導(dǎo)語：高壓電連接器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1概述

電連接器是電子系統(tǒng)中電信號傳導(dǎo)的基本組件，對于特定的系統(tǒng)和發(fā)射機(jī)而言，安裝空間往往有限，耐電壓是關(guān)鍵指標(biāo)，但結(jié)構(gòu)越小越難實(shí)現(xiàn)高耐壓。本文針對用戶的特定需求，設(shè)計(jì)小型化水平安裝矩形高壓連接器。該連接器節(jié)省設(shè)備空間，具有良好的耐電壓性能，保證整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2連接器指標(biāo)要求

產(chǎn)品工作電壓為10kVdc，介質(zhì)耐電壓設(shè)計(jì)為15kVdc，絕緣電阻≥5000MΩ。

3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。小矩形小型化高壓電連接器插合總長約32mm，插頭外形尺寸僅為：長×寬×高=22mm×12mm×21mm，插座外形尺寸僅為：22mm×12mm×23mm，接觸件為6芯，3行2列交錯排列，水平安裝，螺釘緊固，如圖1，插頭和插座插合，帶動接觸件插合，實(shí)現(xiàn)電氣連接。產(chǎn)品采用高性能絕緣材料以及插合界面密封設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，從而有效地阻斷了氣隙通路，達(dá)到了耐高電壓的目的[1]。3.2插合界面設(shè)計(jì)。如圖2所示。插合界面通過圓孔和圓柱密封。插座殼體有六根凸起圓柱，插頭軟安裝板設(shè)計(jì)有圓孔。圓柱材料為硬質(zhì)塑料，圓孔材料為硅橡膠。連接器插合時，圓柱直徑和長度均大于圓孔，軸向和徑向會產(chǎn)生彈性壓縮，阻斷氣隙通路，在海平面及低溫低氣壓條件下，都具有良好的耐電壓性能。

4耐電強(qiáng)度分析仿真

彈性密封絕緣材料采用硅橡膠，它具有很高的介電強(qiáng)度、極好的耐電暈?zāi)芰Γ呛芎玫慕缑婷芊獠牧稀Ｎ覀儗^緣材料界面的耐電強(qiáng)度和場強(qiáng)分布進(jìn)行仿真[3]，結(jié)果如圖3所示。由仿真結(jié)果可知，最大場強(qiáng)分別為：1.4913×107V/m（芯對芯）和1.5015×107V/m（芯對地），小于硅橡膠材料的介質(zhì)強(qiáng)度為2～3×107V/m和PEEK材料的介質(zhì)強(qiáng)度為2.4×107V/m，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理的。5絕緣電阻計(jì)算接觸對間的絕緣電阻是絕緣材料的體積電阻和表面電阻的并聯(lián)。絕緣電阻應(yīng)保持較高數(shù)值。在潮熱環(huán)境使用時，應(yīng)選擇吸濕性小的絕緣材料[4]。

產(chǎn)品絕緣材料采用PEEK-GF30，結(jié)構(gòu)如圖4，計(jì)算過程如下。根據(jù)公式：R=RV•RS/（RV+RS），式中：體積絕緣電阻RV=ρV•d/S，表面絕緣電阻RS=ρS•b/s；ρV-絕緣材料體積電阻系數(shù)，查手冊得ρV=1016Ω•m；ρS-表面電阻系數(shù)，查手冊得ρS=1013Ω•m；s-導(dǎo)體間相對應(yīng)的面積，本產(chǎn)品為3.2×10-5m2；b-導(dǎo)體間絕緣材料表面的最短距離，本產(chǎn)品為3.6×10-3m；d-導(dǎo)體間絕緣材料內(nèi)的最短距離1.6×10-3m；計(jì)算可得：R=RV•RS/（RV+RS）=1.1×1015Ω>1000MΩ。通過理論計(jì)算可知，產(chǎn)品材料選擇是合理的，滿足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇太東.DH型矩形高壓連接器的設(shè)計(jì)[J].機(jī)電元件，2011，14（2）：1-2.

[2]黃志新.ANSYSWorkbench16.0超級學(xué)習(xí)手冊[M].北京：人民郵電出版社，2016：83-88.

[3]袁仕能.高壓電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)及影響研究[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2017，36（4）：2-3.

作者:程德帥 石承偉 李 巖 王 佩 單位:中國電子科技集團(tuán)公司第四十研究所