由Elizabeth Greenberg,研究工程师和技术顾问
设计工程师在为其产品选择组件时寻找表格,适合和功能。选择连接器通常没有常合,但在为AC,DC或RF应用指定高压连接器时,功能驱动选择。这意味着选择适合于任务的连接器,防止绝缘体的故障并最大限度地减少连接器内的环境效果。
虽然此简介将触及与高压应用相关的法规和标准,但它主要讨论大气/环境效应以及影响连接器选择的几何和材料考虑因素。通过这种理解,设计工程师可以更轻松地指定高压连接器,可提供最大的性能,最佳的寿命,长期可靠性和最终安全性。
IEC(国际电工委员会)60038:2009规定了用作设备和系统设计参考的标准电压值。然而,构成高电压的是由工业和应用而异。了解与您的产品相关的规则,法规和标准以及产品可以在您的产品释放之前需要进行的测试要求。如果您要为应用程序选择正确的连接器,则所有这些都将是必要的。最后,该决定始终倒下分析,适合和功能以及连接器将使用的环境。
功能驱动高压连接器选择
对于选择电连接器,很明显,必须避免对处理连接器的人的冲击,即连接器必须由适合使用的材料和环境,连接器必须耐用,不会导致火灾。当指定高压连接器时,最小化电晕和电弧的风险是关键考虑因素。
电晕和电弧
电晕会引发电弧,而电弧又会引起火灾。电晕会导致功率损失、热击穿和可能的电磁/射频干扰。电晕也可能引起绝缘体的击穿。减少电晕和电弧的关键标准是大气/环境条件和连接器的几何形状和材料。大气条件包括温度、压力、微粒和湿度。几何上,关键考虑的是导体之间的间距和其他金属元件以及尖角的影响。由于电晕对多孔绝缘子的影响大于非多孔绝缘子,因此也应考虑这个因素。
大气条件
从1889年Paschen开始,人们广泛地讨论了气体中两导体的击穿电压与气体中压力和间隙距离的关系。moonilan包括了温度和湿度对电晕起始电压的影响,表明较低的压力和较高的温度在较低的电压下产生电晕,而相对湿度本身没有太大的影响。1然而,即使在干旱气候下,温度的大变化也会导致污染冷凝,必须防止其进入连接器,因为它降低了电晕放电的起始电压。2
几何和绝缘退化
鉴于导体之间的距离影响了电晕的初始电压,目标是最大化导体销和连接器内部的其他金属部件之间的距离。通过了解组件对局部放电活动的响应,可以优化材料选择,几何形状和接口连接器,以提高耐用性和可靠性。
Dunbar等人深入讨论部分放电(电晕是一种局部放电)破坏了绝缘体。在AC和DC系统中,击穿电压与环境因素和间距有关,但在RF系统中,多分裂击穿是频率(MHz)时间间距的函数。3.
最好避免锋利的边缘并尝试使用光滑和圆形的表面,因为前者也会降低成立电压。无孔绝缘体展平普遍危及击穿,但在诸如连接器的小空间内并不总是实用。连接器设计中的绝缘材料如PEEK,Teflon和硅橡胶,将最大化爬电距离和空气间隙。
除了电晕、电弧、大气效应、几何形状和绝缘劣化,还必须考虑其他变量,如脉冲电压和电压浪涌。高压连接器供应商已经在所有这些考虑上花费了时间、精力和研究,以使他们的产品满足客户的关键需求。详细讨论您的所有要求,它们将确保您为您的特殊高压应用选择最佳的连接器。
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参考
1d . Moongilan电源和射频设备中的电晕和电弧。2009 IEEE产品遵从性工程研讨会,多伦多,on, 2009,第1-7页。
2李等人。水滴对干旱地区复合绝缘子电晕放电特性的影响。2019第二届电气材料与动力设备国际会议,中国,广州,2019,pp. 467-472。
3.j·l·拉什HV连接器和终端的局部放电测试和AC表征。2010 IEEE国际电力调制器和高压会议,亚特兰大,GA,2010,PP。521-525。
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