CN110190438B - 一种交流/直流共用高压连接器插座以及连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交流/直流共用高压连接器插座以及连接器，属于连接器技术领域。本发明可兼容高压交流(HVAC)/高压直流(HVDC)属于全球统一电源连接器及线缆组件，能满足高压直流及交流情况下的带电插拔功能；同时能实现现有已经安装好设备的更新，并且满足大电压下大电流带电插拔使用的防电弧产生和抗电弧烧伤要求，保证了高压电连接器的可靠性，提高了高压电连接器的使用寿命，避免了危险事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及连接器技术领域，具体涉及一种交流/直流共用高压连接器插座以及连接器。
背景技术
随着5G通讯技术的到来，推动了更大功率连接器以及高压直流供电技术(HVDC)和分布式电源系统(DPS)的发展，同时数据中心提供更多的数据，需要通过交流和直流统一使用来能提升系统的可靠性、高效率、低成本、扩容便捷及可维护性，以运用在新一代ITC设备的服务器及路由器上。
由于设备上更多采用的是交流系统，为了更好适应5G及未来系列的快速发展，现阶段需要能够满足交流/直流共用的模块化热插拔结构并且还具有足够的耐压等级及灭弧技术的高压电连接器，使得金属接触件结构在插入和拔出的相对运动时能够消除电弧，解决高压电连接器应用过程产生的电弧问题，满足热插拔要求，从而更好地推广连接器灭弧技术在通讯市场的运用以及带动热插拔连接器技术的广泛推广。
而且现有的热插拔连接器结构一般都是成套配对使用，当更换新设备生产制造后，其插头便不能与之前的插座进行匹配，需要重新制作并生产与之匹配的插座，这就使得用户必须对安装好的就插座进行替换，十分不便，同时也增加了生产和消费成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交流/直流共用高压连接器插座以及连接器，以解决现有热插拔结构不能适应交流/直流共用以及插座通用性低的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种交流/直流共用高压连接器插座，包括：壳体以及设置在壳体内的母端金属接触件和磁片；
母端金属接触件的尾端穿过并固定在壳体的底壁上，母端金属接触件包括金属本体以及设置在金属本体表面的耐电弧烧蚀层；
磁片设置在壳体的侧壁内并且与母端金属接触件的首端相对应。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述母端金属接触件的厚度为0.4mm-2.5mm，宽度为1mm-10mm。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述母端金属接触件的尾端铆接有金属件，并且金属件设置在壳体的底壁外侧。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述耐电弧烧蚀层包括依次涂覆在金属本体的表面的镍层、贵金属层和耐高温层。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述耐高温层为钨元素重量比为40％-95％的钨镍合金层或陶瓷薄膜。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述壳体包括绝缘本体、成型在绝缘本体内的腔体、设置在绝缘本体侧壁上的容置槽以及设置在绝缘本体底壁上的通孔；
腔体与通孔连通，母端金属接触件的首端位于腔体内，母端金属接触件的末端穿过通孔并固定在通孔内，磁片设在容置槽内。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，插座还包括用于定位磁片的定位块，绝缘本体的侧壁具有容纳定位块的安装槽，安装槽与容置槽连通，以使设置在安装槽内的定位块将磁片顶紧在容置槽内。
一种交流/直流共用连接器，其包括插头，插头符合IEC60320标准，还包括上述插座，插座与插头配合。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述插头包括基座以及设置在基座上的公端金属接触件，基座与壳体相配合，公端金属接触件与母端金属接触件相配合。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过在母端金属接触件上设置耐电弧烧蚀层，使得插座的母端金属接触件具有很好的耐电弧烧蚀性能；同时通过在设置与母端金属接触件相对应的磁片从而消除连接器在高压直流/交流下插拔过程中生产的电弧进行拉长和减低，降低电弧燃烧能力，进而满足在交流/直流高电压下大电流带电插拔使用的防电弧产生和抗电弧烧伤要求，避免了接触件接触区被烧损，保证了高压电连接器的可靠性，提高了高压电连接器的使用寿命，避免了危险事故的发生，有利于连接器灭弧技术在通讯市场的推广运用以及热插拔连接器技术的广泛推广运用。
本发明对热插拔连接器中的插座进行改进，并且通过限定母端金属接触件的厚度为0.4mm-2.5mm，宽度为1mm-10mm，使之能够满足与符合IEC60320的插头连接器进行匹配。由于只对连接器的插座进行的改进，因而可以实现交流/直流共用高压系统，实现交流与直流的统一。而且由于本发明的插座连接器完全按照IEC60320标准进行设计，大大降低了成本，也提高了现有设备的使用效率，具有良好的扩容便捷性及可维护性，能够运用在新一代ITC设备的服务器及路由器上。
附图说明
图1为本发明实施例的交流/直流共用高压连接器插座的结构示意图；
图2为本发明实施例的交流/直流共用高压连接器插座的母端金属接触片的结构示意图；
图3为本发明实施例的交流/直流共用高压连接器插座的母端金属接触片的沿A-A剖面线得到的结构示意图；
图4为本发明实施例的交流/直流共用高压连接器插座的部分结构示意图；
图5为本发明实施例的交流/直流共用连接器的结构示意图；
图6本发明实施例的交流/直流共用连接器的部分结构示意图；
图7为符合IEC60420标准的部门插头型号。
图中：10-插座；101-壳体；102-母端金属接触件；103-磁片；104-金属本体；105-耐电弧烧蚀层；106-镍层；107-贵金属层；108-耐高温层；109-绝缘本体；110-腔体；111-容置槽；112-通孔；113-定位块；114-安装槽；115-定位部；116-顶紧部；117-金属件；20-插头；201-基座；202-公端金属接触件；30-连接器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
请参照图1，本实施例的交流/直流共用高压连接器插座10，包括：壳体101以及设置在壳体101内的母端金属接触件102和磁片103。母端金属接触件102的尾端穿过并固定在壳体101的底壁上。磁片103设置在壳体101的侧壁内并且与母端金属接触件102的首端相对应。
请参照图2，母端金属接触件102包括金属本体104以及设置在金属本体104表面的耐电弧烧蚀层105。请参照图3，耐电弧烧蚀层105包括依次涂覆在金属本体104的表面的镍层106、贵金属层107和耐高温层108。镍层106具有低应力，能够很好地与金属本体104相结合，从而多多次插拔过程中确保耐电弧烧蚀层105不易脱落，提高连接器的耐烧蚀性。耐高温层108为钨元素重量比为40％-95％的钨镍合金层或陶瓷薄膜。钨镍合金层或陶瓷薄膜具有很好的耐高温性能，能够抵抗电弧的烧蚀，降低电弧的燃烧能力。钨镍合金，由于钨的熔点在纯金属中最高，以及钨的化学性质稳定等特性，在插合过程中不产生电弧或者产生的电弧存在的时间极短。母端金属接触件102的厚度为0.4mm-2.5mm，宽度为1mm-10mm。在这个尺寸范围内的母端金属接触件102能够满足与符合IEC60420标准的插头20进行配合，如7中的C1-C24型号(图中仅列举的部分型号作为示例)所示。请参照图1，母端金属接触件102的尾端铆接有金属件117，并且金属件117设置在壳体101的底壁外侧，用于进行线缆安装或者过PCN板。
请参照图4，壳体101包括绝缘本体109、成型在绝缘本体109内的腔体110、设置在绝缘本体109侧壁上的容置槽111以及设置在绝缘本体109底壁上的通孔112。腔体110用于容纳插头20，其形状大小与符合IEC60420标准的插头20相适配。腔体110与通孔112连通，用于母端金属接触件102的固定和安装。母端金属接触件102的首端位于腔体110内，以与插入腔体110内的插头20的公端金属接触件202接触，实现连接器导通。母端金属接触件102的末端穿过通孔112并固定在通孔112内，磁片103设在容置槽111内。
请参照图1，插座10还包括用于定位磁片103的定位块113，绝缘本体109的侧壁具有容纳定位块113的安装槽114，安装槽114与容置槽111连通，以使设置在安装槽114内的定位块113将瓷块顶紧在容置槽111内。定位块113包括定位部115以及与定位部115连接的顶紧部116。定位部115的厚度大于顶紧部116的厚度。定位部115设置在安装槽114内，顶紧部116伸入至容置槽111内，将容置槽111内的磁片103顶紧从而起到固定限位的作用。
实施例2
请参照图5，本实施例的交流/直流共用连接器30，其包括插头20，插头20符合IEC60320标准，还包括上述插座10，插座10与插头20配合。插头20包括基座201以及设置在基座201上的公端金属接触件202，基座201与壳体101相配合。如图6所示，公端金属接触件202与母端金属接触件102相配合。
本发明实施例的连接器30在插入时：
无论在高压直流或者高压交流的情况下，当母端金属接触件102上的电子能量大于该电子溢出功时，电子脱离基体向公端金属接触件202发射，通过与母端金属接触件102对应设置的磁片103，利用其磁场作用对电弧进行拉长和减低，同时通过电镀在母端金属接触件102上的耐高温烧蚀层极高的耐电弧烧蚀性能，降低电弧的燃烧能力。
在拔出时：也是无论在高压直流或者高压交流的情况下，当公端金属接触件202脱离母端金属接触件102的时候，当母端金属接触件102上的电子能量大于该电子溢出功时，电子脱离基体向公端金属接触件202发射，通过与母端金属接触件102对应设置的磁片103，利用其磁场作用对电弧进行拉长和减低，同时通过电镀在母端金属接触件102上的耐高温烧蚀层极高的耐电弧烧蚀性能，降低电弧的燃烧能力。
本发明连接器30的在直流和交流电压下的耐电弧测试。
1、DC耐电弧测试(CAN/CSA C22.2 No.182.3)：
表1
| 检测参数 | 参考值 | 检测值 |
| 断开电路电压/V | 400-420 | 420 |
| 闭合电路电压/V | 400-420 | 400 |
| 功率因素(交流负载) | - | - |
| 检测电流/A | 20 | 20 |
表2
2、AC耐电弧测试(CAN/CSA C22.2 No.182.3)：
表3
表4
| 检测参数 | 参考值 | 检测值 |
| 断开电路电压/V | 400-420 | 401.4 |
| 闭合电路电压/V | 380-420 | 397.2 |
| 功率因素(交流负载) | - | - |
| 检测电流/A | 30 | 30.2 |
以上测试数据来自苏州Deliver检测技术服务有限公司。从上述数据分析可知，本发明的交流/直流共用高压连接器,该连接器可兼容高压交流(HVAC)/高压直流(HVDC)属于全球统一电源连接器及线缆组件，能满足高压直流及交流情况下的带电插拔功能，包括一类面板端插座与符合IEC60320标准插头20进行互配，该插头20及插座的互配能满足高压交流及直流使用情况下的带电插拔功能。所述面板端插座所涉及的金属件117设计能完全与IEC60320插头20的插孔能完全互配，且母端金属接触件102上有低应力镍层106、贵金属层107和耐高温层108，该表面镀层具有很好的耐电弧烧蚀性能，成本较低，允许大电流镀银或镀金接插件带电插拔，并且镀层之间结合牢固。所述面板端插座涉及塑料件设计能够满足固态磁体位置的放置及安装，利用固态磁体的磁场对电弧有拉长及减低的作用，同时塑料件与标准插头20能形成完成兼容模式，涉及到IEC60320从C1-C23所有型号。
本发明提供的连接器只是更改了插座10，依据插座10的结构及原理设计与标准交流插头20进行互配，大大减低了产品及认证成本，提高了设备的效率。能实现现有已经安装好设备的更新，并且满足大电压下大电流带电插拔使用的防电弧产生和抗电弧烧伤要求，保证了高压电连接器的可靠性，提高了高压电连接器的使用寿命，避免了危险事故的发生。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种交流/直流共用高压连接器插座，其特征在于，包括：壳体以及设置在所述壳体内的母端金属接触件和磁片；
所述母端金属接触件的尾端穿过并固定在所述壳体的底壁上，所述母端金属接触件包括金属本体以及设置在所述金属本体表面的耐电弧烧蚀层；
所述磁片设置在所述壳体的侧壁内并且与所述母端金属接触件的首端相对应；
所述壳体包括绝缘本体、成型在所述绝缘本体内的腔体、设置在绝缘本体侧壁上的容置槽以及设置在绝缘本体底壁上的通孔；
所述腔体与所述通孔连通，所述母端金属接触件的首端位于所述腔体内，所述母端金属接触件的末端穿过所述通孔并固定在通孔内，所述磁片设在所述容置槽内；
插座还包括用于定位所述磁片的定位块，所述绝缘本体的侧壁具有容纳所述定位块的安装槽，所述安装槽与所述容置槽连通，以使设置在所述安装槽内的所述定位块将所述磁片顶紧在容置槽内；
定位块包括定位部以及与定位部连接的顶紧部；定位部的厚度大于顶紧部的厚度；定位部设置在安装槽内，顶紧部伸入至容置槽内，将容置槽内的磁片顶紧从而起到固定限位的作用。
2.根据权利要求1所述的交流/直流共用高压连接器插座，其特征在于，所述母端金属接触件的厚度为0.4mm-2.5mm，宽度为1mm-10mm。
3.根据权利要求1所述的交流/直流共用高压连接器插座，其特征在于，所述母端金属接触件的尾端铆接有金属件，并且所述金属件设置在所述壳体的底壁外侧。
4.根据权利要求1所述的交流/直流共用高压连接器插座，其特征在于，所述耐电弧烧蚀层包括依次涂覆在所述金属本体的表面的镍层、贵金属层和耐高温层。
5.根据权利要求4所述的交流/直流共用高压连接器插座，其特征在于，所述耐高温层为钨元素重量比为40％-95％的钨镍合金层或陶瓷薄膜。
6.一种交流/直流共用连接器，其包括插头，所述插头符合IEC60320标准，其特征在于，还包括权利要求1-5任一项所述的插座，所述插座与所述插头配合。
7.根据权利要求6所述的交流/直流共用连接器，其特征在于，所述插头包括基座以及设置在所述基座上的公端金属接触件，所述基座与所述壳体相配合，所述公端金属接触件与所述母端金属接触件相配合。
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- 2019-07-09 CN CN201910614256.4A patent/CN110190438B/zh active Active
Patent Citations (5)
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