關(guān)于北美單元式空調(diào)器源軟線固線方式的討論

朱曉東 孫志辰

（珠海格力電器股份有限公司科技管理部 廣東珠海 519070）

關(guān)于北美單元式空調(diào)器源軟線固線方式的討論

朱曉東 孫志辰

（珠海格力電器股份有限公司科技管理部 廣東珠海 519070）

北美電工法要求的電器固線方式與其他國(guó)家地區(qū)有較大區(qū)別，國(guó)內(nèi)許多制造商并不了解北美地區(qū)的電器固定布線安裝方式，本文針對(duì)北美NEC或CEC法規(guī)及UL標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品電源線固線方式進(jìn)行分析。

固定布線；UL；NEC；過(guò)線孔；電源軟線；空調(diào)

空調(diào)產(chǎn)品電氣安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)基本上可劃分為兩種認(rèn)證體系，一種是以國(guó)際電工委員會(huì)為主導(dǎo)的IEC體系，另一種是以美國(guó)和加拿大為主導(dǎo)的UL體系；其中我們常見(jiàn)的認(rèn)證如國(guó)內(nèi)3C、歐盟CE、CB、澳州RCM、阿根廷S……等等都是屬于IEC體系，而UL、ETL和CSA認(rèn)證屬于UL體系。

由于北美地區(qū)的單元式空調(diào)固線方式跟國(guó)內(nèi)空調(diào)有天壤之別，國(guó)內(nèi)有部份設(shè)計(jì)者可能不懂NEC法規(guī)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品無(wú)法在北美地區(qū)正常安裝，可能因此導(dǎo)致消費(fèi)者的退貨、投訴；本文根據(jù)NEC法規(guī)與UL標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行分析，以指導(dǎo)制造商如何設(shè)計(jì)出口北美地區(qū)單元式空調(diào)的電源過(guò)線孔。

1 IEC與UL體系的電源線的固線方式

對(duì)比

圖1為國(guó)內(nèi)、歐盟等IEC體系的空調(diào)器常見(jiàn)的固線方式，其結(jié)構(gòu)通常是使用一個(gè)壓線夾把電源線固定、壓緊，讓其接線端處無(wú)法受到外部應(yīng)力影響，保證電源線可靠固定，并保證電源軟線受到充分保護(hù)以免絕緣被磨損或劃傷。對(duì)于空調(diào)產(chǎn)品，其質(zhì)量通常都超過(guò)4KG，測(cè)試方法是用100N的拉力（不可使用爆發(fā)拉力），重復(fù)試驗(yàn)25次，每次持續(xù)1秒；試驗(yàn)結(jié)果要求軟線不應(yīng)損壞且縱向位移不應(yīng)超過(guò)2mm。

圖2是北美單元式空調(diào)器的電源接線方式，根據(jù)北美電氣法規(guī)（NEC或CEC）的規(guī)定，固定布線安裝的器具，其電源線應(yīng)穿過(guò)一根套管（Conduit），電源線應(yīng)完全被套管包住，套管的兩端使用兩個(gè)夾具（Bushing）把該套管夾緊在配電盒與機(jī)組之間，如圖2所示。器具的電源線通過(guò)此種方式聯(lián)接已被可靠保護(hù)，完全不會(huì)受到任何外部應(yīng)力的影響，所以出口北美的固定布線產(chǎn)品通常不設(shè)計(jì)壓線夾，其原因就是北美電氣法規(guī)規(guī)定電源線必須使用此方式安裝，電源線不需額外壓緊。

2 北美空調(diào)電源線的固線工藝設(shè)計(jì)要求

因北美市場(chǎng)的套管、Bushing都是規(guī)格化、通用化的部件，在當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)隨時(shí)可以購(gòu)買，因此設(shè)計(jì)一款電器的時(shí)候就必須考慮當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)的安裝部件尺寸要求；設(shè)計(jì)者必須按照標(biāo)準(zhǔn)尺寸決定開孔，否則產(chǎn)品將無(wú)法正常安裝。標(biāo)準(zhǔn)UL 1995第17章《電源線的連接》里面的Table 17.1和17.2已給出相應(yīng)的尺寸設(shè)計(jì)工藝要求，如圖3、4所示。

固定布線產(chǎn)品要求在銘牌標(biāo)注M CA（Minimum Circuit Ampacity，銘牌標(biāo)稱此參數(shù)就是要給安裝人員選擇電源線參考使用），此參數(shù)是根據(jù)機(jī)組在正常輸入或溫升測(cè)試所測(cè)得的數(shù)據(jù)，經(jīng)MCA計(jì)公式計(jì)算出來(lái)的最小電路電流，再根據(jù)最小電路電流MCA選配正確的電源線線號(hào)，然后從圖3表格上的縱橫對(duì)應(yīng)關(guān)系選出最小套管管徑，最后再根據(jù)圖4的表格給機(jī)組設(shè)計(jì)器具電源過(guò)線孔的孔徑（設(shè)計(jì)者可根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)工藝的需要，選擇更大規(guī)格的過(guò)線孔，但孔徑必須跟圖4的表格一致），開孔向要預(yù)留一定的空間以安裝夾具（Bushing），過(guò)線孔最小預(yù)留空間見(jiàn)圖4 Bushings dimensions尺寸要求。

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：一臺(tái)單相三線供電的固定布線器具，設(shè)計(jì)者根據(jù)測(cè)試結(jié)果，用MCA公式計(jì)算出來(lái)的電流為15A，那么依據(jù)美國(guó)線規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，器具至少應(yīng)該選用線號(hào)為14AWG或載流能力更高的導(dǎo)線作為機(jī)組的電源線，那么從圖3可以判斷，安裝14AWG導(dǎo)線的套管（Conduit）直徑至少為φ1/2inch，再?gòu)膱D4找出φ1/2inch套管對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)開孔直徑至少為φ22.2mm；除此之外，還得留給安裝Bushing合適的空間，從圖4中找出要給夾具（Bushing）預(yù)留的安裝空間至少為φ25.4*9.5mm（9.5mm是開孔內(nèi)部的離板金的縱向深度）。如果設(shè)計(jì)者根據(jù)設(shè)計(jì)工藝的需要（如其他非電源線的導(dǎo)線也從該線孔穿過(guò)），過(guò)線孔需要選擇更大的標(biāo)準(zhǔn)孔徑。同樣，預(yù)留予安裝Bushing的空間也應(yīng)根據(jù)圖4規(guī)定增加相應(yīng)的最小尺寸。

另外，如圖5所示，這種器具設(shè)計(jì)預(yù)留不同位置的過(guò)線孔，以方便安裝人員選擇不同位置布線，此種設(shè)計(jì)通常在機(jī)組預(yù)留多個(gè)沖壓敲落孔（Knockout），這種敲落孔除了要按上述標(biāo)準(zhǔn)要求開孔、預(yù)留安裝空間外，還需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)UL1995第75章的生產(chǎn)線測(cè)試Knockout security test，確保該敲落孔的安全可靠性，該測(cè)試在生產(chǎn)線上使用一個(gè)直徑為6.4mm的平頭探棒，對(duì)敲落孔最容易敲落的位置和角度施加44N壓力，敲落孔應(yīng)保持原位，不能被敲落。

3 自帶電源引線的單元式空調(diào)器

而對(duì)于那種沒(méi)有電源接線板，自帶電源線引線出廠的固定布線器具，其電源線必須有消除外部應(yīng)力工藝（用壓線夾壓緊電源線是其中一種可靠的消除應(yīng)力裝置，如圖6左下所示），標(biāo)準(zhǔn)要求器具設(shè)計(jì)此工藝是因?yàn)閹щ娫匆鼍€出廠的產(chǎn)品，其電源連接有不可預(yù)知的脫落隱患，電源引線在運(yùn)輸、安裝過(guò)程中很有可能受到意外應(yīng)力而脫落，導(dǎo)致器具安裝使用后將可能發(fā)生電擊危險(xiǎn)，此工藝就是為了防止產(chǎn)品電源引線在安裝之前被扯開。

圖1 IEC體系固線方式

北美電工法規(guī)（NEC或CEC）規(guī)定，自帶電源引線的器具現(xiàn)場(chǎng)安裝同樣也需要用“Conduit + Bushing”的安裝連接工藝，因此這種結(jié)構(gòu)除了要有消除電源線外部應(yīng)力的工藝以外，還要有北美標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)線孔（如圖6右下角所示）。

4 結(jié)語(yǔ)

北美電工法規(guī)規(guī)定，安裝固定布線器具必須要求具備NEC或CEC認(rèn)可資格的安裝人員承接安裝任務(wù)，其現(xiàn)場(chǎng)安裝非常專業(yè)、嚴(yán)格的法規(guī)要求，但安裝費(fèi)用比較昂貴，如果產(chǎn)品的過(guò)線結(jié)構(gòu)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，安裝人員可能要給產(chǎn)品重新設(shè)計(jì)過(guò)線孔的位置，對(duì)器具重新攻孔，非正常安裝將增加器具不必要的安裝工時(shí)，額外給消費(fèi)者增加不必要的安裝費(fèi)用，更有甚者可能導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法安裝而退貨。因此，產(chǎn)品必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)要求設(shè)計(jì)電源過(guò)線結(jié)構(gòu)，以保證產(chǎn)品能正常安裝。

圖2 北美等UL體系的固線方式

圖3 UL 1995 Table17.2,套管管徑的選擇

圖4 UL 1995 Table17.1,鈑金開孔的設(shè)計(jì)工藝

圖5 沖壓敲落孔（Knockout）

圖6 自帶電源引出線的過(guò)線設(shè)計(jì)案例

[1]ANSI/UL 1995; UL Standard for Safety for Heating and Cooling Equipment, UL 1995 Fourth Edition, Dated October14,2011; Underwriters Laboratories Inc. 333 Pfingsten Road Northbrook, IL 60062-2096.

[2]ANSI/NFPA 70; National Electrical Code, 2008 Edition Dated August 15, 2007; NFPA, 1 Batterymarch Park, Quincy, MA 02169-7471 An International Codes and Standards Organization

[3]IEC 60335-1; INTERNATIONAL STANDARD, Household and Similar Electrical Appliances- Safety -Part 1: General Requirements, Edition 5.0 Dated May-2010; IEC Central Office 3, rue de Varembé CH-1211 Geneva 20 Switzerland.

The field wiring connections of unitary air conditioner in North America

ZHU Xiaodong SUN Zhichen
（GREE Electric Appliance Inc. of Zhuhai Zhuhai 519070）

The field wiring connections of national electric code require is difference from other countries, a lot manufacture were dis-understand the electrical appliance how to connected with the Power System. This disquisition is following the NEC/CEC and UL Standards to guide the Manufacture how to design a products’ field wiring connection.

Filed wired; UL; NEC; Hole; Cord; Unitary