Se você estiver usando placas de silicone perto de componentes elétricos sem saber sua classificação dielétrica, estará correndo um sério risco.
As folhas de silicone têm alta rigidez dielétrica, geralmente variando de 20 a 30 kV/mm, o que as torna isolantes ideais em aplicações elétricas e eletrônicas.
Comecei a prestar atenção à rigidez dielétrica depois que um cliente sofreu um curto-circuito em uma caixa de controle. Acontece que a junta usada não era isolante o suficiente. Essa experiência me ensinou a importância das propriedades dielétricas ao trabalhar com placas de silicone em ambientes elétricos.
O que é rigidez dielétrica em folhas de silicone?
A rigidez dielétrica não é apenas um número — é uma garantia de segurança.
A rigidez dielétrica é a voltagem máxima que um material pode suportar sem sofrer ruptura elétrica; para chapas de silicone, ela normalmente fica entre 20–30 kV/mm.
A rigidez dielétrica é medida em quilovolts por milímetro (kV/mm). Ela indica quanta tensão o material consegue suportar antes de conduzir eletricidade. O silicone possui excelentes propriedades isolantes devido à sua estrutura molecular, que permanece estável mesmo em altas temperaturas e em ambientes úmidos.
Por exemplo:
- Uma folha de silicone avaliada em 25 kV/mm e 1 mm de espessura pode resistir até 25.000 volts antes do colapso.
- Folhas mais grossas oferecem mais resistência à tensão, mas outros fatores como temperatura e umidade ainda afetam o desempenho.
Quando trabalhei em um sistema de iluminação LED, usamos almofadas de silicone de 2 mm com rigidez dielétrica de 24 kV/mm. Isso proporcionou isolamento térmico e elétrico em uma única camada, economizando espaço e reduzindo o número de peças.
Por que o silicone é preferido para isolamento elétrico?
Já usei PVC como isolante — até que ele rachou com o calor. Foi aí que mudei para silicone e nunca mais parei.
O silicone é preferido em sistemas elétricos porque mantém as propriedades de isolamento em amplas faixas de temperatura e não se degrada sob raios UV ou umidade.
Ao contrário de outros polímeros, o silicone não carboniza nem derrete quando exposto a altas temperaturas. Por isso, é ideal para ambientes que envolvem calor e eletricidade, como:
- Caixas de distribuição de energia
- Painéis de controle
- Enrolamentos do motor
- Conectores de alta tensão
Aqui está uma rápida comparação:
| Material | Rigidez dielétrica (kV/mm) | Resistência à temperatura | Flexibilidade | Resistência UV |
|---|---|---|---|---|
| Silicone | 20–30 | –60°C a +230°C | Excelente | Excelente |
| PVC | 10–18 | –20°C a +70°C | Pobre | Pobre |
| Borracha (EPDM) | 10–15 | –40°C a +120°C | Bom | Justo |
Recomendo placas de silicone para vedação elétrica sempre que o sistema for exposto a calor, raios UV ou precisar operar continuamente. É mais caro no início, mas dura muito mais.
Como a rigidez dielétrica é medida no silicone?
Antes de confiar nas especificações de qualquer fornecedor, tive que aprender como esses números são testados.
A rigidez dielétrica é medida aplicando-se uma voltagem crescente em uma folha de silicone até que ocorra uma ruptura elétrica, de acordo com os padrões ASTM D149 ou IEC 60243.
O procedimento padrão inclui:
- Usando dois eletrodos de metal em ambos os lados da amostra de silicone
- Aplicar tensão gradualmente até que ocorra arco elétrico ou perfuração
- Registrando a tensão e dividindo pela espessura do material para obter kV/mm
Vários fatores afetam o resultado:
- Espessura do material: Amostras mais finas apresentam valores de kV/mm mais altos
- Umidade e condição da superfície: Umidade ou contaminantes podem reduzir o isolamento
- Temperatura:O teste geralmente é feito a 23°C, a menos que especificado de outra forma
Verifique sempre se a rigidez dielétrica indicada corresponde à média, à mínima ou ao resultado inicial do teste. Certa vez, fui pego de surpresa por um fornecedor que citava apenas valores de laboratório, sem as classificações reais do material de produção.
Quais aplicações dependem das classificações dielétricas do silicone?
Um dos meus clientes precisava de uma almofada térmica para um sistema de gerenciamento de bateria, mas também precisava de isolamento elétrico. O silicone atendeu a ambos.
Aplicações como transformadores, aparelhagens de manobra, fontes de alimentação e veículos elétricos dependem da rigidez dielétrica do silicone para isolamento e segurança.
Aqui estão alguns exemplos:
- Transformadores:Como isolamento entre enrolamentos e invólucros
- Motores elétricos: Para revestimentos de ranhuras e proteção de extremidades de curva
- Painéis solares:Como uma camada de suporte não condutora e à prova de intempéries
- Sistemas de bateria para veículos elétricos: Almofadas de silicone separam os módulos e evitam curtos-circuitos
Eu pessoalmente usei folhas de silicone em:
- Painéis de controle em máquinas industriais de alimentos
- Armários inversores de alta tensão
- Scooters elétricos de mobilidade — sob assentos e tampas de bateria
Para todos eles, uma única folha forneceu isolamento térmico e proteção elétrica, reduzindo a contagem de peças e o tempo de instalação.
Qual espessura e dureza são melhores para isolamento elétrico?
Certa vez, cometi o erro de usar uma folha macia de 1 mm para uma almofada de alta tensão. Ela comprimiu demais e não passou no teste de isolamento.
Para um isolamento dielétrico eficaz, use folhas de silicone com espessura entre 1 e 3 mm e dureza Shore A de 50 a 70, dependendo das condições de pressão e temperatura.
A espessura afeta tanto a resistência mecânica quanto a capacidade dielétrica. Aqui está uma referência básica:
| Espessura (mm) | Classificação dielétrica típica (kV) | Caso de uso |
|---|---|---|
| 0,5 milímetros | ~12–15 kV | Eletrônica de baixa tensão |
| 1 milímetro | ~20–25 kV | Painéis de controle, isolamento de bateria |
| 2 milímetros | ~35–40 kV | Gabinetes de alta tensão |
| 3 milímetros | ~50+ kV | Transformadores, enrolamentos de motores |
A dureza afeta a compressibilidade. Se o silicone for muito macio, pode deformar-se sob carga e reduzir o espaçamento entre as partes condutoras. Para a maioria das aplicações elétricas, 60 Shore A é o meio termo seguro.
Peça sempre ao seu fornecedor dados de testes dielétricos certificados com base na espessura real, não apenas em valores teóricos.
Como selecionar uma folha de silicone confiável para uso elétrico?
Certa vez comprei folhas de silicone baratas de um fornecedor geral, mas falhei no teste UL porque o isolamento quebrou a 15 kV.
Escolha folhas de silicone de fornecedores certificados que oferecem relatórios de teste, qualidade consistente e opções de personalização para aplicações elétricas.
Aqui está o que agora exijo de qualquer fornecedor:
- Testado de acordo com os padrões ASTM D149 ou IEC
- Classificação de chama UL 94 V-0 (para segurança contra incêndio)
- Disponível em várias espessuras e opções de durômetro
- Com suporte técnico
- Suporte adesivo opcional ou condutividade térmica
A RuiYang Silicone fabrica chapas de silicone projetadas especificamente para aplicações elétricas. Nossos produtos são testados quanto à rigidez dielétrica, atendem aos padrões de retardamento de chamas e estão disponíveis em opções de corte sob medida. Seja para a construção de painéis de controle, baterias para veículos elétricos ou sistemas de energia industriais, temos a chapa ideal.
Conclusão
Folhas de silicone com alta rigidez dielétrica oferecem isolamento confiável e de longo prazo para aplicações elétricas e de alta tensão.
