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連接器是連接電氣線路的機電元件。因此連接器自身的電氣參數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重要方面。 電連接器的機械壽命是指插拔壽命,通常規定為 500 ~ 1000 次。在達到此規定的機械壽命時,電連接器的接觸電阻,絕緣電阻和耐壓等指標不應超過規定的值。嚴格的說,現在的機械壽命是一種模糊的概念。機械壽命應該與時間有一定的關系, 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濟,更科學的方法來衡量。 接觸對數目和針孔性 首選可根據電路的需要來選擇接觸對的數目,同時要考慮電連接器的體積和總分離力的大小。接觸對數目多,當然其體積就大,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。實際使用時,可根據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,因為裝插孔的插座,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定頻率和加速度條件下振動、沖擊、碰撞時的接觸對的電連續性。接觸對在此動態應力情況下會發生瞬時斷路的現象。規定的瞬斷時間一般有 1μs 、 10μs 、 100μs 、 1ms 和 10ms 。要注意的是如何判斷接觸對發生瞬斷故障,F在一般認為,當閉合接觸對(觸點)兩端電壓降超過電源電動勢的 50% 時,可判定閉合接觸對(觸點)發生故障。也就是說判斷是否發生瞬斷有兩個條件:持續時間和電壓降,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現電路的連接和斷開,因此就產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、適用范圍廣等優點,但連接速度較慢不適宜于需頻繁插拔和快速接連的場合?ǹ谑竭B接由于其三條卡口槽的導程較長,因此連接的速度較快,但它制造較復雜,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,它不需進行旋轉運動,只需進行直線運動就能實現連接、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。 連接器的外形千變萬化,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。 環境參數 環境參數主要有環境溫度、濕度、溫度急變、大氣壓力和腐蝕環境等。電連接器在使用和保管、運輸過程中所處的環境對其性能有顯著的影響,所以必須根據實際的環境條件選用相應的電連接器。 環境溫度 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,加速氧化和發生鍍層變質。通常的環境溫度為 -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。潮濕環境引起水蒸氣在絕緣體表面的吸收和擴散,容易使絕緣電阻降低到 MΩ 級以下,長期處在高濕環境下,會引起物理變形,分解、逸出生成物,產生呼吸效應及電解、腐蝕和裂紋。特別是在設備外部的電連接器,常常要考慮潮濕、水滲和污染的環境條件,這種情況下應選用密封電連接器。對于水密、塵密型電連接器一般采用 GB4208 的外殼防護等級來表示。 溫度急變 濕度急變試驗是模擬使用電連接器設備在寒冷的環境轉入溫暖環境的實際使用情況,或者模擬空間飛行器、探測器環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,并使電暈產生的趨勢增加,耐壓性能下降,使電路產生短路故障。在高空達到某一定值時,塑料性能變差。因此在高空使用非密封電連接器時,必須降額使用。在低氣壓下推薦的電壓降額系數見表 2 。 腐蝕環境 根據電連接器的不同使用腐蝕環境,選用相應金屬、塑料、鍍層結構的電連接器,像在鹽霧環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。在含有相當濃度的 SO2 環境中,不宜使用鍍銀接觸對的電連接器。在潮熱地區,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,也是使用和選擇電連接器的一個重要方面。 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形成金屬的連續性。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定的限度內壓縮和位移并將導線連接到接觸對上的一種技術。好的壓接連接能產生金屬互熔流動,使導線和接觸對材料對稱變形。這種連接類似于冷焊連接,能得到較好的機械強度和電連續性,它能承受更惡劣的環境條件。目前普遍認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。壓接時須采用專用壓接鉗或自動、半自動壓接機。應根據導線截面,正確選用接觸對的導線筒。要注意的是壓接連接是永久性連接,只能使用一次。 繞接 繞接是將導線直接纏繞在帶棱角的接觸件繞接柱上。繞接時,導線在張力受到控制的情況下進行纏繞,壓入并固定在接觸件繞接柱的棱角處,以形成氣密性接觸。繞接導線有幾個要求:導線直徑的標稱值應在 0.25mm~1.0mm 范圍內;導線直徑不大于 0.5mm 時,導體材料的延伸率不小于 15% ;導線直徑大于 0.5mm 時,導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。 刺破接連 刺破連接又稱絕緣位移連接,是由美國在 60 年代發明的一種新穎端技術,具有可靠性高、成本低、使用方便等特點,目前已廣泛應用于各種印制板用電連接器中。它適用于帶狀電纜的連接。連接時不需要剝去電纜的絕緣層,依靠電連接器的 “U” 字形接觸簧片的尖端刺入絕緣層中,使電纜的導體滑進接觸簧片的槽中并被夾持住,從而使電纜導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,但必須選用規定線規的電纜。 螺釘連接 螺釘連接是采用螺釘式接線端子的連接方式,要注意允許連接導線的最大和最小截面和不同規格螺釘允許的最大擰緊力矩。 | |
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