工业连接器选择指南：IP 等级、锁定机制和耐化学性

在选择工业连接器时，配电系统的设计人员必须考虑基本规格，例如电压、电流、工作温度以及基本的抗冲击和振动要求。它们还需要考虑侵入保护 (IP) 等级、锁定机制、耐化学和耐腐蚀性以及热插拔性等因素。

工业连接器的 IP 等级旨在确保在特定环境条件下可靠运行。它们由两位数组成。第一位数字表示防止固体物体和灰尘进入连接器的防护等级，第二位数字表示防止液体进入内部的防护等级。任一位置的 “0” 表示没有保护。

标准 IP 等级中的最高等级为 IP69。IP69 等级的设备具有防尘功能，可以承受高压液体和蒸汽的清洁。下一级是 IP68，适用于防尘设备，可承受浸泡在深达 1.5 米的水中长达 30 分钟。

防护等级为 IP68 的连接器示例包括安德森电源产品公司的 Samtec ACR-16 和 SBSX-75A 密封防水连接器。ACR-16 是一个 10 针连接器，额定电流为 11.6 A，SBSX-75A 有两个额定电流高达 135 A 的电源引脚和最多四个信号引脚。两个连接器还包括锁定机制，尽管锁定机制的样式不同（图 1）。

图 1：ACR-16（左）和 SBSX-75A（右）连接器具有 IP68 环境防护等级和锁定机制（未按比例调整）。（图片：Sager）

锁定机制

锁定或锁定连接器旨在防止意外断开连接并提供安全可靠的连接。它们广泛用于汽车、储能、工业、医疗和其他应用。例如：

ACR-16 系列是刺刀式连接器，在配对和扭曲时会锁定。只需转动 1/3 即可将它们插上和拔下。

SBSX-75A 系列使用门锁，侧面有不锈钢弹簧锁，可牢固地卡入到位。

还有各种其他锁定/锁定机制可供选择，包括：

杠杆锁定是工业连接器上非常常见的机制。它可以防止连接器打开并增加连接的密封性。Hirose 推拉锁使用插头中的内部锁扣。当两半压在一起时，这些锁扣会缩回并插入插槽内相应的凹槽中。要断开连接，必须挤压连接器本体，同时将连接器的两半拉开。

螺丝锁使用螺纹联轴器来改善冲击和振动性能。螺丝锁用于矩形和圆形连接器。

耐化学和耐腐蚀性

即使是锁定和密封的连接器，在运输、工业和移动应用中暴露于碳氢化合物和溶剂中也可以减少标准外壳材料的降解。对于这些应用，连接器外壳可以由具有耐化学腐蚀性的材料制成。

聚碳酸酯 (PC) 对稀酸、中性盐溶液、油脂、油和洗涤剂具有良好的耐化学性。

聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) 适用于预计会接触有机溶剂、汽油和油的应用。

PC/PBT 混合物结合了两种聚合物的最佳特性，具有高耐化学性、高冲击性能和出色的耐候性。

安德森电力产品公司的 SB 连接器系列采用了 PC/PBT 混合物，提供耐化学腐蚀的外壳。这些连接器的额定电流高达 280 A，工作温度范围从 -40 °C 扩展至 105 °C，环境等级为 IP64（图 2）。

图 2：该电源连接器的外壳由 PC/PBT 混合物制成，具有很高的耐化学性。（图片：安德森电力产品）

可热插拔

模块化系统可以通过使用热插拔连接器来提高可靠性。在其他情况下，需要服务插头连接器（也称为冷插头连接器）来断开电路并确保高压区域工作人员的安全。

热插拔支持插入和移除带电连接器，以最大限度地提高系统可用性。有两种热插拔配置：

预配或先开/后断顺序对触点进行排序，使它们在主电源接点之前接合。预配用于防止过流、短路和接地故障。

对用于信号或辅助电源位置的触点进行后配接或上接/中断优先排序，以确保在电源触点完全接合之前，通信不会启动或电源电路未开启。

安德森电源产品公司的 Powerpole 连接器的额定电压为 600 V，电流高达 350 A，并具有预连接功能。扁平擦拭接触系统具有较大的法向力和较大的导电面积，可最大限度地减少接触电阻。牺牲性尖端可限制在负载下堵塞或断裂时对非导电表面的损坏。插上后，无论是否在负载下，擦拭设计都会清洁配合表面。

冷插拔性

高压应用（1,500 V+）通常更关心操作员的安全，而不是系统的正常运行时间。在这些情况下，服务插头可用于冷插拔，以手动断开电源并保护操作员免受高压侵害。

Hirose EM30MSD 服务插头包括额定电压为 1,500 V 和 200 A 的电源端子以及额定电压为 250 伏和 1 A 的信号线。当旋转刺刀锁定机构以断开连接时，这些信号线会中断，以防止热插拔。配对后，锁定系统还具有抗冲击性，以最大限度地减少意外断开连接的可能性（图 3）。

图 3：拔下 EM30MSD 冷插拔接头时，电源线和信号线均会打开以保护操作员。（图片：广濑）

多点接触设计降低了接触电阻。EM30MSD 服务插头的 PBT 外壳具有耐化学性，配接时防护等级为 IP68，适用于环境保护。

拔下插头时，插座部分具有 IPX2 手指保护功能，可降低操作员触电的风险。IPX2 设计可防止直径大于 12.5 毫米、长度超过 80 毫米的固体物体（例如手指）进入。

自定义电缆配置器

选择连接器是一项重要的任务。使用这些连接器设计电缆组件也是如此。Molex 的自定义电缆配置器简化了这一过程。

设计人员可以使用此在线工具快速设计定制的电缆组件。设计完成后，该工具将提供概念图、三维模型、样品和赛格电子的报价。特性和功能包括：

电源和信号连接器的选择

UL 级电线选项

支持双端和单端设计

捆绑配件和自定义标签的选项

高级功能包括引脚配置器以及自动生成的图纸和三维模型。

选择工业连接器和设计能够提供电力、保护和可靠性的电缆组件是一个详细的过程。它涉及连接器 IP 等级、锁定/锁定机制以及耐化学和耐腐蚀性的考虑。