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高压连接器设计中的六大障碍(及如何克服)

标签: 连接器 高压电缆组件 2017-06-28

设计高压电缆组件和连接器非常具有挑战性,要考虑电缆组件的许多方面。

在开始设计之前你要问几个普通但非常重要的问题,如:工作电压和电流是多少?电缆将在何种环境下工作?电缆要求满足某些规范吗?用户有没有特殊要求?

你在回答完上述问题后就可以开始设计草案了。本文提出了六个常见的设计问题以及如何避免和克服这些问题的技巧。

尺寸约束

尺寸约束经常使得设计高压连接器和电缆组件面临的挑战特别艰巨。一般来说,高压电缆组件是客户在设计设备时需要考虑的最后一道难题。

高压连接为了满足工作要求所需的空间经常得不到满足。业界在不断向着更小更轻但工作阈值更高的组件方向发展。使用空间抵消高压已经成为过去式。

许多公司现在希望设计团队能提出有效的解决方案来解决这些问题,同时还要降低电缆组件的成本。一般来说要求定制的连接器设计才能达到这个目标要求。

围绕现有连接器进行设计

围绕现有连接器进行设计被证明是非常困难的。用户经常提出来要使用他们无法丢弃的现有连接器。一般来说这些连接器的性能达不到他们的要求,或者匹配他们的设计中作为元老级器件的另外一个元件。

另外一个原因是,连接器需要在当前配置不能满足的更高性能阈值下工作。不管是哪种情况,都要求深入分析连接器组件的内部工作原理。通过与用户的紧密合作,工程小组需要分析设计的所有方面:使用什么材料?这些材料有什么样的机械和电气特性?在不影响设计的安装、形式和功能条件下,可以修改设计的哪些方面来满足要求的规格?

成本

在当前经济形势下,高压设计的一个主要障碍是保持成本下降。在试图设计一个可靠、效率高和鲁棒性的连接器并且满足甚至超过用户要求时这被证明是很困难的。在许多情况下性能最终只好让位于降低成本。

有一些技术可以用来程度地降低成本同时又不影响性能。例如,使用库存并且可用的现有材料,使用现有设计中的硬件,将它们融合进新的设计,并使用现有工具、模具和夹具,用成本效益又不影响性能的材料设计新元件。

可制造性

设计的可制造性是一个关键部分。设计可能在纸上看起来很漂亮,但制造起来容易吗?设计难度影响搭建电缆组件所需的直接劳动时间,进而影响成本。

设计难度也影响维持一个可重复的可靠工艺的能力。如果工艺不可重复,那么你就可能遇到内在的电缆故障。这些潜在工艺问题应该在设计审查过程中被发现并解决。

材料

选择具有所要求的性能特征并保持设计效率的正确材料很重要。高压电缆组件和连接器要求材料在电气性能上和机械性能上都要表现好。

仔细分析工作环境以及环境对材料的影响是关键。使用不同材料被证明很容易产生问题。材料间良好的粘附力在试图抵消高压时尤其重要。材料间没有很好的粘附力,就无法抵消电压接受空气,进而要求设计元件时在高压和地之间留出更大的距离。

使用相同材料支持材料间的粘合绑定,从而抵消高压,允许更小的连接器。如果设计中要使用不同的材料,那么使用涂料和附着力促进剂被证明是很有用的,具体取决于你想绑定的材料。

冠状突出

无冠设计有时确实非常困难。设计良好的无冠电缆组件可确保可靠、具有弹性,能够经受长时间的考验。

在设计无冠电缆组件时要考虑许多因素。首先是选择正确的电缆。大多数设计使用三重挤压电缆。这可以确保导体和地的平滑和均匀。其次是连接器接口。接口应有足够的距离来抵消施加的电压,并消除空气。

避免设计障碍的技巧

● 尺寸:尽早开始考虑电缆组件或连接器结构。高压可能要求比你想像的更多空间。

● 使用现有设计:如果你需要修改现有设计,咨询定制设计师,以便他们能够确保满足你的新要求。

● 成本:不要太执着于成本。可靠、耐用和安全的设计从长期来看更便宜。

● 可制造性:不要过度设计。你的期望要现实一些。有时越简单越好。

● 材料:为了确保电介质之间较佳和可靠的绑定,要使用相同的材料。

● 冠状/部分放电:连接器几何形状非常重要。尖锐的边角就像冠状天线。所有尖锐边缘都应尽可能圆形钝化。

● 不耻下问:不要害怕向客户设计师问问题,通过咨询可以获得一些有用的输入信息。

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责任编辑:魏冉     编辑:李玉

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