電連接

《鐵道科學(xué)技術(shù)名詞》第一版。

1997年，經(jīng)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定發(fā)布。

一般按照電氣連接組件的位置，電氣產(chǎn)品中的電氣連接組件可以分為外部電氣連接組件和內(nèi)部電氣連接組件兩大部分。外部電氣連接組件是指產(chǎn)品外殼（電氣外殼）外部的所有電氣連接組件，這些電氣連接組件由于不包括在產(chǎn)品外殼（電氣外殼）的防護(hù)之內(nèi)，因此，必須單獨(dú)滿(mǎn)足相應(yīng)的電擊防護(hù)要求。內(nèi)部電氣連接組件是指產(chǎn)品外殼（電氣外殼）內(nèi)部的所有電氣連接組件，這些電氣連接組件由于包括在產(chǎn)品外殼（電氣外殼）的防護(hù)之內(nèi)，因此，一般只需要滿(mǎn)足相應(yīng)的功能絕緣要求即可。以常見(jiàn)的電飯煲為例（見(jiàn)圖1），它使用電源線組件和供電電網(wǎng)連接提供工作電源，電源線組件通過(guò)耦合器與電飯鍋的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)連接，耦合器通過(guò)內(nèi)部導(dǎo)線連接到內(nèi)部控制器（限溫器、熱熔斷體）及發(fā)熱管等部件上，形成電氣回路。

一般電氣連接組件主要由電氣連接部件（例如接線端子等）、電線電纜、電線固定裝置和電線保護(hù)裝置（例如單獨(dú)的電線護(hù)套等）等部件組成。

電氣連接部件通過(guò)提供適當(dāng)?shù)臋C(jī)械作用力，將不同的導(dǎo)體部件可靠地固定在一起，實(shí)現(xiàn)電氣連接。電氣連接部件的關(guān)鍵作用在于提供可靠的連接，避免不同導(dǎo)體之間出現(xiàn)接觸不良而引起危險(xiǎn)。電氣連接部件通常由非金屬支撐部件和金屬連接部件組成，非金屬支撐部件作為支撐基礎(chǔ)，除了要求能夠在長(zhǎng)期工作中起到絕緣的作用外，還要求能夠承受使用中所支撐導(dǎo)體的發(fā)熱，不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致危險(xiǎn)的變形（對(duì)于熱塑性材料而言，可以通過(guò)球壓測(cè)試來(lái)驗(yàn)證。），并且有一定的阻燃等級(jí)，不會(huì)成為潛在的火源。

電線電纜作為主要的載流部件，除了要求有足夠的載流能力之外，還要求有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和絕緣特性，以滿(mǎn)足使用中的電擊防護(hù)要求。

為了確保電氣連接的長(zhǎng)期有效，一般應(yīng)采取有效措施，避免電線電纜在電氣連接部位承受過(guò)分的機(jī)械應(yīng)力。通常的解決方法是在電氣連接部位附近使用附加固定方式來(lái)固定電線電纜，也就是俗稱(chēng)的電線電纜“雙重固定方法”。

以下分別介紹外部電氣連接組件和內(nèi)部電氣連接組件在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題。

電氣連接外部電氣連接組件

常見(jiàn)的外部電氣連接組件主要是產(chǎn)品的電源連接組件，常見(jiàn)的電源連接組件主要有以下幾種結(jié)構(gòu)。

1．電源插頭—電線護(hù)套—電源線—電線護(hù)套—電線固定裝置—內(nèi)部電源連接結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)是一種使用得最普遍的電源連接方式，使用時(shí)只需要將產(chǎn)品的電源插頭插入合適的電源插座內(nèi)，產(chǎn)品就可以正常使用。為了保證安全，產(chǎn)品的電源插頭應(yīng)當(dāng)符合相應(yīng)國(guó)家和地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)，與供電電網(wǎng)的電源插座匹配。在使用時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免使用電源轉(zhuǎn)換插頭，尤其是那些大功率的電氣產(chǎn)品。在市場(chǎng)上，一些轉(zhuǎn)換插頭甚至只提供兩極轉(zhuǎn)換，而將接地插頭浮空，這無(wú)形中破壞了Ⅰ類(lèi)產(chǎn)品的電擊防護(hù)系統(tǒng)，是非常危險(xiǎn)的。

2．電源線組件（包括電源插頭—電線護(hù)套—電源線—電線護(hù)套—耦合器）—耦合器—內(nèi)部電源連接結(jié)構(gòu)。

這種結(jié)構(gòu)最顯著的特點(diǎn)是，電源線組件可以方便、自由地取下而不會(huì)影響產(chǎn)品的安全特性。例如，對(duì)于一些銷(xiāo)往不同國(guó)家和地區(qū)的產(chǎn)品，尤其是大量的IT類(lèi)產(chǎn)品，往往可以通過(guò)僅僅更換電源線組件的方式就可以在不同的國(guó)家和地區(qū)使用，大大降低了產(chǎn)品生產(chǎn)制造過(guò)程中的庫(kù)存壓力。此外，電源線組件可以從產(chǎn)品上取下，還可以減小產(chǎn)品的體積，提高產(chǎn)品使用的舒適性。

為了提高產(chǎn)品的適用性，大部分的耦合器都是采取標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)的（執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)IEC 60320、IEC 60309或等效的國(guó)家和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)），以便于實(shí)現(xiàn)耦合器的互換性。在選用耦合器時(shí)，除了要考慮耦合器的規(guī)格、參數(shù)外，還需要注意耦合器的工作環(huán)境限制。普通的耦合器屬于冷環(huán)境使用，即在耦合器插腳溫度不超過(guò)70°C的情形下使用，如果需要在更高溫度的情形下使用耦合器，必須選用熱環(huán)境或高熱環(huán)境使用的耦合器。

此外，還有許多產(chǎn)品使用非標(biāo)準(zhǔn)化的耦合器以提高產(chǎn)品的使用舒適性。無(wú)論是使用標(biāo)準(zhǔn)耦合器還是非標(biāo)準(zhǔn)耦合器，在結(jié)構(gòu)上都必須保證耦合器的連接器在使用時(shí)不會(huì)起到支撐的作用。同時(shí)，在接通過(guò)程中耦合器的結(jié)構(gòu)能夠保證相極同時(shí)接通，并且接地極（如果有）比相極先接通；而在斷開(kāi)過(guò)程中耦合器的結(jié)構(gòu)能夠保證相極同時(shí)斷開(kāi)，并且接地極（如果有）比相極后斷開(kāi)。

3．電源連接端子排

這種類(lèi)型的外部電氣連接組件一般只是在使用固定布線連接（Fixed Wiring）方式的電氣產(chǎn)品中使用。這種連接方式的特點(diǎn)是直接將外部電源線連接到產(chǎn)品的電源連接端子排上。電源連接端子排必須在旁邊明確、清楚地標(biāo)識(shí)出正確的接線方式；同時(shí)，為了避免在連接外部電源線時(shí)對(duì)內(nèi)部布線產(chǎn)生影響，外部電源線不允許與內(nèi)部導(dǎo)線共用同一個(gè)端口。

使用這種連接方式的產(chǎn)品時(shí)，使用者無(wú)法通過(guò)拔下電源插頭的方式來(lái)完全切斷產(chǎn)品的電源，因此，一般要求產(chǎn)品必須裝備電源全極斷開(kāi)裝置（即能夠同時(shí)斷開(kāi)所有電源連接的開(kāi)關(guān)，并且開(kāi)關(guān)觸頭斷開(kāi)后能夠至少滿(mǎn)足基本絕緣的要求），或者在安裝說(shuō)明上強(qiáng)調(diào)必須在固定布線中配備全極斷開(kāi)裝置。

需要注意的是，以往有許多用于固定布線安裝的產(chǎn)品不提供電源端子排，而僅僅提供電源引線。然而，根據(jù)許多國(guó)家和地區(qū)的相關(guān)技術(shù)安全法規(guī)，這種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品一般是不允許在市場(chǎng)上直接銷(xiāo)售的，除非提供可靠固定且清晰標(biāo)識(shí)的電源端子排。

4．直插式結(jié)構(gòu)

直插式結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品直接將電源插頭鑄造在產(chǎn)品的外殼上，使用時(shí)將整個(gè)產(chǎn)品插到電源插座上。使用這種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品的特點(diǎn)是體積較小，結(jié)構(gòu)緊湊，但是對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造工藝要求較高，尤其是對(duì)電源插頭部分的公差要求較高，并且在設(shè)計(jì)時(shí)必須注意在插入電源插座時(shí)，手和插座電極之間必須有足夠的距離。

為了避免使用中對(duì)插座產(chǎn)生過(guò)量的機(jī)械應(yīng)力（一般要求對(duì)插座產(chǎn)生的附加力矩小于0.25Nm），產(chǎn)品直插部分的質(zhì)量一般都在500g以?xún)?nèi)。常見(jiàn)的直插式結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品主要有小型電源適配器、充電器。此外，直插式產(chǎn)品在使用中還要求不會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，因此，這種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品通常不能直接用于加熱液體或者帶有電動(dòng)部件。

電氣連接內(nèi)部電氣連接組件

內(nèi)部電氣連接組件包括電源接線端、各種內(nèi)部電氣連接部件、內(nèi)部導(dǎo)線及其護(hù)套等，至于繞組則一般不認(rèn)為包括在內(nèi)部電氣連接組件的范圍內(nèi)，但是印制電路板則可以認(rèn)為是一種特殊的內(nèi)部電氣連接組件。

內(nèi)部電氣連接部件的類(lèi)型很多，既可以是各種螺紋型或無(wú)螺紋型接線端子，也可以是各種接插件，甚至可以是鉗壓連接、纏繞、焊接等連接部件。

電源接線端是用于連接外部電源線的接線端。如果產(chǎn)品允許根據(jù)需要更換電源線，那么，電源線接線端通常采用端子排的形式（螺紋型或無(wú)螺紋型的都可以），并且應(yīng)當(dāng)在端子排旁邊明確、清楚地標(biāo)識(shí)出正確的接線方式；同時(shí)，為了避免在連接外部電源線時(shí)對(duì)內(nèi)部布線產(chǎn)生影響，外部電源線不允許與內(nèi)部導(dǎo)線共用同一個(gè)端口。此外，為了避免電源線固定裝置失效時(shí)出現(xiàn)電擊的危險(xiǎn)，對(duì)于Ⅰ類(lèi)電氣產(chǎn)品而言，一旦出現(xiàn)電源線受到外力被拔出的情形時(shí)，相線應(yīng)當(dāng)比接地線先被繃緊和脫落。

對(duì)于內(nèi)部導(dǎo)線，同樣需要根據(jù)工作電流的大小選用截面積合適的導(dǎo)線。內(nèi)部的截面積可以根據(jù)實(shí)際工作電流的大小進(jìn)行選用，不一定需要與電源線的截面積相同。在實(shí)際生產(chǎn)裝配過(guò)程中，一些工廠為了避免混淆不同截面積的導(dǎo)線，通常會(huì)使用不同的顏色來(lái)區(qū)分不同截面積的導(dǎo)線，此時(shí)需要注意有黃—綠組合的雙色標(biāo)識(shí)導(dǎo)線應(yīng)只用作保護(hù)接地導(dǎo)線。選用內(nèi)部導(dǎo)線時(shí)，還要注意一般不應(yīng)選用鋁線。

內(nèi)部導(dǎo)線由于處在外殼防護(hù)下，因此，在機(jī)械強(qiáng)度、絕緣等方面的要求都比外部電源線的要求較低，基本絕緣的導(dǎo)線甚至裸露導(dǎo)線在一定情形下都是允許使用的。需要注意的是，由于布線等原因（例如連接產(chǎn)品不同部位之間的導(dǎo)線）裸露在外、使用中可以被接觸的導(dǎo)線，雖然它們?cè)谠S多場(chǎng)合被稱(chēng)為內(nèi)部導(dǎo)線（相對(duì)電源線而言），但是在產(chǎn)品安全領(lǐng)域，這些導(dǎo)線由于不在外殼防護(hù)下，因此同樣屬于外部電氣連接組件的一部分，應(yīng)當(dāng)參照電源線來(lái)進(jìn)行要求，除非它們屬于安全特低電壓（SELV）電路。

在內(nèi)部布線的結(jié)構(gòu)安排上，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

內(nèi)部導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)有效地固定，使用線扎將多股內(nèi)部導(dǎo)線扎在一起進(jìn)行固定是實(shí)際中常見(jiàn)的固定方式，但必須注意線扎的耐熱特性和老化問(wèn)題。

裸露的內(nèi)部布線必須是剛性的，并且使用機(jī)械方式可靠固定，在正常使用中不可能發(fā)生移位情況，防止由此導(dǎo)致爬電距離、電氣間隙過(guò)小而引起短路或電擊危險(xiǎn)。

防止導(dǎo)線與運(yùn)動(dòng)部件接觸，避免運(yùn)動(dòng)部件刮、擦導(dǎo)線而損壞導(dǎo)線的絕緣。 對(duì)于可能與銳利邊、棱接觸的導(dǎo)線，應(yīng)當(dāng)提供外加護(hù)套，避免在正常使用時(shí)因?yàn)橐苿?dòng)、震動(dòng)等而損壞導(dǎo)線的絕緣。

內(nèi)部導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離熱源，導(dǎo)線周?chē)h(huán)境的溫度不應(yīng)超過(guò)導(dǎo)線允許使用的溫度范圍。對(duì)于熱源附近的導(dǎo)線，應(yīng)當(dāng)選用適當(dāng)?shù)哪透邷貙?dǎo)線或采取適當(dāng)?shù)母魺岽胧?，例如使用耐熱套管等?

印制電路板可以認(rèn)為是一種特殊的內(nèi)部電氣連接組件，但是由于印制電路板是依靠銅箔實(shí)現(xiàn)電氣連接的，因此，印制電路板的載流能力是不強(qiáng)的，這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)時(shí)必須充分注意。

在內(nèi)部電氣連接中，有兩種常見(jiàn)的問(wèn)題需要特別注意。

一個(gè)問(wèn)題是焊接可靠性的問(wèn)題。除了關(guān)注虛焊等傳統(tǒng)的工藝問(wèn)題外，必須注意焊接對(duì)多股軟線的影響。多股軟線在焊接后，焊錫凝固的部位無(wú)法像原來(lái)一樣保持柔韌性，因此，軟線在焊接的交界部位會(huì)因?yàn)闄C(jī)械應(yīng)力、震動(dòng)等原因而逐漸斷裂，因此，多股軟線的固定一般不可以依賴(lài)于焊接。同時(shí)，為了避免斷開(kāi)后的導(dǎo)線自由移動(dòng)而影響內(nèi)部的電氣間隙、爬電距離，在多股軟線焊接部位的附近應(yīng)當(dāng)有附加的固定裝置。例如，可以使用熱縮套管來(lái)同時(shí)固定導(dǎo)線絕緣和焊接部位?？傊M量減小焊接交界部位的受力。對(duì)于一些焊接端有孔眼的情形，只要導(dǎo)線穿過(guò)的孔眼不過(guò)大，除了箔線以外，在焊接前勾進(jìn)孔眼也是一種合適的方法。至于纏繞后焊接的情形，焊接的部位應(yīng)當(dāng)是在頂端，以便纏繞部分能夠起到附加固定的作用。

此外，還應(yīng)注意近年來(lái)多個(gè)國(guó)家和地區(qū)對(duì)焊錫中含鉛量的限制問(wèn)題。越來(lái)越多的焊接已經(jīng)采用無(wú)鉛焊接工藝，但是工藝要求相對(duì)較高，而且可能出現(xiàn)的“錫須”對(duì)電氣間隙、爬電距離等會(huì)有影響。這是未來(lái)電氣產(chǎn)品安全領(lǐng)域需要關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題。

另一個(gè)問(wèn)題是電氣連接中的壓力傳遞問(wèn)題。一般，為了維持接觸的可靠性，確保回路的載流能力，尤其是對(duì)于通過(guò)的電流超過(guò)0.5A的情形，電氣連接（包括提供保護(hù)接地連續(xù)性的連接）的接觸壓力不應(yīng)當(dāng)依靠易于收縮或變形的絕緣材料來(lái)保持、傳遞，除非是陶瓷材料。使用有彈力的金屬部件來(lái)進(jìn)行壓力補(bǔ)償，是實(shí)踐中一種有效的方法。2100433B