建筑電氣工程中導線連接器與應用！

建筑電氣工程中導線連接器與應用！

建筑電氣配電線路的分支線路及插座、燈具、吊扇等末端設備安裝工程中，需完成大量6mm2及以下截面導線的接續(xù)、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后線路維護的需要，相對發(fā)達國家先進成熟的細導線連接工藝，已明顯落后，致使線路故障與事故率明顯高于發(fā)達國家（中國電氣火災發(fā)生率是美國的4～5倍），因此有必要向國內電氣安裝行業(yè)推廣相關導線連接工藝，并規(guī)范其應用方法，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《建筑電氣安裝工程圖集》[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(xiàn)行施工或驗收規(guī)范中，并未對建筑電氣工程中細導線連接工藝進行明文規(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“標準”做法，并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：

　?。?）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：“……所有接頭應易于檢查、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(xiàn)場加熱條件（明火、電）；

　?。?）焊接煙氣污染工作環(huán)境；

　?。?）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；

　?。?）導線絕緣層受焊接高溫影響而損壞；

　?。?）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，從經濟效益方面衡量，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(yè)利潤。如果由于趕工期、圖省事，在導線連接環(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，不能判斷是否進行了焊接）。

　　2 導線連接器

　　歐美國家使用“導線連接器”的歷史可追溯到20世紀20年代，電氣工程技術使用導線連接器不僅實現(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，平均每個電氣連接耗時僅10s，為傳統(tǒng)焊錫工藝的三百分之一。到20世紀40年代，導線連接器已全面替代“焊錫+膠帶”工藝，并廣泛應用于建筑電氣工程中。

　　2.1 導線連接器的分類

　　民用建筑電氣工程中所使用的導線連接器屬于“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?shù)奶坠埽ㄐ荆ㄟ^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）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線末端之間會出現(xiàn)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《低壓開關設備和控制設備輔助器件銅導體的接線端子排》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……如果使用預錫焊的軟線，應注意在螺紋型接線端里，預錫焊區(qū)應處于按正常使用連接時的夾緊區(qū)外側?！?/p>

　?。?）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(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”，按連接導線連接能力（同時連接導線的根數(shù)），無螺紋型連接器可分2孔～8孔等多種規(guī)格，并有“并插”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，因此有載流量限制，選用時應注意與被連接導線匹配，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，方截面鋼絲的棱線會在導體表面形成細小刻痕，并使導線形成扭絞狀態(tài)，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(xù)、機械強度、絕緣防護方面都優(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一步提高工效），施工方便、高效。在其90多年（發(fā)明zhuanli注冊于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，扭接式連接器只對導線提供握持力，本身并不參與導電，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。安裝扭接式連接器時，無需對被連接導線進行預扭絞，只需按要求將剝除絕緣層的導線并齊，套上連接器旋轉，當連接器外部導線也出現(xiàn)扭絞狀態(tài)時，就完成了可靠連接。

　　實驗證明：同樣連接2根AWG12銅導線（等效截面積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。由于“扭接式”和“無螺紋型”連接器優(yōu)點突出，成為全球建筑電氣低壓配電系統(tǒng)與電器設備中用量最多、用途最廣的導線接續(xù)裝置。

　　3 關于“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(jù)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：

　?。?）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；

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

　?。?）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，筆者不建議在建筑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(xù)、T接和分線

　　在導線敷設過程中，導線連接器廣泛應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(xiàn)接觸不良時，則故障點下游插座都將失去PE線保護。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。采用導線連接器代替錫焊，實現(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于燈具、吊扇等電器設備的接線環(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，技術含量并不高的建筑電氣導線連接工藝，中國比美國落后了至少70年。

　　為了盡快改變這種現(xiàn)狀，新版《建筑電氣工程施工質量驗收規(guī)范》GB50303，將對導線連接器的應用提出要求；中國標準化協(xié)會編制的CAS212-2013《住宅裝修工程電氣及智能化系統(tǒng)設計、施工與驗收規(guī)范》，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(xié)會正在編制《建筑電氣細導線連接器應用技術規(guī)程》，將面向一線工程人員，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筑電氣工程發(fā)揮其應有的作用。