一種緊湊型低壓接線端子排的改良與研制

李祖瑜 林道志

（廣東電網有限責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，它廣泛應用于室內電氣安裝、工業電氣、交通、通信等領域，主要起轉接分段、導線接續、分配電能、固定支撐等作用[1-2]。目前380V/220V低壓系統絕大部分的接線端子排都是平面布置且橫向排列的，無法擴展，同時由于空間有限、布局過于緊湊會發熱，存在一定的局限性，因此需要對原有的低壓端子排進行優化與改良。

1 目前狀況以及遇到的問題

該文選取現時在380V/220V低壓系統中使用較為廣泛的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

現有的接線端子排尺寸較大，在電氣設備內部安裝會占用一定的空間，較為典型的如低壓計量柜內廣泛使用的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，在箱體內會占用一定空間，同時與互感器等其他計量設備有效距離不足，運維、檢修不便。另外由于該端子排三相均在同一平面內，檢修過程中因誤碰引發相間短路的發生率較高。

圖1 FJ6系列低壓接線端子排

1.2 無法有效擴展

在某些需要將低壓二線轉換為四線的場合，需要將原來二位的接線端子排同步更換為四位的接線端子排，這會涉及一個接線端子排擴展的問題。如果原有二位低壓接線端子排尺寸較小，現場沒有預留足夠的空間，就無法正常安裝四位端子排。

例如在某種應用場合，需要將三位低壓接線端子排擴展為五位接線端子排（如將JF5-4/3端子排擴展為JF5-4/5端子排）[4]，如果沒有預留足夠的安裝空間，就會造成五位端子排無法正常安裝使用，如圖2所示。

圖2 不同型號端子排的外形尺寸

除此之外，如果更換過程中涉及不同線徑導線的更換，還會產生新的問題。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，無法調節，當導線的線耳較大時，接線端子排的槽孔無法容納線耳。而根據相關的技術要求，線耳的尺寸要與導線的橫截面積相匹配，且線耳等接續金具是不允許采用擴孔、切削的方式進行后期修配的[1]，就會導致更換大線徑導線時，線耳無法裝入低壓端子排槽孔中。如圖3所示，將25mm2導線更換為50mm2導線后線耳無法裝入端子排槽孔中。

圖3 線耳無法裝入原端子排槽孔中

1.3 更換時會造成額外的費用支出

鑒于存在1.2節中描述的局限性，低壓接線端子排在更換過程中如果遇上空間受限無法正常安裝的問題，還需要對柜內裝置進行一定的騰挪、調整和修配加工，甚至還要將端子排或柜體進行整體更換，費時費力，且加工、更換過程中還會造成額外的費用支出，經濟性大打折扣，再加上處理方式較為麻煩，耗時長久，安裝過程中也會有額外的施工負擔。

1.4 容易發熱產生安全隱患

現有的接線端子排由于設計方面的原因，接觸不良時會有較大的接觸電阻，因此導通電流過程中會產生大量熱量，會引發電弧、灼燒。而端子排兩相間距離較近，如果此時產生放電電弧，還會進一步引起相間短路故障。由端子排接觸不良會引起的放電、高溫、過熱、灼燒等問題，同時還會引發火災及人身觸電風險。

2 改良研制

2.1 初步構思

鑒于目前的局限性，該文進行了相應改良，研制出一種新型緊湊式棱柱型接線端子排（以下簡稱緊湊型端子排）。根據目前低壓用電情況，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的接線，四棱柱型適用于三相四線制系統的接線，外形設計如圖4所示。

圖4 外觀設計（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），可根據實際使用三棱柱或四棱柱增減片數。③為外部透明、圓筒狀的橡膠絕緣護套，對整個裝置起保護、密封、絕緣、防止觸電和漏電的作用。

圖5 組成部分簡介（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行拼裝（如圖6所示）。

圖6 拼裝方式

其次，拼裝完后，穿裝導線線耳，套上透明圓筒狀的橡膠絕緣護套（如圖7所示）。

圖7 組裝工藝圖

3 產品主要特點

3.1 拼裝部分的特點

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：1）拆裝方便，不需要復雜的生產工藝，和一次成型的常規接線端子排相比，其模具生產制造成本能降低約70%，生產方便，節約成本。2）由于可以自由拆裝，片塊狀的外形設計在包裝運輸過程中不易損壞，節省運輸空間。而常規的接線端子排由于是模具一次成型的，因此包裝運輸過程中會因磕碰、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中最寬、尺寸最大的240mm2導線線耳寬度配置，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）該成果最大的特點在于縮小了接線端子排的尺寸，能滿足生產設備小型化、集約化的要求，外形尺寸、體積縮小60%以上，不會占用太大的空間。應用之后，在某種程度上可以降低設備的生產成本（主要是體積縮小后，配套的設備外形尺寸可以制造得更小，更節材）。5）該成果棱柱部分可進一步擴展，因為片塊狀的外形設計拼裝方便，可嵌套的部分可以適度擴展，可以組拼成三棱柱狀、四棱柱狀、五棱柱狀等諸如此類的擴展。6）棱柱狀的布局比槽孔狀更能避免相間短路。常規的端子排由于相間的槽孔是緊鄰的，出現電弧時容易造成緊鄰的導線發生相間短路故障。采用棱柱型的設計能在一定程度上優化布局，由于不同相的導線在不同的立體平面進行組接，面與面之間是相對獨立的結構，并結合絕緣隔離板（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。

3.2 橡膠絕緣隔離板（片）部分的特點

首先，采用三重卡槽-嵌套式固定在棱柱的棱邊上，拆裝方便，可根據三棱柱、四棱柱進行擴展。

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

再次，由于外部采用圓筒狀的護套安裝，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，可防止爬行類小動物（如昆蟲、壁虎、蜥蜴、蛇）進入組接處帶電部位，避免小動物誤入帶電部位造成的短路事故。

3.3 圓筒狀橡膠絕緣護套部分的特點

首先，圓筒狀的橡膠絕緣護套為專門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，該護套可適當延長，可以作為管、線間絕緣套管使用，節省材料，還可擴展為絕緣護套管使用，在安裝過程中更方便快捷，省去了組接絕緣套管、纏繞絕緣膠布的工序。

4 結語

綜上所述，鑒于目前低壓接線端子排存在的問題，該文設計出一種占用空間更小、使用更方便，同時又可以自由擴展、拆裝，以適應不同類型線耳的新型低壓端子排。該成果已申請發明專利，并獲得授權（CN113314859B），目前在推廣應用中成效顯著，能夠在一定程度上減少施工過程中的額外費用支出。同時緊湊的外觀設計更順應了設備小型化、集約化、精簡化的發展方向，可為同類其他產品提供參考、借鑒，具有一定的實際意義。