電連接器耐久性試驗前后接觸電阻變化統計分析

高月欣 董力群 馬建立

（南車青島四方機車車輛股份有限公司，山東 青島266000）

0 引言

接觸電阻是電連接器的重要電氣參數，引起接觸電阻變化的因素包括材質、表面處理工藝和使用環境等。為確保電連接器的可靠性，國內外鐵路行業有關標準對電連接器均規定了接觸電阻和耐久性試驗要求。

通過對5種品牌8種型號電連接器（表1）的38對接觸件進行耐久性試驗，統計分析了表面處理工藝不同的銅基接觸件在耐久性試驗前后接觸電阻值的變化和分布情況，總結了表面處理工藝對接觸件接觸電阻的影響程度，并對耐久性試驗后接觸電阻值是否合格按不同的標準進行了判定，同時簡析了耐久性試驗后接觸電阻值增加的原因，旨在為研究電連接器的固有可靠性提供參考數據。

表1 耐久性試驗電連接器明細表

1 相關要求及耐久性試驗方法

鐵路行業有關標準對接觸電阻及耐久性試驗的相關要求如表2所示。

按 NFF61－030—1992／11.6.1規定，耐久性試驗方法如下：（1）試件接受機械壽命測試時不帶電氣負荷，測試時可以取下密封墊。（2）連接器以≤5次／min的速度正常地連接和分開。（3）連接次數為500次。（4）每次操作連接的所有裝置是完全插入的。（5）有螺紋的部分可以定期地給予潤滑。（6）在進行測量之前，進行2個連接和分開的循環。

2 接觸電阻測量與計算

2.1 試驗設備

GOM－802直流微歐儀。

表2 接觸電阻及耐久性試驗相關要求

2.2 接觸件接觸電阻測量

2.2.1 耐久性試驗前（接觸件裝配前）

按圖1所示測量接觸件電阻R1和總電阻R2，并計算電纜電阻R3（R3＝R2－R1）。

圖1 接觸件接觸電阻及總電阻測量示意圖

2.2.2 耐久性試驗后（接觸件裝配后）

按圖1所示測量總電阻R4（同R2測量），并計算接觸件電阻R5（R5＝R4－R3）。

2.2.3 接觸電阻測試的觸頭數量

（1）按 NFF61－030—1992／11.3.3規定：觸頭總數的10%，最少5個；如果觸頭數量少于5，測試全部觸頭。

（2）統計分析中，鍍金接觸件和鍍銀接觸件共38對（表1）。

3 耐久性試驗結果

鍍金接觸件試驗數據如圖2所示。

鍍銀接觸件試驗數據如圖3所示。

4 耐久性試驗結果統計分析

試驗數據離散分析如表3所示。

圖2 鍍金接觸件接觸電阻離散圖

圖3 鍍銀接觸件接觸電阻離散圖

表3 試驗數據離散分析表 單位：mΩ

耐久性試驗后不合格判定：

4.1 按 NFF61－030—1992／11.6.1的規定（試驗后接觸電阻不應大于2.5mΩ）

鍍金接觸件不合格率＝4／20×100%＝20%（圖2）。

鍍銀接觸件不合格率＝0（圖3）。

4.2 按我國鐵路行業有關標準的規定（試驗后接觸電阻應不超過試驗前的2倍）

鍍金接觸件不合格率為20%，鍍銀接觸件不合格率為27.78%，分析如表4所示。

5 耐久性試驗后接觸電阻增加原因簡析

（1）耐久性試驗過程必然導致接觸件鍍層磨損，因而接觸對間的正壓力下降、接觸電阻增加。

（2）銅基接觸件一般采用鎳打底鍍金工藝和鍍銀工藝，這些金屬的電阻率從小到大的排序是銀（1.586×10－8Ω·m）—銅（1.678×10－8Ω·m）—金（2.40×10－8Ω·m）—鎳（6.84×10－8Ω·m），顯然金、鎳電阻率差異大于銀、銅電阻率差異。

表4 耐久性試驗后不合格分析表

6 試驗結論

（1）綜合評價電連接器可靠性時，必須進行耐久性試驗，并考核試驗后接觸電阻是否符合確定的要求。

（2）耐久性試驗后，接觸件的接觸電阻值按NFF61－030—1992判定合格時，有可能不符合我國鐵路行業有關標準。

（3）鍍層工藝對耐久性試驗后的接觸電阻有較大的影響。本次研究中鍍金接觸件試驗后的接觸電阻方差為0.4447mΩ，鍍銀接觸件試驗后的接觸電阻方差為0.1261mΩ（表3）。

7 結語

雖然按有關標準完成了本次研究，但統計用試驗數據難免有環境溫度變化引起的誤差和測量誤差存在，推斷的統計分析數據及結果僅供參考。

［1］NFF61－030—1992 鐵路車輛電氣連接器［S］

［2］TB／T2761—1996 機車用電連接器基本技術條件［S］

［3］GB／T25022—2010 機車車輛車端電氣通信（控制）連接器［S］

［4］GB／T25023—2010 機車車輛車端動力連接器［S］