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汽車連接器絕緣失效剖析及可靠性規劃

發布時間:2021/6/28

絕緣電阻是指在汽車連接器的絕緣部分施加電壓,從而使絕緣部分的外表或內部產生漏電流而呈現出的電阻值。即絕緣電阻(MΩ)=加在絕緣體上的電壓(V/走漏電流(μA)。經過絕緣電阻檢驗承認連接器的絕緣功用能否符合電路規劃的要求或飽嘗高溫、濕潤等環境應力時,其絕緣電阻是否符合有關技術條件的規則。絕緣電阻是規劃高阻抗電路的限制要素。絕緣電阻低,意味著漏電流大,這將損壞電路的正常作業。例如構成反饋回路,過大的漏電流所產生的熱和直流電解,將使絕緣損壞或使連接器的電功用變劣。

 

1)絕緣材料規劃電連接器時選用何種絕緣材料非常重要,它往往影響隨后產品的絕緣電阻能否安穩合格。如某廠原使用醋醛玻纖塑料和增強尼龍等材料制造絕緣體,這些材料內含極性基因,吸濕性大,在常溫下絕緣功用可滿意產品要求,而在高溫濕潤下絕緣功用不合格。后選用特種工程塑料PES(聚苯醚砜)材料,產品經2001000h240h濕潤試驗,絕緣電阻改變較小,仍在105MΩ以上,無反常改變。2)密封不良干區里面的電子電器和線束遭到高溫/高濕以及化學品/塵埃影響較小,濕區剛好相反,假如密封不良,或許導致電器和線束進水,引起內部電路短路/腐蝕等,直接導致功用失效,這就需求線束的連接器插接件做好密封維護

密封結構規劃不合理:

a、密封膠圈壓縮量缺少,線束平順設備密封無問題,折彎后密封失效;

b、耐老化性能及機械性能差,長期使用老化開裂,導致密封失效,密封結構設計時優先選用徑向密封結構;

 

c、凝露:

連接器內部由于工作時發熱內部空氣含水量高,停止工作后靜置由于溫差導致空氣中的水分析出在低溫表面,進而導致絕緣失效,特別是發熱部件連接器,如驅動電機連接器;

 

空氣主要由干空氣、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限度;

豐滿濕度與空氣溫度有關,溫度越高,所含水分越多。30%60%的相對濕度是對于一般電氣設備比較適宜的。如果堅持空氣絕對濕度不變,降低空氣溫度,溫度降低到必定值時空氣中濕度會抵達豐滿,持續降溫,空氣中水分就會分出,這種有液態水分出的現象稱為“凝露”。露點溫度是含濕量和大氣壓力堅持不變的前提下能使空氣相對濕度抵達100%的溫度。

試驗室條件下的凝露現象主要包含兩種狀況。一種是呈現在升溫階段,升溫過程中殼體外表溫度低于環境溫度,殼體外表面的空氣遇到低于露點溫度的產品外表時,水氣會凝結在殼體外壁,構成凝露。

另一種是呈現在降溫階段,外部環境先降溫,所以殼體內壁比內部空氣溫度低,如果殼體內壁溫度抵達內部空氣的露點溫度,殼體內壁就會構成凝露。

咱們要處理的凝露問題主要是第二種,避免內壁產生凝露影響內部電氣元件功能。凝露是溫度與濕度一同作用的結果,環境濕度高,氣候溫差大,簡單產生凝露;

我國地域遼闊,氣候差異巨大,在沿海環境濕度大,西北地區溫差變化大,此類區域一般更易產生凝露。

在金屬外表涂覆硅膠干燥劑涂層后,當金屬外表溫度低于露點溫度有水分分出時,主要被吸附到金屬外表涂層中,吸附豐滿后才會呈現凝露。所以在金屬外表涂覆硅膠涂層,在必定時間內可有用延緩凝露的產生,但并不能抵達除濕的目的,且增加了加工和維護本錢還有就是加裝透氣閥。

d、虹吸:

連接器等電子元件進水主要有兩個途徑,第一是外部的液體靠地心重力滲透進入其內部,比方沒有密封圈的連接器,或水分從線束內部連接點(比方沒有維護的焊點/壓接點/搭鐵點)進入;這兒強調下“虹吸”這個詞,由于一般電器在工作時有必定溫度,內部空氣構成必定壓力,當停止工作后,溫度下降,內部壓力也小了,這時會構成氣壓差,如果連接器密封不良,水汽會順著多股銅線間的空隙進入內部,導致功用失效。

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)號線進入變速器電腦J217插頭(7)號導致故障(液體虹吸現象)

  

3)高溫高溫會損壞絕緣材料,引起絕緣電阻和耐壓性能下降,對金屬殼體,高溫可使接觸件失掉彈性,加快氧化和產生鍍層蛻變。如按GJB598出產的耐環境快速分離電連接器系列2產品,絕緣電阻規定25℃時應不小于5000MΩ,而高溫200℃時,則下降至不小于500MΩ,電銜接規劃考慮載流溫升,工作狀態下不超越絕緣材料的額外工作溫度。4)濕度濕潤環境引起水蒸氣在絕緣體表面的吸收和擴散,簡單使絕緣電阻下降到MΩ級以下。長期處于高溫環境下會引起絕緣體物理變形、分解、逸出生成物,產生呼吸效應及電解腐蝕及裂紋。如按GJB汽車81出產的帶狀電纜電連接器,標準大氣條件下的絕緣電阻值應不小于5000MΩ,而經相對濕度為90%95%,溫度為40±296h溫熱實驗后的絕緣電阻降至不小于1000MΩ。5)污損絕緣體內部和表面的潔凈度對絕緣電阻影響很大,因為注塑絕緣體用的粉料或膠接上、下絕緣裝置板的膠猜中混有雜質,或因為多次插拔磨損殘留金屬屑及端接錫焊時焊劑殘留進入絕緣體表面,都會顯著下降絕緣電阻。如某廠出產的圓形電連接器在制品交收實驗時發現有一個產品接觸件之間的絕緣電阻很低,僅20MΩ不合格,后經解剖分析發現其原因是因為注塑絕緣體用的粉猜中混有雜質,后只得將該批產品悉數報廢。6)電氣空隙電連接器的接觸對由絕緣裝置板固定其彼此位置,接觸對之間,接觸對與外殼之間由絕緣板和空氣隙組成,絕緣板的抗電強度一般比空氣隙高,因此在正常條件和低氣壓條件下,電擊穿通常首要產生在空氣隙中,特別在尖角棱邊處空氣隙被擊穿產生飛弧因為電弧,的高溫將鄰近的絕緣材料表面燒焦碳化而短路,構成絕緣失效。

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