连接器电气绝缘防护方案示例
1、连接器结构状态
图1 民用车规级连接器以硅橡胶密封圈进行简单的密封防护
2、防水密封抗振方案
以硅橡胶密封圈对线缆组件进行电气绝缘防护的缺点:
硅橡胶密封圈通过挤压方式可以满足水密或一定的气密密封,密封效果依赖于精准的安装配合(如接口尺寸、压缩量)。若安装不当线束弯曲或长期受振动或“呼吸效应”影响,易出现密封间隙增大,水汽、灰尘等侵入。对于多线缆集成的组件,密封圈更是难以完全挤压、覆盖所有线缆间隙,存在密封盲区。
出于行业标准及降低成本原因考虑,部分军工装备采用车规级连接器,对一般环境防尘、防火阻燃、抗低频振动有一定效果,但军用车辆、低成本无人机在面临越野过程中的中低频振动、全天候淋雨、涉水或海岛高温、高湿、高盐等复杂的环境下,车规级线缆组件难以满足电气性能高可靠性的防护需求。
针对以上问题,我们对线缆组件提出柔性防水密封,抗弯曲、抗振动等性能提升方案:
图2 柔性防水+灌封复合加固线缆组件(左)与行业一般防护(右)效果对比
(1) 方案一
采用TJD-103或TJD-105电气绝缘防水密封自粘胶带进行线缆组件阻燃、抗弯曲形变、抗振动的柔性防水、防潮密封。
导线按出线方式弯折成型进行预处理后采用TJD-103或TJD-105电气绝缘防水密封胶带对导线根部拉伸缠绕2~3圈进行柔性防水密封,防止振动状态或长期“呼吸效应”下潮湿水气通过缝隙侵入电气连接部位。主要对电气接点进行抗振、防水、防潮绝缘密封。见图3
该种材料密封部位不但满足使用过程中的抗弯折随形密封甚至可以满足行业难以粘接的聚四氟类导线的密封防水需求。防水密封胶外部可使用企军级热缩管热缩保护防止沾染灰尘杂质,避免紫外线照射,提高耐磨损及使用寿命。见图5
图3 导线根部电气绝缘柔性防水封装过程示意图
(2)方案二 加固复合密封
有些线缆组件在工程应用中不但要满足耐挤压、抗振动、甚至使用过程弯折状态(室外操作线缆)的密封防水,还面临强冲击、外力拉扯等破坏应力环境。对此,线缆组件内部按方案一采用柔性密封防水、防潮、抗弯折的密封方式,外部通过灌封“TGF-PU聚氨酯密封材料”或“TGF-J聚氨酯密封材料”进行抗应力加固密封。
图4、图5采用“TGF-J系列改性聚氨酯密封胶”或“TGF-PU灌封树脂”材料对车规级连接器出线部位进行灌封加固,从而达到防水、防潮、防尘、抗中低频振动、冲击、弯曲应力,耐盐雾腐蚀、抗霉菌生长等复杂环境下的综合防护目的。
图4 使用灌封技术进行第二次加固密封的线缆组件
图5 其它线缆组件灌封防护示例
3、其他线缆高可靠性综合防护案例
图6 分叉线缆高可靠柔性防水密封封装
图7 高压电气接线柱高可靠防水抗振柔性密封
图8 连接器尾夹高可靠防水密封封装
3.1 主要材料
a) 防水密封胶带TJD-103(J)
执行标准: Q/CCJN-M-004-2007
工作温度: -50℃~120℃
产品外观: 灰(黑)色柔软自融胶条
产品规格: 100g/盘
存贮期限: 避光二年
产品特点(军品级):
*自粘:自身常温快速融合粘接;
*互粘:与金属/非金属表面具有良好的弹性粘接强度;
*热熔:产品加热到90-120℃微溶后,可对粗糙产品表面的微小结构缝隙进行填充;
*半硫化:工作温度环境下,长期保持半硫化弹性粘接状态,密封随形性强;
*可与热缩管、模缩套、PVC 等金属/非金属类表面防护产品配套使用。
b) 防水密封胶带TJD-105
执行标准: Q/ZKT-CB-1050-2019
工作温度: -55℃~120℃
产品外观: 非硫化黑色胶带
产品规格: 1.5mm×30mm×2800 mm/卷
产品包装: 盘状隔离纸
产品特点: 工业级,其他性能同TJD-103
c)TGF-PU 灌封树脂
执行标准: Q/ZKT-CB-PU-2012
工作温度: -40℃~90℃
固化外观: 黑色固体
电气性能: >20kv, 耐高压击穿
机械物理: 浸润性好,与金属非金属材料粘接强度高、
抗剪切、耐撕裂
返修性能: 对灌封缺陷可补灌封,返修性差
环境特性: 耐盐雾、抗霉菌、耐老化
使用寿命: 10~20年
使用方法: 涂覆、灌封(可人工或设备操作)
安全特性: 非易燃易爆品,对人体无不良反应
硫化特点: 应力收缩小,可室温深层硫化,无腐蚀
介质影响: 耐水、耐油(航空汽油);
d)TGF-J系列改性聚氨酯密封胶
执行标准: Q/CCJN-11-2007
工作温度: -40℃~90℃
固化外观: 半透明弹性体,封装的元器件清晰可见
电气性能: 绝缘强度高达12KV/mm,耐高压击穿
使用方法: 灌封、涂覆(可人工或设备操作)
机械物理: 浸润性好,与金属非金属材料粘接强度高,
抗剪切、耐撕裂,并具有较好的伸长率。
环境特性: 耐盐雾、抗霉菌、耐老化
使用寿命: 15~20年
产品特点: 双组份低粘度液态环保型(不含 MACO)
适用于人工或自动灌封机操作
流动性好、粘接强度高,硫化速度快、
固化硬度可调整(50~85邵氏A)
液固形变≤0.2%,热胀系数0.0002
防潮、防水、吸振、防多余物、防盐雾腐蚀、抗霉菌生长等
耐介质、抗老化,海水浸泡二十年
“TGF-J 改性聚氨酯密封剂”固化物不仅具有高模量、卓越的高张力、高拉力、高弹性、 低热胀、强韧和耐老化特性,耐水并具有高防水透湿性,强度高、韧性好、耐磨损、耐高低温、耐油、耐老化等性能,在邵氏硬度 A85 及以上时仍能保持弹性,具有高负载支撑能力和良好的吸振效应。
“TGF-J 改性聚氨酯密封剂”固化物对电子、机械等具有良好的电气性能及物理机械性能,广泛
适用于飞行器、船舶、车辆等室内外电子元件、功能模块,信号、电力电缆(导线)与各种电气组件
在恶劣使用条件下全寿命周期防水、防潮、防霉、耐盐雾腐蚀、粘接加固、阻尼减振、压力密封、
塑性成型的综合防护需求。