基于16通道自动巡检仪的设计与研究.pdf

《基于16通道自动巡检仪的设计与研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第４期机电元件Ｖｏｌ畅３２Ｎｏ畅４２０１２年８月ELECTROMECHANICALCOMPONENTSＡｕｇ畅２０１２研究与设计一种高温大电流高压连接器的设计彭光辉，王小波，王强，刘方（中国电子科技集团公司第四十研究所，安徽蚌埠２３３０１０）摘要：本文主要介绍了一种新型的高温大电流高压连接器，简述了该连接器的设计原理、材料选择、工艺要求和试验等，并利用ＡＮＳＹＳ软件进行了仿真和优化，提高了产品的可靠性。关键词：高压连接器；大电流；高温；仿真Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０１２．０４．００２中图分类号：ＴＮ７８４　　　　文献标识码：Ａ文章编号：１０００－６１

2、３３（２０１２）０４－００１２－０４电连接器组件方面基础技术的研究成果和产品研制1概述的经验，并通过软件仿真和试验验证，确保了产品的高温大电流高压连接器是连接器领域的一个特设计合理性。殊分支，不仅可以传递大电流，传送较高的电压，同2主要性能要求时还需要耐受很高的温度，主要应用于一些特殊的场合。我们知道，在２００℃温度下，很多绝缘材料不·工作电压：８０００Ｖｄ．ｃ．；再适合长期使用，即使高性能特殊工程塑料如ＰＩ和·工作电流：２０Ａｄ．ｃ．；ＰＥＥＫ等在不受力的情况下可以满足要求，但由于·工作温度：－５５℃～２００℃连接器的耐高压性能是需要绝缘体来密封界面的，·介质耐电压：１２ｋＶｄ．ｃ．

3、（１０μＡ，１ｍｉｎ，４．绝缘材料需要受力，在２００℃温度下，ＰＥＥＫ的弹性３９ｋＰａ）、１２Ｖｄ．ｃ．（１０μＡ，１ｍｉｎ，海平面）；模量在常温下的４０００ＭＰａ会迅速降低到大约·接触电阻：≤５ｍΩ。４００ＭＰａ。这时，一直受力的绝缘材料会由于高温而3产品设计缓慢变形。当温度恢复时，材料的外形将不再恢复。在严重的情况下，插头和插座难于分离，从而使产品3．1耐高温和耐高压设计报废；另一方面，一般连接器常使用铍－铜接触件，连接器耐高温设计需要考虑绝缘材料的高温特而铍－铜接触件的使用温度只有１７０℃。在２００℃性和接触件的金属材料的高温特性，对于耐高温的温度下，也不能正常使用，这就需要我们

4、重新选择绝绝缘材料，目前最多使用的主要有ＰＩ、ＰＥＩ和ＰＥＥＫ。缘材料和接触件材料。但经过我们试验后发现，在无压力的条件下，ＰＩ和本文介绍的这种高温大电流高压连接器，由于ＰＥＥＫ都可以在２００℃下保持外形尺寸不变，但在施其特殊性，没有找到相似的产品用于参考。本产品加压力的情况下，它们的轴向尺寸变短，径向尺寸变的设计主要是根据用户电源系统的电性能、结构、使大，所以最好的选择还是陶瓷这种材料。铍青铜是用环境及用户的要求，借鉴了中国电科４０所在高压非常好的接触件材料，但是在１７０℃以上，铍青铜的收稿日期：２０１２－０５－２７第３期彭光辉等：一种高温大电流高压连接器的设计１３温度蠕变已经无法保

5、证它可以保持良好的接触压高温性能。由于连接器尺寸较小，为了加强密封，增力，经过我们试验后发现，在２００℃下４８小时后，铍加耐电压性能，插头的中心导体采用陶瓷垫片隔离青铜的接触压力会降低到９６％左右，相应的接触电和两个＂Ｏ＂形氟硅橡胶圈相配合进行密封，在实际阻则增大了１１％左右，具体的数值和铍青铜接触片的试验中使用一个＂Ｏ＂形氟硅橡胶圈也通过了的厚度有关。在这种情况下，我们放弃了铜合金，选１２ｋｖｄ．ｃ．的耐电压测试。择了高温弹性铁镍合金，成型后再镀金处理。高压连接器最主要的技术指标之一为耐电压，包括海平面耐电压、低气压耐电压、高低温低气压条件下的耐电压。高压连接器耐电压测试时，需要注意

6、绝缘介质击穿和界面的沿面闪络是失效的主要方图１　插头式。要承受高达８ｋＶ的脉冲电压，除连接器和电缆密封插座同样要求耐高温和密封，因此采用陶所用的绝缘材料的耐高压性能来保证之外，连接器瓷套管金属化后将插针、陶瓷套管和连接套同时焊的结构设计也很关键，需要采取有效的措施来改善接在一起的工艺方法。插针和连接套材料选择电场的分布，降低电场强度，从而进一步提高产品的４Ｊ３３，陶瓷套管选用９５％三氧化二铝陶瓷粉末模压耐电压性能。我们采取了多项措施来改善电场的分而成。布，例如接触件在设计时尽可能避免尖角而使用圆角过渡；通过计算和实际的电流需要合理地选择中心导体和绝缘体的直径比，降低最大场强值；根据分压

7、的原理，采用多层绝缘介质复合技术，形成电场的复合分布，使得电场分布在降低最大电场强度的情况下尽可能达到均匀分布状态。固体绝缘材料的介电强度是空气的５～１０倍，图２　同轴高压密封穿墙插座甚至于更高。我们可以将接触件周围用固体绝缘介插头和插座连接为高可靠、低接触电阻的连接质来代替空气介质的办法来提高连接器的各个绝缘方式，特别是中心导体采用１０号接触件，采用镀金部分的介电强度，使得从高电位到低电位或到地之的双簧片结构以承载２０Ａ的电流。簧片材料可采间