建筑電氣工程中導(dǎo)線連接器與應(yīng)用！

建筑電氣工程中導(dǎo)線連接器與應(yīng)用！

建筑電氣配電線路的分支線路及插座、燈具、吊扇等末端設(shè)備安裝工程中，需完成大量6mm2及以下截面導(dǎo)線的接續(xù)、分線、T接工作。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)針對(duì)上述細(xì)導(dǎo)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(shù)但其連接工藝無(wú)法滿足日后線路維護(hù)的需要，相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)成熟的細(xì)導(dǎo)線連接工藝，已明顯落后，致使線路故障與事故率明顯高于發(fā)達(dá)國(guó)家（中國(guó)電氣火災(zāi)發(fā)生率是美國(guó)的4～5倍），因此有必要向國(guó)內(nèi)電氣安裝行業(yè)推廣相關(guān)導(dǎo)線連接工藝，并規(guī)范其應(yīng)用方法，以期提高我國(guó)細(xì)導(dǎo)線連接工藝與工程施工質(zhì)量水平，降低工時(shí)消耗，縮減人工成本。

　　1 錫焊連接的問題

　　除了在20世紀(jì)80年代出版的《建筑電氣安裝工程圖集》[1]施工?材料卷第一集中，對(duì)導(dǎo)線連接工藝有過描述外，國(guó)內(nèi)現(xiàn)行施工或驗(yàn)收規(guī)范中，并未對(duì)建筑電氣工程中細(xì)導(dǎo)線連接工藝進(jìn)行明文規(guī)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(biāo)準(zhǔn)”做法，并被廣大工程建設(shè)單位廣泛使用。但是，采用錫焊工藝進(jìn)行導(dǎo)線連接存在以下問題：

　　（1）與GB16895.6-2000（idt等同IEC60364-5-52：1993《建筑物電氣裝置第5部分：電氣設(shè)備的選擇和安裝第52章：布線系統(tǒng)》）[2]第526條規(guī)定不符，第526條規(guī)定：“……所有接頭應(yīng)易于檢查、測(cè)試和維護(hù)。除通信線路外，宜避免使用焊接”；

　?。?）需要輔助材料與工具（烙鐵、錫鍋、焊錫、阻焊劑、絕緣膠帶等）；

　?。?）需要現(xiàn)場(chǎng)加熱條件（明火、電）；

　　（4）焊接煙氣污染工作環(huán)境；

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

　　（6）導(dǎo)線絕緣層受焊接高溫影響而損壞；

　?。?）因接點(diǎn)位置帶來(lái)的操作困難與危險(xiǎn)（例如高舉熔融焊錫的操作）。

　　除技術(shù)因素外，從經(jīng)濟(jì)效益方面衡量，錫焊工藝的最大問題是：工作效率低、工時(shí)成本高，直接影響工程造價(jià)和施工企業(yè)利潤(rùn)。如果由于趕工期、圖省事，在導(dǎo)線連接環(huán)節(jié)只扭絞、不焊錫，則形成了安全隱患（包裹絕緣膠布后不易于檢查，不能判斷是否進(jìn)行了焊接）。

　　2 導(dǎo)線連接器

　　歐美國(guó)家使用“導(dǎo)線連接器”的歷史可追溯到20世紀(jì)20年代，電氣工程技術(shù)使用導(dǎo)線連接器不僅實(shí)現(xiàn)高可靠的電氣連接，而且由于不借助特殊工具、可完全徒手操作，使安裝過程十分快捷、高效，平均每個(gè)電氣連接耗時(shí)僅10s，為傳統(tǒng)焊錫工藝的三百分之一。到20世紀(jì)40年代，導(dǎo)線連接器已全面替代“焊錫+膠帶”工藝，并廣泛應(yīng)用于建筑電氣工程中。

　　2.1 導(dǎo)線連接器的分類

　　民用建筑電氣工程中所使用的導(dǎo)線連接器屬于“家用和類似用途低壓電路用的連接器件”，根據(jù)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。

　?。?）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(dú)立單元的帶螺紋型夾緊件的連接器件的特殊要求》[4]。根據(jù)線徑選擇適當(dāng)?shù)奶坠埽ㄐ荆?，通過擰緊一側(cè)的螺釘產(chǎn)生壓力，將多根導(dǎo)線擠壓在套管內(nèi)，安裝絕緣罩（也采用螺紋連接）后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于直接連接經(jīng)焊錫處理的多股軟導(dǎo)線。因熱脹冷縮和焊錫的蠕變特性（錫鉛合金的熱膨脹系數(shù)——25，是銅膨脹系數(shù)——17的1.47倍），在螺紋型連接器的夾緊件與焊錫的多股導(dǎo)線末端之間會(huì)出現(xiàn)微小間隙。螺紋型連接器的夾緊件不能補(bǔ)償這種間隙，會(huì)導(dǎo)致接觸不良。因此，GB/T14048.7/IEC60947-7-1《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備輔助器件銅導(dǎo)體的接線端子排》第7.1.1條的注規(guī)定：“螺紋型夾緊件不適用于連接末端焊錫的軟導(dǎo)線?！盙B2099.1/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(guī)定：“可拆線固定式插座……如果使用預(yù)錫焊的軟線，應(yīng)注意在螺紋型接線端里，預(yù)錫焊區(qū)應(yīng)處于按正常使用連接時(shí)的夾緊區(qū)外側(cè)。”

　?。?）無(wú)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(dú)立單元的帶無(wú)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(jī)構(gòu)等構(gòu)成的“無(wú)螺紋型夾緊部件”（如圖2所示），對(duì)被連接導(dǎo)線產(chǎn)生接觸力，實(shí)現(xiàn)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(dǎo)線連接能力（同時(shí)連接導(dǎo)線的根數(shù)），無(wú)螺紋型連接器可分2孔～8孔等多種規(guī)格，并有“并插”與“對(duì)插”之分。

　　需要說(shuō)明的是：無(wú)螺紋型導(dǎo)線連接器本身是參與導(dǎo)電的，因此有載流量限制，選用時(shí)應(yīng)注意與被連接導(dǎo)線匹配，否則可能因過載而損壞。

　?。?）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(dǎo)體間接觸力來(lái)自絕緣外殼及內(nèi)嵌的圓錐形螺旋鋼絲。連接器旋轉(zhuǎn)過程中，方截面鋼絲的棱線會(huì)在導(dǎo)體表面形成細(xì)小刻痕，并使導(dǎo)線形成扭絞狀態(tài)，同時(shí)圓錐形螺旋鋼絲產(chǎn)生擴(kuò)張趨勢(shì)，對(duì)導(dǎo)線施加足夠壓力。因外形與使用方式類似機(jī)械設(shè)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(xù)、機(jī)械強(qiáng)度、絕緣防護(hù)方面都優(yōu)于焊接工藝，且完全徒手操作（如果使用螺母套筒等輔助工具可進(jìn)一步提高工效），施工方便、高效。在其90多年（發(fā)明zhuanli注冊(cè)于1920年）的發(fā)展歷程中，逐漸形成了滿足不同需求的多種形式。

　　區(qū)別于螺紋型和非螺紋型連接器，扭接式連接器只對(duì)導(dǎo)線提供握持力，本身并不參與導(dǎo)電，早期的扭接式連接器甚至完全用陶瓷制造，因此連接器不存在載流量指標(biāo)。安裝扭接式連接器時(shí)，無(wú)需對(duì)被連接導(dǎo)線進(jìn)行預(yù)扭絞，只需按要求將剝除絕緣層的導(dǎo)線并齊，套上連接器旋轉(zhuǎn)，當(dāng)連接器外部導(dǎo)線也出現(xiàn)扭絞狀態(tài)時(shí)，就完成了可靠連接。

　　實(shí)驗(yàn)證明：同樣連接2根AWG12銅導(dǎo)線（等效截面積3.3mm2），采用扭接式連接器連接的抗拉強(qiáng)度達(dá)79.8kg，是錫焊抗拉強(qiáng)度（25.8kg）的3倍；接點(diǎn)電阻為3.1mΩ，比錫焊接點(diǎn)電阻（4mΩ）降低了22.5%.

　　2.2 不同連接器的特點(diǎn)比較

　　下表是不同連接器的橫向?qū)Ρ?。由于“扭接式”和“無(wú)螺紋型”連接器優(yōu)點(diǎn)突出，成為全球建筑電氣低壓配電系統(tǒng)與電器設(shè)備中用量最多、用途最廣的導(dǎo)線接續(xù)裝置。

　　3 關(guān)于“安全壓線帽”

　　《建筑電氣安裝工程圖集》中描述了“安全壓線帽”（俗稱“奶嘴”）的選型數(shù)據(jù)與使用方法，目前在建筑電氣工程中也在使用，但除GB13140外，在其它中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)中，都沒有對(duì)此類導(dǎo)線連接裝置的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，僅在美國(guó)UL486C[9]中涉及此類連接器。

　　除產(chǎn)品不能根據(jù)國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)出具檢測(cè)報(bào)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(xiàn)壓不緊、易脫落現(xiàn)象；

　　（2）適合家電、燈具等生產(chǎn)線固定工位裝配（因電氣規(guī)范要求改變，美國(guó)在燈具生產(chǎn)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；

　?。?）工效不高。因此，筆者不建議在建筑電氣國(guó)內(nèi)工程中使用此類連接器。

　　4 典型應(yīng)用

　　4.1 導(dǎo)線接續(xù)、T接和分線

　　在導(dǎo)線敷設(shè)過程中，導(dǎo)線連接器廣泛應(yīng)用于建筑電氣低壓配電分支（末端）線路的接續(xù)、分線、T接。尤其當(dāng)分線盒設(shè)置在天花板等高處時(shí)，采用導(dǎo)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(lái)的危險(xiǎn)，而且提高了工效、降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

　　4.2 插座接線

　　在安裝插座時(shí)，如果利用插座接線端子轉(zhuǎn)接PE線，電氣工程技術(shù)又出現(xiàn)接觸不良時(shí)，則故障點(diǎn)下游插座都將失去PE線保護(hù)。為避免此類安全隱患，正規(guī)做法都是采用“爪形”（俗稱：雞爪）接線工藝。采用導(dǎo)線連接器代替錫焊，實(shí)現(xiàn)了安全、高效、省空間、便檢修等目的。出于同樣安全性、可靠性、維護(hù)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(shè)備安裝

　　導(dǎo)線連接器被廣泛應(yīng)用于燈具、吊扇等電器設(shè)備的接線環(huán)節(jié)中。為了便于用戶安裝，很多歐美品牌的燈具產(chǎn)品中，都將導(dǎo)線連接器與安裝用螺釘螺母一樣看待，將其作為標(biāo)準(zhǔn)附件配套在燈具中，用戶無(wú)需再單獨(dú)購(gòu)買。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　中國(guó)第一顆原子彈爆炸（1964年10月16日）比美國(guó)（1945年7月16日）晚了20年，中國(guó)首次載人航天（2003年10月15日）比美國(guó)（1962年2月20日）晚了40年。相比之下，技術(shù)含量并不高的建筑電氣導(dǎo)線連接工藝，中國(guó)比美國(guó)落后了至少70年。

　　為了盡快改變這種現(xiàn)狀，新版《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50303，將對(duì)導(dǎo)線連接器的應(yīng)用提出要求；中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)編制的CAS212-2013《住宅裝修工程電氣及智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工與驗(yàn)收規(guī)范》，已對(duì)導(dǎo)線連接器在家裝工程中的使用提出了要求；中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)正在編制《建筑電氣細(xì)導(dǎo)線連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，將面向一線工程人員，對(duì)導(dǎo)線連接器的選型、使用與質(zhì)檢提出更具可操作性的要求。相信在不久的將來(lái)，導(dǎo)線連接器將為我國(guó)建筑電氣工程發(fā)揮其應(yīng)有的作用。