本發(fā)明涉及一種在高頻交變操作中具有有限電弧風(fēng)險(xiǎn)的高壓電連接器。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了一種特別有利的、但不排他的應(yīng)用，其中連接器用于飛行器的電力電網(wǎng)。

背景技術(shù)：

1、圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的在飛行器電力網(wǎng)絡(luò)中使用的陽(yáng)型電連接器10和陰型電連接器11的組件的示意圖。

2、陽(yáng)型電連接器10包括由導(dǎo)電材料制成的本體12、覆蓋有電絕緣材料層15的電導(dǎo)體13、陽(yáng)型電端子16、以及用于使陽(yáng)型電端子16與本體12電絕緣的絕緣插入件18。

3、陰型電連接器11包括由導(dǎo)電材料制成的本體21、覆蓋有電絕緣材料層25的電導(dǎo)體23、陰型電端子26、以及用于使陰型電端子26與本體21電絕緣的絕緣插入件28。

4、飛行器的電氣化的提升導(dǎo)致施加到致動(dòng)系統(tǒng)的電壓提高，以便使致動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量(mass)以及電損耗最小化。在電力電網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)的電壓大約為800v的水準(zhǔn)，最大dc電壓接近1000v。

5、為了支持高壓電平，已知要增加由熱塑性或熱固性材料制成的電連接器的固體電介質(zhì)的厚度。然而，環(huán)境空氣有助于不同的等勢(shì)區(qū)域彼此之間的電絕緣。

6、圖2示出了兩個(gè)等勢(shì)區(qū)域(例如電連接器10、11的電導(dǎo)體13、23和本體12、21)之間的電介質(zhì)鏈的等效圖。cs和rs分別表示固體電介質(zhì)的電容和電阻。cg和rg分別表示氣體電介質(zhì)(例如環(huán)境空氣)的電容和電阻。

7、在dc(直流)操作中，電勢(shì)的分布僅由絕緣體中的固有電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)(不涉及電容器)。此外，固體電介質(zhì)的電阻率遠(yuǎn)高于空氣的電阻率。實(shí)際上，電壓很大程度上分布在被定尺寸成能夠承受該電壓的固體絕緣體中。

8、在ac(交流)操作中，電勢(shì)的分布主要由絕緣體中的固有電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)頻率較高時(shí)，相對(duì)于電阻器更是如此。這些電容器被定尺寸為以法拉為單位，并且它們的值由相對(duì)表面積、等勢(shì)區(qū)域之間的距離、真空的介電常數(shù)(ε0)和電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)(εr)來(lái)限定。

9、電容器的值由關(guān)系式c＝sε0εr/l給出：

10、-c為以法拉為單位的電容器的值，

11、-s為以m2為單位的相對(duì)表面積，

12、-l為以m為單位的相對(duì)的表面之間的距離，以及

13、-ε0為真空介電常數(shù)＝8,854×10–12f/m?？諝獾南鄬?duì)介電常數(shù)接近1，而常規(guī)使用的固體電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)在3和5之間。

14、在ac操作中，大多數(shù)電壓變化被施加到空氣，其介電強(qiáng)度比固體電介質(zhì)的介電強(qiáng)度低得多(20倍至50倍)(對(duì)于空氣為1kv/mm至3kv/mm，對(duì)于固體電介質(zhì)為20kv/mm至150kv/mm)。

15、在這些條件下，觀察到空氣的電離現(xiàn)象，其引起電弧的風(fēng)險(xiǎn)。特別地，該現(xiàn)象出現(xiàn)在經(jīng)由pwm(脈沖寬度調(diào)制)電壓信號(hào)對(duì)多相馬達(dá)的遠(yuǎn)程供電期間，由于開(kāi)關(guān)時(shí)間短且電壓高，該pwm電壓信號(hào)呈現(xiàn)出顯著的電壓時(shí)間變化(dv/dt)。這導(dǎo)致可能使電連接器中的固體電介質(zhì)劣化的電力損耗以及熱耗散。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是通過(guò)提供一種電連接器來(lái)有效地解決上述缺點(diǎn)，該電連接器包括：

2、-本體，該本體由導(dǎo)電材料制成，

3、-至少一個(gè)電導(dǎo)體，該至少一個(gè)電導(dǎo)體覆蓋有電絕緣材料層，

4、-至少一個(gè)電端子，該至少一個(gè)電端子與電導(dǎo)體的一端電連接，以及

5、-絕緣插入件，該絕緣插入件用于使電端子與所述電連接器的本體電絕緣，

6、-絕緣插入件包括第一電連續(xù)性區(qū)域，該第一電連續(xù)性區(qū)域覆蓋有確保與本體的電連續(xù)性的導(dǎo)電材料層，以及

7、-第二電連續(xù)性區(qū)域，該第二電連續(xù)性區(qū)域覆蓋有確保與電端子的電連續(xù)性的導(dǎo)電材料層，

8、-彈性墊圈，該彈性墊圈布置在間隙中，在該間隙中，電連接器的內(nèi)部空氣體積可能經(jīng)受本體的電勢(shì)與電端子的電勢(shì)之間的電勢(shì)差，

9、-所述彈性墊圈與第一電連續(xù)性區(qū)域和第二電連續(xù)性區(qū)域接觸。

10、因此，本發(fā)明允許通過(guò)最小化或甚至消除可能施加到電連接器內(nèi)部的空氣的顯著電勢(shì)差來(lái)去除連接器內(nèi)部用作電絕緣的環(huán)境空氣。因此，本發(fā)明使得當(dāng)電連接器用于高頻和高壓操作時(shí)產(chǎn)生電弧的風(fēng)險(xiǎn)最小化。

11、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，彈性墊圈由硅樹(shù)脂材料制成。

12、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一電連續(xù)性區(qū)域和第二電連續(xù)性區(qū)域中的導(dǎo)電材料層是實(shí)心層。

13、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一電連續(xù)性區(qū)域和第二電連續(xù)性區(qū)域中的導(dǎo)電材料層是網(wǎng)狀層。

14、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一電連續(xù)性區(qū)域和第二電連續(xù)性區(qū)域中的導(dǎo)電材料層由碳制成。

15、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一電連續(xù)性區(qū)域和第二電連續(xù)性區(qū)域中的導(dǎo)電材料層由金屬制成。

16、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一電連續(xù)性區(qū)域和第二電連續(xù)性區(qū)域中的導(dǎo)電材料層各自具有20nm和100nm之間的厚度。

17、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，電導(dǎo)體和電絕緣材料層由屏蔽部覆蓋。

18、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述電連接器是陽(yáng)型和/或陰型。

19、本發(fā)明還涉及兩個(gè)連接器的組件。

技術(shù)特征：

1.一種電連接器(10、11、50)，所述電連接器(10、11、50)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接器，其特征在于，所述彈性墊圈(40)由硅樹(shù)脂材料制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電連接器，其特征在于，所述第一電連續(xù)性區(qū)域(31.1、36.1)和所述第二電連續(xù)性區(qū)域(31.2、36.2)的所述導(dǎo)電材料層(32、33、34、35)是實(shí)心層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電連接器，其特征在于，所述第一電連續(xù)性區(qū)域(31.1、36.1)和所述第二電連續(xù)性區(qū)域(31.2、36.2)的所述導(dǎo)電材料層(32、33、34、35)是網(wǎng)狀層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電連接器，其特征在于，所述第一電連續(xù)性區(qū)域(31.1、36.1)和所述第二電連續(xù)性區(qū)域(31.2、36.2)的所述導(dǎo)電材料層(32、33、34、35)由碳制成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電連接器，其特征在于，所述第一電連續(xù)性區(qū)域(31.1、36.1)和第所述二電連續(xù)性區(qū)域(31.2、36.2)的所述導(dǎo)電材料層(32、33、34、35)由金屬制成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電連接器，其特征在于，所述第一電連續(xù)性區(qū)域(31.1、36.1)和所述第二電連續(xù)性區(qū)域(31.2、36.2)的所述導(dǎo)電材料層(32、33、34、35)每一者具有在20nm和100nm之間的厚度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電連接器，其特征在于，所述電導(dǎo)體(13、23)和所述電絕緣材料層(15、25)由屏蔽部(19、29)覆蓋。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電連接器，其特征在于，所述電連接器為陽(yáng)型和/或陰型。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種電連接器(10、11)，其具有：?由導(dǎo)電材料制成的本體(12、21)，?覆蓋有電絕緣材料層(15、25)的至少一個(gè)電導(dǎo)體(13、23)，?電連接到電導(dǎo)體(13、23)的一端的至少一個(gè)電端子(16、26)，以及?旨在使電端子(16、26)相對(duì)于電連接器(10、11)的本體(12、21)電絕緣的絕緣插入件(18、28)，?絕緣插入件(18、28)具有覆蓋有導(dǎo)電材料層(32、34)以提供與本體(12、21)的電連續(xù)性的第一電連續(xù)性區(qū)域(31.1)，以及?覆蓋有導(dǎo)電材料層(33、34)以提供與電端子(16、26)的電連續(xù)性的第二電連續(xù)性區(qū)域(31.2)，?布置在空間(41)中的彈性密封件(40)，在其中，電連接器(10、11)內(nèi)部的空氣體積可能經(jīng)受本體(12、21)的電勢(shì)與電端子(16、26)的電勢(shì)之間的電勢(shì)差，?彈性密封件(40)與第一電連續(xù)性區(qū)域(31.1)和第二電連續(xù)性區(qū)域(31.2)接觸。

技術(shù)研發(fā)人員：F·吉約特,T·雷南
受保護(hù)的技術(shù)使用者：賽峰電力防護(hù)公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9