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航空插頭的規(guī)格選擇方法

發(fā)布時(shí)間: 2018-10-31 瀏覽次數(shù): ?

航空插頭有許多中規(guī)格,每一種規(guī)格對應(yīng)的使用也是不同的,例如:航空插頭的額定電壓、接觸電阻、屏蔽性等等,今天科迎法電氣針對此類問題就來和大家詳細(xì)介紹一下航空插頭規(guī)格以及其他的參數(shù)問題。希望對大家有所幫助!

連接器是連接電氣線路的機(jī)電元件。因此連接器自身的電氣參數(shù)是選擇連接器首先要考慮的問題。正確選擇和使用電連接器是保證電路可靠性的一個(gè)重要方面。

電連接器(以下簡稱連接器)也可稱插頭座,廣泛應(yīng)用于各種電氣線路中,起著連接或斷開電路的作用。提高連接器的可靠性首先是制造廠的責(zé)任。但由于連接器的種類繁多,應(yīng)用范圍廣泛,因此,正確選擇連接器也是提高連接器可靠性的一個(gè)重要方面。只有通過制造者和使用者雙方共同努力,才能最大限度的發(fā)揮連接器應(yīng)有的功能。 
連接器有不同的分類方法。按照頻率分,有高頻連接器和低頻連接器;按照外形分有圓形連接器,矩形連接器;按照用途分,有印制板用連接器,機(jī)柜用連接器,音響設(shè)備用連接器,電源連接器,特殊用途連接器等等。

下面主要論述低頻連接器(頻率為 3MHZ 以下)的選擇方法。 

電氣參數(shù)要求 

連接器是連接電氣線路的機(jī)電元件。因此連接器自身的電氣參數(shù)是選擇連接器首先要考慮的問題。 

額定電壓 

額定電壓又稱工作電壓,它主要取決于航空插頭連接器所使用的絕緣材料,接觸對之間的間距大小。某些元件或裝置在低于其額定電壓時(shí),可能不能完成其應(yīng)有的功能。電連接器的額定電壓事實(shí)上應(yīng)理解為生產(chǎn)廠推薦的最高工作電壓。原則上說,電連接器在低于額定電壓下都能正常工作。筆者傾向于根據(jù)電連接器的耐壓(抗電強(qiáng)度)指標(biāo),按照使用環(huán)境,安全等級要求來合理選用額定電壓。也就是說,相同的耐壓指標(biāo),根據(jù)不同的使用環(huán)境和安全要求,可使用到不同的最高工作電壓。這也比較符合客觀使用情況。 
        額定電流 

額定電流又稱工作電流。同額定電壓一樣,在低于額定電流情況下,電連接器一般都能正常工作。在電連接器的設(shè)計(jì)過程中,是通過對連接器的熱設(shè)計(jì)來滿足額定電流要求的,因?yàn)樵诮佑|對有電流流過時(shí),由于存在導(dǎo)體電阻和接觸電阻,接觸對將會發(fā)熱。當(dāng)其發(fā)熱超過一定極限時(shí),將破壞電連接器的絕緣和形成接觸對表面鍍層的軟化,造成故障。因此,要限制額定電流,事實(shí)上要限制電連接器內(nèi)部的溫升不超過設(shè)計(jì)的規(guī)定值。在選擇時(shí)要注意的問題是:對多芯電連接器而言,額定電流必須降額使用。這在大電流的場合更應(yīng)引起重視,例如 φ3.5mm 接觸對,一般規(guī)定其額定電流為 50A ,但在 5 芯時(shí)要降額 33 %使用,也就是每芯的額定電流只有 38A ,芯數(shù)越多,降額幅度越大。

接觸電阻

接觸電阻是指兩個(gè)接觸導(dǎo)體在接觸部分產(chǎn)生的電阻。在選用時(shí)要注意到兩個(gè)問題,第一,電連接器的接觸電阻指標(biāo)事實(shí)上是接觸對電阻,它包括接觸電阻和接觸對導(dǎo)體電阻。通常導(dǎo)體電阻較小,因此接觸對電阻在很多技術(shù)規(guī)范中被稱為接觸電阻。第二,在連接小信號的電路中,要注意給出的接觸電阻指標(biāo)是在什么條件下測試的,因?yàn)榻佑|表面會附則氧化層,油污或其他污染物,兩接觸件表面會產(chǎn)生膜層電阻。在膜層厚度增加時(shí),電阻迅速增大,是膜層成為不良導(dǎo)體。但是,膜層在高接觸壓力下會發(fā)生機(jī)械擊穿,或在高電壓,大電流下會發(fā)生電擊穿。對某些小體積的航空插頭連接器設(shè)計(jì)的接觸壓力相當(dāng)小,使用場合僅為 mA 和 mV 級,膜層電阻不易被擊穿,可能影響電信號的傳輸。在 GB5095《電在設(shè)備用機(jī)電元件基本試驗(yàn)規(guī)程及測量方法》中的接觸電阻測試方法之一 “ 接觸電阻 —— 毫伏法 “ 規(guī)定,為了防止接觸件上絕緣薄膜被擊穿,測試回路的開路電動勢的直流或交流峰值應(yīng)不大于 20mV ,直流或交流試驗(yàn)電流應(yīng)不大于 100mA 。事實(shí)上這是一種低電平接觸電阻的測試方法,因此,有此要求的選擇者,因選用由低電平接觸電阻指標(biāo)的電連接器。

屏蔽性 

在現(xiàn)代電氣電子設(shè)備中,元器件的密度以及它們之間相關(guān)功能的日益增加,對電磁干擾提出了嚴(yán)格的限制。所以電連接器往往用金屬殼體封閉起來,以阻止內(nèi)部電磁能輻射或受到外界電磁場的干擾。在低頻時(shí),只有磁性材料才能對磁場起明顯屏蔽作用。此時(shí),對金屬外殼的電連續(xù)性有一定的規(guī)定,也就是外殼接觸電阻。 

安全參數(shù) 

絕緣電阻 

絕緣電阻是指在航空插頭連接器的絕緣部分施加電壓,從而使絕緣部分的表面內(nèi)或表面上產(chǎn)生漏電流而呈現(xiàn)出的電阻值。它主要受絕緣材料,溫度,濕度,污損等因素的影響。電連接器樣本上提供的絕緣電阻值一般都是在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的指標(biāo)值,在某些環(huán)境條件下,絕緣電阻值會有不用程度的下降。另外要注意絕緣電阻的試驗(yàn)電壓值。根據(jù)絕緣電阻( MΩ )=加在絕緣體上的電壓( V )/泄漏電流( μA )施加不同的電壓,就有不用的結(jié)果。在電連接器的試驗(yàn)中,施加的電壓一般有 10V , 100V , 500V 三檔。 

耐壓 

耐壓就是接觸對的相互絕緣部分之間或絕緣部分與接地之間,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)所能承受的比額定電壓更高而不產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象的臨界電壓。它主要受接觸對間距和爬電距離和幾何形狀,絕緣體材料以及環(huán)境溫度和濕度,大氣壓力的影響。 

燃燒性 

任何電連接器在工作時(shí)都離不開電流,這就存在起火的危險(xiǎn)性。因此對電連接器不僅要求能防止引燃,還要求在一旦引燃和起火時(shí),能在短時(shí)間內(nèi)自滅。在選用時(shí)要注意選擇采用阻燃型,自熄性絕緣材料的電連接器。 

機(jī)械參數(shù) 

單腳分離力和總分離力

電連接器中接觸壓力是一個(gè)重要指標(biāo),它直接影響到接觸電阻的大小和接觸對的磨損量。在大多數(shù)結(jié)構(gòu)中,直接測量接觸壓力是相當(dāng)困難的。因此,往往通過單腳分離力來間接測算接觸壓力。對于圓形針孔接觸對,通常是用有規(guī)定重量砝碼的標(biāo)準(zhǔn)插針來檢驗(yàn)陰接觸件夾持砝碼的能力,一般其標(biāo)準(zhǔn)插針的直徑是陽接觸件直徑的下限?。?5μm ??偡蛛x力一般是單腳分離力上線之和的兩倍??偡蛛x力超過 50N 時(shí),用人工插拔已經(jīng)相當(dāng)困難了。當(dāng)然,對一些測試設(shè)備或某些特殊要求的場合,可選用零插拔力電連接器,自動脫落電連接器等等。

機(jī)械壽命

電連接器的機(jī)械壽命是指插拔壽命,通常規(guī)定為 500 ~ 1000 次。在達(dá)到此規(guī)定的機(jī)械壽命時(shí),電連接器的接觸電阻,絕緣電阻和耐壓等指標(biāo)不應(yīng)超過規(guī)定的值。嚴(yán)格的說,現(xiàn)在的機(jī)械壽命是一種模糊的概念。機(jī)械壽命應(yīng)該與時(shí)間有一定的關(guān)系, 10 年用完 500 次與 1 年用完 500 次,顯然其情況是不一樣的。只不過目前還沒有一種更經(jīng)濟(jì),更科學(xué)的方法來衡量。 

接觸對數(shù)目和針孔性 

首選可根據(jù)電路的需要來選擇接觸對的數(shù)目,同時(shí)要考慮航空插頭連接器的體積和總分離力的大小。接觸對數(shù)目多,當(dāng)然其體積就大,總分離力相對也大。在某些可靠性要求高、而體積又允許的情況下,可采用兩對接觸對并聯(lián)的方法來提高連接的可靠性。 

電連接器的插頭、插座中,插針(陽接觸件)和插孔(陰接觸件)一般都能互換裝配。實(shí)際使用時(shí),可根據(jù)插頭和插座兩端的帶電情況來選擇。如插座需常帶電,可選擇裝插孔的插座,因?yàn)檠b插孔的插座,其帶電接觸件埋在絕緣體中,人體不易觸摸到帶電接觸件,相對來說比較安全。 

振動、沖擊、碰撞 
  主要考慮電連接器在規(guī)定頻率和加速度條件下振動、沖擊、碰撞時(shí)的接觸對的電連續(xù)性。接觸對在此動態(tài)應(yīng)力情況下會發(fā)生瞬時(shí)斷路的現(xiàn)象。規(guī)定的瞬斷時(shí)間一般有 1μs 、 10μs 、 100μs 、 1ms 和 10ms 。要注意的是如何判斷接觸對發(fā)生瞬斷故障?,F(xiàn)在一般認(rèn)為,當(dāng)閉合接觸對(觸點(diǎn))兩端電壓降超過電源電動勢的 50% 時(shí),可判定閉合接觸對(觸點(diǎn))發(fā)生故障。也就是說判斷是否發(fā)生瞬斷有兩個(gè)條件:持續(xù)時(shí)間和電壓降,兩者缺一不可。 

連接方式 

電連接器一般由插頭和插座組成,其中插頭也稱自由端電連接器,插座也稱固定電連接器。通過插頭、插座和插合和分離來實(shí)現(xiàn)電路的連接和斷開,因此就產(chǎn)生了插頭和插座的各種連接方式。對圓形電連接器來說,主要有螺紋式連接,卡口式連接和彈子式連接三種方式。其中螺紋式連接最常見,它具有加工工藝簡單、制造成本低、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),但連接速度較慢不適宜于需頻繁插拔和快速接連的場合??谑竭B接由于其三條卡口槽的導(dǎo)程較長,因此連接的速度較快,但它制造較復(fù)雜,成本也就較高。彈子式連接是三種連接方式中連接速度最快的一種,它不需進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,只需進(jìn)行直線運(yùn)動就能實(shí)現(xiàn)連接、分離和鎖緊的功能。由于它屬于直推拉式連接方式,所以僅適用于總分離力不大的電連接器。一般在小型電連接器中較常見。 

安裝方式和外形 

電連接器的安裝有前安裝和后安裝,安裝固定方式有鉚釘、螺釘、卡圈或連接器本身卡銷快速鎖定等。也有一種插頭和插座是均是自由端電連接器,即所謂中繼連接器。 
        連接器的外形千變?nèi)f化,用戶主要是從直形、彎形、電線或電纜的外徑及與外殼的固定要求、體積、重量、是否需連接金屬軟管等方面加以選擇,對在面板上使用的電連接器還要從美觀、造型、顏色等方面加以選擇。 

環(huán)境參數(shù) 

環(huán)境參數(shù)主要有環(huán)境溫度、濕度、溫度急變、大氣壓力和腐蝕環(huán)境等。航空插頭連接器在使用和保管、運(yùn)輸過程中所處的環(huán)境對其性能有顯著的影響,所以必須根據(jù)實(shí)際的環(huán)境條件選用相應(yīng)的電連接器。 

環(huán)境溫度 

電連接器的金屬材料和絕緣材料決定著電連接器的工作環(huán)境溫度。高溫會破壞緣材料,引起絕緣電阻和耐壓性能降低;對金屬而言高溫可使接觸對失去彈性,加速氧化和發(fā)生鍍層變質(zhì)。通常的環(huán)境溫度為 -55~100 ℃ 特殊場合下可能要求更高。 

潮濕 

相對濕度大于 80% ,是引起電擊穿的要原因。潮濕環(huán)境引起水蒸氣在絕緣體表面的吸收和擴(kuò)散,容易使絕緣電阻降低到 MΩ 級以下,長期處在高濕環(huán)境下,會引起物理變形,分解、逸出生成物,產(chǎn)生呼吸效應(yīng)及電解、腐蝕和裂紋。特別是在設(shè)備外部的電連接器,常常要考慮潮濕、水滲和污染的環(huán)境條件,這種情況下應(yīng)選用密封電連接器。對于水密、塵密型電連接器一般采用 GB4208 的外殼防護(hù)等級來表示。 

溫度急變 
  濕度急變試驗(yàn)是模擬使用電連接器設(shè)備在寒冷的環(huán)境轉(zhuǎn)入溫暖環(huán)境的實(shí)際使用情況,或者模擬空間飛行器、探測器環(huán)境溫度急劇變化的情況。溫度急變可能使絕緣材料裂紋或起層。 

大氣壓力 

在空氣稀薄的高空,塑料放出氣體污染接觸對,并使電暈產(chǎn)生的趨勢增加,耐壓性能下降,使電路產(chǎn)生短路故障。在高空達(dá)到某一定值時(shí),塑料性能變差。因此在高空使用非密封電連接器時(shí),必須降額使用。在低氣壓下推薦的電壓降額系數(shù)見表。 

腐蝕環(huán)境 

根據(jù)電連接器的不同使用腐蝕環(huán)境,選用相應(yīng)金屬、塑料、鍍層結(jié)構(gòu)的電連接器,像在鹽霧環(huán)境下使用的電連接器,如果沒有防腐的金屬表面,會使性能迅速惡化。在含有相當(dāng)濃度的 SO2 環(huán)境中,不宜使用鍍銀接觸對的電連接器。在潮熱地區(qū),霉菌也是重要問題。 

端接方式 

端接方式是指電連接器的接觸對與電線或電纜的連接方式。合理選擇端接方式和正確使用端接技術(shù),也是使用和選擇電連接器的一個(gè)重要方面。 

焊接 

焊接最常見的是錫焊。錫焊連接最重要的是焊錫料與被焊接表面之間應(yīng)形成金屬的連續(xù)性。因此對電連接器來說,重要的是可焊性。電連接器焊接端最常見的鍍層是錫合金、銀和金?;善浇佑|對常見的焊接端有焊片式、沖眼焊片式和缺口焊片式:針孔式接觸對常見焊接端有鉆孔圓弧缺口式。 

壓接 

壓接是為使金屬在規(guī)定的限度內(nèi)壓縮和位移并將導(dǎo)線連接到接觸對上的一種技術(shù)。好的壓接連接能產(chǎn)生金屬互熔流動,使導(dǎo)線和接觸對材料對稱變形。這種連接類似于冷焊連接,能得到較好的航空插頭機(jī)械強(qiáng)度和電連續(xù)性,它能承受更惡劣的環(huán)境條件。目前普遍認(rèn)為采用正確的壓接連接比錫焊好,特別是在大電流場合必須使用壓接。壓接時(shí)須采用專用壓接鉗或自動、半自動壓接機(jī)。應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線截面,正確選用接觸對的導(dǎo)線筒。要注意的是壓接連接是永久性連接,只能使用一次。 

繞接 

繞接是將導(dǎo)線直接纏繞在帶棱角的接觸件繞接柱上。繞接時(shí),導(dǎo)線在張力受到控制的情況下進(jìn)行纏繞,壓入并固定在接觸件繞接柱的棱角處,以形成氣密性接觸。繞接導(dǎo)線有幾個(gè)要求:導(dǎo)線直徑的標(biāo)稱值應(yīng)在 0.25mm~1.0mm 范圍內(nèi);導(dǎo)線直徑不大于 0.5mm 時(shí),導(dǎo)體材料的延伸率不小于 15% ;導(dǎo)線直徑大于 0.5mm 時(shí),導(dǎo)體材料的延伸率不小于 20% 。繞接的工具包括繞槍和固定式繞接機(jī)。 

刺破接連 

刺破連接又稱絕緣位移連接,是由美國在 60 年代發(fā)明的一種新穎端技術(shù),具有可靠性高、成本低、使用方便等特點(diǎn),目前已廣泛應(yīng)用于各種印制板用電連接器中。它適用于帶狀電纜的連接。連接時(shí)不需要?jiǎng)內(nèi)ル娎|的絕緣層,依靠電連接器的 “U” 字形接觸簧片的尖端刺入絕緣層中,使電纜的導(dǎo)體滑進(jìn)接觸簧片的槽中并被夾持住,從而使電纜導(dǎo)體和電連接器簧片之間形成緊密的電氣連接性。它僅需簡單的工具,但必須選用規(guī)定線規(guī)的電纜。 

螺釘連接 

螺釘連接是采用螺釘式接線端子的連接方式,要注意允許連接導(dǎo)線的最大和最小截面和不同規(guī)格螺釘允許的最大擰緊力矩。

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