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一种2芯耐高压电源连接器结构设计

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王成磊

摘要：本文介绍的2芯耐高压产品为仿制国外ATI公司J220系列的产品研制，随着应用范围的不断扩大，产品需满足更高的耐高压要求。本文通过对结构上的优化改进，设计一款2芯产品，提高产品的耐电压性能要求。

关键词：连接器;耐高压;灌胶

1引言

电连接器作为一种重要的机电元件之一，广泛应用于各个领域，是电信号传输系统的“神经枢纽”，在电路中起着电信号传输的“桥梁”作用。本文要介绍的连接器是一种能够提供270VDC、20A大功率传输的产品，通过插头与插座对接与分离实现电能的传输与断开。接触对设计实现产品可靠接触，基座设计实现产品耐高压性能，附件设计实现产品对接锁紧功能。

2产品概况

该电源电连接器连接器由插头和插座两部分组成，其中插头主要由接触件、基座、自由端锁紧组件等组成，插座由接触件、基座、固定端锁紧附件等组成，其中各组成部分的功能如图1所示：

3设计方案

3.1工作原理

该连接器由插头和插座组成，插头和插座对接时，通过旋拧插头端的阳性锁紧螺钉与插座端的阴性锁紧螺钉产生啮合并带动产品进行插合，实现电气连接功能。

3.2产品设计

本文介绍的2芯电源连接器为灌封式连接器，设计主要包括：接触对设计、基座设计以及附件设计。对于能够继承的设计结构直接进行引用，在此基础上围绕产品介质耐压性能的提高对结构进行优化。以下对各部分设计进行分析：

3.2.1接触对设计

接触件是电连接器的核心部件，本文介绍的产品的接触对设计为刚性插孔以及开槽式弹性插针接触件进行对接实现导通。插孔及插针的结构如图2所示：插针头部为周圈对称的四开槽结构，插针口部的直径比插孔的内径稍大，在对接时，插针进入插孔，插孔压缩开槽插针，产生弹性变形，在插孔内壁形成正压力，实现可靠电接触。接触件采用灌胶的方式固定死，避免晃动引起电气间隙变化。

3.2.2附件设计

本文介绍连接器附件包括：安装螺钉以及锁紧螺钉，螺钉与基座通过过盈段压配实现配合固定，如图3所示。

3.2.3基座设计

基座的主要作用为固定接触件及附件位置并保证接触件之间的绝缘性能。在基座设计时，结合本产品的使用情况，以GB4943-1995《信息技术设备的安全》为标准，设计合适的电气间隙及爬电距离。具体如下：

3.2.3.1电气间隙

产品工作电压为270VDC，产品直接与外部电网电源连接，因此所处的电路为一次电路，绝缘类型按最高等级：加强绝缘进行设计。污染等级定为等级3：适用于设备内局部环境受到导电污物污染的地方。通过上述信息，查GB4943表3可以得到产品的最小电气间隙为4.0mm。

为保证足够的电气间隙，基座设计孔间距为8mm，如图4所示，插头最小电气间隙为5mm，插座最小电气间隙为6.02mm，满足最小电气间隙为4mm的要求。

3.2.3.2爬电距离

该连接器基座选用的基座材料为PPSA7-04（聚苯硫醚）材料，查材料手册，可得PPS材料的抗电弧径指数（CTI）为100。材料组别为Ⅲb，根据上述信息，查GB4943表6可以得出产品的最小爬电距离为5mm。

如图5所示，为保证足够的爬电距离，在基座尾端设计溝槽结构。

3.2.4连接器尾端设计。

产品插头和插座接触件尾端均采用灌胶的方式进行填充。选用室温自然固化胶液，使用方便，能够有效的阻止接触件尾端空气介质的进入。胶液介电常数大于空气，能够提高产品耐压性能。

4结束语

本文介绍的连接器主要是围绕产品介质耐电压指标的提高进行的结构改进，主要特点如下：

1、设计足够接触件中心距，保证足够电气间隙;

2、在基座尾端设计沟槽，保证足够爬电距离;

3、接触件采用灌胶方式进行固定，即可固定接触件位置，又能排出空气介质;

参考文献：

[1]GB4943-1995信息技术设备（包括电气事务设备）的安全

[2]赵仕彬，连接器技术教程，2012年

中国电气工程学报2020年6期

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-全文完-