建筑电乞。 ＿ｌ●ｌ＿ｌ－——＿＿＿—＿Ｉ ８ＵＩＬＤＩＮＧ ２口１ ２年第４期Ｉ ＥＬＥＣ１１＂ＲｌＣｌＴＹ 低压配电分支线路中细导线的连接与质检 任长宁（美国理想Ｚ－业中国有限公司北京代表处，北京市１０００２８） Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｉｎｅ Ｗｉｒｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｉｎ Ｂｒａｎｃｈ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ Ｌｏｗ—ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｒｅｎ Ｃｈａｎｇｎｉｎｇ（Ｉｄｅａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｏｆｆｉｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ 绝缘层将起火燃烧［１］。一百多年来，“电线”在给 人类带来便利的同时，也无数次地通过事故提醒人 们——电线是事故的“导火索”。进入２ｌ世纪以来 的统计旺， ］显示，超过６０％的建筑电气火灾，是由 线路引起的。 低压配电系统，尤其分支线路工程中的电气连接 是不可避免的，线路工程由多少部件构成，就会有多 少个电气连接点。相对完整导线而言，连接点是更易 出故障的环节，必须充分重视并给予妥善处理！ 本文参照国内外相关标准与规范，着重讨论建 ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ／ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅａｎｓ ｆｏｒ ｆｉｎｅ ｗｉｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ｗｉｔｈ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｕｐ ｔｏ ６ ｍｍ ｉｎ ｂｒａｎｃｈ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｒｅｌａｔｅｄ ｃｏｄｅｓ ａｎｄ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ，ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｏｆｆｅｒｉｎｇ ｐｒｏｐｏｓａｌｓ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｂｒａｎｃｈ ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｉｔ ｉｓ ｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ ｔｈａｔ ｃｏｒｒｅｃｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌ ｍｕｓｔ ｂｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｆｏｒ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｓｔｒｉｃｔｌｙ ｏｂｓｅｒｖｅ ｔｈｅ ｃｏｄｅｓ ａｎｄ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｉｎ ｒｏｕｔｉｎｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ 筑电气分支线路中细导线（截面积６ ｍｍ 及以下） 的连接方法与质检手段，为提高分支线路安全性提 出建议。 ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ Ｖｏｌｔａｇｅ ｄｒｏｐ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ 摘要依据国内外相关标准与规范，讨论建筑 电气分支线路中６ｍｍ 及以下细导线的连接方法与质 检手段．为提高分支线路安全性提出建议。强调工程 中必须采用正确的工艺与材料进行导线连接．并应严 ２ 电气连接方法与分析 电气连接可分为： “固定连接”和“活动连接” （如图１所示）。本文主要讨论分支线路中的“固定连 接”问题。 ＧＢ １６８９５．６—２０００ ｉｄｔ ＩＥＣ ６０３６４—５—５２：１９９３ 格按照标准与规范进行日常巡检与维护的重要性。 关键词 电气连接仪表 导线连接器 电压降检测 固定连接—＜ 茎 端子 １ 概述 １８９２年，爱迪生为“电线（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）” 注册了专利，并在专利描述中指出：绝缘电线要能 防水和防火，但当因事故造成电线变得红热时，其 电气连接 开关触点 活动连接＜ 、插头与插座 图１ 电气连接的种类 Ｆｉｇ．１ Ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ 作者信息 任长宁，男，美国理想工业中国有限公司北京代表处，高级工程师，全国建筑物电气装置标准化技术委员会 （ＳＡＣ／ＴＣ２０５）成员，中国消防协会电气防火委员会成员。 ４０ Ｉ ！ Ｉ： ！ ．２１２ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｚｄｑ ｎｅｔ．ｃｎ 《建筑物电气装置第５部分：电气设备的选择和安 装第５２章：布线系统》Ⅲ第５２６．１条规定： “导体 与导体之间以及导体与其他电气设备之间连接应保 证电气连续和具有适当的机械强度和保护措施。” ５２６．３条规定，除埋地、密封或加热元件之间的接头 外，所有接头应易于检查、测试和维护。这实际指 出了合格电气连接必须同时满足的４个基本条件： ａ．电气连续——导电且接触电阻小； ｂ．机械强度——耐受一定外力影响； Ｃ．保护措施——满足耐压、绝缘、防电击要 求．并在一定程度上防范环境因素影响； ｄ．检测维护——便于直观检查或仪表测试， 故障时能实现快速修复。 ２．１ 电气连续与机械强度 导体连接处并非理想平面，电气连接实际只通过 有限数量接触点完成（如图２所示）。电流线收缩形 成的“束流电阻”，以及导体机械特性、接触面材料、 接触面状态（氧化、灰尘、油污等）等因素，共同构 成导体间的接触电阻。即使导线本身未过载，高阻连 接点也会由于过热而损坏，甚至引起火灾。 图２导体连接区域微观示意图 Ｆｉｇ．２ Ｍｉｃｒｏ—ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ａｒｅａ 实现电气连续，就是通过焊接或施加外力，尽可 能消除导体接触面间隙，使连接点的电气性能尽量接 近完整导线的电气性能，同时解决连接点的“机械强 度”问题。 ２．１．１ 焊接 在以铜焊（ｂｒａｚｉｎｇ）、熔焊（ｗｅｌｄｉｎｇ）、锡焊 （ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）等熔化金属或合金焊接导线的方法中， 锡铅合金的低熔点特性（１８０～２２０℃），使锡焊成为 建筑电气中最常用的焊接方法，而焊料固有的常温蠕 变特性对导线连接的可靠性不利．焊料的机械强度指 标（锡铅共晶焊料的抗拉强度为５０ ＭＰａ ）也是使 用者必须考虑的因素。ＩＥＣ ６０３６４—５—５２：２００９ 《Ｌｏｗ—ｖｏｈａｇｅ ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｓ—Ｐａｒｔ ５～５２： Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ。＿。——Ｗｉｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ＞＞ｔ ５２６．２条的“注ｌ”指出： “除通信线路 外，宜避免使用锡焊连接。如果使用，连接的设计宜 考虑在故障条件下的蠕变、机械强度和温升。” 采用焊接工艺连接导线还存在以下缺点： ａ．要求操作人员具有一定技能与经验； ｂ．需要熔化金属的设备或工具； Ｃ．现场条件影响操作，如：仰头操作或狭小空 间操作： ｄ．会出现虚焊与假焊： ｅ．导线绝缘层可能受焊接高温的影响； ｆ工作效率低。 ２．１．２施加外力 公式（１）揭示了接触力与接触电阻的关系 ］： ：—— 一 （１） ｆ０．１０２Ｆ） 式中： ——接触电阻，ｎ； Ｋ——与接触的材料、表面状况、接触方式有 关的系数； Ｆ——接触压力，Ｎ； ｎ——与接触形式（点、线、面接触）、压力 范围、接触点个数以及触点分布情况有 关的指数。 随着接触力的增加，接触点导体会发生弹性或塑 性变形，由点接触变为面接触，接触点数量也增加， 局部氧化层被破坏——接触力越大，接触电阻越小。 施加外力不仅能确保电气连续，而且能保证连接的机 械强度。实践证明，采用施加外力的方式完成电气连 接，克服了焊接方式的缺点，是最适合建筑电气工程 要求的方法。 ２．１．３必须杜绝的连接方法 不规范的线路工程中，经常出现“扭绞＋胶带” 的做法，即：只将导线简单绞接，不经焊接，直接用 绝缘胶带包裹的情况。由于弯曲后的金属总是具有松 散扩张趋势，而非聚拢收紧，所以无论扭绞后的导体 表面看起来多么紧密。导体间实际接触力几乎为０， 电气连续性与机械强度都无从保证，极易受外界影响 ４１ Ｊ里垦 己皇坌塞堕堕．！兰 量塑堕姿堡 ！亘 一ｈｔｔｐ：／，ＷＷＷ．ｊｚｄｑ．ｎｅｔ 堡兰！ 一 ｃｎ ２Ｉ３ 建裁电乞。 —●—＿—ｌ－——＿＿—一Ｉ ＢＵＩＬＤ｝ＮＧ ２口１ ２年第４期Ｉ ＥＬＥＣＴＲＩＣｌＴＹ 导致虚接、氧化，产生过热或电弧，成为线路安全的 巨大隐患！必须在工程中杜绝此类做法，才能有效消 完成（如图５步骤２所示）。 只要“连接套管”与压接工具选择正确．材料 除事故隐患，提高电气系统安全性。 ２．２防护与检修 挤压式连接方式就能达到相当好的连接效果。有高 可靠性要求的航空插头与导线的连接，就采用类似 方式。但不能拆卸检查，是此类连接器的最大缺点。 除美国ＵＬ４８６Ｃ一２００１《Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｓｐｌｉｃｉｎｇ Ｗｉｒｅ 电气防护主要包括：绝缘、阻燃和抗外力影响， 必要时还应防潮、防溅、防尘，其目的在于防止电气 连接点出现漏电、短路、电弧、电击等故障。防护措 Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ）） 对此类连接器提出具体性能要求外。 施不仅要可靠，还应考虑日后检查与维护的可操 作性。 细导线焊接后采用绝缘胶带实现防护，虽然价格 低廉，但存在耐久性差、防水性差、简单包裹容易脱 落、严密包裹不易检修等缺点。 ２０世纪初，欧美电气业就开始寻找兼顾电气连 续、机械强度、防护与检修要求的便捷导线连接方 法。时间与实践共同证明：导线连接器是解决细导线 连接问题的最佳方案。 ３导线连接器 导线连接器，即：通过施加外力，代替焊接实现 导线接续的装置，并同时满足机械强度、绝缘防护和 便于检修的要求。按施加接触力的方式，连接器主要 分为：材料挤压、螺纹挤压、扭绞挤压和簧片挤压 ４种类型。 ３．１材料挤压式 根据线径选择适当的“连接套管” （如图３步 骤１所示）；用专用工具（如图４所示）对套管进行 挤压使其产生塑性变形（图３步骤２所示），将导线 紧固在一起；最后套接绝缘套（图３步骤３所示）， 连接即告完成。 （ａ）步骤１ （ｂ）步骤２ （ｃ）步骤３ （ａ）Ｓｔｅｐ １ （ｂ）Ｓｔｅｐ ２ （Ｃ）Ｓｔｅｐ ３ 图３材料挤压式导线连接器 Ｆｉｇ．３ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ—ｔｙｐｅ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ 为提高工作效率，工程中还使用预绝缘连接器． 连接套管被预置在绝缘外壳内（如图５步骤１所示）； 连接时直接挤压韧性绝缘外壳，实现连接和绝缘一次 ４２ ■＿ｌ 旦！互 一 生 ２１４ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ ｊｚｄｑ．ｎｅｔ．ｅｎ ＩＥＣ及中国国内还没有相应的产品标准，不便对其进 行质量认证。 ３．２螺纹挤压式 ＧＢ １３１４０．２—２００８／ＩＥＣ ６０９９８—２—１：２００２《家 用和类似用途低压电路用的连接器件第２部分：作 为独立单元的带螺纹型夹紧件的连接器件的特殊 要求》 定义的带螺纹型夹紧件的连接器，早在 １９１４年就被发明并使用。根据线径选择适当的套管 （芯） （如图６步骤１所示），通过拧紧一侧的螺钉产 生压力，将多根导线挤压在套管内，安装绝缘罩（也 采用螺纹连接）后即形成完整的电气连接（如图６步 骤２所示）。 免焊、免胶带、免专用工具（只用普通螺丝刀）， 便于拆卸检修等特点．使此类连接器至今还被广泛 使用。 图４专用压接工具 Ｆｉｇ．４ Ｓｐｅｃｉａｌｉｚｅｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｔｏｏｌ ■ （ａ）步骤１ （ｂ）步骤２ （ａ）Ｓｔｅｐ １ （ｂ）Ｓｔｅｐ ２ 图５预绝缘挤压式连接器 Ｆｉｇ．５ Ｐｒｅ—ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ－ｔｙｐｅ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ 建虢电乞。 －——●＿＿—＿＿—●＿—一Ｉ １３Ｕ ＪＬＩ３ｉＮＧ ２ ｒ３ １ ２年第４期ｌ ＥＬＥＣＴＲ－ＣＩＴＹ ３．４簧片挤压式 ＧＢ １３１４０．３—２００８／ＩＥＣ ６０９９８—２—２：２００２ 一一固簟 《家用和类似用途低压电路用的连接器件 第２部分： 作为独立单元的带无螺纹型夹紧件的连接器件的特殊 要求》［９ Ｊ将通过簧片产生接触力的连接器定义为“无 螺纹型夹紧部件” （如图９所示），简称为“插接式 ＿ 连接器”。 （ａ） “并插”型连接器 （ａ）“Ｐａｒａｌｌｅｌ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｔｙｐｅ”ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ 一 （ａ）弹簧间接压接 （ａ）Ｓｐｒｉｎｇ—ｔｙｐｅ ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ （ｂ） “对插”型连接器 （ｂ） “Ｏｐｐｏｓｉｔｅ—ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ—ｔｙｐｅ”ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ 图１０插接式导线连接器 Ｆｉｇ．１０ Ｐｕｓｈ—ｉｎ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ （ｂ）簧片间接压接 ３．５不同连接器的比较 （ｂ）Ｓｐｒｉｎｇ－ｌｅａｆ ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ 表１是不同连接器的横向对比。由于“扭接”和 “插接”连接器优点突出。成为全球建筑电气低压配 电系统与电器设备中用量最多、用途最广的导线接续 装置。 ３．６多股导线与连接器（端子）的连接 为了使多股导线的线芯不松散，提高多股细导线 （Ｃ）带调节装置簧片直接压接 （ｃ）Ｄｉｒｅｃｔ ｓｐｒｉｎｇ—ｌｅａｆ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ 的硬度，一般采用搪锡（ｔｉｎｎｉｎｇ，或称镀锡、涮锡） ｗｉｔｈ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ 工艺。应注意。多股导线搪锡后不应与螺纹挤压式的 连接器或设备端子直接连接！由于锡铅合金的热膨胀 图９簧片挤压式连接方式 Ｆｉｇ．９ Ｓｐｒｉｎｇ ｌｅａｆ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ—ｔｙｐｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ 系数（２５）是铜（１７）的１．４７倍，当环境温度或连 接点温度上升时，由螺丝压紧的搪锡多股导线将因其 受材料和制造工艺的限制，直到２０世纪５０年 径向膨胀大于周围硬导体膨胀而产生变形。锡铅合金 代，才出现商用“插接式连接器”（如图１０所示）。 的蠕变特性导致这种变形是塑性的，不会随温度降低 按连接导线数量，插接式连接器分２～８孔等多 而恢复原状，也不会向接触更可靠的方向发展。这 种规格，并有“并插”与“对插”之分（如图１Ｏ 样，搪锡多股导线与端子间将出现微小间隙，导致接 所示）。 触不良并更严重地发热 恶性循环的结果是连接点严 与前三种导线连接装置相比，插接式连接器优点 重烧毁，甚至引起火灾。 是：连接质量完全由连接器本身性能决定．对操作人 相比之下，簧片挤压和扭绞挤压式能有效补 员的技能要求最低，最大限度地避免操作者人为因素 偿搪锡焊料的蠕变。因此，英国ＢＳ ７６７１—２００８ 对连接效果的影响；最大不同点在于：连接器导体部 《Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｓ）的５２６．８．２ 分参与导电！因此，对其性能的要求，要比前三种连 条特别规定： “多芯导线、细导线和很细导线的导体 接器更严格。 末端，整体搪锡ｆｔｉｎｎｉｎｇ）后不允许使用螺纹挤压型 ４４ ■一 ～２ｏ！ ！一№ １ ２１６ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ ｊｚｄｑ ｎｅｔ．ｃａ 建虢电乞。 ＿——●＿Ｉ●—＿●—＿一Ｉ １３ＵＩＬＤｌＮＧ ２口１ ２年第４期Ｉ ＥＬＥＣＴＲＩＣＩＴＹ 式中：尸——线损功率，Ｗ； 插座回路的电压降。 压降测试结果无非以下４种： ａ．在每个插座处所测得的线路“电压降”均 正常（＜５％），说明线路导体与连接质量满足 要求； ｉ——负载电流，Ａ： ｒ——回路导线与连接点接触电阻之和，Ｑ； △ ——给定（额定）负载电流 下的回路电 压降，％。 用百分数表示△ｎ与回路空载电压的比值，就可 用于判断其是否超标，进而判断线路是否存在高阻连 接点。 ｂ．两个插座的读数有明显变化，说明高阻点就 在这两个插座之间： ｃ．各插座间压降无明显变化，但最远端插座压 工程中测试分支线路压降，并不要求运行真实负 载来产生负载电流，采用“假负载”同样能满足测试 要求。欧美国家广泛使用具有仿真负载功能的专用线 路分析仪（如图１１所示），进行线路工程验收和日常 巡检，能够简单、快速、安全、有效地获得被测回路 降偏大，由远及近，压降逐渐变小，则说明电气连接 正常但导线截面积偏小，应检查线径是否符合用电 要求： ｄ．各插座之间压降无明显变化，但压降值始终 偏大，则说明问题出在整条线路的第一个接头处或配 电盘内部。 ４．２电气绝缘性检测 一的电压降数据。通过鳄鱼夹适配器可将仪表接入任何 单相分支回路，适于多种检测场合。除电压降数据 外，仪表还能提供被测回路中单根导线的电阻值，为 精确定位高阻点提供帮助。 般用“绝缘电阻”衡量布线系统的绝缘性能。 对于低压配电系统，ＧＢ １６８９５．２３—２００５／ＩＥＣ ６０３６４ —６—６１：２００１《建筑物电气设置第６—６１部分：检 验——初检》 第６１２．３条规定：断开用电器具 誓 Ｌ线 Ｎ线 测量、标称回路电压为５００ Ｖ及以下、试验电压为 ５００ Ｖ时，每一回路的绝缘电阻应大于０．５ ＭＱ。检 验不接地的保护导体与大地间的绝缘电阻时应满足同 样指标要求。在火灾危险场所，宜测量带电导体之间 的绝缘电阻。 ４．２．１检测顺序 ． 图１１ 线路分析仪及鳄鱼夹适配器 Ｆｉｇ．１ １ Ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎｓｔｒｍｎｅｎｔ ａｎｄ ｃｒｏｃｏｄｉｌｅ ｃｌｉｐ ａｄａｐｔｏｒ 如果被测回路同时存在短路和开路故障（例如： ４．１．２通过测试电压降寻找高阻点 以检测墙壁插座回路为例，一般从距配电盘最远 的插座开始（如图１２所示），由远及近逐一测试每个 连接点开路），在开路点之后测试绝缘电阻（如图１３ 所示）将无法发现开路点之前的短路故障。 因此测试线路绝缘性前．必须依照ＧＢ １６８９５．２３ Ｌ线 Ｎ线 ＰＥ线 图１２通过测试电压降定位插座回路中的高阻点 Ｆｉｇ．１２ Ｌｏｃａｔｉｎｇ ｈｉｇｈ—ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｐｏｉｎｔ ｉｎ ｓｏｃｋｅｔ ｌｏｏｐ ｂｙ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｒｏｐ ■—Ｌ娅 一 ！：墅 ：曼 ２１８ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｚｄｑ．ｎｅｔ．ｃｎ