航空系统电连接器的选用分析

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中国科技博览
2020年12月10日 02:09

电源连接器热插拔端子 机柜连接器航空插头 4个35A电力

陈杰

[摘 要]本文详细分析了航空系统电连接器选用的一般要求及特殊要求,介绍了其在选用时和使用中的注意事项。本文可为广大航空系统工程师做电连接器选用时的参考,以其提高电连接器在实际工程中的可靠性。

[关键词]航空系统;电连接器;选用;可靠性;

中图分类号:TB 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)06-0023-01

1.引言

近十年来,随着电气专业的迅猛发展,航空系统电气专业所占比重越来越大,电子设备越来越多。而用来连接这些电子设备的就是航空电连接器。航空系统对电连接器的大量需求促成了电连接器种类、功能的快速发展。但是随着电连接器在航空系统的大量应用,其可靠性问题日益收到越来越多的关注。航空系统中的航电系统、机电系统及其下的各个子系统乃至到一个LRU,其中任意一个电连接器发生故障都会影响到整个系统的功能,严重者则会导致整个系统功能失效。正因为如此,电连接器的选用对确保整个系统乃至整个飞机的安全性具有举足轻重的作用。介于此,本文结合作者十余年的实际工程经验对航空系统电连接器的选型、使用做了详尽的分析与介绍。

2.设计选用要求

2.1 一般要求

当今的航空系统电连接器种类繁多、功能迥异,要从中选取适合自己工程需求绝非易事。

实际工程中电连接器一旦出现安装错误,后果往往都是及其严重的。

以下是作者自己总结的一些选型经验:

a)在型号合格供方目录中选择供应商;

b)确认己方需求电连接器工程使用中的自然环境,如温度、湿度、盐雾等;

c)确认己方可以提供给电连接器的安装空间大小;

d)确认己方需求电连接器的电压或电流要求;

e)预留出10%的空针脚;

f)优先选用压接的电连接器;

g)确认己方提供给电连接器的振动、冲击条件;

h)优先选用卡口式或三头螺纹式的电连接器;

i)注意电连接器安装时的顺序;

j)注意电连接器的防差错设计。

2.2 特殊要求

a)自然、机械环境要求

储存、运输、使用等环节所处的自然环境(温度、湿度、霉菌、盐雾等),机械环境(振动、冲击、加速度等)都对电连接器的性能有显著影响,所以在选择时一定要予以考虑。必须保证电连接器在所有环节的所有环境下仍能可靠工作。关于环境要求可参考GJB150《军用设备环境试验方法》。特别是以下两项,尤其应注意。

温度环境--电连接器中的金属材料和绝缘材料对温度变化尤为敏感。

潮湿环境--当电连接器工作环境的相对湿度大于80%时,容易引发击穿。在潮湿环境下,水气在电连接器内部绝缘体表面上非常容易扩散,导致绝缘体的电阻急剧下降变成了导体。不仅如此,长期在潮湿环境下,还会引起电连接器内容金属材料表面电解、腐蚀、乃至裂纹。故而用于外部电子设备的电连接器一定要考虑潮湿环境,可以优先选择密封性能好的电连接器。

b)高可靠性要求

电连接器的结构设计是决定整个电连接器可靠性的主要因素,往往能占到40%以上。推荐选用快速推拉式或卡口式结构。同时选择时,还要看其是否有防误装设计、锁紧保险设计等。这些都是确保电连接器高可靠性的重要因素。

c)体积小要求

体积小要求其实和重量轻要求差不多,都是航空系统对各种设备的重要基本要求。老式的苏制电连接器继承了苏制设备一贯傻、大、笨、粗的特点,其在航空器的安装布置十分困难,导致很多系统就此舍弃。近年来,电连接器逐步向欧美的小型、集成化发展,为航空器的功能扩展提供了基础。

2.3 主要参数选择要求

2.3.1 机械参数

a)寿命

航空系统电连接器的机械寿命特指工作中可靠的插拔次数,一般在500次至1000次。实际使用中,在未达到其说明书上规定的插拔次数时,电连接器的绝缘电阻、接触电阻、耐压指标等均不应超出其说明书中标定的范围。需要注意的是,许用总插拔次数和所用时间有较为密切的关系。5年插拔1000次和1年插拔1000次对其机械接口的损耗显然不同。

b)接触偶数目

接触偶的数目主要是通过电路的需求來决定的,但也要考虑电连接器的总体分离力和体积大小。接触偶数目越多,电连接器的体积当然就越大,自然其分离力也就越大。在对安装空间相对宽裕但可靠性要求高的地方,可采用多对接触偶并联的方法来提高电连接器接触连接的可靠性。

2.3.2 电气参数

a)额定电流

额定电流的确定主要是考虑电连接器热设计的结果。电流流过电连接器内的接触偶时,由于电阻效应,接触偶势必发热。若额定电流设计的过高则会使接触偶过热失效。因此,确定接触偶的额定电流时,一定要注意不能使其过高。

b)额定电压

额定电压的决定性因素是电连接器内接触件与绝缘件之间间距的大小。航空系统电连接器的额定电压一般是指实际工作时电压的上限。航空系统电连接器的额定电压在其说明书中都有明确的说明,选用时可根据使用环境、安全等级要求等限制条件具体选取。

3.结束语

航空系统电连接器的选择绝对是一项复杂的技术。既需要对需求环境有全面深刻的了解,又需要对市场上电连接器的种类、参数、性能质量特性有精准的掌握。虽然选择起来较为复杂、困难,但选好了则会对各种航空器性能的提升做出大量贡献,所以广大从业者还是应该不遗余力地选对、选好电连接器。

参考文献

[1] 杨奋为航天电连接器上海航天,2002(03).

[2] 航空电连接器标准及体系分析、连接器与开关第八届学术会论文集.

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