高壓連接器電氣性能包括連接/接觸電阻,耐壓/絕緣介電強度,絕緣電阻,溫升,屏蔽連接電阻等內容。
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端子壓接導線處的壓接電阻組成。
一般采用直流數字電阻測試儀測量試樣的接觸電阻,在距離導體壓接區尾部75±3mm的位置焊接上檢測導線,施加不超過20mV的直流電壓,不超過10mA的電流值,衡量其載流能力。
按LV215-1-2013規定,導線的橫截面和觸電尺寸必須與預期的電流相匹配,高壓連接器系統根據其載流能力分為:
高壓連接器載流能力列表
檢測到的連接/接觸電阻值不得超過以下連接電阻:
壓接電阻/接觸電阻對照表
二.耐壓/絕緣介電強度
LV215-1-2013中提及,高壓連接器電和絕緣強度測試需根據ISO6469-3的內容來制定。
試驗內容是采用耐壓測試儀,在連接器中所有相鄰但電氣不相同的導體之間,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電壓各60±5秒。
試驗用電壓
試驗結果要求主端子之間、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,并無介電擊穿和火化現象產生。
三.絕緣電阻
LV215-1-2013中提及,高壓連接器絕緣電阻測試需根據ISO6469-3的內容來制定,使用絕緣電阻測試儀進行實驗,測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,選擇的接觸件應為測量點之間具有最窄間隔的接觸件,以此來確定連接器的絕緣性能是否符合電路設計的要求。
實驗要求試樣在5±2℃的溫度下預存放8小時,在23℃±5℃的溫度及90%+10%/-5%的濕度,大氣壓強在86kPa~1060kPa之間的環境下存放8小時。
在試樣經受高溫、潮濕等環境因素后,由絕緣測試裝置施加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小于下表所示。
四.溫升
溫升試驗同樣是用來評估連接器的載流能力,防止因為過熱導致其他部件無法正常工作或存在起火隱患。溫升即為測量的觸點溫度和試驗環境溫度之差,可細分為常態溫升試驗和高溫帶負載持續溫升試驗兩種。
(1)常態溫升試驗
采用溫升測試儀,參照IEC 512-2標準進行試驗,在室溫環境下,在連接器兩端分別接上至少長為1米的電線,將接插好的的連接器接通額定電流2小時,記錄端子溫度值,要求接觸端子溫升≤50℃。
在溫升穩定后,施加兩倍額定峰值電流1分鐘,要求短時過載溫升≤55℃,并不超過接插件允許的最高溫度。
(2)高溫帶負載持續溫升試驗
模擬高壓連接器的實際使用情況,將試樣放入85℃的試驗箱內,持續通入連接器額定電流,使用溫度傳感器,每1分鐘測試連接器各處的溫度,直至溫升穩定后停止測試。
溫升達到穩定后,要求連接器接觸點的溫升≤50℃,且不超過接插件允許的最高溫度。
五.屏蔽連接電阻
在1.3.7高壓導線章節中提及,高壓導線采用屏蔽編制層和鋁箔進行屏蔽。同理,高壓線束到高壓連接器外殼的屏蔽連接必須通過360°來轉移,高壓連接器也需帶有屏蔽層,以防干擾低壓電氣元件,影響低壓電氣系統的正常工作。
參照LV215-1-2013的內容,采用直流數字電阻測試儀,對試樣的電磁屏蔽層的連接電阻進行檢驗。
分別連接插座尾部屏蔽部分和插頭連接導線屏蔽層,施加不超過20mV的直流電壓和不超過100mA的電流,要求試樣的屏蔽層連接電阻≤10mΩ。
高壓連接器機械性能及試驗認可
高壓連接器的機械性能包括插拔力、保持力、端子抗彎力、插拔壽命和抗跌落等內容。
一.連接器的插拔力
插拔力可細分為接觸件的插入力和分離力、連接器的插入力和分離力。一般使用自動插拔試驗機進行試驗。
(1) 接觸件的插拔力
接觸件是否鎖緊的判斷,應來自于可見和可聽到的鎖緊聲音。
在接觸件的插拔力測試中,試樣插針的插入深度應為插孔彈片高度的三分之二,用最小直徑的插針測量分離力,用最大直徑的插針測量插入力。
LV215規定接觸件進入護套的插入力不得超過以下極限值:
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技術條件相符合,若沒有其他記載,那么插入力允許最多改變25%的輸出值,同時不允許觸點表面出現磨損現象。
拔出力則必須與接觸件各自橫斷面規定的值相符合。
二.插拔力-連接器的插拔力
使用50mm/min的速度,在無電荷負荷的情況下,施加力平行于端子中心線,對連接器進行完全的插合與分離。
要求在整個實驗過程中,插拔應柔和,無卡滯現象,一個裝配完好的接插件的最大插入力應小于100N。在進行誤插接操作時,施加300N的接插力,連接器不應損壞。
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,由此判斷端子及連接器插拔機構之間的結構設計是否符合要求。
三.鎖緊裝置強度
在接插完整的連接器外殼上沿導線方向(使插合連接器分開的方向)以導線能夠承受的拉力按規定的速率平穩地增大到規定值,并在此力值下保持15s。
鎖緊力拉力要求
在試驗過程中,應持續監測連接器的電連續性。
試驗完成后,去除施加的力,按正常方法分離連接器,要求連接器鎖定機構的鎖緊和解鎖是正常的,沒有損壞或松動的情況出現。
二次鎖止機構CPA(Connector Position Assurance)在低壓線束上的使用率不高,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束總成可靠性的一個重要指標,任何保持力的失效,都會造成連接器功能喪失。
保持力測試使用自動拉力試驗機,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10N/s的速率施加軸向拉力,在拉力達到最大值后并保持10秒。
為了增加端子在護套中的保持力,一般會在高壓連接器中增加二次鎖止結構,也就是TPA(Terminal Position Assurance)。是否帶有TPA結構,對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 對照表
試驗要求試樣連接不斷開,連接器及接觸件沒有因試驗操作而引起的損傷或松動。
五.壓接端子抗拉強度
使用試驗裝置夾頭夾緊壓接完整的接觸件,在試樣尾部,沿壓接連接的軸線方向施加戰力,并以25mm/min~50mm/min的速度平穩移動,直到導線被拉脫或被拉斷為止,記錄下臨界點負荷值。
測試要求規定,臨界負荷值不應小于如下表中所示的極限值。
壓接類端子的抗拉強度 對照表
六.插拔壽命
插拔壽命,即指在無電負荷時按正常方式操作的機械操作耐久性。
具體試驗操作可參照LV215-2013標準,將公母高壓連接器的二次鎖扣及其他附件去掉,分別固定在自動插拔試驗機上,以恒定速度25mm/min~100mm/min進行插入和拔出,循環至少100次。
試驗完成后,需要對試樣進行外觀檢查,不應出現影響性能的損傷,允許接觸件鍍層有磨損,但不能有大塊剝落;連接器滿足IPX8的密封要求;接觸電阻、絕緣電阻和耐電壓等都應符合要求。
壓接電阻/接觸電阻對照表
七.跌落
模擬高壓連接器在生產、運輸或安裝過程中意外跌落,檢測其結構強度是否還能滿足正產工作。
作為試樣用的高壓連接器不需要插入導線或端子,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,試樣做自由落體運動。
在試驗完成后,要求試樣表面不能看到任何會影響其功能或降低其外觀品質的開裂,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,以上試驗內容來自各類公開的試驗標準,在此基礎上進行了大量的刪減和提煉。供應商在切實工作中,仍需要以各大主機廠的認可要求為最終依據,進行零部件的性能試驗認可。
審核編輯 :李倩
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原文標題:高壓線束零部件——連接器專場(系列三)
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