Hochspannungstaugliche Steckverbinder – Ein schmaler Grat zwischen minimalem Bauraum und maximaler Leistungsübertragung

Interview mit Sebastian Dormeier Product Manager Circular Connectors bei ODU GmbH & Co. KG

Kommen Ihre Kunden mit diesen Anforderungen bereits auf Sie zu?

Ja, gerade die Kombination aus minimalem Bauraum und maximaler Leistungsübertragung wird immer wichtiger für unsere Kunden und ist in den meisten Fällen ein Must-have, unabhängig von der Branche. Ich kann das Thema gerne an einem unserer neuen Produkte im Hochspannungsbereich erläutern.

Um welche Art von Steckverbinder handelt es sich und wo liegen die besonderen Stärken von ODU?

Wir haben im Bereich unserer Kunststoffrundsteckverbinder einen neuen Kontakteinsatz entwickelt, welcher hochspannungstauglich ist und eine zuverlässige Übertragung von bis zu 1.000 Volt AC und 16 Ampere gewährleistet. Das alles in einem Steckverbinder, der einen Durchmesser von 20 mm nicht überschreitet. Zusätzlich haben wir das Kontakt-Pin-Layout so konzipiert, dass Hot-Plugging generell bereits im Vorfeld vermieden werden kann. Dies realisieren wir durch nacheilende Signalkontakte, die den vollständigen Steckzustand erkennen und es einer passenden Elektronik ermöglichen. Die Strom- und Spannungsübertragung schaltet sofort ab, sobald ein Anwender unter Last stecken oder entstecken möchte. Dieser spezielle Sicherheitsaspekt ist vor allem bei höheren Spannungen und Strömen für unsere Kunden und am Ende für den Anwender selbst sehr wichtig und bietet ebenfalls eine langfristige Funktions- und Betriebssicherheit unserer Produkte. Den Steckverbinder bieten wir auf Wunsch in orange an, um auf die hohen Spannungen hinzuweisen.

Sie haben das Thema Sicherheit angesprochen, welche Normen sind in diesem Bereich besonders wichtig?

Die Hochspannungs-Steckverbinder werden nach der DIN EN IEC 60664-1 ausgelegt. Hierbei geht es um die Isolationskoordination für elektrische Betriebsmittel, allgemein gesprochen um die Funktionsisolierung der Bauteile. Da unsere Steckverbinder auch in der Medizintechnik in vielen unterschiedlichen Bereichen eingesetzt werden, haben wir diese Stecker zudem nach der IEC 60601-1 auslegt, um auch unsere Medizinkunden in vollem Umfang zu unterstützen.

Durch welche Eigenschaften Ihrer Steckverbinder wird die IEC 60601-1 Konformität erreicht?

Um die höchsten Schutzmaßnahmen in der Medizintechnik zu erreichen, haben wir die Luft- und Kriechstrecken zwischen den spannungsführenden Kontakten im Inneren zu den berührbaren Gehäuse-Teilen erhöht. Dies gelang uns durch die Einbringung von Isolierdomen um die Kontakte herum. Je höher die Luft- und Kriechstrecken sind, umso höhere Schutzlevel werden erreicht. In unserem Fall die höchsten mit 2 MOPP, was so viel bedeutet wie: Two Means of Patient Protection bei medizinischen Geräten, die am 230V AC Stromnetz betrieben werden. Da unsere Bauteile diese zwei Schutzlevel aufweisen und auch entsprechende Kabel dazu ausgewählt wurden, muss der Medizingerätehersteller keine zusätzliche Integration im Netzteil vornehmen und spart dadurch Zeit, Aufwand und natürlich auch Kosten.

Dieser Steckverbinder wird zum Beispiel im Bereich der Ablationskatheter eingesetzt, da hier zum einen die IEC 60601-1 eingehalten werden muss, aber auch höhere Ströme für wenige Sekunden fließen können.

Für welche weitere Anwendungsfelder neben der Medizintechnik sind die neuen hochspannungstauglichen Einsätze noch entwickelt worden?

Wir haben den Hochspannungssteckverbinder u.a. für den Automotive Testing Bereich entwickelt, da hier höhere Spannungen angelegt werden. In diesem speziellen Fall wurde auch der Verschmutzungsgrad 3 spezifiziert, um den rauen Anforderungen z.B. in einer Werkstatt nachzukommen. Unser Steckverbinder wird hier beispielsweise für ein Batterietestgerät verwendet. Auch im Industriebereich sorgen die entwickelten Reversed Gender Varianten bei LED Videowalls dafür, dass die einzelnen Screens z.B. auf Konzerten mit Strom versorgt werden.

Ist der hochspannungstaugliche Steckverbinder der einzige dieser Art bei ODU, oder gibt es noch weitere?

Im Bereich der Rundsteckverbinder bieten wir auch für die ODU MINI-SNAP^® Serie einige kundenspezifische Varianten für höhere Ströme und Spannungen an. Die ODU-MAC^® Module der Rechtecksteckverbinderserien bieten im Verschmutzungsgrad 2 Lösungen mit bis zu 9,5kV und kurzfristig verfügbare Standardlösungen mit 6,3 kV bzw. 4 kV Nennspannung an. Dies kann dann in einer hybriden Steckerlösung mit weiteren Modulen kombiniert werden. Hierbei handelt es sich dann um Steckverbinder ohne Schaltleistung (COC) und die Teilentladungsspannungen wurden geprüft. Neben den Standardportfolien bieten wir viele kundenspezifische Steckverbinder, optional mit hochspannungstauglichem Kabel als komplette Kabelkonfektionierung. Alles aus einer Hand, immer abgestimmt auf minimalen Bauraum, maximaler Leistungsübertragung und höchste Sicherheit.