高壓連接器電氣性能包括連接/接觸電阻,耐壓/絕緣介電強(qiáng)度,絕緣電阻,溫升,屏蔽連接電阻等內(nèi)容。
一.連接/接觸電阻
連接器的接觸電阻由①插針和插孔插合的接觸電阻、②端子壓接導(dǎo)線(xiàn)處的壓接電阻組成。
一般采用直流數(shù)字電阻測(cè)試儀測(cè)量試樣的接觸電阻,在距離導(dǎo)體壓接區(qū)尾部75±3mm的位置焊接上檢測(cè)導(dǎo)線(xiàn),施加不超過(guò)20mV的直流電壓,不超過(guò)10mA的電流值,衡量其載流能力。
按LV215-1-2013規(guī)定,導(dǎo)線(xiàn)的橫截面和觸電尺寸必須與預(yù)期的電流相匹配,高壓連接器系統(tǒng)根據(jù)其載流能力分為:
高壓連接器載流能力列表
檢測(cè)到的連接/接觸電阻值不得超過(guò)以下連接電阻:
壓接電阻/接觸電阻對(duì)照表
二.耐壓/絕緣介電強(qiáng)度
LV215-1-2013中提及,高壓連接器電和絕緣強(qiáng)度測(cè)試需根據(jù)ISO6469-3的內(nèi)容來(lái)制定。
試驗(yàn)內(nèi)容是采用耐壓測(cè)試儀,在連接器中所有相鄰但電氣不相同的導(dǎo)體之間,任一接觸件與外殼之間,以及任一接觸件與屏蔽殼之間施加如下表所示的試驗(yàn)電壓各60±5秒。
試驗(yàn)用電壓
試驗(yàn)結(jié)果要求主端子之間、主端子和互鎖端子之間、主端子和屏蔽層之間、互鎖端子之間、互鎖端子與屏蔽層之間的漏電流小于1mA直流電,5mA交流電,并無(wú)介電擊穿和火化現(xiàn)象產(chǎn)生。
三.絕緣電阻
LV215-1-2013中提及,高壓連接器絕緣電阻測(cè)試需根據(jù)ISO6469-3的內(nèi)容來(lái)制定,使用絕緣電阻測(cè)試儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)量所有相鄰的接觸件,以及所有鄰近外殼的接觸件與外殼。
需要注意的是,選擇的接觸件應(yīng)為測(cè)量點(diǎn)之間具有最窄間隔的接觸件,以此來(lái)確定連接器的絕緣性能是否符合電路設(shè)計(jì)的要求。
實(shí)驗(yàn)要求試樣在5±2℃的溫度下預(yù)存放8小時(shí),在23℃±5℃的溫度及90%+10%/-5%的濕度,大氣壓強(qiáng)在86kPa~1060kPa之間的環(huán)境下存放8小時(shí)。
在試樣經(jīng)受高溫、潮濕等環(huán)境因素后,由絕緣測(cè)試裝置施加1075V直流電壓,任何相鄰端子之間、端子與外殼之間、端子與屏蔽殼之間的絕緣電阻均不應(yīng)小于下表所示。
四.溫升
溫升試驗(yàn)同樣是用來(lái)評(píng)估連接器的載流能力,防止因?yàn)檫^(guò)熱導(dǎo)致其他部件無(wú)法正常工作或存在起火隱患。溫升即為測(cè)量的觸點(diǎn)溫度和試驗(yàn)環(huán)境溫度之差,可細(xì)分為常態(tài)溫升試驗(yàn)和高溫帶負(fù)載持續(xù)溫升試驗(yàn)兩種。
(1)常態(tài)溫升試驗(yàn)
采用溫升測(cè)試儀,參照IEC 512-2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn),在室溫環(huán)境下,在連接器兩端分別接上至少長(zhǎng)為1米的電線(xiàn),將接插好的的連接器接通額定電流2小時(shí),記錄端子溫度值,要求接觸端子溫升≤50℃。
在溫升穩(wěn)定后,施加兩倍額定峰值電流1分鐘,要求短時(shí)過(guò)載溫升≤55℃,并不超過(guò)接插件允許的最高溫度。
(2)高溫帶負(fù)載持續(xù)溫升試驗(yàn)
模擬高壓連接器的實(shí)際使用情況,將試樣放入85℃的試驗(yàn)箱內(nèi),持續(xù)通入連接器額定電流,使用溫度傳感器,每1分鐘測(cè)試連接器各處的溫度,直至溫升穩(wěn)定后停止測(cè)試。
溫升達(dá)到穩(wěn)定后,要求連接器接觸點(diǎn)的溫升≤50℃,且不超過(guò)接插件允許的最高溫度。
五.屏蔽連接電阻
在1.3.7高壓導(dǎo)線(xiàn)章節(jié)中提及,高壓導(dǎo)線(xiàn)采用屏蔽編制層和鋁箔進(jìn)行屏蔽。同理,高壓線(xiàn)束到高壓連接器外殼的屏蔽連接必須通過(guò)360°來(lái)轉(zhuǎn)移,高壓連接器也需帶有屏蔽層,以防干擾低壓電氣元件,影響低壓電氣系統(tǒng)的正常工作。
參照LV215-1-2013的內(nèi)容,采用直流數(shù)字電阻測(cè)試儀,對(duì)試樣的電磁屏蔽層的連接電阻進(jìn)行檢驗(yàn)。
分別連接插座尾部屏蔽部分和插頭連接導(dǎo)線(xiàn)屏蔽層,施加不超過(guò)20mV的直流電壓和不超過(guò)100mA的電流,要求試樣的屏蔽層連接電阻≤10mΩ。
高壓連接器機(jī)械性能及試驗(yàn)認(rèn)可
高壓連接器的機(jī)械性能包括插拔力、保持力、端子抗彎力、插拔壽命和抗跌落等內(nèi)容。
一.連接器的插拔力
插拔力可細(xì)分為接觸件的插入力和分離力、連接器的插入力和分離力。一般使用自動(dòng)插拔試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。
(1) 接觸件的插拔力
接觸件是否鎖緊的判斷,應(yīng)來(lái)自于可見(jiàn)和可聽(tīng)到的鎖緊聲音。
在接觸件的插拔力測(cè)試中,試樣插針的插入深度應(yīng)為插孔彈片高度的三分之二,用最小直徑的插針測(cè)量分離力,用最大直徑的插針測(cè)量插入力。
LV215規(guī)定接觸件進(jìn)入護(hù)套的插入力不得超過(guò)以下極限值:
接觸件插入力
接觸件的插入力和拔出力需要與圖紙或生產(chǎn)技術(shù)條件相符合,若沒(méi)有其他記載,那么插入力允許最多改變25%的輸出值,同時(shí)不允許觸點(diǎn)表面出現(xiàn)磨損現(xiàn)象。
拔出力則必須與接觸件各自橫斷面規(guī)定的值相符合。
二.插拔力-連接器的插拔力
使用50mm/min的速度,在無(wú)電荷負(fù)荷的情況下,施加力平行于端子中心線(xiàn),對(duì)連接器進(jìn)行完全的插合與分離。
要求在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,插拔應(yīng)柔和,無(wú)卡滯現(xiàn)象,一個(gè)裝配完好的接插件的最大插入力應(yīng)小于100N。在進(jìn)行誤插接操作時(shí),施加300N的接插力,連接器不應(yīng)損壞。
記錄每次的插入力和拔出力,用第一次的插入力、拔出力與第10次的拔出力相比較,得出整體插拔力變化趨勢(shì),由此判斷端子及連接器插拔機(jī)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否符合要求。
三.鎖緊裝置強(qiáng)度
在接插完整的連接器外殼上沿導(dǎo)線(xiàn)方向(使插合連接器分開(kāi)的方向)以導(dǎo)線(xiàn)能夠承受的拉力按規(guī)定的速率平穩(wěn)地增大到規(guī)定值,并在此力值下保持15s。
鎖緊力拉力要求
在試驗(yàn)過(guò)程中,應(yīng)持續(xù)監(jiān)測(cè)連接器的電連續(xù)性。
試驗(yàn)完成后,去除施加的力,按正常方法分離連接器,要求連接器鎖定機(jī)構(gòu)的鎖緊和解鎖是正常的,沒(méi)有損壞或松動(dòng)的情況出現(xiàn)。
二次鎖止機(jī)構(gòu)CPA(Connector Position Assurance)在低壓線(xiàn)束上的使用率不高,但在高壓連接器上使用廣泛,器作用也是為了確保連接器之間可靠穩(wěn)定的連接。
四.保持力
端子與連接器的保持力,是影響高壓連接器乃至高壓線(xiàn)束總成可靠性的一個(gè)重要指標(biāo),任何保持力的失效,都會(huì)造成連接器功能喪失。
保持力測(cè)試使用自動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī),在連接器的接觸件和絕緣體上,沿連接器分離的方向,以不超過(guò)10N/s的速率施加軸向拉力,在拉力達(dá)到最大值后并保持10秒。
為了增加端子在護(hù)套中的保持力,一般會(huì)在高壓連接器中增加二次鎖止結(jié)構(gòu),也就是TPA(Terminal Position Assurance)。是否帶有TPA結(jié)構(gòu),對(duì)于端子在連接器中的保持力有著明顯差異。
端子與連接器的保持力 對(duì)照表
試驗(yàn)要求試樣連接不斷開(kāi),連接器及接觸件沒(méi)有因試驗(yàn)操作而引起的損傷或松動(dòng)。
五.壓接端子抗拉強(qiáng)度
使用試驗(yàn)裝置夾頭夾緊壓接完整的接觸件,在試樣尾部,沿壓接連接的軸線(xiàn)方向施加戰(zhàn)力,并以25mm/min~50mm/min的速度平穩(wěn)移動(dòng),直到導(dǎo)線(xiàn)被拉脫或被拉斷為止,記錄下臨界點(diǎn)負(fù)荷值。
測(cè)試要求規(guī)定,臨界負(fù)荷值不應(yīng)小于如下表中所示的極限值。
壓接類(lèi)端子的抗拉強(qiáng)度 對(duì)照表
六.插拔壽命
插拔壽命,即指在無(wú)電負(fù)荷時(shí)按正常方式操作的機(jī)械操作耐久性。
具體試驗(yàn)操作可參照LV215-2013標(biāo)準(zhǔn),將公母高壓連接器的二次鎖扣及其他附件去掉,分別固定在自動(dòng)插拔試驗(yàn)機(jī)上,以恒定速度25mm/min~100mm/min進(jìn)行插入和拔出,循環(huán)至少100次。
試驗(yàn)完成后,需要對(duì)試樣進(jìn)行外觀檢查,不應(yīng)出現(xiàn)影響性能的損傷,允許接觸件鍍層有磨損,但不能有大塊剝落;連接器滿(mǎn)足IPX8的密封要求;接觸電阻、絕緣電阻和耐電壓等都應(yīng)符合要求。
壓接電阻/接觸電阻對(duì)照表
七.跌落
模擬高壓連接器在生產(chǎn)、運(yùn)輸或安裝過(guò)程中意外跌落,檢測(cè)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否還能滿(mǎn)足正產(chǎn)工作。
作為試樣用的高壓連接器不需要插入導(dǎo)線(xiàn)或端子,將試樣從距水平的混凝土地面或鋼板1米的高度往下拋3次,試樣做自由落體運(yùn)動(dòng)。
在試驗(yàn)完成后,要求試樣表面不能看到任何會(huì)影響其功能或降低其外觀品質(zhì)的開(kāi)裂,變形等瑕疵,連接器的耐壓和絕緣電阻均符合圖紙要求。
需要注意的是,以上試驗(yàn)內(nèi)容來(lái)自各類(lèi)公開(kāi)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量的刪減和提煉。供應(yīng)商在切實(shí)工作中,仍需要以各大主機(jī)廠的認(rèn)可要求為最終依據(jù),進(jìn)行零部件的性能試驗(yàn)認(rèn)可。
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:高壓線(xiàn)束零部件——連接器專(zhuān)場(chǎng)(系列三)
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