히 성능에 영향을 미칩니다.
제가 LED 조명 시스템을 개발할 때, 24kV/mm 절연 강도의 2mm 실리콘 패드를 사용했습니다. 이 패드는 한 겹으로 열과 전기 절연을 모두 제공하여 공간과 부품 수를 절감했습니다.
왜 실리콘은 전기 절연에 더 선호되는가?
예전에 단열재로 PVC를 사용했었는데, 열을 가하면 갈라지더라고요. 그래서 실리콘으로 바꾸고 나서는 다시는 안 썼어요.
실리콘은 광범위한 온도 범위에서 절연 특성을 유지하고 자외선이나 습기에 의해 분해되지 않기 때문에 전기 시스템에 적합합니다.
다른 폴리머와 달리 실리콘은 고온에 노출되어도 탄화되거나 녹지 않습니다. 따라서 다음과 같이 열과 전기가 동시에 발생하는 환경에 적합합니다.
- 전원 분배 상자
- 제어판
- 모터 권선
- 고전압 커넥터
간단한 비교는 다음과 같습니다.
| 재료 | 유전 강도(kV/mm) | 온도 저항성 | 유연성 | 자외선 저항 |
|---|---|---|---|---|
| 실리콘 | 20~30세 | –60°C ~ +230°C | 훌륭한 | 훌륭한 |
| 비닐 | 10–18 | -20°C ~ +70°C | 가난한 | 가난한 |
| 고무(EPDM) | 10~15세 | –40°C ~ +120°C | 좋은 | 공정한 |
시스템에 열, 자외선 노출이 있거나 연속 작동이 필요한 경우 전기적 밀봉에 실리콘 시트를 사용하는 것을 권장합니다. 초기 비용은 더 들지만 수명이 훨씬 깁니다.
실리콘의 유전 강도는 어떻게 측정합니까?
공급업체의 사양서를 신뢰하기 전에, 저는 이러한 숫자가 어떻게 테스트되는지 알아야 했습니다.
유전 강도는 ASTM D149 또는 IEC 60243 표준에 따라 전기적 파괴가 발생할 때까지 실리콘 시트에 점점 더 많은 전압을 가하여 측정합니다.
표준 절차에는 다음이 포함됩니다.
- 실리콘 샘플의 양쪽에 두 개의 금속 전극을 사용합니다.
- 전기 아크 또는 펑크가 발생할 때까지 점진적으로 전압을 적용합니다.
- 전압을 기록하고 재료 두께로 나누어서 구합니다. kV/mm
결과에는 여러 가지 요소가 영향을 미칩니다.
- 재료 두께: 더 얇은 샘플은 더 높은 kV/mm 값을 보입니다.
- 습도 및 표면 상태: 습기나 오염 물질은 단열성을 저하시킬 수 있습니다.
- 온도: 특별한 지정이 없는 한 일반적으로 테스트는 23°C에서 수행됩니다.
표시된 절연 강도가 평균값인지, 최소값인지, 아니면 초기 시험 결과인지 항상 확인하세요. 한 공급업체가 실제 생산 자재 등급이 아닌 실험실 기준 값만 제시해서 곤란한 적이 있습니다.
어떤 응용분야가 실리콘의 유전율에 의존하는가?
제 고객 중 한 명은 배터리 관리 시스템용 방열 패드와 전기 절연 패드가 필요했는데, 실리콘이 두 가지 모두에 적합했습니다.
변압기, 스위치기어, 전원 공급 장치, 전기 자동차와 같은 응용 분야는 절연 및 안전을 위해 실리콘의 유전 강도에 의존합니다.
다음은 몇 가지 예입니다.
- 변압기: 권선과 케이싱 사이의 절연체로서
- 전기 모터: 슬롯 라이너 및 엔드 턴 보호용
- 태양광 패널: 비전도성, 방수 백킹층으로서
- EV 배터리 시스템: 실리콘 패드는 모듈을 분리하고 단락을 방지합니다.
저는 개인적으로 다음과 같은 용도로 실리콘 시트를 사용했습니다.
- 산업용 식품 기계의 제어판
- 고전압 인버터 캐비닛
- 전기 이동 스쿠터 - 좌석 아래 및 배터리 커버
이 모든 것에 대해 하나의 시트가 열 절연과 전기적 보호 기능을 모두 제공하여 부품 수와 설치 시간을 줄였습니다.
전기 절연에 가장 적합한 두께와 경도는 무엇입니까?
고전압 패드에 1mm 두께의 부드러운 시트를 사용하다가 실수를 한 적이 있습니다. 너무 많이 압축되어 절연 테스트에 실패했습니다.
효과적인 유전 절연을 위해 압력과 온도 조건에 따라 쇼어 A 경도가 50~70인 두께 1~3mm의 실리콘 시트를 사용하세요.
두께는 기계적 강도와 유전 용량 모두에 영향을 미칩니다. 다음은 기본적인 참고 자료입니다.
| 두께(mm) | 일반적인 유전율(kV) | 사용 사례 |
|---|---|---|
| 0.5mm | ~12–15kV | 저전압 전자 장치 |
| 1mm | ~20~25kV | 제어판, 배터리 절연 |
| 2mm | ~35–40kV | 고전압 인클로저 |
| 3mm | ~50+ kV | 변압기, 모터 권선 |
경도는 압축성에 영향을 미칩니다. 실리콘이 너무 부드러우면 하중을 받을 때 변형되어 전도성 부품 사이의 간격이 줄어들 수 있습니다. 대부분의 전기 응용 분야에서는 60 쇼어 A 안전한 중간지대입니다.
실제 두께를 기반으로 한 인증된 유전율 시험 데이터를 공급업체에 항상 요청하세요. 이론적인 값만은 아닙니다.
전기용으로 신뢰할 수 있는 실리콘 시트를 어떻게 선택합니까?
저는 한때 일반 공급업체에서 값싼 실리콘 시트를 구매했는데, 절연이 15kV에서 파괴되어 UL 테스트에 실패했습니다.
전기 응용 분야에 대한 테스트 보고서, 일관된 품질, 맞춤형 옵션을 제공하는 인증된 공급업체에서 실리콘 시트를 선택하세요.
이제 제가 공급업체에 요구하는 것은 다음과 같습니다.
- ASTM D149 또는 IEC 표준에 따라 테스트됨
- UL 94 V-0 화염 등급 (화재 안전을 위해)
- 다양한 두께와 경도 옵션으로 제공
- 기술 지원으로 뒷받침됨
- 선택적인 접착 뒷면 또는 열전도도
루이양 실리콘(RuiYang Silicone)은 전기 분야에 특화된 실리콘 시트를 제조합니다. 당사 제품은 절연 내력 시험을 거쳤으며, 난연성 기준을 충족하고, 맞춤형 크기로 제작 가능합니다. 제어반, 전기차 배터리, 산업용 전력 시스템 등 어떤 분야에든 적합한 시트를 제공합니다.
결론
높은 유전 강도를 갖춘 실리콘 시트는 전기 및 고전압 응용 분야에서 안정적이고 장기적인 절연을 제공합니다.
