浅谈航天产品中电连接器的选用

中国电子科技集团公司第38研究所 王道岩

浅谈航天产品中电连接器的选用

中国电子科技集团公司第38研究所 王道岩

电连接器是航天系统工程广泛使用的重要配套接口元件，从系统、分系统、机柜等任何一个电连接器失效都将导致航天系统工程的失败，正确选用电连接器是保证其使用可靠性的前提条件。因此，航天电连接器选用时的可靠性可以确保航天产品的可靠性，有着重要的意义。

电连接器；选用；可靠性

1.概述

航天产品中电连接器是负责控制航天产品整个系统内部的电力传输、信号控制、数据传输。在产品的整个系统，各部件的子系统，机柜的控制单元，印刷电路板的每个可更换的独立单元插座中，电连接器都存在并且选用的失败会导致系统的失败。因此，在航天电连接器设计选用上，需要保证使用的可靠性，对于整个系统的工程可靠性具有十分重要的意义。要正确使用电连接器，我们必须了解现有的国内外生产的品种，规格，性能和具体使用的场合，对生产出的电连接器质量要进行试验，并了解相关的技术标准或规范。选用过程中要注意电连接器的机械参数，环境参数，安全参数，尺寸，重量及安装方式，并可以参照产品说明书，产品标准和协议等等，从各个环节对选用的电连接器可靠性进行分析。

2.电连接器的选用要求

连接器是连接电气线路的机电元件，正确选择和使用电连接器是保证电路可靠性的一个重要方面。电连接器的型号种类很多，选择连接器不是一件容易的事，要选择适合产品的连接器需要仔细的筛查。例如，连接器的大小，绝缘的类型，金属的类型和镀层的种类，安装的方法等，都直接关系到系统的空间，性能要求和互连的要求。用户可以从连接器的产品说明书入手，了解所选用的连接器基本情况，从性能要求中选择一个满意的连接器。

2.1 环境参数要求

电连接器使用过程中存在不同的环境，因此选择预定环境条件的适当的连接器。

环境温度——连接器的工作环境的温度是由金属材料和连接器中的绝缘材料来确定。

大气压力——在高海拔地区空气稀薄，耐压性能会下降。

水分——对装置外部连接器，经常要考虑环境条件的湿气，渗水和污染。在这种情况下，应该选择更好的密封连接器。

腐蚀环境——可根据产品使用的不同的腐蚀性的环境中，所选择的对应的电镀的连接器。

2.2 电参数要求

在电连接器的型号选择上，要考虑所选产品的三个电参数，电压、电流和电阻。

接触电阻——对于低阻抗电路时，接触电阻是当连接器被连接在串联电路中的一个重要参数。

最大电流——由接收电连接器及其端子电线的数量限制。

最大电压——取决于电路间隙（即接触间距和爬电距离），并考虑使用的绝缘材料。

2.3 机械参数要求

在连接器的选择上，要考虑连接器的空间和尺寸限制，以及其他的物理特性。

振动与冲击——根据期望的振动和冲击要求，选择适当的连接器。由于飞机和导弹飞行速度的增加，振动和冲击加剧，造成绝缘的固定板断裂，导线和外壳接触，甚至造成配合部件的分离，特别是在更严重的振动震动，弹性绝缘安装板之间的外壳有阻尼或缓冲效果。

锁紧方式——振动过程中容易引起连接器分离，一般的锁紧方式是螺纹连接加安全保险线，而卡口锁紧方式不仅抗振性能好，而且连接迅速；推拉式连接拔插速度较快，适用于总分离力不大的连接器。

安装方法——分为前部安装和后部安装，安装方法是铆钉，螺钉，夹具或连接器本身弹簧锁快速锁定。

定位键——为了防止类似连接器的错误匹配，也可以使用几个定位键结构。

维修要求——由于在修复过程中存在一定的损耗和变形，实际情况与预期的连接分离不一致，应当考虑到可能的维护条件来选择合适的终止方法，安装方法，允许配合力等。

2.4 安全参数要求

绝缘电阻——主要受绝缘材料、温度、湿度、污损等因素的影响。

耐压——主要受绝缘体材料、环境温湿度、爬电距离、接触对间距、大气压力的影响。

3.电连接器的使用要求

3.1 连接与分离操作

卡口式圆形电连接器。连接时，先将插头上的键槽与插座上的键对准，然后将插头插入插座，顺时针旋转锁紧套，直到感觉有卡钉落入螺旋槽槽孔的震感或发出“咔嚓”声为止，并检查锁紧套是否在到位指示处或卡钉是否进入槽孔。分离时，稍向前推锁紧套，并逆时针旋转锁紧套解锁，然后顺势向后拉开即可分离。

螺纹式圆形电连接器。连接时，先将插头上的键槽与插座上的键对准后，将插头插入插座，旋转锁紧套至锁紧到位指示线或退刀槽处，直至拧不动为止，即连接到位。分离时，逆时针旋松锁紧套，直至插头与插座分离。

推拉式圆形电连接器。连接时，先将插头上的键槽与插座上的键对准后，顺势用力推进锁紧套将插头插入到插座内，直到感觉有小圆球被弹入环形槽孔内的震感或发出“咔哒”声为止，并检查锁紧套是否到位或小圆球是否进入槽孔。分离时，用力拉出锁紧套，即可使插头弹出插座。

3.2 固定操作

应由安装电连接器尺寸附图中说明，在固定面板上配打电连接器安装孔，并牢牢地固定在预定位置，利用螺纹锁紧设备。用于安装固定电连接器的面板和框架应具有足够的机械强度，以满足航天环境要求。当连接插头和插座是非定位壳体固定侧的电连接器中，为了确保固定插头和插座对准，应固定在配合状态。在一个特定的设备环境中，无论是化学，物理，或在电性能方面，封装性能不得改变灌封措施的保护。电连接器上的电缆或电线应该连接并固定。一些电连接器，以防止松动或脱落挂钩应采取保险措施，加强保险。

操作人员应充分了解所要操作的电连接器操作方法，以保证正确操作。连接前，核实其型号是否对应，并保证相互证连接时正确定位；连接后，应确保电连接器的连接到位。电连接器在未正确连接到位并完全锁紧前，禁止通电。电连接器对接或分离时，应尽量使插头和插座的轴心线重合，并且要扶正电缆，避免插头受到切向力的作用，防止电缆下垂导致电连接器的损坏。

3.3 可靠性预计

对国产电连接器的失效率可采用国军标GJB/Z299B-98“电子设备可靠性预计手册”进行预计，可根据下式求出。

λp=λb×πE×πQ×πP×πK×πC

式中：λp—工作失效率；λb—基本失效率；πE一环境系数；πQ—质量系数；πP—接触件系数；πK—插拔系数；πC—插孔结构系数。

对进口电连接器的失效率可采用美军标MIL-HDBK-217E“电子设备可靠性预计”进行预计，可根据下式求出。

λp=λb×πE×πP×N λcyc

式中：N—工作插脚数，对于插拔率≤40次/1000h的电连接器，λcyc项可忽略不计。

4.结束语

如何选择适用的电连接器是一个复杂的工作，必须对电连接器的生产技术进行掌握，根据产品说明书信息进行分析，再加上试验的准确分析才能做出判断，在选型过程中还要结合自己的产品设计互连件的要求，充分理解电气，结构，环境和功能，以选择最适当的电连接器。航天电连接器制造商主动从使用领域进行信息收集，对电连接器的功能和操作需求进行分析，开发和生产新的质量可靠的产品，更好的设计一流的产品以适应航天事业的发展需要。

［1］杨奋为.航天用电连接器的可靠性研究［J］.上海航天，2007（1）.

［2］杨奋为.航天用电连接器的选用［J］.电子元件，2011（2）.

［3］杨奋为.航天电连接器的可靠性分析与试验［J］.质量与可靠性，2015（5）.

［4］国军标GJB/Z299B-98“电子设备可靠性预计手册”［K］.

［5］美军标MIL-HDBK-217E“电子设备可靠性预计”［K］.

王道岩（1976－），电子装联高级工，从事雷达整机电子装联技术研究。