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如何选择高压连接器?

2020-09-07 14:42:16 来源:连接器世界网 作者:LEMO公司研究工程师兼技术顾问Elizabeth Greenberg 点击:1156

设计工程师在为其产品选择组件时会比较注重外形、装配和功能。通常,选择连接器没有什么不同,但是在为AC、DC或RF应用指定高压连接器时,功能将驱动选择。这意味着选择适合任务的连接器,可防止绝缘子损坏,并最大程度地减少连接器内部的环境影响。

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尽管本文将涉及与高压应用有关的法规和标准,但它将主要讨论大气/环境影响以及影响连接器选择的几何外观和材料方面的考虑。有了这些了解,设计工程师可以更轻松地指定高压连接器,该高压连接器将提供最高的性能、最佳的使用寿命、长期的可靠性和最终的安全性。

IEC(国际电工委员会)60038:2009指定标准电压值作为设备和系统设计的参考。但是,构成高压的原因却因行业和应用而异。了解与产品相关的规则、法规和标准,以及发布产品之前需要哪些测试要求是非常重要的。如果要为您的应用选择正确的连接器,则所有这些都是必要的。最后,决定始终取决于分析造型、装配和功能以及使用连接器的环境。

功能驱动高压连接器的选择

为了选择电连接器,很显然必须避免操作人员受到电击,连接器必须由适合使用和环境的材料制成,连接器必须耐用且不会引起火灾。当指定高压连接器时,将电晕和电弧放电的风险降到最低是关键考虑因素。

电晕和电弧

电晕会引发电弧,进而引起火灾。电晕会导致功率损耗、热击穿以及可能的电磁/ RF干扰。电晕也可能导致绝缘子击穿。最小化电晕和电弧的关键标准是大气/环境条件以及连接器的外观结构和材料。大气条件包括温度、压力、颗粒和湿度。在结构上,关键考虑因素是导体彼此之间的间距以及其他金属组件以及尖角的影响。由于电晕对多孔绝缘子的影响大于对非多孔绝缘子的影响,因此也应考虑该因素。

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大气条件

气体中两个导体之间的击穿电压,与气体中的压力和气隙距离之间的关系,已在1889年的Paschen开始进行了广泛的讨论。Moongilan包括温度和湿度对电晕起始电压的影响,表明较低的压力和较高的温度在较低的电压下会产生电晕,而相对湿度本身并没有多大影响。然而,即使在干旱的气候中,温度的大变化也可能导致出现受污染的冷凝物,由于冷凝物会降低电晕放电的起始电压,因此必须防止冷凝物进入连接器。

外观形状和绝缘降解

考虑到导体之间的距离会影响电晕的起始电压,因此目标是使导体引脚与连接器内部其他金属零件之间的距离最大。通过了解组件对局部放电活动的响应,可以优化材料选择、外观形状和接口连接器,以提高耐用性和可靠性。

Dunbar等人深入讨论了局部放电(电晕是局部放电的一种)如何破坏绝缘体。在交流和直流系统中,击穿电压更多地与环境因素和间距有关,而在射频系统中,多点击穿是频率(MHz)乘以间距的函数。

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最好避免尖锐的边缘,并尝试使用光滑且圆滑的表面,因为前者也会降低启动电压。通常,无孔绝缘子在击穿方面效果更好,但在诸如连接器之类的小空间内并不总是实用的。在连接器设计中结合使用PEEK、Teflon和硅橡胶等绝缘材料将使爬电距离和空气间隙最大化。

除了电晕、电弧、大气影响、外观形状和绝缘劣化之外,还必须考虑其他变量,例如脉冲电压和电涌。高压连接器供应商已经在所有这些考虑因素上花费了时间、精力和研究,以使其产品能够满足客户的关键需求。详细讨论所有要求,它们将确保您为特定的高压应用选择最佳的连接器。

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