一種雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件及其高壓電連接器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件，包括組成接觸對的兩個具有雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸端子；雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)為接觸端子上設(shè)置有額定工作接觸區(qū)和燃弧區(qū)兩個斷點。該接觸件通過采用的雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)使得接觸端子上的額定工作接觸區(qū)與燃弧區(qū)分離，保證燃弧區(qū)域只發(fā)生在燃弧區(qū)，從而達到犧牲燃弧區(qū)，保護額定工作接觸區(qū)的目的；通過設(shè)置的固態(tài)磁體和導(dǎo)弧角，使得雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的兩個接觸端子插合過程中不產(chǎn)生電弧或者產(chǎn)生的電弧在極短時間存在；使得雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的兩個接觸端子分離時，使接觸件的兩個接觸端子之間的電弧迅速拉長，使已起燃的電弧快速冷卻、熄滅。
【專利說明】一種雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件及其高壓電連接器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于連接器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)結(jié)合磁吹與導(dǎo)弧角的接觸件以及設(shè)置有該接觸件的高壓連接器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大功率電連接器多采用低壓高流來實現(xiàn)，這樣使得傳輸過程中的功率損耗大大增加，同時也使得使用環(huán)境溫度大為升高。更大功率電力傳輸是行業(yè)發(fā)展趨勢，僅靠提高電流已不能滿足實際需求，未來更多的是采用大電壓、大電流的電力傳輸方式。然而，若采用高壓高流，其接觸對在插合與分離過程中均會產(chǎn)生強烈電弧。電弧實際上是接觸對間的氣體在強電場作用下產(chǎn)生的電離現(xiàn)象，會產(chǎn)生高溫并發(fā)出強光，從而將觸頭燒損，嚴(yán)重時還會傷及人員或引起火災(zāi)。因此，如何避免高壓電連接器中電弧的危害，確保人身財產(chǎn)安全，是電連接器實際應(yīng)用中必須解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件，解決應(yīng)用過程中產(chǎn)生電弧的問題。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件的高壓電連接器。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:提供一種雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件，其特征在于，包括組成接觸對的兩個具有雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸端子；所述雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)為接觸端子上設(shè)置有額定工作接觸區(qū)和燃弧區(qū)兩個斷點。
[0006]在優(yōu)選的實施方式中，所述兩個接觸端子的接觸區(qū)域設(shè)置有用于使產(chǎn)生的電弧發(fā)生偏離的固態(tài)磁體。
[0007]在優(yōu)選的實施方式中，該雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件進一步包括導(dǎo)弧角；所述導(dǎo)弧角覆蓋所述兩個接觸端子產(chǎn)生電弧的區(qū)域。
[0008]本發(fā)明還提供了一種高壓電連接器，包括第一絕緣基座和第二絕緣基座；所述第一絕緣基座上設(shè)置的接觸端子與第二絕緣基座上設(shè)置的接觸端子相配合；所述第一絕緣基座上設(shè)置的接觸端子和第二絕緣基座上設(shè)置的接觸端子均設(shè)置有額定工作接觸區(qū)和燃弧區(qū)。
[0009]在優(yōu)選的實施方式中，所述第一絕緣基座或者第二絕緣基座上進一步設(shè)置有用于產(chǎn)生的電弧發(fā)生偏離的固態(tài)磁體。
[0010]在優(yōu)選的實施方式中，該高壓電連接器進一步包括導(dǎo)弧角；所述導(dǎo)弧角覆蓋第一絕緣基座接觸端子和第二絕緣基座接觸端子產(chǎn)生電弧的區(qū)域。
[0011]在優(yōu)選的實施方式中，所述導(dǎo)弧角設(shè)置在第一絕緣基座接觸端子和/或第二絕緣基座接觸端子上。
[0012]在優(yōu)選的實施方式中，所述導(dǎo)弧角設(shè)置在第一絕緣基座和/或第二絕緣基座上。[0013]本發(fā)明提供的高壓電連接器具有以下有益效果:
1、通過采用的雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)使得接觸端子上的額定工作接觸區(qū)與燃弧區(qū)分離，保證燃弧區(qū)域只發(fā)生在燃弧區(qū)，從而達到犧牲燃弧區(qū)，保護額定工作接觸區(qū)的目的，實現(xiàn)接觸對在多次熱插拔后仍能有效可靠接觸；
2、通過設(shè)置的固態(tài)磁體和導(dǎo)弧角，使得雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的兩個接觸端子插合時，由于洛倫茲力、感應(yīng)電流與尖端放電效應(yīng)的作用，使接觸件的兩個接觸端子之間的空氣不能完全電離，從而使電弧失去起燃條件、延期起燃；進而在接觸件的接觸端子分離過程中不產(chǎn)生電弧或者產(chǎn)生的電弧在極短時間存在；
3、通過設(shè)置的固態(tài)磁體和導(dǎo)弧角，使得雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的兩個接觸端子分離時，由于洛倫茲力、感應(yīng)電流與尖端效應(yīng)的作用，使接觸件的兩個接觸端子之間的電弧迅速拉長，使已起燃的電弧快速冷卻、熄滅；
4、本發(fā)明采用的雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件，結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，固態(tài)磁體體積小，導(dǎo)弧角結(jié)構(gòu)無限制，可以滿足多種形式的高電壓連接器的需求；
5、能夠避免接觸端子被燒損，保證高壓電連接器的可靠性，提高高壓電連接器的使用壽命，避免危險事故的發(fā)生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1示意性地示出了根據(jù)本申請一個實施例的雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件的主視
圖；
圖2示意性地示出了根據(jù)本申請另一個實施例的雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件的主視圖；
圖3示意性地示出了圖2的剖視圖；
圖4不意性地不出了圖2的右視圖；
圖5示意性地示出了根據(jù)本申請的一個實施例的高壓電連接器的工作原理示意圖；
圖6示意性地示出了根據(jù)本申請的一個實施例的高壓電連接器的主視圖；
圖7示意性地示出了圖6沿A-A線的剖視圖；
圖8示意性地示出了圖7沿B-B線的剖視圖；
圖9示意性地示出了根據(jù)本申請的另一個實施例的高壓電連接器的主視圖；
圖10示意性地示出了圖9沿C-C線的剖視圖；
圖11示意性示出了根據(jù)本申請一個實施例的高壓電連接器的過載測試數(shù)據(jù)；
圖12示意性示出了根據(jù)本申請一個實施例的高壓電連接器的溫度測試數(shù)據(jù)；
圖13示意性示出了根據(jù)本申請一個實施例的高壓電連接器的耐電弧測試數(shù)據(jù)。
[0015]在這些附圖中，使用相同的參考標(biāo)號來表示相同或相似的部分。
【具體實施方式】
[0016]為使本申請的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下結(jié)合具體實施例，對本申請作進一步地詳細(xì)說明。[0017]在以下描述中，對“ 一個實施例”、“實施例”、“ 一個示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的實施例或示例可以包括特定特征、結(jié)構(gòu)、特性、性質(zhì)、元素或限度，但并非每個實施例或示例都必然包括特定特征、結(jié)構(gòu)、特性、性質(zhì)、元素或限度。另外，重復(fù)使用短語“根據(jù)本申請的一個實施例”雖然有可能是指代相同實施例，但并非必然指代相同的實施例。
[0018]為簡單起見，以下描述中省略了本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的某些技術(shù)特征。
[0019]本發(fā)明提供了一種雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件，包括組成接觸對的兩個具有雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸端子；雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)為接觸端子上設(shè)置有額定工作接觸區(qū)和燃弧區(qū)兩個斷點。兩個接觸端子的接觸區(qū)域可以設(shè)置用于使產(chǎn)生的電弧發(fā)生偏離的固態(tài)磁體。
[0020]雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件可以進一步包括導(dǎo)弧角；導(dǎo)弧角覆蓋兩個接觸端子產(chǎn)生電弧的區(qū)域。產(chǎn)生電弧的區(qū)域可以解釋為兩個接觸端子插合時，負(fù)極接觸端子基體上的電子能量大于該電子溢出功，電子脫離基體向正極端子發(fā)射，從而產(chǎn)生電弧的兩個接觸端子之間的區(qū)域。
[0021]圖1示意性地示出了根據(jù)本申請一個實施例的雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件的主視圖。
[0022]該接觸件包括第一端子11和第二端子12，第一端子11和第二端子12組成接觸對。第一端子11和第二端子12上分別設(shè)置有額定工作接觸區(qū)15和燃弧區(qū)14。工作時，第一端子11上設(shè)置的額定工作接觸區(qū)15部分與第二端子12上設(shè)置的額定工作接觸區(qū)15部分接觸。第一端子11和第二端子12上設(shè)置的燃弧區(qū)可以是從第一端子11和第二端子12上突出的凸起或者是凸點，用于保證燃弧區(qū)域只發(fā)生的燃弧區(qū)14，從而達到犧牲起燃弧區(qū)14，保護額定工作接觸區(qū)15的目的。
[0023]第一端子11和第二端子12相接觸的附近設(shè)置有固態(tài)磁體13，固態(tài)磁體13產(chǎn)生的磁場16穿過第一端子11和第二端子12產(chǎn)生電弧的區(qū)域。
[0024]圖2示意性地示出了根據(jù)本申請另一個實施例的雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件的主視圖；圖3示意性地示出了圖2的剖視圖；圖4示意性地示出了圖2的右視圖。
[0025]該接觸件包括第一端子21和第二端子22，第一端子21和第二端子22組成接觸對。第一端子21和第二端子22上分別設(shè)置有額定工作接觸區(qū)26和燃弧區(qū)25。工作時，第一端子21上設(shè)置的額定工作接觸區(qū)26部分與第二端子22上設(shè)置的額定工作接觸區(qū)26部分接觸。第一端子21和第二端子22上設(shè)置的燃弧區(qū)可以是從第一端子21和第二端子22上突出的凸起或者是凸點，用于保證燃弧區(qū)域只發(fā)生的燃弧區(qū)25，從而達到犧牲起燃弧區(qū)25，保護額定工作接觸區(qū)26的目的。
[0026]第一端子21和第二端子22相接觸的附近設(shè)置有固態(tài)磁體24，固態(tài)磁體24產(chǎn)生的磁場27穿過第一端子21和第二端子22產(chǎn)生電弧的區(qū)域。
[0027]導(dǎo)弧角23設(shè)置在第一端子21和/或第二端子22上，覆蓋第一端子21和第二端子22的接觸區(qū)域。導(dǎo)弧角23可以是具有若干齒狀部分的結(jié)構(gòu)。
[0028]需要說明的是，導(dǎo)弧角不一定非要設(shè)置在組成接觸件的接觸端子上，還可以是一個獨立的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)弧角可以單獨的設(shè)置在于接觸端子構(gòu)成高壓電連接器的第一絕緣基座或者第二絕緣基座殼體上。
[0029]本發(fā)明還提供了一種具有雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)接觸件的高壓電連接器。該高壓電連接器包括第一絕緣基座和第二絕緣基座。第一絕緣基座上設(shè)置的接觸端子與第二絕緣基座上設(shè)置的接觸端子相配合。第一絕緣基座上設(shè)置的接觸端子和第二絕緣基座上設(shè)置的接觸端子均設(shè)置有額定工作接觸區(qū)和燃弧區(qū)。第一絕緣基座或者第二絕緣基座上可以進一步設(shè)置有用于產(chǎn)生的電弧發(fā)生偏離的固態(tài)磁體。
[0030]上述高壓電連接器可以進一步包括導(dǎo)弧角，導(dǎo)弧角覆蓋第一絕緣基座接觸端子和第二絕緣基座接觸端子產(chǎn)生電弧的區(qū)域。導(dǎo)弧角可以設(shè)置在第一絕緣基座接觸端子和/或第二絕緣基座接觸端子上，導(dǎo)弧角也可以設(shè)置在第一絕緣基座和/或第二絕緣基座上。
[0031]圖6示意性地示出了根據(jù)本申請的一個實施例的高壓電連接器的主視圖；圖7示意性地示出了圖6沿A-A線的剖視圖；圖8示意性地示出了圖7沿B-B線的剖視圖。
[0032]該高壓電連接器是應(yīng)用于機房配電面的連接器。該高壓電連接器包括第一絕緣基座41和與第一絕緣基座41相配合的第二絕緣基座42。第一絕緣基座41上設(shè)置有正負(fù)極兩個接觸端子(461，462);第二絕緣基座42上設(shè)置有與第一絕緣基座41上正負(fù)極兩個接觸端子(461，462)相配合的接觸端子(441，442)。接觸端子(461，462)與接觸端子(441，442)上均設(shè)置有彼此分離的額定工作接觸區(qū)和燃弧區(qū)，在熱插拔過程中犧牲燃弧區(qū)，從而確保相互配合的兩個接觸對(461，441)、(462，442)上的額定工作接觸區(qū)有效接觸。
[0033]第一絕緣基座41上位于正負(fù)極接觸端子(461，462)的自由端附近鑲嵌有兩個固態(tài)磁體45。固態(tài)磁體45產(chǎn)生的磁場穿過接觸端子(461，462)與接觸端子(441，442)產(chǎn)生電弧的區(qū)域，或者說固態(tài)磁體45產(chǎn)生的部分磁場穿過接觸端子(461，462)與接觸端子(441，442)產(chǎn)生電弧的區(qū)域。
[0034]負(fù)極接觸端子461兩側(cè)對稱設(shè)置有兩個導(dǎo)弧角43。正極端子462兩側(cè)對稱設(shè)置有兩個導(dǎo)弧角43。
[0035]根據(jù)高壓電連接器的具體結(jié)構(gòu)，固態(tài)磁體的個數(shù)和位置可以進行相應(yīng)的調(diào)整，如將固態(tài)磁體設(shè)置在第二絕緣基座上位于接觸端子的自由端附近等，只要固態(tài)磁體產(chǎn)生的磁場能夠覆蓋第一絕緣基座和第二絕緣基座上接觸端子所產(chǎn)生電弧的區(qū)域即可。
[0036]同樣，導(dǎo)弧角的個數(shù)也是可以根據(jù)高壓電連接器的具體結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的調(diào)整，如將導(dǎo)弧角設(shè)置在第二絕緣基座的接觸端子上，或者第一絕緣基座與第二絕緣基座的接觸端子上均設(shè)置導(dǎo)弧角，或者導(dǎo)弧角設(shè)置在第一絕緣基座和/或第二絕緣基座上等，只要導(dǎo)弧角能夠覆蓋第一絕緣基座和第二絕緣基座上接觸端子所接觸的區(qū)域即可。
[0037]圖9示意性地示出了根據(jù)本申請的另一個實施例的高壓電連接的主視圖；以及圖10示意性地示出了圖9沿C-C線的剖視圖。
[0038]該高壓電連接器是應(yīng)用于機房配電方面的連接器。該高壓電連接器包括第一絕緣基座51和第二絕緣基座52。第一絕緣基座51上設(shè)置有接觸端子56 ;第二絕緣基座52上設(shè)置有與第一絕緣基座51上接觸端子56相配合的接觸端子54。接觸端子56兩側(cè)對稱設(shè)置有兩個導(dǎo)弧角53。第一絕緣基座51上位于接觸端子56的自由端附近設(shè)置有固態(tài)磁體55。
[0039]圖5示意性地示出了根據(jù)本申請的一個實施例的高壓電連接器的工作原理示意圖。該高壓電連接器具有兩個雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件(第一端子31與第二端子32構(gòu)成第一接觸件，第三端子33和第四端子34構(gòu)成第二接觸件)，兩接觸件極性相反。
[0040]第一端子31和第二端子32插合(同時第三端子33和第四端子34插合)時，在第一端子31和第二端子32之間(第三端子33和第四端子34之間)電壓和距離達到一定條件時，第一端子31 (第四端子34)基體上的電子能量大于該電子溢出功時，電子脫離基體向第二端子32 (第三端子33)發(fā)射，從而產(chǎn)生電弧。當(dāng)加入固態(tài)磁體后，其產(chǎn)生的磁場36穿過第一端子31和第二端子32 (第三端子33和第四端子34)產(chǎn)生電弧的區(qū)域，由Fleming’ sright hand rule得知磁場中的運動電荷受如圖5所示的方向的洛倫茲力38,當(dāng)運動的電子37所受洛倫茲力達到一定值時，電子的運動軌跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而使第一端子31和第二端子32 (第三端子33和第四端子34)之間的空氣不能完全電離，同時，偏離出的電子由導(dǎo)弧角導(dǎo)出，從而使電弧失去起燃條件或者產(chǎn)生的電弧在極短時間存在。(括號中的表示第二接觸件對應(yīng)的情況)
當(dāng)?shù)谝欢俗?1和第二端子32 (第三端子33和第四端子34)分離時，由于洛倫茲力的作用，第一端子31和第二端子32 (第三端子33和第四端子34)之間的電路迅速拉長，增加了弧柱散熱面積，使已燃?xì)獾碾娀⊙杆倮鋮s、熄滅；從而避免第一端子11和第二端子12被燒損，保證了高壓電連接器的可靠性。
[0041]從圖5中還可以看出，可以通過控制磁場的方向來控制電子的偏轉(zhuǎn)方向。當(dāng)電源回路并排排列時，使電子分別向著互相遠(yuǎn)離的方向偏轉(zhuǎn)(如圖5所示)，從而保證第一絕緣基座不會形成碳化回路。
[0042]上述闡述的原理不僅適用于上述連接器，也可適用于本發(fā)明中所有列舉的具有雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件和高壓電連接器，以及應(yīng)用本發(fā)明的思想所制備的接觸件和電連接器。
[0043]性能測試:圖11-圖13給出了高壓連接器進行的過載測試、溫度測試、耐電弧測試數(shù)據(jù)(圖中所示的測試數(shù)據(jù)來自蘇州Deliver檢測技術(shù)服務(wù)有限公司)。從上述數(shù)據(jù)分析可知，采用雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)、固態(tài)磁體和導(dǎo)弧角后的高壓電連接器能夠?qū)崿F(xiàn)高電壓，大電流的高功率電能續(xù)接，并具有很好的耐電弧特性，能夠滿足熱插拔。
[0044]以上所述僅為本申請的實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件，其特征在于，包括組成接觸對的兩個具有雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸端子；所述雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)為接觸端子上設(shè)置有額定工作接觸區(qū)和燃弧區(qū)兩個斷點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件，其特征在于，所述兩個接觸端子的接觸區(qū)域設(shè)置有用于使產(chǎn)生的電弧發(fā)生偏離的固態(tài)磁體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙斷點立體布置結(jié)構(gòu)的接觸件，其特征在于，進一步包括導(dǎo)弧角；所述導(dǎo)弧角覆蓋所述兩個接觸端子產(chǎn)生電弧的區(qū)域。
4.一種高壓電連接器，其特征在于，包括第一絕緣基座和第二絕緣基座；所述第一絕緣基座上設(shè)置的接觸端子與第二絕緣基座上設(shè)置的接觸端子相配合；所述第一絕緣基座上設(shè)置的接觸端子和第二絕緣基座上設(shè)置的接觸端子均設(shè)置有額定工作接觸區(qū)和燃弧區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓電連接器，其特征在于，所述第一絕緣基座或者第二絕緣基座上進一步設(shè)置有用于使產(chǎn)生的電弧發(fā)生偏離的固態(tài)磁體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓電連接器，其特征在于，進一步包括導(dǎo)弧角；所述導(dǎo)弧角覆蓋第一絕緣基座接觸端子和第二絕緣基座接觸端子產(chǎn)生電弧的區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓電連接器，其特征在于，所述導(dǎo)弧角設(shè)置在第一絕緣基座接觸端子和/或第二絕緣基座接觸端子上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓電連接器，其特征在于，所述導(dǎo)弧角設(shè)置在第一絕緣基座和/或第二絕緣基座上。
【文檔編號】H01R13/02GK103762433SQ201410013616
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】彭大軍, 胡盛 申請人:四川華豐企業(yè)集團有限公司