標準VDE0620 中關鍵量規及裝置的使用方法

尹兆貴

（威凱檢測技術有限公司 廣州 510663）

引言

插頭插座作為家用和日常用途的主要零部件產品，其外觀雖小但作用卻非常重要。另外, 由于不同國家的插頭插座的尺寸規格不同, 所以使得全世界大部分國家的插頭插座不可通用，不同國家在制定標準的過程中除了利用必要的設備進行測試外，還需要借助量規來進行尺寸及結構的考核。通常情況下，量規考核主要應用于某些無法通過游標卡尺、投影儀等直接測量的尺寸方面，也可以用于爬電距離電器間隙，或者用于插套夾持力及硬度等方面的考核，相比較英式插頭插座標準BS1363-1、-2、澳洲插頭插座標準AS/NZS 3112、國標插頭插座標準GB/T 2099.1 等德國標準VDE0620 系列中量規的考核可謂是最多的，本文就VDE0620-1 固定式插座及VDE 0620-2-1 插頭及移動式插座兩個標準中，從量規的外形、標準要求、考核評價標準等方面進行詳細的闡述。

1 標準中的主要量規及其測試方法

VDE0620-1 和VDE0620-2-1 均無單獨的英文標準，均為德文原文標準，這給廣大檢測者及企業帶來很大的不便，通過多年的學習與積累，作者以能接受的文字直觀的說明每一個量規的用途及操作方法。

1.1 Lehren 1a, 1b, 1c 插座插孔止規的測試

量規1 是針對插座插孔的測試，標準對于兩個插孔的尺寸有規定，除了使用游標卡尺進行測量外，還需要借助該量規進一步檢測，要求該量規不得插入帶電插孔內，量規共三種規格，6.0 mm 的量規適用于蓋子是由橡膠或陶瓷制成的情況；5.8 mm 的量規適用于其它材料制成的蓋子；而5.0 mm 的適用于2.5 A 的插座孔，量規及操作圖如圖1。

圖1 插座插孔止規及操作圖

1.2 Lehren 2a, 2b, 2c 最小拔出力量規的測試

不論是插座還是插頭在實際使用過程中均作為給電器供電的零部件，插孔具有一定的夾持力才能保證在互相接觸的過程中具有良好的接觸面積，保證良好的導電性，所以標準設計的最小拔出力量規便是在考核插套的夾持。最小拔出力量規主要針對插座的帶電插孔和插頭的接地插孔進行的測試，其中量規2a（3.8 mm）適用于DIN 49440 的插座的插孔，而量規2b （4.6 mm）適用于插頭DIN 49441 的接地孔，量規2c 適用的產品不常見，本文不做分析，標準要求最小拔出力量規在30 s 內不得從插座或插頭接地插孔中脫落，量規及操作圖如圖2。需要注意的是，在測試插座時需要將插套單獨拿出來進行測試，且在正常夾持的方向上不得提供外力支持。

圖2 最小拔出力量規

1.3 Lehre 3 可插入性量規的測試

該量規相當我們常所說的插座的通規，目的在于考核插座是否可以正常插入，標準要求不過分用力即可將該量規插入到插座中，需要注意的是該量規的兩頭都有兩個插銷，兩邊的插銷互相對稱，尺寸相同，需要兩邊的插銷均要正常插入，量規及操作圖如圖3。

圖3 可插入性量規

1.4 Lehre 4 帶側邊接地插座的可插入性量規測試

德國插頭插座有個很大的特點就是雙極性設計，也就是不分L 極和N 極，接地分上下兩個接地彈片，插頭可以在插座兩個插孔中任意插入。所以量規4 的設計主要就是在考核插座是否能使得插頭從兩個方向上任意插入，標準要求該量規能容易的且完全的插入到插座中去，一旦插座的尺寸設計有偏差，就會導致無法插入的問題，量規及操作圖如圖4。

圖4 帶側邊接地的插座的可插入性量規

1.5 Lehren 5a, 5b, 5c, 5d 接觸規和不接觸規測試

量規主要用于考核插座的插套與插合面之間的距離，以及插套部分的開口是否能正常接觸到對應的插頭，值得注意的共四個量規，其中量規5d 適用于陶瓷和橡膠制成的插座，其它三個適用于其它材質的插座。長的一頭是接觸規，要求這頭要接觸到插套；而短的一頭為不接觸規，要求其不可接觸到插套。那么既然標準中對于插合面到插套最高點的距離已經在尺寸圖中做出了規定，為什么還要再去設計這個量規去考核呢？原因是在某些情況下雖然插座在設計的時候深度可以保證可以接觸到插頭，但是由于插套的開口呈喇叭型，開口過大就會導致插頭真正接觸到的不一定是插套的最頂端，而是往下的某個位置，或者根本無法接觸到插套。所以借助這個量規就能確保插座的設計可以滿足插頭插銷的正常接觸或者標準要求的范圍內不應該接觸，量規實物圖見圖5。

圖5 接觸規和不接觸規

1.6 Lehren 6a, 6b, 6c, 6d 插頭插銷通規和止規的測試

跟上述其它量規一樣，插銷的尺寸大小在標準圖紙中的規定除了利用游標卡尺測量外，同樣要借助量規進行測量，下面這四個量規便是用來測量插銷的直徑大小的量規，分為16 A 插頭插銷的通規和止規和2.5 A 插頭插銷的通規和止規，通規6a（a）和6b（a）要求可以無障礙的穿過插銷，止規6a（b）和6b（b）要求不可以通過插銷，注意止規需要從多個方向多個位置進行嘗試插入，如果插銷的尺寸設計不均勻時在某些位置就會存在插入的情況，這種情況屬于不合格情況，量規及操作圖如圖6。

圖6 插頭插銷的通規和止規

1.7 Lehren 7a und 7b 僅針對16 A 插頭的內規和外規的測試

內規和外觀同樣是對于插頭尺寸的輔助考核量規，主要考核插銷與插銷之間的中心距離是否符合要求，以保證插頭和插座能正常配合，標準要求外規和內規均可以無障礙穿過兩個插銷之間，在測量時需要上下移動，使得在每個位置均滿足標準要去。量規及操作圖如圖7。

圖7 16 A 插頭的內規和外規

1.8 Lehre 8 插座插孔寬度量規的測試

標準中對插座的兩個插孔的直徑要求為φ5，5+0,30毫米，而通常情況下插孔會存在上大下小或者上小下大的情況，游標卡尺測試時需要上下均進行測試，除了利用游標卡尺直接測量數據之外，插孔還需要滿足量規要求，即要求不用過大的力即可將量規7順利插入到插孔中去。如果有保護門的情況下，需要先拆除保護門，再進行該項測試，量規及操作圖如圖8。

圖8 插座插孔直徑測試的通規

1.9 Lehre 9 互換性量規的測試

根據德國插頭插座的特點，量規9 與量規4 一樣，均在于考核對應插頭或者插座的互換性插入情況，標準要求被測試插頭無需過分用力即可插入到該量規中，以此來確認插頭的設計是否滿足于插座的插入可以任意方向上互換。量規及操作方法如圖9。

圖9 互換性量規

1.10 Lehren 10a, 10b 單極不可插入性量規測試

為保證使用安全，標準在考核設計時需考慮到任何可能發生的情況，在某些情況下插頭的其中一個插銷已經與插套接觸時。而另外一個插銷還漏在外面，這種情況下就會造成觸電的危險，尤其是對于那些插合面與邊緣距離較小的移動式插座，很容易存在上述危險，量規10 的考核則是在模擬上述情況，標準要求當其中一個插銷與插座插接觸時，另外一個插銷必須是不易觸及的。量規及操作方法如圖10。

圖10 插座單極不可插入性量規

1.11 Lehre 11 插座不可插入性量規測試

標準要求0 類和I 類設備用的插頭不可插入專門用于II 類設備用的插座中，對于額定電流不超過16 A 的插座使用量規11 施加150 N 的力持續1 min，量規不得插入插座內，對于其它插座施加的力應為250 N，量規實物如圖11。

圖11 插座不可插入性量規

圖12 插頭單極不可插入性量規

1.12 Lehre 12 插頭單極不可插入性量規的測試

除了我們在第10 點提到的插座需要考核單極不可插入性外插頭也需要考核單機不可插入性，因為當插頭的插銷硬度不夠或內架對插銷的保持力不夠的情況下，就會導致插銷變形，使得其中一個插銷帶電時，另一個插銷處于易觸及位置而發生危險，量規12 規便是在考核這一點，試驗時要求將量規12 放入兩個插銷之間，在量規重量的作用下觀察插銷是否會被撐開變形。對于剛性或陶瓷材料制成的插頭的考核，量規的重量為250 g，而對于橡膠或熱塑性材料制成的插頭的考核，量規的重量為1 000 g。標準要求在量規自身的重量下量規不能接觸到插頭的插合面，量規及操作方法如圖10。

1.13 Lehre 14 旁側接地的壓力測試量規的測試

與其它國家的插座不同，德式插座的接地部分為上下兩個彈片，以確保與插頭部分上下兩個接地片相接觸，插座的接地彈片必須具備一定的硬度及彈力，在正常情況下既要確保插頭插入時不能在較大的力的情況下接地彈片被壓扁，又要保證接地彈片有一定的回彈力。量規14 則是針對旁側接地彈片的硬度的考核，試驗時量規14 往與插座插合面插入的方向上施力150 N，該量規故意設計成沒有專門的接地彈片進入的空間，使得150 N 的壓力直接作用在兩個接地彈片上1 min，標準要求經受1 min 的壓力測試之后，插座的尺寸依然可以符合標準要求，尤其是接地彈片的高度和兩者之間的距離。量規及操作方法如圖13。

圖13 旁側接地的壓力測試量規

1.14 Lehre 16a, 16b, 16c,16d 最大拔出力量規的測試

與大部分國家一樣，德國插座依然要考核最大拔出力，確保在一定的力的要求下用戶能順利的拔出插頭，我們常見的插座主要是16 A 插座和2.5 A 插座，標準要求16 A 插座的最大拔出力為54 N，而2.5 A 的為50 N，在進行該項測試時，先將插座固定，使得插合面與地面平行，然后將量規16 插入到插座中，掛上對應的砝碼，要求量規應從插套中脫出，需要注意的是，砝碼的總重量包含一個重量為最大拔出力1/10 的附加砝碼，有時，當施加最大拔出力時砝碼不會脫出時，可以將附加砝碼從50 mm 的高度落下，作為一個沖擊力，如果砝碼從插座中脫出則可以判定為合格，如果依然無法脫出則判定為不合格，量規實物圖如圖14。

圖14 最大拔出力量規

1.15 Lehre 16e 插頭接地插孔的最大拔出力量規的測試

為配合歐盟其它國家如法國插座，德式插頭很多時候被設計成同時具有接地插孔和旁側接地彈片的形狀，確保接地插孔與對應的插座接地插銷之間良好的接觸，但是有時因為接地插孔過緊也會導致用戶無法將插頭從插座中拔出。量規16 便是為了考核插孔的最大拔出力，標準要求單插銷的量規16e 插入插孔時，應能從插孔中脫出。需要特別注意的是在舊版的VDE0620 標準中此量規為18 N，而在新版即2021 版中此量規已經更換為25 N。實物圖見圖15。

圖15 插頭接地插孔的最大拔出力量規

1.16 Lehre 19a，19b 測試打開保護門的量規的測試

為進一步確保安全，很多插座設計了保護門，以防兒童因為好奇觸碰到帶電部件，當插座帶有保護門的情況下，很多標準規定了在一定力的作用下，保護門不能隨意被打開，但是并沒有規定在多少力的作用下必須能打開保護門，比如在IEC 60884 中就規定了20 N 的力不能打開保護門，并沒有規定多少力必須打開保護門。為確保用戶能正常打開保護門并插入插座，VDE0620 中就最小打開保護門的力，標準要求利用量規19 施加30 N的力，量規必須能打開保護門，共兩個量規，分別適用于16 A 和2.5 A 插座，如圖16。

圖16 打開保護門量規

2 VDE0620 中部分小裝置的使用方法及考核要點

2.1 Bild 14 測試插座旁側接地彈片強度的裝置

前面我們提到對于插座的接地彈片在正常接觸時起到至關重要的作用，所以標準中也花了較大的篇幅去考核接地彈片，在18 章中的旁側接地的接觸壓力測試中，需要使用Bild 14 完成該項試驗，標準中給出的設備示意圖如圖17。實驗時，先將該裝置放置進插座中，標準要求在進行試驗時，F 點要對準接地彈片最凸出的部分，這時候測出的力為最大值，通常情況下為了使得F 點和插座接地彈片的最凸出的點想接觸，需要配合輔助墊片圖18，裝置實物如圖19，然后鎖緊中間的螺絲。之后在H 處利用施力計往兩邊施力，注意施力處H 的上下兩個有兩個固定的角，上面分別有兩條線，施力過程中當H處的橫線與上下兩條線處于同一條直線時，此時施力計上顯示的讀數則為為旁側接地彈片的最小接觸壓力，標準要求此值不得小于5 N。

圖17 插座旁側接地彈片強度的裝置標準示意圖

圖18 墊片

圖19 插座旁側接地彈片強度的裝置

測試操作方法見圖20，注意測試過程中應鎖緊中間的螺絲，以保證裝置不會晃動影響測試結果，由于插座具有上下兩個接地彈片，所以兩個彈片均需要進行該測試，方法相同。

圖20 插座旁側接地彈片強度操作圖

2.2 Bild 43a，43b 插座接地彈片的扭力測試裝置

與圖20 的測試一樣，裝置Bild 43a，43b 是對插座的旁側接地彈片的強度進行測試，要求通過此裝置向插座接地彈片施加100 N.cm，考核在該扭力作用下1 min接地彈片是否會變形，試驗時先將墊片43a 放入插座中,然后放入裝置43b，之后通過扭力計或力矩螺絲刀向裝置施加100 N.cm 的扭力，試驗之后要求量規4 能正常插入到插座中去，否則視為不合格。裝置及測試方法如圖21。

注意，旁側接地彈片沒有足夠的強度，會使得其變形，導致量規4 無法插入插座中，如圖22 為不合格案例。

圖22 扭力后接地彈片變形案例圖

3 總結

通過長期以來的研究我們發現VDE0620-1 和VDE 0620-2-1 兩個標準對于插頭和插座的測試加入了大量的量規測試，尤其是在尺寸方面，在多年來的檢測工作中我們遇到很多因為產品的尺寸及結構方面的問題而導致工廠需要更改設計、更改磨具、更改結構等等問題，這給企業帶來了非常大的時間成本。本文通過上述圖文結合的方式，以我們更熟悉的語言詳細的描述了各個量規的作用及使用方法，可以解決企業因為不懂標準，不知道如何使用量規的問題，希望通過本文可以更直接的為企業提供技術上的幫助，使得工廠能在產品認證之前在企業內部進行摸底測試，以便更快的通過認證，避免多次整改帶來的時間和經濟損失。