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搞清楚电气参数,选择航空插头才“得心应手”

发布时间:2014-12-18 责任编辑:sherryyu

【导读】本篇文章从电气参数、安全参数、机械参数、分类应用等几个方面,主要对航天插头的各项参数进行了介绍,在熟悉这些参数的基础上,再对航天插头来进行选择就会显的得心应手了。
 
在航天航空领域 ,各种零部件种类层出不穷 ,其中航空插头就是比较常用的一种器件。它的主要作用是将电气线路连接起来。想要选择出合适的航空插头,电气参数是最关键的。只有选择合适的航空插头,才能保证电路的可靠性和安全性。
 
提高航空插头的可靠性首先是制造厂的责任。但由于航空插头的种类繁多,应用范围广泛,因此,正确选择航空插头也是提高航空插头可靠性的一个重要方面。只有通过制造者和使用者双方共同努力,才能最大限度的发挥航空插头应有的功能。
 
航空插头有不同的分类方法。按照频率分,有高频航空插头和低频航空插头;按照外形分有圆形连接器;按照用途分:机柜用航空插头,音响设备用航空插头,电源航空插头,特殊用途航空插头等等。下面主要论述低频航空插头(频率为3MHZ 以下)的选择方法。
 
电气参数要求
 
航空插头是连接电气线路的机电元件。因此航空插头自身的电气参数是选择航空插头首先要考虑的问题。

额定电压
 
额定电压又称工作电压,它主要取决于航空插头所使用的绝缘材料,接触对之间的间距大小。某些元件或装置在低于其额定电压时,可能不能完成其应有的功能。航空插头的额定电压事实上应理解为生产厂推荐的最高工作电压。原则上说,航空插头在低于额定电压下都能正常工作。比较好的方法是,按照使用环境,安全等级要求来合理选用额定电压。也就是说,相同的耐压指标,根据不同的使用环境和安全要求,可使用到不同的最高工作电压。这也比较符合客观使用情况。
 
额定电流
 
额定电流又称工作电流。同额定电压一样,在低于额定电流情况下,航空插头一般都能正常工作。在航空插头的设计过程中,是通过对航空插头的热设计来满足额定电流要求的,因为在接触对有电流流过时,由于存在导体电阻和接触电阻,接触对将会发热。当其发热超过一定极限时,将破坏航空插头的绝缘和形成接触对表面镀层的软化,造成故障。因此,要限制额定电流,事实上要限制航空插头内部的温升不超过设计的规定值。在选择时要注意的问题是:对多芯航空插头而言,额定电流必须降额使用。这在大电流的场合更应引起重视,例如φ3.5mm接触对,一般规定其额定电流为50A,但在5芯时要降额33%使用,也就是每芯的额定电流只有38A,芯数越多,降额幅度越大。
 
接触电阻
 
接触电阻是指两个接触导体在接触部分产生的电阻。在选用时要注意到两个问题,第一,航空插头的接触电阻指标事实上是接触对电阻,它包括接触电阻和接触对导体电阻。通常导体电阻较小,因此接触对电阻在很多技术规范中被称为接触电阻。第二,在连接小信号的电路中,要注意给出的接触电阻指标是在什么条件下测试的,因为接触表面会附则氧化层,油污或其他污染物,两接触件表面会产生膜层电阻。在膜层厚度增加时,电阻迅速增大,是膜层成为不良导体。但是,膜层在高接触压力下会发生机械击穿,或在高电压,大电流下会发生电击穿。
 
对某些小体积的连接器设计的接触压力相当小,使用场合仅为mA和mV级,膜层电阻不易被击穿,可能影响电信号的传输。在GB5095《电在设备用机电元件基本试验规程及测量方法》中的接触电阻测试方法之一“接触电阻--毫伏法”规定,为了防止接触件上绝缘薄膜被击穿,测试回路的开路电动势的直流或交流峰值应不大于20mV,直流或交流试验电流应不大于100mA。事实上这是一种低电平接触电阻的测试方法,因此,有此要求的选择者,因选用由低电平接触电阻指标的航空插头。
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屏蔽性
 
在现代电气电子设备中,元器件的密度以及它们之间相关功能的日益增加,对电磁干扰提出了严格的限制。所以航空插头往往用金属壳体封闭起来,以阻止内部电磁能辐射或受到外界电磁场的干扰。在低频时,只有磁性材料才能对磁场起明显屏蔽作用。此时,对金属外壳的电连续性有一定的规定,也就是外壳接触电阻
 
安全参数
 
绝缘电阻
 
绝缘电阻是指在航空插头的绝缘部分施加电压,从而使绝缘部分的表面内或表面上产生漏电流而呈现出的电阻值。它主要受绝缘材料,温度,湿度,污损等因素的影响。航空插头样本上提供的绝缘电阻值一般都是在标准大气条件下的指标值,在某些环境条件下,绝缘电阻值会有不用程度的下降。另外要注意绝缘电阻的试验电压值。根据绝缘电阻(MΩ)=加在绝缘体上的电压(V)/泄漏电流(μA)施加不同的电压,就有不用的结果。在航空插头的试验中,施加的电压一般有10V,100V,500V三档。

耐压
 
耐压就是接触对的相互绝缘部分之间或绝缘部分与接地之间,在规定时间内所能承受的比额定电压更高,而不产生击穿现象的临界电压。它主要受接触对间距和爬电距离和几何形状,绝缘体材料以及环境温度和湿度,大气压力的影响。
 
燃烧性
 
任何航空插头在工作时都离不开电流,这就存在起火的危险性。因此对航空插头不仅要求能防止引燃,还要求在一旦引燃和起火时,能在短时间内自灭。在选用时要注意选择采用阻燃型,自熄性绝缘材料的航空插头。
 
机械参数
 
航空插头中接触压力是一个重要指标,它直接影响到接触电阻的大小和接触对的磨损量。在大多数结构中,直接测量接触压力是相当困难的。因此,往往通过单脚分离力来间接测算接触压力。对于圆形针孔接触对,通常是用有规定重量砝码的标准插针来检验阴接触件夹持砝码的能力,一般其标准插针的直径是阳接触件直径的下限取-5μm。总分离力一般是单脚分离力上线之和的两倍。总分离力超过50N时,用人工插拔已经相当困难了。当然,对一些测试设备或某些特殊要求的场合,可选用零插拔力航空插头,自动脱落航空插头等等。
 
机械寿命
 
航空插头的机械寿命是指插拔寿命,通常规定为500~1000次。在达到此规定的机械寿命时,航空插头的接触电阻,绝缘电阻和耐压等指标不应超过规定的值。严格的说,现在的机械寿命是一种模糊的概念。机械寿命应该与时间有一定的关系,10年用完500次与1年用完500 次,显然其情况是不一样的。只不过目前还没有一种更经济,更科学的方法来衡量。
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分类应用
 
信号传输航空插头:信号传送可分为两类:仿真信号传送及数字信号传送。不论仿真或数字信号连接器,其所需功能主要应能保护所传送的电压脉冲信号的完整性,该完整性应包括脉冲信号的波形以及其振幅。数据信号在脉冲频率上与仿真信号有所区别,其脉冲传递速度决定了所保护的脉冲的最大频率,数据脉冲的传递速度比一些典型的仿真信号要快得多,有的脉冲在连接器中的传递速度已接近千亿分之一秒的范围,在当今微电子技术领域中,通常把连接器当作一导线看待,因为与增长如此之快的频率相关的波长能比得上连接器的尺寸。
 
当航空插头或是一互相连络系统,诸如一线缆装配被运用于高速数据信号传输中,相应的对连接器性能的描述也就改变了。代替了电阻的特征阻抗,以及互相连络系统中的串音变得尤为重要。控制连接器的特征阻抗成为一大意识潮流,在线缆中便是对串音进行控制。特征阻抗在连接器中之所以具有如此重要的地位,是因为电阻的几何外形很难做到完全统一,加之连接器尺寸又很小,必须将串音的可能性最小化。在线缆中,航空插头几何形状的控制较易实现,其特征阻抗也易控制,但是线缆的长度将有可能引起潜在的串音。
 
接线端子的选择
 
航空插头接线端子的选择方法连接器是连接电气线路的机电元件,因此连接器自身的电气参数是选择连接器首先要考虑的问题。正确选择和使用电连接器是保证电路可靠性的一个重要方面。
 
电气参数要求:连接器是连接电气线路的机电元件。因此连接器自身的电气参数是选择连接器首先要考虑的问题。
 
额定电压、电流:航空插头相同的耐压指标,根据不同的使用环境和安全要求,可使用到不同的最高工作电压。要限制额定电流,事实上要限制电连接器内部的温升不超过设计的规定值。在选择时要注意的问题是:对多芯电连接器而言,额定电流必须降额使用。
 
安装方式和外形:航空插头接线端子的外形千变万化,用户主要是从直形、弯形、电线或电缆的外径及与外壳的固定要求、体积、重量、是否需连接金属软管等方面加以选择,对在面板上使用的电连接器还要从美观、造型、颜色等方面加以选择。
 
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