Жесткая окружающая среда может нанести ущерб электрическим системам, в которых разъемы очень чувствительны к вибрациям, экстремальным температурам, химическим веществам и другим негативным внешним воздействиям. В результате, особенно постоянных, таких воздействий электрические системы могут превращаться в бесполезные, а иногда и опасные, электрические устройства, если их соединения будут подвержены риску (короткие замыкания, потеря электрического контакта, нагрев контакта и так далее).
Разъемы для жесткой среды предназначены для противодействия изменчивым условиям внешних негативных воздействий и проходят тщательное тестирование перед внедрением, тем самым повышая доверие инженеров и пользователей.
В горном деле устройства подвергаются воздействию пыли, ударов и вибрации; морские нефтяные вышки и другие морские службы имеют дело с коррозионной активностью соленой воды; аэрокосмические устройства обычно подвергаются экстремальным колебаниям температуры и давления. В результате разъемы стараются разрабатывать и изготавливать таким образом, чтобы они были максимально защищены и как можно дольше выдерживали влияние негативных факторов, влияющих на их работоспособность.
Чтобы защитить разъемы от агрессивных условий эксплуатации, производители добавили новые функции в свои конструкции, в том числе более прочные контакты, более прочные металлические или термопластичные оболочки, водонепроницаемые уплотнения и различные блокирующие механизмы.
Прочные металлические и термопластичные оболочки должны быть изготовлены из качественных материалов, чтобы выдерживать годы воздействия суровых условий. Металлические корпуса должны выдерживать повторные удары, вибрацию и внезапный удар, в то время как термопластик должен быть спроектирован для защиты от химических веществ / жидкостей и экстремальных температур.В зависимости от применения разъёмы могут быть разных форм, в том числе прямоугольных и цилиндрических, а также иметь надежные блокирующие системы для обеспечения их соединения.
Корпуса должны быть изготовлены с использованием различных материалов, соответствующих требованиям рабочей среды их возможной эксплуатации. Общие металлы варьируются от алюминия и нержавеющей стали до латуни и титана, в то время как термопласты и композиты включают полимеры из нейлона и стекла, такие как PEEK, PEI и PPS.
Жидкостно-устойчивые уплотнения имеют решающее значение для работы в суровых условиях, поскольку они помогают значительно уменьшить проникновение пыли, химических веществ и воды. Силиконовые уплотнения и втулки должны функционировать безупречно, чтобы обеспечить максимальную герметичность от внешнего загрязнения. Они также должны сохранять гибкость в широком диапазоне экстремальных температур без деформации и деградации защитных свойств.
Выравнивание контактов — еще один важный элемент для электрических разъемов, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации. Блокирующие механизмы, которые защелкиваются на или в сопрягаемой поверхности, помогают обеспечить полное совпадение внутренних контактов при соединении, при этом некоторые из них производят звуковой щелчок при успешном подключении. К ним относятся резьбовые соединительные кольца, защелки, рычажные замки и винты, которые зажимают соединитель и контакты вместе. Многие коннекторы также оснащены клиновыми замками и контролем положения в терминале (TPA), которые предлагают дополнительные варианты манипуляции и дополнительную стабильность соединения, как с контактным цилиндром, так и с сопряженной поверхностью.
Внутренние контакты (розетки) или пины (разъемы) представляют собой еще один жизненно важный аспект соединителей в суровых средах. Если сигнал или канал его передачи будет нарушен, тогда электрооборудование и приложения не сработают. Контакты часто состоят из различных металлов, которые противостоят коррозии, а также обеспечивают превосходную передачу мощности и сигнала, причем один из них формирует форму, а другой — покрытие. Используют широкий спектр металлов, однако наиболее распространены медное и никелевое покрытие.
Жесткие и прочные разъемы изготавливаются в строгих правилах, которые должны соответствовать отраслевым стандартам, которые подпадают под международную маркировку защиты или IP-код, делегированные Международной электротехнической комиссией (IEC). Коды имеют пару цифр для обозначения надежной защиты частиц и защиты от проникновения жидкости. Например, IP67 обозначает, что разъем полностью защищен от твердого мусора и может быть погружен в жидкость глубиной до одного метра.
Европейский союз вышел за рамки рейтинговой системы IP, включив в него директиву ATEX, в которой излагаются меры защиты от взрывов в рабочей среде. Коннекторы должны быть спроектированы и протестированы для обеспечения отсутствия электрической дуги или искрения в «переменчивых ситуациях», когда присутствуют горючие газы, пары и другие взрывоопасные материалы. Директива предлагает систему с аналогичным номером, такую как IP-коды, но разбивается на шесть зон в диапазоне от 0 (места, где постоянно присутствуют легковоспламеняющийся газ, пары и туман) в зону 22 (места, где взрывоопасная пыль может присутствовать на короткие периоды время).
Коннекторы для жесткой среды проектируют учитывая различные инженерные потребности, что в
конечном итоге упрощает их эксплуатацию и обслуживание в различных производственных и
полевых условиях, помогает снизить затраты, повышает эффективность.
При выборе правильного соединителя тщательное рассмотрение окружающей среды является обязательным. Правильно задавая вопросы, можно правильно определить оптимальный разъем. Некоторые из вопросов, которые должны задавать инженеры, включают:
Какие существуют ограничения и типы?
Существуют ли ограничения по размеру или пространству?
Требуется ли герметизация для защиты от воды или других жидкостей?
Является ли разъем сигнальным или электрически проводящим?
Хотя критерии отбора являются обширными и могут быстро запутать любого инженера, большинство производителей предлагают услуги, которые помогут вам с помощью множества вариантов определить наиболее эффективный вариант коннектора.
