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汽車連接器絕緣失效分析及穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

日期:2022-03-17

絕緣電阻是指在汽車連接器的絕緣部分施加電壓,然后使絕緣部分的表面或內(nèi)部產(chǎn)生漏電流而呈現(xiàn)出的電阻值。即絕緣電阻(=加在絕緣體上的電壓(V/泄露電流(μA)。經(jīng)過絕緣電阻查驗(yàn)招認(rèn)連接器的絕緣功用能否符合電路設(shè)計(jì)的要求或飽受高溫、濕潤(rùn)等環(huán)境應(yīng)力時(shí),其絕緣電阻是否符合有關(guān)技術(shù)條件的規(guī)則。絕緣電阻是設(shè)計(jì)高阻抗電路的約束要素。絕緣電阻低,意味著漏電流大,這將損壞電路的正常作業(yè)。例如構(gòu)成反饋回路,過大的漏電流所產(chǎn)生的熱和直流電解,將使絕緣損壞或使連接器的電功用變劣。

1)絕緣材料設(shè)計(jì)連接器時(shí)選用何種絕緣材料十分重要,它往往影響隨后產(chǎn)品的絕緣電阻能否安穩(wěn)合格。如某廠原運(yùn)用醋醛玻纖塑料和增強(qiáng)尼龍等材料制作絕緣體,這些材料內(nèi)含極性基因,吸濕性大,在常溫下絕緣功用可滿意產(chǎn)品要求,而在高溫濕潤(rùn)下絕緣功用不合格。后選用特種工程塑料PES(聚苯醚砜)材料,產(chǎn)品經(jīng)200℃1000h240h濕潤(rùn)實(shí)驗(yàn),絕緣電阻改動(dòng)較小,仍在105MΩ以上,無反常改動(dòng)。2)密封不良干區(qū)里面的電子電器和線束遭到高溫/高濕以及化學(xué)品/塵土影響較小,濕區(qū)剛好相反,假定密封不良,或許導(dǎo)致電器和線束進(jìn)水,引起內(nèi)部電路短路/腐蝕等,直接導(dǎo)致功用失效,這就需求線束的連接器插接件做好密封維護(hù)

密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理:

a、密封膠圈緊縮量缺少,線束平順設(shè)備密封無問題,折彎后密封失效;

b、耐老化功用及機(jī)械功用差,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)用老化開裂,導(dǎo)致密封失效,密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先選用徑向密封結(jié)構(gòu);

c、凝露:

連接器內(nèi)部因?yàn)樽鳂I(yè)時(shí)發(fā)熱內(nèi)部空氣含水量高,連續(xù)作業(yè)后靜置因?yàn)闇夭顚?dǎo)致空氣中的水分析出在低溫表面,然后導(dǎo)致絕緣失效,特別是發(fā)熱部件連接器,如驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接器;

空氣首要由干空氣、水汽、塵土組成。一般濕度是指空氣中水蒸氣的含量,豐滿濕度是單位體積的空氣在必定溫度條件下所能包含的水汽量的最大極限;

豐滿濕度與空氣溫度有關(guān),溫度越高,所含水分越多。30%60%的相對(duì)濕度是關(guān)于一般電氣設(shè)備比較合適的。假定堅(jiān)持空氣絕對(duì)濕度不變,下降空氣溫度,溫度下降到必定值時(shí)空氣中濕度會(huì)抵達(dá)豐滿,持續(xù)降溫,空氣中水分就會(huì)分出,這種有液態(tài)水分出的現(xiàn)象稱為凝露。露點(diǎn)溫度是含濕量和大氣壓力堅(jiān)持不變的前提下能使空氣相對(duì)濕度抵達(dá)100%的溫度。

實(shí)驗(yàn)室條件下的凝露現(xiàn)象首要包含兩種情況。一種是呈現(xiàn)在升溫階段,升溫過程中殼體表面溫度低于環(huán)境溫度,殼體表面面的空氣遇到低于露點(diǎn)溫度的產(chǎn)品表面時(shí),水氣會(huì)凝結(jié)在殼體外壁,構(gòu)成凝露。

另一種是呈現(xiàn)在降溫階段,外部環(huán)境先降溫,所以殼體內(nèi)壁比內(nèi)部空氣溫度低,假定殼體內(nèi)壁溫度抵達(dá)內(nèi)部空氣的露點(diǎn)溫度,殼體內(nèi)壁就會(huì)構(gòu)成凝露。

咱們要處理的凝露問題首要是第二種,防止內(nèi)壁產(chǎn)生凝露影響內(nèi)部電氣元件功用。凝露是溫度與濕度一同效果的效果,環(huán)境濕度高,氣候溫差大,簡(jiǎn)略產(chǎn)生凝露;

我國(guó)地域廣大,氣候差異巨大,在濱海環(huán)境濕度大,西北地區(qū)溫差變化大,此類區(qū)域一般更易產(chǎn)生凝露。

在金屬表面涂覆硅膠干燥劑涂層后,當(dāng)金屬表面溫度低于露點(diǎn)溫度有水分分出時(shí),首要被吸附到金屬表面涂層中,吸附豐滿后才會(huì)呈現(xiàn)凝露。所以在金屬表面涂覆硅膠涂層,在必定時(shí)間內(nèi)可有用延緩凝露的產(chǎn)生,但并不能抵達(dá)除濕的意圖,且增加了加工和維護(hù)本錢還有就是加裝透氣閥。

d、虹吸:

連接器等電子元件進(jìn)水首要有兩個(gè)途徑,第一是外部的液體靠地心重力滲透進(jìn)入其內(nèi)部,比方?jīng)]有密封圈的連接器,或水分從線束內(nèi)部連接點(diǎn)(比方?jīng)]有維護(hù)的焊點(diǎn)/壓接點(diǎn)/搭鐵點(diǎn))進(jìn)入;這兒強(qiáng)調(diào)下虹吸這個(gè)詞,因?yàn)橐话汶娖髟谧鳂I(yè)時(shí)有必定溫度,內(nèi)部空氣構(gòu)成必定壓力,當(dāng)連續(xù)作業(yè)后,溫度下降,內(nèi)部壓力也小了,這時(shí)會(huì)構(gòu)成氣壓差,假定連接器密封不良,水汽會(huì)順著多股銅線間的空位進(jìn)入內(nèi)部,導(dǎo)致功用失效。

下圖為變速箱油冷卻閥N509插頭滲防凍液,防凍液沿N509插頭(1)號(hào)線進(jìn)入變速器電腦J217插頭(7)號(hào)導(dǎo)致缺點(diǎn)(液體虹吸現(xiàn)象)

3)高溫高溫會(huì)損壞絕緣材料,引起絕緣電阻和耐壓功用下降,對(duì)金屬殼體,高溫可使接觸件失掉彈性,加快氧化和產(chǎn)生鍍層蛻變。如按GJB598出產(chǎn)的耐環(huán)境快速別離電連接器系列2產(chǎn)品,絕緣電阻規(guī)則25℃時(shí)應(yīng)不小于5000MΩ,而高溫200℃時(shí),則下降至不小于500MΩ,電聯(lián)接設(shè)計(jì)考慮載流溫升,作業(yè)情況下不跨過絕緣材料的額定作業(yè)溫度。4)濕度濕潤(rùn)環(huán)境引起水蒸氣在絕緣體表面的吸收和渙散,簡(jiǎn)略使絕緣電阻下降到級(jí)以下。長(zhǎng)時(shí)間處于高溫環(huán)境下會(huì)引起絕緣體物理變形、分解、逸出生成物,產(chǎn)生呼吸效應(yīng)及電解腐蝕及裂紋。如按GJB汽車81出產(chǎn)的帶狀電纜電連接器,規(guī)范大氣條件下的絕緣電阻值應(yīng)不小于5000MΩ,而經(jīng)相對(duì)濕度為90%95%,溫度為40±2℃96h溫?zé)釋?shí)驗(yàn)后的絕緣電阻降至不小于1000MΩ。5)污損絕緣體內(nèi)部和表面的潔凈度對(duì)絕緣電阻影響很大,因?yàn)樽⑺芙^緣體用的粉料或膠接上、下絕緣設(shè)備板的膠猜中混有雜質(zhì),或因?yàn)槎啻尾灏文p殘留金屬屑及端接錫焊時(shí)焊劑殘留進(jìn)入絕緣體表面,都會(huì)顯著下降絕緣電阻。如某廠出產(chǎn)的圓形電連接器在制品交收實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)產(chǎn)品接觸件之間的絕緣電阻很低,僅20MΩ不合格,后經(jīng)解剖分析發(fā)現(xiàn)其原因是因?yàn)樽⑺芙^緣體用的粉猜中混有雜質(zhì),后只得將該批產(chǎn)品悉數(shù)報(bào)廢。6)電氣空位電連接器的接觸對(duì)由絕緣設(shè)備板固定其彼此方位,接觸對(duì)之間,接觸對(duì)與外殼之間由絕緣板和空氣隙組成,絕緣板的抗電強(qiáng)度一般比空氣隙高,因此在正常條件和低氣壓條件下,電擊穿一般首要產(chǎn)生在空氣隙中,特別在尖角棱邊處空氣隙被擊穿產(chǎn)生飛弧因?yàn)殡娀?,的高溫將附近的絕緣材料表面燒焦碳化而短路,構(gòu)成絕緣失效。