電氣連接電氣連接分類

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，必須單獨滿足相應(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，一般只需要滿足相應(yīng)的功能絕緣要求即可。以常見的電飯煲為例（見圖1），它使用電源線組件和供電電網(wǎng)連接提供工作電源，電源線組件通過耦合器與電飯鍋的內(nèi)部實現(xiàn)連接，耦合器通過內(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。

電氣連接包括：接線端子、PCB連接器、工業(yè)連接器、接線盒、重載連接器、電纜、電纜接頭、安全柵、接觸件等。 為了統(tǒng)一術(shù)語，一般所稱的電氣連接是指狹義上的電氣連接，而使用電氣連接組件來指廣義上的電氣連接。

用 途: 電氣連接廣泛應(yīng)用于電子、電氣、工業(yè)生產(chǎn)、基礎(chǔ)建設(shè)、化工、港口、機(jī)械、國防、工業(yè)控制等領(lǐng)域。

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（例如單獨的電線護(hù)套等）等部件組成。

電氣連接部件通過提供適當(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。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，不會出現(xiàn)導(dǎo)致危險的變形（對于熱塑性材料而言，可以通過球壓測試來驗證。），并且有一定的阻燃等級，不會成為潛在的火源。

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，以滿足使用中的電擊防護(hù)要求。

為了確保電氣連接的長期有效，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固定電線電纜，也就是俗稱的電線電纜“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)計時應(yīng)當(dāng)注意的問題。

電氣連接外部電氣連接組件

常見的外部電氣連接組件主要是產(chǎn)品的電源連接組件，常見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，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，這無形中破壞了Ⅰ類產(chǎn)品的電擊防護(hù)系統(tǒng)，是非常危險的。

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)最顯著的特點是，電源線組件可以方便、自由地取下而不會影響產(chǎn)品的安全特性。例如，對于一些銷往不同國家和地區(qū)的產(chǎn)品，尤其是大量的IT類產(chǎn)品，往往可以通過僅僅更換電源線組件的方式就可以在不同的國家和地區(qū)使用，大大降低了產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中的庫存壓力。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或等效的國家和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)），以便于實現(xiàn)耦合器的互換性。在選用耦合器時，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不會起到支撐的作用。同時，在接通過程中耦合器的結(jié)構(gòu)能夠保證相極同時接通，并且接地極（如果有）比相極先接通；而在斷開過程中耦合器的結(jié)構(gòu)能夠保證相極同時斷開，并且接地極（如果有）比相極后斷開。

3．電源連接端子排

這種類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)識出正確的接線方式；同時，為了避免在連接外部電源線時對內(nèi)部布線產(chǎn)生影響，外部電源線不允許與內(nèi)部導(dǎo)線共用同一個端口。

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

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上直接銷售的，除非提供可靠固定且清晰標(biāo)識的電源端子排。

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，使用時將整個產(chǎn)品插到電源插座上。使用這種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品的特點是體積較小，結(jié)構(gòu)緊湊，但是對產(chǎn)品的生產(chǎn)制造工藝要求較高，尤其是對電源插頭部分的公差要求較高，并且在設(shè)計時必須注意在插入電源插座時，手和插座電極之間必須有足夠的距離。

為了避免使用中對插座產(chǎn)生過量的機(jī)械應(yīng)力（一般要求對插座產(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以內(nèi)。常見的直插式結(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產(chǎn)生震動，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型很多，既可以是各種螺紋型或無螺紋型接線端子，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)識出正確的接線方式；同時，為了避免在連接外部電源線時對內(nèi)部布線產(chǎn)生影響，外部電源線不允許與內(nèi)部導(dǎo)線共用同一個端口。此外，為了避免電源線固定裝置失效時出現(xiàn)電擊的危險，對于Ⅰ類電氣產(chǎn)品而言，一旦出現(xiàn)電源線受到外力被拔出的情形時，相線應(yīng)當(dāng)比接地線先被繃緊和脫落。

對于內(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。在實際生產(chǎn)裝配過程中，一些工廠為了避免混淆不同截面積的導(dǎo)線，通常會使用不同的顏色來區(qū)分不同截面積的導(dǎo)線，此時需要注意有黃—綠組合的雙色標(biāo)識導(dǎo)線應(yīng)只用作保護(hù)接地導(dǎo)線。選用內(nèi)部導(dǎo)線時，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，雖然它們在許多場合被稱為內(nèi)部導(dǎo)線（相對電源線而言），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。

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)行固定是實際中常見的固定方式，但必須注意線扎的耐熱特性和老化問題。

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、電氣間隙過小而引起短路或電擊危險。

防止導(dǎo)線與運動部件接觸，避免運動部件刮、擦導(dǎo)線而損壞導(dǎo)線的絕緣。 對于可能與銳利邊、棱接觸的導(dǎo)線，應(yīng)當(dāng)提供外加護(hù)套，避免在正常使用時因為移動、震動等而損壞導(dǎo)線的絕緣。

內(nèi)部導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離熱源，導(dǎo)線周圍環(huán)境的溫度不應(yīng)超過導(dǎo)線允許使用的溫度范圍。對于熱源附近的導(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缡褂媚蜔崽坠艿取?

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，這一點在設(shè)計時必須充分注意。

在內(nèi)部電氣連接中，有兩種常見的問題需要特別注意。

一個問題是焊接可靠性的問題。除了關(guān)注虛焊等傳統(tǒng)的工藝問題外，必須注意焊接對多股軟線的影響。多股軟線在焊接后，焊錫凝固的部位無法像原來一樣保持柔韌性，因此，軟線在焊接的交界部位會因為機(jī)械應(yīng)力、震動等原因而逐漸斷裂，因此，多股軟線的固定一般不可以依賴于焊接。同時，為了避免斷開后的導(dǎo)線自由移動而影響內(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同時固定導(dǎo)線絕緣和焊接部位?？傊M量減小焊接交界部位的受力。對于一些焊接端有孔眼的情形，只要導(dǎo)線穿過的孔眼不過大，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)注意近年來多個國家和地區(qū)對焊錫中含鉛量的限制問題。越來越多的焊接已經(jīng)采用無鉛焊接工藝，但是工藝要求相對較高，而且可能出現(xiàn)的“錫須”對電氣間隙、爬電距離等會有影響。這是未來電氣產(chǎn)品安全領(lǐng)域需要關(guān)注的一個重點問題。

另一個問題是電氣連接中的壓力傳遞問題。一般，為了維持接觸的可靠性，確保回路的載流能力，尤其是對于通過的電流超過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保持、傳遞，除非是陶瓷材料。使用有彈力的金屬部件來進(jìn)行壓力補(bǔ)償，是實踐中一種有效的方法。2100433B

應(yīng)用

在這些隔離開關(guān)之間進(jìn)行部分停電檢修時，只要在各隔離開關(guān)處斷路器側(cè)或待修側(cè)施以安全措施，就可以保證作業(yè)安全。比如高壓母線或送電線路，它們與系統(tǒng)各個方向各端都可以用隔離開關(guān)明顯地界隔開，可以稱為一個電氣連接部分。

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《工業(yè)電氣連接技術(shù)的原理及應(yīng)用》以德國政府對電工職業(yè)的培訓(xùn)規(guī)范為參照，以電氣工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)——電氣接口和連接技術(shù)為主要內(nèi)容，從理論上介紹了電氣連接的基礎(chǔ)知識、連接技術(shù)的種類和區(qū)別，并通過不同工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用案例介紹了連接技術(shù)的實際應(yīng)用。重點以菲尼克斯電氣的產(chǎn)品為例，提供了大量的應(yīng)用實例，讓讀者對連接技術(shù)的理解不僅僅停留在理論階段，而是更注重工作的實際應(yīng)用。

《工業(yè)電氣連接技術(shù)的原理及應(yīng)用》可供具有高中以上文件水平的廣大電氣技術(shù)工人和工程技術(shù)人員閱讀，也可供職業(yè)院校、中等專業(yè)學(xué)校以及相關(guān)電工培訓(xùn)部門的師生參考。

在電氣連接過程中，變送器的信號輸出連接電纜必須單獨通過布線槽進(jìn)行連接，避免現(xiàn)場的干擾