Als u siliconenplaten in de buurt van elektrische componenten gebruikt zonder dat u de diëlektrische sterkte ervan kent, loopt u een groot risico.
Siliconenplaten hebben een hoge diëlektrische sterkte, doorgaans variërend van 20 tot 30 kV/mm, waardoor ze ideale isolatoren zijn in elektrische en elektronische toepassingen.
Ik begon aandacht te besteden aan diëlektrische sterkte nadat een klant kortsluiting kreeg in een schakelkast. Het bleek dat de pakking die ze gebruikten niet isolerend genoeg was. Die ervaring leerde me hoe cruciaal diëlektrische eigenschappen zijn bij het werken met siliconenplaten in elektrische omgevingen.
Wat is de diëlektrische sterkte van siliconenplaten?
Diëlektrische sterkte is niet zomaar een getal: het is een veiligheidsgarantie.
Diëlektrische sterkte is de maximale spanning die een materiaal kan weerstaan zonder dat er sprake is van elektrische storingen. Voor siliconenplaten ligt deze doorgaans tussen 20 en 30 kV/mm.
De diëlektrische sterkte wordt gemeten in kilovolt per millimeter (kV/mm). Het geeft aan hoeveel spanning het materiaal kan weerstaan voordat het elektriciteit geleidt. Siliconen hebben uitstekende isolatie-eigenschappen dankzij hun moleculaire structuur, die zelfs bij hoge temperaturen en in vochtige omgevingen stabiel blijft.
Bijvoorbeeld:
- Een siliconenvel met een beoordeling van 25 kV/mm en 1 mm dik kan tot 25.000 volt vóór de ineenstorting.
- Dikkere platen bieden meer spanningsweerstand, maar andere factoren zoals temperatuur en vochtigheid hebben nog steeds invloed op de prestaties.
Toen ik aan een ledverlichtingssysteem werkte, gebruikten we 2 mm dikke siliconen pads met een diëlektrische sterkte van 24 kV/mm. Dit zorgde voor zowel thermische als elektrische isolatie in één laag, wat ruimte bespaarde en het aantal onderdelen verminderde.
Waarom wordt siliconen gebruikt voor elektrische isolatie?
Ik heb ooit PVC gebruikt als isolatiemateriaal, totdat het barstte onder invloed van hitte. Toen ben ik overgestapt op siliconen en heb ik nooit meer spijt gehad.
Siliconen worden bij voorkeur gebruikt in elektrische systemen omdat de isolatie-eigenschappen behouden blijven bij grote temperatuurbereiken en niet worden aangetast door UV-straling of vocht.
In tegenstelling tot andere polymeren verkoolt of smelt siliconen niet bij blootstelling aan hoge temperaturen. Daarom is het ideaal voor omgevingen waar zowel warmte als elektriciteit een rol spelen, zoals:
- Stroomverdeelkasten
- Bedieningspanelen
- Motorwikkelingen
- Hoogspanningsconnectoren
Hier is een snelle vergelijking:
| Materiaal | Diëlektrische sterkte (kV/mm) | Temperatuurbestendigheid | Flexibiliteit | UV-bestendigheid |
|---|---|---|---|---|
| Siliconen | 20–30 | –60°C tot +230°C | Uitstekend | Uitstekend |
| PVC | 10–18 | –20°C tot +70°C | Arm | Arm |
| Rubber (EPDM) | 10–15 | –40°C tot +120°C | Goed | Eerlijk |
Ik raad siliconenplaten aan voor elektrische afdichting wanneer het systeem te maken heeft met hitte, blootstelling aan uv-straling of continu gebruik. Het is duurder in aanschaf, maar gaat veel langer mee.
Hoe wordt de diëlektrische sterkte van siliconen gemeten?
Voordat ik op de specificatiebladen van leveranciers vertrouwde, moest ik weten hoe deze getallen worden getest.
De diëlektrische sterkte wordt gemeten door een toenemende spanning over een siliconenplaat aan te leggen totdat er een elektrische doorslag optreedt, conform de normen ASTM D149 of IEC 60243.
De standaardprocedure omvat:
- Met behulp van twee metalen elektroden aan beide zijden van het siliconenmonster
- De spanning geleidelijk aanzetten totdat er een elektrische vonk of een lek ontstaat
- Het registreren van de spanning en het delen door de dikte van het materiaal om kV/mm
Er zijn verschillende factoren die het resultaat beïnvloeden:
- Materiaaldikte: Dunnere monsters vertonen hogere kV/mm-waarden
- Vochtigheid en oppervlakteconditie: Vocht of verontreinigingen kunnen de isolatiekwaliteit verminderen
- Temperatuur:Tenzij anders gespecificeerd, wordt de test meestal uitgevoerd bij 23°C.
Controleer altijd of de vermelde diëlektrische sterkte gemiddeld, minimaal of een eerste testresultaat is. Ik ben ooit betrapt door een leverancier die alleen laboratoriumwaarden citeerde, niet de werkelijke productiemateriaalwaarden.
Welke toepassingen zijn afhankelijk van de diëlektrische eigenschappen van siliconen?
Een van mijn klanten had een thermische pad nodig voor een batterijbeheersysteem, maar ook elektrische isolatie. Siliconen voldeden aan beide eisen.
Toepassingen zoals transformatoren, schakelapparatuur, voedingen en elektrische voertuigen zijn afhankelijk van de diëlektrische sterkte van siliconen voor isolatie en veiligheid.
Hier zijn enkele voorbeelden:
- Transformatoren: Als isolatie tussen wikkelingen en behuizingen
- Elektrische motoren: Voor sleufvoeringen en eindkeerbeveiliging
- Zonnepanelen: Als een niet-geleidende, weerbestendige achterlaag
- EV-batterijsystemen: Siliconen pads scheiden modules en voorkomen kortsluiting
Ik heb persoonlijk siliconenplaten gebruikt in:
- Bedieningspanelen in industriële voedselmachines
- Hoogspanningsomvormerkasten
- Elektrische scootmobielen - onder stoelen en batterijdeksels
Voor al deze toepassingen zorgde één plaat voor zowel thermische isolatie als elektrische bescherming, waardoor het aantal onderdelen en de installatietijd werden teruggebracht.
Welke dikte en hardheid zijn het beste voor elektrische isolatie?
Ik maakte ooit de fout om een zachte plaat van 1 mm te gebruiken als hoogspanningspad. De plaat werd te veel samengedrukt en de isolatietest mislukte.
Voor een effectieve diëlektrische isolatie gebruikt u siliconenplaten met een dikte van 1 tot 3 mm en een Shore A-hardheid van 50 tot 70, afhankelijk van de druk- en temperatuuromstandigheden.
De dikte beïnvloedt zowel de mechanische sterkte als de diëlektrische capaciteit. Hier is een basisreferentie:
| Dikte (mm) | Typische diëlektrische classificatie (kV) | Gebruiksscenario |
|---|---|---|
| 0,5 mm | ~12–15 kV | Laagspanningselektronica |
| 1 mm | ~20–25 kV | Bedieningspanelen, batterij-isolatie |
| 2 mm | ~35–40 kV | Hoogspanningsbehuizingen |
| 3 mm | ~50+ kV | Transformatoren, motorwikkelingen |
Hardheid beïnvloedt de samendrukbaarheid. Als de siliconen te zacht zijn, kunnen ze onder belasting vervormen en de afstand tussen geleidende delen verkleinen. Voor de meeste elektrische toepassingen geldt: 60 Shore A is de veilige middenweg.
Vraag uw leverancier altijd om gecertificeerde diëlektrische testgegevens op basis van de werkelijke dikte, en niet alleen theoretische waarden.
Hoe kies ik een betrouwbare siliconenplaat voor elektrisch gebruik?
Ik heb ooit goedkope siliconenplaten gekocht bij een algemene leverancier, maar die kwamen niet door de UL-test omdat de isolatie bij 15 kV kapotging.
Kies siliconenplaten van gecertificeerde leveranciers die testrapporten, consistente kwaliteit en aanpassingsmogelijkheden voor elektrische toepassingen bieden.
Dit is wat ik nu van elke leverancier verlang:
- Getest volgens ASTM D149 of IEC-normen
- UL 94 V-0 vlamclassificatie (voor brandveiligheid)
- Verkrijgbaar in verschillende diktes en durometeropties
- Ondersteund met technische ondersteuning
- Optionele kleeflaag of thermische geleidbaarheid
RuiYang Silicone produceert siliconenplaten die speciaal zijn ontworpen voor elektrische toepassingen. Onze producten zijn getest op diëlektrische sterkte, voldoen aan de normen voor brandvertraging en zijn verkrijgbaar op maat. Of u nu schakelpanelen, accu's voor elektrische voertuigen of industriële energiesystemen bouwt, wij hebben de plaat die past.
Conclusie
Siliconenplaten met een hoge diëlektrische sterkte bieden betrouwbare, langdurige isolatie voor elektrische en hoogspanningstoepassingen.
