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建築電氣工程中導線連接器與應用!

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建築電氣工程中導線連接器與應用!

發布日期:2016-05-16 18:11 來源:http://www.hrbwdqx.com 點擊:

建築電氣工程中導線連接器與應用!


建築電氣配電線路的分支線路及插座、燈具、吊扇等末端設備安裝工程中,需完成大量6mm2及以下截麵導線的接續、分線、T接工作。長期以來,國內針對上述細導線的電氣連接有:“絞接+涮錫+絕緣膠帶包覆”工藝和安全壓線帽連接工藝,電氣工程技術但其連接工藝無法滿足日後線路維護的需要,相對發達國家先進成熟的細導線連接工藝,已明顯落後,致使線路故障與事故率明顯高於發達國家(中國電氣火災發生率是美國的4~5倍),因此有必要向國內電氣安裝行業推廣相關導線連接工藝,並規範其應用方法,以期提高我國細導線連接工藝與工程施工質量水平,降低工時消耗,縮減人工成本。

 

  1 錫焊連接的問題

 

  除了在20世紀80年代出版的《建築電氣安裝工程圖集》[1]施工•材料卷第一集中,對導線連接工藝有過描述外,國內現行施工或驗收規範中,並未對建築電氣工程中細導線連接工藝進行明文規定,但“絞接+涮錫+絕緣膠帶包覆”的做法,似乎已成為約定俗成或不言而喻的“標準”做法,並被廣大工程建設單位廣泛使用。但是,采用錫焊工藝進行導線連接存在以下問題:

 

  (1)與GB16895.6-2000(idt等同IEC60364-5-52:1993《建築物電氣裝置第5部分:電氣設備的選擇和安裝第52章:布線係統》)[2]第526條規定不符,第526條規定:“……所有接頭應易於檢查、測試和維護。除通信線路外,宜避免使用焊接”;

  (2)需要輔助材料與工具(烙鐵、錫鍋、焊錫、阻焊劑、絕緣膠帶等);

  (3)需要現場加熱條件(明火、電);

  (4)焊接煙氣汙染工作環境;

  (5)受操作人員技能和施工條件影響,接點質量一致性差,有虛焊與假焊隱患;

  (6)導線絕緣層受焊接高溫影響而損壞;

  (7)因接點位置帶來的操作困難與危險(例如高舉熔融焊錫的操作)。

 

  除技術因素外,從經濟效益方麵衡量,錫焊工藝的最大問題是:工作效率低、工時成本高,直接影響工程造價和施工企業利潤。如果由於趕工期、圖省事,在導線連接環節隻扭絞、不焊錫,則形成了安全隱患(包裹絕緣膠布後不易於檢查,不能判斷是否進行了焊接)。

 

  2 導線連接器

 

  歐美國家使用“導線連接器”的曆史可追溯到20世紀20年代,電氣工程技術使用導線連接器不僅實現高可靠的電氣連接,而且由於不借助特殊工具、可完全徒手操作,使安裝過程十分快捷、高效,平均每個電氣連接耗時僅10s,為傳統焊錫工藝的三百分之一。到20世紀40年代,導線連接器已全麵替代“焊錫+膠帶”工藝,並廣泛應用於建築電氣工程中。

 

  2.1 導線連接器的分類

 

  民用建築電氣工程中所使用的導線連接器屬於“家用和類似用途低壓電路用的連接器件”,根據GB13140.1-2008/IEC60998-1:2002《家用和類似用途低壓電路用的連接器件第1部分:通用要求》[3],此類連接器分為3類。

 

  (1)螺紋型連接器

 

  符合GB13140.2-2008/IEC60998-2-1:2002《家用和類似用途低壓電路用的連接器件第2部分:作為獨立單元的帶螺紋型夾緊件的連接器件的特殊要求》[4]。根據線徑選擇適當的套管(芯),通過擰緊一側的螺釘產生壓力,將多根導線擠壓在套管內,安裝絕緣罩(也采用螺紋連接)後即形成完整的電氣連接。


  螺紋型連接器,需要特別指出的是:螺紋型連接器不適用於直接連接經焊錫處理的多股軟導線。因熱脹冷縮和焊錫的蠕變特性(錫鉛合金的熱膨脹係數——25,是銅膨脹係數——17的1.47倍),在螺紋型連接器的夾緊件與焊錫的多股導線末端之間會出現微小間隙。螺紋型連接器的夾緊件不能補償這種間隙,會導致接觸不良。因此,GB/T14048.7/IEC60947-7-1《低壓開關設備和控製設備輔助器件銅導體的接線端子排》第7.1.1條的注規定:“螺紋型夾緊件不適用於連接末端焊錫的軟導線。”GB2099.1/IEC60884-1,E3.1《家用和類似用途插頭插座第1部分:通用要求》[6]第12.1.1條規定:“可拆線固定式插座……如果使用預錫焊的軟線,應注意在螺紋型接線端裏,預錫焊區應處於按正常使用連接時的夾緊區外側。”

 

  (2)無螺紋型連接器符合GB13140.3-2008/IEC60998-2-2:2002《家用和類似用途低壓電路用的連接器件第2部分:作為獨立單元的帶無螺紋型夾緊件的連接器件的特殊要求》[7]。通過簧片、彈簧或凸輪機構等構成的“無螺紋型夾緊部件”(如圖2所示),對被連接導線產生接觸力,實現電氣連接。

 

  此類連接器也被稱為:“插接式連接器”或“推線式連接器”,按連接導線連接能力(同時連接導線的根數),無螺紋型連接器可分2孔~8孔等多種規格,並有“並插”與“對插”之分。

 

  需要說明的是:無螺紋型導線連接器本身是參與導電的,因此有載流量限製,選用時應注意與被連接導線匹配,否則可能因過載而損壞。

 

  (3)扭接式連接器

 

  符合GB13140.5-2008/IEC60998-2-4:2004《家用和類似用途低壓電路用的連接器件第2部分:扭接式連接器件的特殊要求》。導體間接觸力來自絕緣外殼及內嵌的圓錐形螺旋鋼絲。連接器旋轉過程中,方截麵鋼絲的棱線會在導體表麵形成細小刻痕,並使導線形成扭絞狀態,同時圓錐形螺旋鋼絲產生擴張趨勢,對導線施加足夠壓力。因外形與使用方式類似機械設備中的“帽形螺母”,此類連接器又被稱為“接線帽”。


  扭接式連接器在電氣連續、機械強度、絕緣防護方麵都優於焊接工藝,且完全徒手操作(如果使用螺母套筒等輔助工具可進一步提高工效),施工方便、高效。在其90多年(發明專利注冊於1920年)的發展曆程中,逐漸形成了滿足不同需求的多種形式。

 

  區別於螺紋型和非螺紋型連接器,扭接式連接器隻對導線提供握持力,本身並不參與導電,早期的扭接式連接器甚至完全用陶瓷製造,因此連接器不存在載流量指標。安裝扭接式連接器時,無需對被連接導線進行預扭絞,隻需按要求將剝除絕緣層的導線並齊,套上連接器旋轉,當連接器外部導線也出現扭絞狀態時,就完成了可靠連接。

 

  實驗證明:同樣連接2根AWG12銅導線(等效截麵積3.3mm2),采用扭接式連接器連接的抗拉強度達79.8kg,是錫焊抗拉強度(25.8kg)的3倍;接點電阻為3.1mΩ,比錫焊接點電阻(4mΩ)降低了22.5%.

 

  2.2 不同連接器的特點比較

 

  下表是不同連接器的橫向對比。由於“扭接式”和“無螺紋型”連接器優點突出,成為全球建築電氣低壓配電係統與電器設備中用量最多、用途最廣的導線接續裝置。

 

  3 關於“安全壓線帽”

 

  《建築電氣安裝工程圖集》中描述了“安全壓線帽”(俗稱“奶嘴”)的選型數據與使用方法,目前在建築電氣工程中也在使用,但除GB13140外,在其它中國國家標準和IEC標準中,都沒有對此類導線連接裝置的產品標準,僅在美國UL486C[9]中涉及此類連接器。


  除產品不能根據國家或國際標準出具檢測報告外,壓線帽還存在以下需注意的問題:

  (1)需使用專用工具安裝,以確保壓緊力和成品一致性,否則易出現壓不緊、易脫落現象;

  (2)適合家電、燈具等生產線固定工位裝配(因電氣規範要求改變,美國在燈具生產中已不再使用);

  (3)一次使用,一旦安裝,不能拆卸,因此不滿足檢修要求;

  (4)工效不高。因此,筆者不建議在建築電氣國內工程中使用此類連接器。

 

  4 典型應用

 

  4.1 導線接續、T接和分線

 

  在導線敷設過程中,導線連接器廣泛應用於建築電氣低壓配電分支(末端)線路的接續、分線、T接。尤其當分線盒設置在天花板等高處時,采用導線連接器代替錫焊,能有效減少施工過程中使用高溫焊錫帶來的危險,而且提高了工效、降低了勞動強度。


  4.2 插座接線

 

  在安裝插座時,如果利用插座接線端子轉接PE線,電氣工程技術又出現接觸不良時,則故障點下遊插座都將失去PE線保護。為避免此類安全隱患,正規做法都是采用“爪形”(俗稱:雞爪)接線工藝。采用導線連接器代替錫焊,實現了安全、高效、省空間、便檢修等目的。出於同樣安全性、可靠性、維護性的考慮,建議插座的L線與N線采用同樣工藝連接。

 

  4.3 電器設備安裝

 

  導線連接器被廣泛應用於燈具、吊扇等電器設備的接線環節中。為了便於用戶安裝,很多歐美品牌的燈具產品中,都將導線連接器與安裝用螺釘螺母一樣看待,將其作為標準附件配套在燈具中,用戶無需再單獨購買。


  5 結束語

 

  中國第一顆原子彈爆炸(1964年10月16日)比美國(1945年7月16日)晚了20年,中國首次載人航天(2003年10月15日)比美國(1962年2月20日)晚了40年。相比之下,技術含量並不高的建築電氣導線連接工藝,中國比美國落後了至少70年。

 

  為了盡快改變這種現狀,新版《建築電氣工程施工質量驗收規範》GB50303,將對導線連接器的應用提出要求;中國標準化協會編製的CAS212-2013《住宅裝修工程電氣及智能化係統設計、施工與驗收規範》,已對導線連接器在家裝工程中的使用提出了要求;中國工程建設標準化協會正在編製《建築電氣細導線連接器應用技術規程》,將麵向一線工程人員,對導線連接器的選型、使用與質檢提出更具可操作性的要求。相信在不久的將來,導線連接器將為我國建築電氣工程發揮其應有的作用。


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