Hvis du bruker silikonplater i nærheten av elektriske komponenter uten å vite deres dielektriske klassifisering, tar du en alvorlig risiko.
Silikonplater har høy dielektrisk styrke, vanligvis fra 20 til 30 kV/mm, noe som gjør dem til ideelle isolatorer i elektriske og elektroniske applikasjoner.
Jeg begynte å legge merke til dielektrisk styrke etter at en klient opplevde en kortslutning i en kontrollboks. Det viste seg at pakningen de brukte ikke var isolerende nok. Den erfaringen lærte meg hvor kritiske dielektriske egenskaper er når man jobber med silikonplater i elektriske miljøer.
Hva er dielektrisk styrke i silikonplater?
Dielektrisk styrke er ikke bare et tall – det er en sikkerhetsgaranti.
Dielektrisk styrke er den maksimale spenningen et materiale tåler uten å bryte sammen elektrisk; for silikonplater er den vanligvis mellom 20–30 kV/mm.
Dielektrisk styrke måles i kilovolt per millimeter (kV/mm). Den forteller deg hvor mye spenning materialet kan motstå før det leder strøm. Silikon har utmerkede isolasjonsegenskaper på grunn av sin molekylære struktur, som forblir stabil selv ved høye temperaturer og i fuktige miljøer.
For eksempel:
- Et silikonark klassifisert til 25 kV/mm og 1 mm tykk tåler opptil 25 000 volt før sammenbrudd.
- Tykkere ark gir mer spenningsmotstand, men andre faktorer som temperatur og fuktighet påvirker fortsatt ytelsen.
Da jeg jobbet med et LED-belysningssystem, brukte vi 2 mm silikonputer med 24 kV/mm dielektrisk styrke. Det ga både termisk og elektrisk isolasjon i ett lag, noe som sparte plass og reduserte antall deler.
Hvorfor er silikon foretrukket for elektrisk isolasjon?
Jeg brukte PVC til isolasjon en gang – helt til den sprakk under varme. Det var da jeg byttet til silikon, og jeg har aldri angret.
Silikon er foretrukket i elektriske systemer fordi det opprettholder isolasjonsegenskapene over brede temperaturområder og ikke brytes ned under UV eller fuktighet.
I motsetning til andre polymerer, karboniserer eller smelter ikke silikon når det utsettes for høye temperaturer. Derfor er det ideelt for miljøer der både varme og elektrisitet er involvert, for eksempel:
- Strømfordelingsbokser
- Kontrollpaneler
- Motorviklinger
- Høyspenningskontakter
Her er en rask sammenligning:
| Materiale | Dielektrisk styrke (kV/mm) | Tempmotstand | Fleksibilitet | UV-motstand |
|---|---|---|---|---|
| Silikon | 20–30 | –60 °C til +230 °C | Utmerket | Utmerket |
| PVC | 10–18 | –20 °C til +70 °C | Dårlig | Dårlig |
| Gummi (EPDM) | 10–15 | –40 °C til +120 °C | Flink | Rettferdig |
Jeg anbefaler silikonplater for elektrisk tetting når systemet utsettes for varme, UV-eksponering eller må kjøres kontinuerlig. Det er dyrere i utgangspunktet – men varer mye lenger.
Hvordan måles dielektrisk styrke i silikon?
Før jeg stolte på noen leverandørs spesifikasjonsark, måtte jeg lære hvordan disse tallene testes.
Dielektrisk styrke måles ved å påføre en økende spenning over et silikonark inntil elektrisk gjennombrudd oppstår – i henhold til ASTM D149- eller IEC 60243-standardene.
Standardprosedyren inkluderer:
- Bruk av to metallelektroder på begge sider av silikonprøven
- Påfør spenning gradvis til det oppstår elektrisk lysbue eller punktering
- Registrer spenningen og divider med materialtykkelsen for å få kV/mm
Flere faktorer påvirker resultatet:
- MaterialtykkelseTynnere prøver viser høyere kV/mm-verdier
- Fuktighet og overflatetilstandFuktighet eller forurensninger kan redusere isolasjonen
- TemperaturTesting utføres vanligvis ved 23 °C med mindre annet er spesifisert
Sjekk alltid om den oppgitte dielektriske styrken er gjennomsnittlig, minimum eller et innledende testresultat. Jeg ble en gang tatt på senga av en leverandør som kun oppga laboratorieverdier, ikke faktiske materialvurderinger fra produksjonen.
Hvilke bruksområder er avhengige av silikons dielektriske klassifiseringer?
En av klientene mine trengte en termisk pute til et batteristyringssystem – men trengte også elektrisk isolasjon. Silikon gjorde begge deler.
Bruksområder som transformatorer, koblingsutstyr, strømforsyninger og elektriske kjøretøy er avhengige av silikons dielektriske styrke for isolasjon og sikkerhet.
Her er noen eksempler:
- TransformersSom isolasjon mellom viklinger og foringsrør
- Elektriske motorerFor sporforinger og beskyttelse mot endesvinger
- SolcellepanelerSom et ikke-ledende, værbestandig baklag
- EV-batterisystemerSilikonputer skiller moduler og forhindrer kortslutning
Jeg har personlig brukt silikonplater i:
- Kontrollpaneler i industrielle matmaskiner
- Høyspenningsinverterskap
- Elektriske mobilitetsscootere – under seter og batterideksler
For alle disse ga ett ark både termisk isolasjon og elektrisk beskyttelse, noe som reduserte antall deler og installasjonstid.
Hvilken tykkelse og hardhet er best for elektrisk isolasjon?
Jeg gjorde feilen en gang å bruke et mykt 1 mm ark til en høyspenningspute. Det ble for mye komprimert og besto ikke isolasjonstesten.
For effektiv dielektrisk isolasjon, bruk silikonplater med en tykkelse på mellom 1–3 mm og en Shore A-hardhet på 50–70, avhengig av trykk- og temperaturforhold.
Tykkelse påvirker både mekanisk styrke og dielektrisk kapasitet. Her er en grunnleggende referanse:
| Tykkelse (mm) | Typisk dielektrisk klassifisering (kV) | Bruk Case |
|---|---|---|
| 0,5 mm | ~12–15 kV | Lavspenningselektronikk |
| 1 mm | ~20–25 kV | Kontrollpaneler, batteriisolasjon |
| 2 mm | ~35–40 kV | Høyspenningsskap |
| 3 mm | ~50+ kV | Transformatorer, motorviklinger |
Hardhet påvirker kompressibiliteten. Hvis silikonet er for mykt, kan det deformeres under belastning og redusere avstanden mellom ledende deler. For de fleste elektriske applikasjoner, 60 Shore A er den trygge mellomveien.
Spør alltid leverandøren din om sertifiserte dielektriske testdata basert på faktisk tykkelse – ikke bare teoretiske verdier.
Hvordan velger jeg et pålitelig silikonark for elektrisk bruk?
Jeg kjøpte en gang billige silikonplater fra en generell leverandør – men besto ikke UL-testingen fordi isolasjonen brøt sammen ved 15 kV.
Velg silikonplater fra sertifiserte leverandører som tilbyr testrapporter, jevn kvalitet og tilpasningsmuligheter for elektriske applikasjoner.
Her er hva jeg nå krever fra enhver leverandør:
- Testet i henhold til ASTM D149 eller IEC-standarder
- UL 94 V-0 flammeklassifisering (for brannsikkerhet)
- Tilgjengelig i forskjellige tykkelser og durometeralternativer
- Støttet med teknisk støtte
- Valgfri selvklebende bakside eller varmeledningsevne
RuiYang Silicone produserer silikonplater spesielt utviklet for elektriske applikasjoner. Produktene våre er testet for dielektrisk styrke, oppfyller flammehemmende standarder og er tilgjengelige i kutt-til-størrelse-alternativer. Enten du bygger kontrollpaneler, elbilbatterier eller industrielle kraftsystemer – har vi platen som passer.
Konklusjon
Silikonplater med høy dielektrisk styrke gir pålitelig og langvarig isolasjon for elektriske og høyspenningsapplikasjoner.
