一種緊湊型低壓接線端子排的改良與研制

李祖瑜 林道志

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司湛江徐聞供電局，廣東 湛江 524100）

0 前言

接線端子排是電氣工程領(lǐng)域較為常用的零部件，看似不起眼的小物件，作用卻不容小覷，它廣泛應(yīng)用于室內(nèi)電氣安裝、工業(yè)電氣、交通、通信等領(lǐng)域，主要起轉(zhuǎn)接分段、導(dǎo)線接續(xù)、分配電能、固定支撐等作用[1-2]。目前380V/220V低壓系統(tǒng)絕大部分的接線端子排都是平面布置且橫向排列的，無(wú)法擴(kuò)展，同時(shí)由于空間有限、布局過(guò)于緊湊會(huì)發(fā)熱，存在一定的局限性，因此需要對(duì)原有的低壓端子排進(jìn)行優(yōu)化與改良。

1 目前狀況以及遇到的問(wèn)題

該文選取現(xiàn)時(shí)在380V/220V低壓系統(tǒng)中使用較為廣泛的FJ6型、JF5型接線端子排[3-4]，分析其目前存在的局限性，具體如下。

1.1 占用一定的空間

現(xiàn)有的接線端子排尺寸較大，在電氣設(shè)備內(nèi)部安裝會(huì)占用一定的空間，較為典型的如低壓計(jì)量柜內(nèi)廣泛使用的FJ6系列低壓接線端子排（如圖1所示），該系列端子排主要為橫向排列，在箱體內(nèi)會(huì)占用一定空間，同時(shí)與互感器等其他計(jì)量設(shè)備有效距離不足，運(yùn)維、檢修不便。另外由于該端子排三相均在同一平面內(nèi)，檢修過(guò)程中因誤碰引發(fā)相間短路的發(fā)生率較高。

圖1 FJ6系列低壓接線端子排

1.2 無(wú)法有效擴(kuò)展

在某些需要將低壓二線轉(zhuǎn)換為四線的場(chǎng)合，需要將原來(lái)二位的接線端子排同步更換為四位的接線端子排，這會(huì)涉及一個(gè)接線端子排擴(kuò)展的問(wèn)題。如果原有二位低壓接線端子排尺寸較小，現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有預(yù)留足夠的空間，就無(wú)法正常安裝四位端子排。

例如在某種應(yīng)用場(chǎng)合，需要將三位低壓接線端子排擴(kuò)展為五位接線端子排（如將JF5-4/3端子排擴(kuò)展為JF5-4/5端子排）[4]，如果沒(méi)有預(yù)留足夠的安裝空間，就會(huì)造成五位端子排無(wú)法正常安裝使用，如圖2所示。

圖2 不同型號(hào)端子排的外形尺寸

除此之外，如果更換過(guò)程中涉及不同線徑導(dǎo)線的更換，還會(huì)產(chǎn)生新的問(wèn)題。接線端子排槽孔本身的尺寸大小決定了所能容納的線耳大小，由于目前大部分的接線端子排的槽孔尺寸都是固定的，無(wú)法調(diào)節(jié)，當(dāng)導(dǎo)線的線耳較大時(shí)，接線端子排的槽孔無(wú)法容納線耳。而根據(jù)相關(guān)的技術(shù)要求，線耳的尺寸要與導(dǎo)線的橫截面積相匹配，且線耳等接續(xù)金具是不允許采用擴(kuò)孔、切削的方式進(jìn)行后期修配的[1]，就會(huì)導(dǎo)致更換大線徑導(dǎo)線時(shí)，線耳無(wú)法裝入低壓端子排槽孔中。如圖3所示，將25mm2導(dǎo)線更換為50mm2導(dǎo)線后線耳無(wú)法裝入端子排槽孔中。

圖3 線耳無(wú)法裝入原端子排槽孔中

1.3 更換時(shí)會(huì)造成額外的費(fèi)用支出

鑒于存在1.2節(jié)中描述的局限性，低壓接線端子排在更換過(guò)程中如果遇上空間受限無(wú)法正常安裝的問(wèn)題，還需要對(duì)柜內(nèi)裝置進(jìn)行一定的騰挪、調(diào)整和修配加工，甚至還要將端子排或柜體進(jìn)行整體更換，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且加工、更換過(guò)程中還會(huì)造成額外的費(fèi)用支出，經(jīng)濟(jì)性大打折扣，再加上處理方式較為麻煩，耗時(shí)長(zhǎng)久，安裝過(guò)程中也會(huì)有額外的施工負(fù)擔(dān)。

1.4 容易發(fā)熱產(chǎn)生安全隱患

現(xiàn)有的接線端子排由于設(shè)計(jì)方面的原因，接觸不良時(shí)會(huì)有較大的接觸電阻，因此導(dǎo)通電流過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，會(huì)引發(fā)電弧、灼燒。而端子排兩相間距離較近，如果此時(shí)產(chǎn)生放電電弧，還會(huì)進(jìn)一步引起相間短路故障。由端子排接觸不良會(huì)引起的放電、高溫、過(guò)熱、灼燒等問(wèn)題，同時(shí)還會(huì)引發(fā)火災(zāi)及人身觸電風(fēng)險(xiǎn)。

2 改良研制

2.1 初步構(gòu)思

鑒于目前的局限性，該文進(jìn)行了相應(yīng)改良，研制出一種新型緊湊式棱柱型接線端子排（以下簡(jiǎn)稱(chēng)緊湊型端子排）。根據(jù)目前低壓用電情況，可分為三棱柱型與四棱柱型兩種，三棱柱型適用于三相三線制系統(tǒng)的接線，四棱柱型適用于三相四線制系統(tǒng)的接線，外形設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 外觀設(shè)計(jì)（三棱柱式、四棱柱式）

2.2 裝置組成介紹

該新型裝置的主要構(gòu)造有以下幾部分組成，如圖5所示。①為帶卡槽-嵌套式的可拼裝接線端子排（可方便拼拆、擴(kuò)展），可由若干片狀的帶卡槽-嵌套式的尼龍膠組拼而成。②為用于相間絕緣、起阻隔電弧作用的、帶卡槽-嵌套式的可拼裝絕緣橡膠隔離板（片），可根據(jù)實(shí)際使用三棱柱或四棱柱增減片數(shù)。③為外部透明、圓筒狀的橡膠絕緣護(hù)套，對(duì)整個(gè)裝置起保護(hù)、密封、絕緣、防止觸電和漏電的作用。

圖5 組成部分簡(jiǎn)介（三棱柱式、四棱柱式）

2.3 安裝工藝

首先，端子排由若干片狀、帶卡槽-嵌套式的尼龍絕緣膠板（片）利用側(cè)邊的卡槽-嵌套拼裝而成，拼裝完成本體后再在棱角處嵌套絕緣塑料隔離板（片），采用三重嵌套的方式進(jìn)行拼裝（如圖6所示）。

圖6 拼裝方式

其次，拼裝完后，穿裝導(dǎo)線線耳，套上透明圓筒狀的橡膠絕緣護(hù)套（如圖7所示）。

圖7 組裝工藝圖

3 產(chǎn)品主要特點(diǎn)

3.1 拼裝部分的特點(diǎn)

可自由拼裝、拆卸的帶卡槽-嵌套式的接線端子排組成片具有以下特點(diǎn)：1）拆裝方便，不需要復(fù)雜的生產(chǎn)工藝，和一次成型的常規(guī)接線端子排相比，其模具生產(chǎn)制造成本能降低約70%，生產(chǎn)方便，節(jié)約成本。2）由于可以自由拆裝，片塊狀的外形設(shè)計(jì)在包裝運(yùn)輸過(guò)程中不易損壞，節(jié)省運(yùn)輸空間。而常規(guī)的接線端子排由于是模具一次成型的，因此包裝運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)因磕碰、撞壓而容易損壞、破裂。3）棱柱型本體部分寬度按照電工作業(yè)中最寬、尺寸最大的240mm2導(dǎo)線線耳寬度配置，適配于各種尺寸大小不同的線耳，可大可小，穿裝方便，克服了傳統(tǒng)槽孔式接線端子排尺寸固定不兼容的局限性。4）該成果最大的特點(diǎn)在于縮小了接線端子排的尺寸，能滿(mǎn)足生產(chǎn)設(shè)備小型化、集約化的要求，外形尺寸、體積縮小60%以上，不會(huì)占用太大的空間。應(yīng)用之后，在某種程度上可以降低設(shè)備的生產(chǎn)成本（主要是體積縮小后，配套的設(shè)備外形尺寸可以制造得更小，更節(jié)材）。5）該成果棱柱部分可進(jìn)一步擴(kuò)展，因?yàn)槠瑝K狀的外形設(shè)計(jì)拼裝方便，可嵌套的部分可以適度擴(kuò)展，可以組拼成三棱柱狀、四棱柱狀、五棱柱狀等諸如此類(lèi)的擴(kuò)展。6）棱柱狀的布局比槽孔狀更能避免相間短路。常規(guī)的端子排由于相間的槽孔是緊鄰的，出現(xiàn)電弧時(shí)容易造成緊鄰的導(dǎo)線發(fā)生相間短路故障。采用棱柱型的設(shè)計(jì)能在一定程度上優(yōu)化布局，由于不同相的導(dǎo)線在不同的立體平面進(jìn)行組接，面與面之間是相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，并結(jié)合絕緣隔離板（片）使用，和槽孔式端子排相比，多重絕緣下的絕緣、防電弧性能更優(yōu)。

3.2 橡膠絕緣隔離板（片）部分的特點(diǎn)

首先，采用三重卡槽-嵌套式固定在棱柱的棱邊上，拆裝方便，可根據(jù)三棱柱、四棱柱進(jìn)行擴(kuò)展。

其次，和常規(guī)的槽孔式接線端子排相比，在棱邊上安裝相當(dāng)于多加了一重絕緣保護(hù)，可有效防止相間電弧引起的短路，保證組接處不發(fā)生相間短路故障。

再次，由于外部采用圓筒狀的護(hù)套安裝，棱邊上安裝的絕緣橡膠隔離板（片）能起到良好的支撐、固定、絕緣作用。

最后，可防止爬行類(lèi)小動(dòng)物（如昆蟲(chóng)、壁虎、蜥蜴、蛇）進(jìn)入組接處帶電部位，避免小動(dòng)物誤入帶電部位造成的短路事故。

3.3 圓筒狀橡膠絕緣護(hù)套部分的特點(diǎn)

首先，圓筒狀的橡膠絕緣護(hù)套為專(zhuān)門(mén)適配于棱柱狀接線端子排的配套件，絕緣材料可防止漏電，與外部隔絕，能有效避免操作人員誤碰帶電部位；

其次，可防止碰撞、沖擊。傳統(tǒng)的槽孔式端子排外部的透明蓋板為平面狀，不耐沖擊、碰撞。該文采用的圓弧面比平面更耐壓、耐沖擊和碰撞。

最后，該護(hù)套可適當(dāng)延長(zhǎng)，可以作為管、線間絕緣套管使用，節(jié)省材料，還可擴(kuò)展為絕緣護(hù)套管使用，在安裝過(guò)程中更方便快捷，省去了組接絕緣套管、纏繞絕緣膠布的工序。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鑒于目前低壓接線端子排存在的問(wèn)題，該文設(shè)計(jì)出一種占用空間更小、使用更方便，同時(shí)又可以自由擴(kuò)展、拆裝，以適應(yīng)不同類(lèi)型線耳的新型低壓端子排。該成果已申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利，并獲得授權(quán)（CN113314859B），目前在推廣應(yīng)用中成效顯著，能夠在一定程度上減少施工過(guò)程中的額外費(fèi)用支出。同時(shí)緊湊的外觀設(shè)計(jì)更順應(yīng)了設(shè)備小型化、集約化、精簡(jiǎn)化的發(fā)展方向，可為同類(lèi)其他產(chǎn)品提供參考、借鑒，具有一定的實(shí)際意義。