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摘要:本文介绍了搭接的概念和基本工艺,并结合应用的电路详细介绍了搭接在电气系统中的应用和实际意义。
关键词:搭接;电气系统
一、搭接的概念
搭接是指两个金属物体通过机械或化学方法实现结构连接,以建立稳定的低阻抗电气通路的工艺过程。任何电气系统中,无论是一个小部件或整套设施都需要在金属体之间进行相互搭接,以便提供电源和信号回路。搭接技术应用于各种设备的金属机箱之间、设备机箱到接地平面之间、信号回路到地线和电缆屏蔽层到地线之间,也应用于接地平面与连接大地的地网之间、屏蔽体与大地之间。在汽车,飞机和舰船上搭接应用十分普遍,它可以提供安全保护、雷电防护和静电泄放通路。
二、搭接的分类
1、根据搭接的方法分类
搭接的方法可分为永久性搭接和半永久性搭接两种。永久性搭接是利用铆接、熔焊、钎焊、压接等工艺方法,将两种金属物体保持固定的连接。它在装置的全寿命期内应保持固定的安装位置,不要求拆卸进行检查、维修或作系统的更改。永久性搭接在预定的寿命期内应具有稳定的低阻抗电气特性。
半永久性搭接是利用螺栓、螺钉、夹具和销键紧固装置等辅助器件使两种金属物体连接的方法。为了进行系统更改、检查测量电阻和噪声、维修和替换部件等需要应采用半永久性搭接,可以降低成本。
2、根据搭接的形式分类
從搭接的形式上可分为直接搭接和间接搭接。直接搭接是在互连的物体直接不使用辅助导体而直接由两种物体特定部位表面接触,建立一条导电良好的电气通路。一般通过焊接工艺在结合处建立起一种熔接的金属搭接,或者利用螺栓等辅助器具在配接表面之间保持着强大的压力来获得电气连续性,如电源配电母线条带的拼接、避雷装置引下导体与大地电极的连接,设备面板与机架的配接等都是直接搭接的例子。直接搭接的质量和可靠性取决于搭接导体的接触电阻,必须在长期使用中保持很低的电阻值才能提供有效的电气通路。直接搭接连接电阻的大小与导体连接的面积、接触压力、表面杂质和表面硬度等因素有关。
为了减小直接搭接的连接电阻采用增大连接面积的方法时,同时必采用紧固螺栓来使接触面获得较大的压强,使连接电阻不再随接触面压强而变化。这样就可以用大连接面积来减小连接电阻。工程上总是希望连接的配接表面面积尽量大,相应增大面积之间金属真正接触点的总数。除了具有减小连接电阻的明显优点之外,大连接面积还可以提高散热面积,使热量容易散发。大连接面积还能够获得较大的机械强度,并且可以减小风化作用,这是因为整个连接面积中只有小部分面积暴露在环境之中。
但是在实际工程中,有许多场合需要使两种互连的物体在空间位置上必须分离或者保持相对的运动,显然这就妨碍了直接搭接方式的实现。此时就需要采用搭接带(搭接片)或其他辅助导体将两个物体连接起来,这种连接方式称为间接搭接。由于间接搭接需要采用搭接带或搭接条等辅助导体连接两种金属物体,因此间接搭接的连接电阻等于搭接带(条)两端的连接电阻之和与搭接带(条)的电阻相加。搭接带的电感是不可忽略的,即使是在频率相当低时,感抗也比电阻大得多,因此应尽量选择长宽比小于5的扁平搭带(条)。
三、搭接的应用
搭接是抑制电磁干扰的技术措施之一。搭接不良或不适当,不仅直接降低设备或系统的抗雷电放电、抗静电和抗信号噪声干扰的能力,直接影响系统和人身安全,而且还影响其他抑制电磁干扰技术措施的实施效果,如滤波、屏蔽和接地等。例如电缆连接器与设备壳体的搭接能使电缆屏蔽获得最佳效果。如果没有搭接措施,连接器屏蔽效能将大为降低,使全部电缆的屏蔽防护功亏一篑。因此,搭接对于保护电缆屏蔽的完善性和维持电缆的低损耗传输特性是必不可少的。
电源滤波器的壳体对设备外壳或机架地的连接良好与否,直接影响滤波器的性能。
如图所示的滤波器是一个低通滤波器,其用途是滤除设备电源线中高频干扰分量。在高频情况下,旁路电容器的电抗呈低阻抗。出现在电源线路上的干扰信号沿着通路被旁路至地,因此干扰信号不会到达负载,达到了滤波目的。但是,如果搭接不良那么干扰电流将流过通路而达到负载,这样滤波器的效率就会降低。
在电流通路上若某一个搭接点没有牢固地连接,或由于振动而使连接点产生松动,这种连接点会起到间歇式触点的作用。即使通过直流电流或工频交流电流,在此产生的火花也可能会形成频率高达几百兆赫的干扰。在我们的实际工作中,发信机与天线馈管的接口、天线调谐单元与天线的接口,如果搭接不牢固或接口处有杂质,就会造成打火,使发信机的驻波比增大,严重时还会造成机器不能正常工作。在例如在雷电保护网络中,一个雷击放电的很大电流可能在不良的搭接点上产生几千伏压降。由此产生的电弧放电可能造成火灾或引起爆炸等危害。
四、综上所述,电气系统里搭接的目的是:
(1)为了防止雷电放电的危害,保护设备和人身安全。
(2)为了建立故障电流的回流通路,建立信号电流的均匀而稳定的通路。
(3)为了降低机箱和系统机壳上的射频感应电势,防止静电电荷的积聚。
(4)为了防止电源突然与地短路发生电击危险,保护人身安全。
关键词:搭接;电气系统
一、搭接的概念
搭接是指两个金属物体通过机械或化学方法实现结构连接,以建立稳定的低阻抗电气通路的工艺过程。任何电气系统中,无论是一个小部件或整套设施都需要在金属体之间进行相互搭接,以便提供电源和信号回路。搭接技术应用于各种设备的金属机箱之间、设备机箱到接地平面之间、信号回路到地线和电缆屏蔽层到地线之间,也应用于接地平面与连接大地的地网之间、屏蔽体与大地之间。在汽车,飞机和舰船上搭接应用十分普遍,它可以提供安全保护、雷电防护和静电泄放通路。
二、搭接的分类
1、根据搭接的方法分类
搭接的方法可分为永久性搭接和半永久性搭接两种。永久性搭接是利用铆接、熔焊、钎焊、压接等工艺方法,将两种金属物体保持固定的连接。它在装置的全寿命期内应保持固定的安装位置,不要求拆卸进行检查、维修或作系统的更改。永久性搭接在预定的寿命期内应具有稳定的低阻抗电气特性。
半永久性搭接是利用螺栓、螺钉、夹具和销键紧固装置等辅助器件使两种金属物体连接的方法。为了进行系统更改、检查测量电阻和噪声、维修和替换部件等需要应采用半永久性搭接,可以降低成本。
2、根据搭接的形式分类
從搭接的形式上可分为直接搭接和间接搭接。直接搭接是在互连的物体直接不使用辅助导体而直接由两种物体特定部位表面接触,建立一条导电良好的电气通路。一般通过焊接工艺在结合处建立起一种熔接的金属搭接,或者利用螺栓等辅助器具在配接表面之间保持着强大的压力来获得电气连续性,如电源配电母线条带的拼接、避雷装置引下导体与大地电极的连接,设备面板与机架的配接等都是直接搭接的例子。直接搭接的质量和可靠性取决于搭接导体的接触电阻,必须在长期使用中保持很低的电阻值才能提供有效的电气通路。直接搭接连接电阻的大小与导体连接的面积、接触压力、表面杂质和表面硬度等因素有关。
为了减小直接搭接的连接电阻采用增大连接面积的方法时,同时必采用紧固螺栓来使接触面获得较大的压强,使连接电阻不再随接触面压强而变化。这样就可以用大连接面积来减小连接电阻。工程上总是希望连接的配接表面面积尽量大,相应增大面积之间金属真正接触点的总数。除了具有减小连接电阻的明显优点之外,大连接面积还可以提高散热面积,使热量容易散发。大连接面积还能够获得较大的机械强度,并且可以减小风化作用,这是因为整个连接面积中只有小部分面积暴露在环境之中。
但是在实际工程中,有许多场合需要使两种互连的物体在空间位置上必须分离或者保持相对的运动,显然这就妨碍了直接搭接方式的实现。此时就需要采用搭接带(搭接片)或其他辅助导体将两个物体连接起来,这种连接方式称为间接搭接。由于间接搭接需要采用搭接带或搭接条等辅助导体连接两种金属物体,因此间接搭接的连接电阻等于搭接带(条)两端的连接电阻之和与搭接带(条)的电阻相加。搭接带的电感是不可忽略的,即使是在频率相当低时,感抗也比电阻大得多,因此应尽量选择长宽比小于5的扁平搭带(条)。
三、搭接的应用
搭接是抑制电磁干扰的技术措施之一。搭接不良或不适当,不仅直接降低设备或系统的抗雷电放电、抗静电和抗信号噪声干扰的能力,直接影响系统和人身安全,而且还影响其他抑制电磁干扰技术措施的实施效果,如滤波、屏蔽和接地等。例如电缆连接器与设备壳体的搭接能使电缆屏蔽获得最佳效果。如果没有搭接措施,连接器屏蔽效能将大为降低,使全部电缆的屏蔽防护功亏一篑。因此,搭接对于保护电缆屏蔽的完善性和维持电缆的低损耗传输特性是必不可少的。
电源滤波器的壳体对设备外壳或机架地的连接良好与否,直接影响滤波器的性能。
如图所示的滤波器是一个低通滤波器,其用途是滤除设备电源线中高频干扰分量。在高频情况下,旁路电容器的电抗呈低阻抗。出现在电源线路上的干扰信号沿着通路被旁路至地,因此干扰信号不会到达负载,达到了滤波目的。但是,如果搭接不良那么干扰电流将流过通路而达到负载,这样滤波器的效率就会降低。
在电流通路上若某一个搭接点没有牢固地连接,或由于振动而使连接点产生松动,这种连接点会起到间歇式触点的作用。即使通过直流电流或工频交流电流,在此产生的火花也可能会形成频率高达几百兆赫的干扰。在我们的实际工作中,发信机与天线馈管的接口、天线调谐单元与天线的接口,如果搭接不牢固或接口处有杂质,就会造成打火,使发信机的驻波比增大,严重时还会造成机器不能正常工作。在例如在雷电保护网络中,一个雷击放电的很大电流可能在不良的搭接点上产生几千伏压降。由此产生的电弧放电可能造成火灾或引起爆炸等危害。
四、综上所述,电气系统里搭接的目的是:
(1)为了防止雷电放电的危害,保护设备和人身安全。
(2)为了建立故障电流的回流通路,建立信号电流的均匀而稳定的通路。
(3)为了降低机箱和系统机壳上的射频感应电势,防止静电电荷的积聚。
(4)为了防止电源突然与地短路发生电击危险,保护人身安全。