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高压线束零部件——连接器专场(系列三)

发布时间:12/30 —— 2022 1488

一.连接/接触电阻

连接器的接触电阻由①插针和插孔插合的接触电阻、②端子压接导线处的压接电阻组成。


一般采用直流数字电阻测试仪测量试样的接触电阻,在距离导体压接区尾部75±3mm的位置焊接上检测导线,施加不超过20mV的直流电压,不超过10mA的电流值,衡量其载流能力。


按LV215-1-2013规定,导线的横截面和触电尺寸必须与预期的电流相匹配,高压连接器系统根据其载流能力分为:


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高压连接器载流能力列表



检测到的连接/接触电阻值不得超过以下连接电阻:


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压接电阻/接触电阻对照表



二.耐压/绝缘介电强度

LV215-1-2013中提及,高压连接器电和绝缘强度测试需根据ISO6469-3的内容来制定。


试验内容是采用耐压测试仪,在连接器中所有相邻但电气不相同的导体之间,任一接触件与外壳之间,以及任一接触件与屏蔽壳之间施加如下表所示的试验电压各60±5秒。


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试验用电压


试验结果要求主端子之间、主端子和互锁端子之间、主端子和屏蔽层之间、互锁端子之间、互锁端子与屏蔽层之间的漏电流小于1mA直流电,5mA交流电,并无介电击穿和火化现象产生。



三.绝缘电阻

LV215-1-2013中提及,高压连接器绝缘电阻测试需根据ISO6469-3的内容来制定,使用绝缘电阻测试仪进行实验,测量所有相邻的接触件,以及所有邻近外壳的接触件与外壳。


需要注意的是,选择的接触件应为测量点之间具有最窄间隔的接触件,以此来确定连接器的绝缘性能是否符合电路设计的要求。


实验要求试样在5±2℃的温度下预存放8小时,在23℃±5℃的温度及90%+10%/-5%的湿度,大气压强在86kPa~1060kPa之间的环境下存放8小时。


在试样经受高温、潮湿等环境因素后,由绝缘测试装置施加1075V直流电压,任何相邻端子之间、端子与外壳之间、端子与屏蔽壳之间的绝缘电阻均不应小于下表所示。


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四.温升

温升试验同样是用来评估连接器的载流能力,防止因为过热导致其他部件无法正常工作或存在起火隐患。温升即为测量的触点温度和试验环境温度之差,可细分为常态温升试验和高温带负载持续温升试验两种。


(1)常态温升试验

采用温升测试仪,参照IEC 512-2标准进行试验,在室温环境下,在连接器两端分别接上至少长为1米的电线,将接插好的的连接器接通额定电流2小时,记录端子温度值,要求接触端子温升≤50℃。


在温升稳定后,施加两倍额定峰值电流1分钟,要求短时过载温升≤55℃,并不超过接插件允许的最高温度。



(2)高温带负载持续温升试验

模拟高压连接器的实际使用情况,将试样放入85℃的试验箱内,持续通入连接器额定电流,使用温度传感器,每1分钟测试连接器各处的温度,直至温升稳定后停止测试。

温升达到稳定后,要求连接器接触点的温升≤50℃,且不超过接插件允许的最高温度。



五.屏蔽连接电阻

在1.3.7高压导线章节中提及,高压导线采用屏蔽编制层和铝箔进行屏蔽。同理,高压线束到高压连接器外壳的屏蔽连接必须通过360°来转移,高压连接器也需带有屏蔽层,以防干扰低压电气元件,影响低压电气系统的正常工作。


参照LV215-1-2013的内容,采用直流数字电阻测试仪,对试样的电磁屏蔽层的连接电阻进行检验。


分别连接插座尾部屏蔽部分和插头连接导线屏蔽层,施加不超过20mV的直流电压和不超过100mA的电流,要求试样的屏蔽层连接电阻≤10mΩ。




高压连接器机械性能及试验认可

高压连接器的机械性能包括插拔力、保持力、端子抗弯力、插拔寿命和抗跌落等内容


一.连接器的插拔力

插拔力可细分为接触件的插入力和分离力、连接器的插入力和分离力。一般使用自动插拔试验机进行试验。


(1) 接触件的插拔力

接触件是否锁紧的判断,应来自于可见和可听到的锁紧声音。


在接触件的插拔力测试中,试样插针的插入深度应为插孔弹片高度的三分之二,用最小直径的插针测量分离力,用最大直径的插针测量插入力。


LV215规定接触件进入护套的插入力不得超过以下极限值:


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接触件插入力


接触件的插入力和拔出力需要与图纸或生产技术条件相符合,若没有其他记载,那么插入力允许最多改变25%的输出值,同时不允许触点表面出现磨损现象。


拔出力则必须与接触件各自横断面规定的值相符合。



二.插拔力-连接器的插拔力

使用50mm/min的速度,在无电荷负荷的情况下,施加力平行于端子中心线,对连接器进行完全的插合与分离。


要求在整个实验过程中,插拔应柔和,无卡滞现象,一个装配完好的接插件的最大插入力应小于100N。在进行误插接操作时,施加300N的接插力,连接器不应损坏。


记录每次的插入力和拔出力,用第一次的插入力、拔出力与第10次的拔出力相比较,得出整体插拔力变化趋势,由此判断端子及连接器插拔机构之间的结构设计是否符合要求。



三.锁紧装置强度

在接插完整的连接器外壳上沿导线方向(使插合连接器分开的方向)以导线能够承受的拉力按规定的速率平稳地增大到规定值,并在此力值下保持15s。


锁紧力拉力要求


在试验过程中,应持续监测连接器的电连续性。


试验完成后,去除施加的力,按正常方法分离连接器,要求连接器锁定机构的锁紧和解锁是正常的,没有损坏或松动的情况出现。


二次锁止机构CPA(Connector Position Assurance)在低压线束上的使用率不高,但在高压连接器上使用广泛,器作用也是为了确保连接器之间可靠稳定的连接。



四.保持力

端子与连接器的保持力,是影响高压连接器乃至高压线束总成可靠性的一个重要指标,任何保持力的失效,都会造成连接器功能丧失。


保持力测试使用自动拉力试验机,在连接器的接触件和绝缘体上,沿连接器分离的方向,以不超过10N/s的速率施加轴向拉力,在拉力达到最大值后并保持10秒。


为了增加端子在护套中的保持力,一般会在高压连接器中增加二次锁止结构,也就是TPA(Terminal Position Assurance)。是否带有TPA结构,对于端子在连接器中的保持力有着明显差异。


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端子与连接器的保持力 对照表


试验要求试样连接不断开,连接器及接触件没有因试验操作而引起的损伤或松动。



五.压接端子抗拉强度

使用试验装置夹头夹紧压接完整的接触件,在试样尾部,沿压接连接的轴线方向施加战力,并以25mm/min~50mm/min的速度平稳移动,直到导线被拉脱或被拉断为止,记录下临界点负荷值。


测试要求规定,临界负荷值不应小于如下表中所示的极限值。


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压接类端子的抗拉强度 对照表



六.插拔寿命

插拔寿命,即指在无电负荷时按正常方式操作的机械操作耐久性。


具体试验操作可参照LV215-2013标准,将公母高压连接器的二次锁扣及其他附件去掉,分别固定在自动插拔试验机上,以恒定速度25mm/min~100mm/min进行插入和拔出,循环至少100次。


试验完成后,需要对试样进行外观检查,不应出现影响性能的损伤,允许接触件镀层有磨损,但不能有大块剥落;连接器满足IPX8的密封要求;接触电阻、绝缘电阻和耐电压等都应符合要求。


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压接电阻/接触电阻对照表



七.跌落

模拟高压连接器在生产、运输或安装过程中意外跌落,检测其结构强度是否还能满足正产工作。


作为试样用的高压连接器不需要插入导线或端子,将试样从距水平的混凝土地面或钢板1米的高度往下抛3次,试样做自由落体运动。


在试验完成后,要求试样表面不能看到任何会影响其功能或降低其外观品质的开裂,变形等瑕疵,连接器的耐压和绝缘电阻均符合图纸要求。

 

需要注意的是,以上试验内容来自各类公开的试验标准,在此基础上进行了大量的删减和提炼。供应商在切实工作中,仍需要以各大主机厂的认可要求为最终依据,进行零部件的性能试验认可。



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