[发明专利]电连接组件

说明书

本发明涉及电连接组件。具体而言，在此披露一种高压馈通组件(100)，在该高压馈通组件中，高压引线的曝露区域被维持与地电位区域具有足够的间隔，以便预防微放电。描述的组件阻塞高电势区域与地面之间的充气通路，从而预防电荷经过。因此，可减小所需的以便预防微放电的间隔。

技术领域

本发明涉及适合于连接电引线的电连接组件和电连接器。本发明在用于需要稳定的高压供给的科学仪器中是特别有利的。可在质谱仪内实施所描述的电连接组件和电连接器。

背景技术

许多科学仪器需要大数目的电连接件，例如以便将电力供给至科学仪器模块或者允许传输或接收测量信号。这些电连接件中的一些将承载高压(在一些情况下，在kV的规模上)。其他连接件承载小得多的电压，例如几V或mV的控制信号或测量信号。

当承载高压的连接器与连至地电位的连接件(或承载小得多的电压的连接器)紧密接近时，存在电弧或火花的风险。如果在两个区域处的电势之间的差值超过空气隙的击穿电压，那么可能跨空气隙形成电弧。这种类型的电弧或放电可能是有害的，导致对设备的损害以及对使用者的伤害。因此，应维持足够的空气隙以便预防这种类型的到地面的泄露路径。

常见地，为将电连接件连接至科学仪器，操作员将分别连接来自一束电缆的每个单独的电引线。这些电缆然后可在使用期间从仪器处的每个连接器拖曳，并且可趋向于无意的接触或移动。这可导致承载不同电压的连接器或引线之间的间隔减小，并且因此可能发生放电事件。此外，每个电连接件的连接和断开分别是费时的并且为出错留下余地。如果出乎意料地高的电压被施加至科学仪器处的不正确的电连接件，则会发生损坏或危害。

微放电也是高压连接器中的具体问题。由于积累在接近于高压引线的绝缘表面处的电荷，微放电发生。如果在带电表面与低电势区域之间的间隔过小，则可能形成跨绝缘表面的暂时路径，从而允许微放电事件。这些事件作为经过连接器的电压中的相对小的、短暂的波动而被观察到。例如，当10kV的电压被供给至连接器时，由于微放电可观察到在10ms内大约1V的骤降。这样，微放电导致通过电连接件供给的电压中的不稳定性，所述不稳定性对于某些电压敏感的科学仪器可能是有问题的。

用于预防微放电的方法是在电引线与设置在较低电势或地电位处的区域之间提供足够的间隔。应避免跨绝缘体表面的急剧势梯度。预防微放电所需的间隔d与两个区域之间的电压差ΔV成指数比例(换言之，d∝e^kΔV)。例如，当位于空气中时，在5kV的外加电压下高压区域与地面之间所需要的间隔必须大于等于24mm，而对于10kV的外加电压所需要的间隔必须大于等于290mm。可将科学仪器和它们的电连接件的设置设计为维持在电气部件之间所需要的空气隙，但在需要大电压的情况下，这变得更加复杂和麻烦。

到质谱仪的电连接件会是尤其复杂的。不仅仅需要大数目的电连接件，而且多个连接件必须设置在非常高的电压(高达10kV)下。质谱仪需要对静电分析器的特别稳定的电压供给。甚至在供应的电势中的小波动可使离子光学破裂，并且减小仪器的分辨极限。此外，该设备是灵敏的并且具有高价值，因此避免由于电连接件的不正确配置的损坏具有最高重要性。

从而，需要提供用于电连接至科学仪器的方法和设备，该方法和设备减小了微放电事件的可能性，同时更方便并且较不容易发生错误。进一步需要提供电连接器，该电连接器减小了微放电的可能性，以便维持稳定的外加电势。

发明内容

在这个背景下，提供一种高压馈通组件，在该高压馈通组件中，高压引线的曝露区域被维持与地电位区域具有足够的间隔，以便预防微放电。描述的组件阻塞高电势区域与地面之间的充气通路，从而预防电荷经过。因此，可减小所需的以便预防微放电的间隔。进一步提供一种电气组件，该电气组件维持在承载不同电压的连接器之间的所需间隔，以便预防微放电的发生。在电气组件处的多个电气部件可包括描述的多个高压馈通组件。