本文翻译自维基百科
https://en.wikipedia.org/wiki/Industrial_and_multiphase_power_plugs_and_sockets
工业多相插头和插座提供与额定电压和电流高于家用插头和插座的电源的连接。它们通常用于多相系统、大电流或需要保护环境免受危害的情况。工业插座可能有防风雨罩、防水套,或者可能与开关互锁,以防止带电插头意外断开。某些类型的连接器已获准用于可能存在易燃气体的危险区域,例如煤矿或石化厂。
通常插头是连接到电动设备的电源线上的可移动连接器,插座固定在设备或建筑结构上并连接到通电电路。插头具有突出的针脚,或者,在美国行业术语中,刀头(称为公头)可装入插座中的匹配槽或孔(称为母头)中。插头在 IEC 60050 中定义为具有设计用于与插座的触点接合的针脚的附件,还包含用于柔性电缆或软线的电气连接和机械保持装置,插头不包含改变电气特性的组件来自电气输入的输出(除非提供开关或保险丝作为将输出与输入断开的手段)。在本文中,术语“插头”按照 IEC 60050 定义的含义使用。插座旨在防止裸露的带电触点暴露在外。
为了降低用户意外接触带电导体从而遭受电击的风险,除了带电插座的凹槽或孔之外,插头和插座系统通常还包含安全特征。这些可能包括带有绝缘套管的插头、凹进式插座、带有挡板的插座以及设计为仅接受以正确方向插入的兼容插头的插座。
单相插座被归类为两极 (2P) 并提供单线触点和中性触点。此外,通常(但并非总是)存在保护接地(美国术语中的接地)触点,在这种情况下,插座被归类为两极接地 (2P+E)。
三相插座提供三个线路触点,它们还可以包括中性线和保护接地触点之一或两者。三个触点的名称可能不同。IEC 标准使用线路名称 L1、L2 和 L3。NEMA 标准使用相位名称 X、Y 和 Z。
用于美国分相配电系统的插座可能有两个线触点和中性线。在这种情况下,使用行代号 X 和 Y。它们还可能包括保护性接地触点。
几乎所有三相电源插头都有接地(接地)连接,但可能没有中性线,因为三相负载(如电机)不需要中性线。这种插头只有四个插脚(接地和三相)。带零线的插座示例是 L21-30 (30 A) 和 L21-20 (20 A),它们都有五个引脚(接地、零线和 X、Y、Z 相)。
虽然某些形式的电源插头和插座是由国际标准设定的,但各国可能有自己不同的标准和规定。例如,电线的颜色编码可能与小型电源插头的颜色编码不同。
欧洲
IEC 60309 体系
在欧洲,最常见的重型商业和工业连接器系列符合 IEC 60309(以前的 IEC 309)和基于它的各种标准(包括 BS 4343 和 BS EN 60309-2)。这些在英国通常被称为 CEE 工业、CEEform 或简称 CEE 插头,或称为“Commando 连接器”(在这些连接器的 MK Commando 品牌名称之后)。
IEC 60309 连接器的最大额定电压为 1000 V DC 或 AC;最大额定电流为 800 A;和最大频率 500 Hz。插头有 P+N+E(不平衡单相带零线)、2P+E(平衡单相)、3P+E(三相不带零线)和 3P+N+E(三相带零线)。可用的额定电流包括 16 A、32 A、63 A、125 A 和 200 A。
32 A 400 V 3P+N+E
电压额定值和其他特性由颜色代码表示(在三相插头中,规定的电压是线电压,而不是相电压)。插头的接地针直径比其他插头大,并且根据额定电压位于不同的位置,因此无法配对,例如蓝色插头与黄色插座。由于不同的额定电流具有不同的整体尺寸,因此也不可能匹配不同的引脚配置或额定电流。例如,16 A 3P+E 400 V 插头不能与 16 A 3P+N+E 400 V 插座配合,16 A P+N+E 230 V 插头不能与 32 A P+N+ 配合E 230 V 插座。
16 A P+N+E 230 V 插头
黄色 2P+E、蓝色 P+N+E、黄色 3P+E、红色 3P+E 和红色 3P+N+E 是迄今为止最常见的排列方式。蓝色 P+N+E 插座(通常为 16 A,虽然 32 A 越来越普遍)被英国和丹麦露营地和游艇码头用作标准,用于框架帐篷、拖车帐篷、大篷车、和船;它们也在欧洲其他地方用于相同目的,尽管在某些国家/地区也广泛使用当地的国内插头。由于需要为电动烹饪和加热设备供电,静态大篷车通常使用类似的 32 A 版本。带有 240 V 电压的蓝色 P+N+E 16 A 版本也用于购物中心及其外围设备,为商店内的“临时”摊位供电,也用于英国国内的家庭花园为花园设备供电、烧烤和临时照明。黄色的 2P+E 16 A 版本承载 115 V,广泛用于伦敦地铁系统,为重型风扇的临时使用提供动力;它也经常被英国的商人使用,内置在由标准 13 A 240 V 电源供电的便携式变压器箱中,以运行设计为在 115 V 下运行的重型电动工具。
配对的 16 A 插头和壁挂式插座
少数码头通过红色三相连接器提供230V单相电源(过程中违反相关标准)。这在某种程度上确保了只有支付了所需费用(并因此获得了适当制作的适配器电缆)的船只才能使用电力。
娱乐产业
在整个欧洲,工业电源连接器的常见用途是娱乐和广播行业。
在该行业中,上述 IEC 60309 连接器被称为 CEEform(或仅 CEE)连接器。使用额定值介于 16 A 和 125 A 之间的 230 V 单相(蓝色)和 400 V 三相(红色)连接器。
在需要更大载流能力的地方,例如发电机组和配电盘之间,可以使用 VEAM Powerlocks 或 Cam-Loks。这些连接器是单极的,因此需要五个连接器来容纳所有三相,中性线和地线。Powerlock 的额定值为 400 A 或 660 A,电压为 1 kV。Cam-Lok E1016 系列的额定电压为 600 V 400 A。
Powerlocks 用欧洲统一颜色代码标识,它们也有如下注释:
棕色,L1
黑色,L2
灰色,L3
蓝色,N
绿色,地球
Cam-Lok 也有这些颜色可供选择。
在需要通过多电缆运行单独的馈电时,剧院和演播室照明设备上经常会遇到 Socapex 19 针连接器。
英国:Lewden 插头
Lewden 插头和插座是 Lewden 制造的金属体防水插头和插座。较小单相品种的引脚排列与 BS 1363 和 BS 546 插头和插座相同。这些插头和插座将与相同针脚排列的普通插头和插座配对,但只有在 Lewden 插座中使用 Lewden 插头并且螺丝环正确拧紧时,它们才防水(插座有一个金属盖,可以拧上以防水)不使用时。
英国:BS 196
1930 年,工业插头和插座的 BS 196 标准被引入。插头有 5 A、15 A 和 30 A 型号,键槽和插针的各种配置可满足不同电压的需求。在大多数现代应用中,BS 196 插头现已被 BS 4343(CEE 类型)连接器取代。
瑞典、德国和荷兰:Perilex 插头
Perilex 插头和插座是 5 针 3 相连接器。该系统提供 400 V 3P+N+PE 并有 16 A 和 25 A 版本。在瑞典,16 A 通常用于炉灶,并在某种程度上用于厨房中的其他加热设备。
瑞典:Semko 17 插头
Semko 17 是 3/4 针三相连接器,带(4 针)或不带(3 针)零线连接器。连接器有不同的尺寸,16 A 带圆角;25 A 和 63 A 为矩形。这些连接器主要用于工业和农业设施。1989 年禁止制造和销售带有金属外壳的 Semko-17 连接器。几年后,所有 Semko-17 连接器的制造和销售都被禁止。已有的连接器可以使用,但其他新的则不得再使用。禁止的原因是 Semko-17 有几个安全问题。接地连接可能会氧化,当外壳由金属制成时,任何接地故障都会通过连接/断开公头和母头电缆连接器通过人手(除非该人戴绝缘手套)。错误地将接地连接器用作中性线并不少见。也许最糟糕的问题是,在某些连接器中,接地螺钉可能会严重生锈,以至于接地线松动,在最坏的情况下会与附近的线路(相)线接触。
瑞士:SN 441011
瑞士标准 SN 441011(直到 2019 SN SEV 1011)家用和类似用途的插头和插座。定义了插头和插座的分层系统,包括单相和三相连接器。插座将接受具有相同或更少针数和相同或更低额定值的插头。单相瑞士插头和插座在主要文章 SN 441011 中进行了描述。
15 型插头和插座有 3 个直径为 4 毫米的圆形插脚,外加 2 个扁平插脚(用于 L2 和 L3)。它专为三相应用而设计,额定电压为 10 A、250 V/400 V。该插座还可以接受 11 和 12 型插头以及 Europlug。
15 型插座(3 相,10 A)
25 型插头和插座有 3 个 4 毫米 x 5 毫米的矩形插针和 2 个扁平插针(用于 L2 和 L3)。它专为三相应用而设计,额定电压为 16 A、250 V/400 V。该插座可接受 11、12、21 和 23 型单相插头、Europlug 以及 15 和 23 型三相插头。
25 型插座(3 相,16 A)
前南斯拉夫
这种类型的三相插头和插座主要用于防爆场合。南斯拉夫国家,它们是 5 针三相连接器,额定电流为 16 A,380 V。工业三相连接器与欧洲 IEC 60309 相同。
380 V 南斯拉夫 5 针三相插头
380 V 南斯拉夫 5 针三相壁式插座
北美
NEMA
美国圆形连接器插针和套筒与较新的 IEC 60309 类型不兼容。额定电流为 30、60、100、200 和 400 A。所有额定电压均高达 250 V DC 或 600 V AC。触点排列为 2 到 4 个引脚。根据对地面的处理,有两种形式,样式 1 仅在外壳上接地。样式 2 使用其中一个触点和外壳,内部连接在一起。它们不像 IEC 309 那样针对特定电路和电压进行强类型化。一种插入旋转选项可用于防止具有不同电压的类似连接器插接。
插头中的触点是简单的圆柱体(套管),而插座中的针式触点具有弹簧装置以保持接触压力,与 IEC 60309 类型连接器相反。所有触点的直径相同。最初使用金属结构,但现在它们也用塑料壳制成。由于仅在连接器外壳中使用键,并且由于键在工业使用中可能损坏,因此可能与磨损的连接器不匹配。
国际电工委员会
在过去的 30 年中,IEC 60309 系列 II(北美)插针和套筒连接器在北美获得了极大的关注。II 系列电流额定值为 20、30、60、100、200、300、350、500 和 600 安培。额定电压高达 1000 V AC。
销和套筒塞
NEMA 连接器
NEMA 设备不仅是工业设备,某些类型的设备几乎可以在美国的所有建筑物中找到。“工业级”连接器的构造满足或超过更严格的行业测试标准的要求,并且比同类型的住宅和轻型商用连接器更坚固,能够承受损坏。工业设备也可以构造成防尘或防水的。NEMA 接线设备的额定电流为 15-60 A,额定电压为 125-600 V。
NEMA 插头和插座有两种基本配置:直插式和锁定式。以L为前缀的数字为扭锁,其他为直片式。锁定型连接器主要用于工业应用,在住宅和轻型商业用途中并不常见。
扭锁连接器
扭锁连接器由 Harvey Hubbell III 于 1938 年首次发明,Twist-Lock 至今仍是 Hubbell Incorporated 的注册商标,尽管该术语通常用于泛指由任何制造商制造的 NEMA 扭锁连接器。扭锁连接器都使用弯曲的切片,其形状与圆的圆周部分相符。一旦推入插座,插头就会被扭曲,其现在旋转的插脚锁定在插座中。为打开插头,反向旋转。锁定联轴器可在商业和工业环境中实现非常可靠的连接。
与非锁定连接器一样,这些连接器采用各种标准化配置并遵循相同的通用命名方案,只是它们都以 L 开头表示锁定。连接器系列的设计使得 120 V 连接器、208/240 V 连接器和各种其他更高电压的连接器不会意外地相互连接。
舞台引脚连接器
舞台引脚连接器 (SPC) 或接地舞台引脚 (GSP) 是一种主要用于美国剧院行业舞台照明应用的连接器。舞台引脚连接器通常用于将调光的电源从调光器传导到舞台灯光设备,但有时它们也可以为其他设备供电。
与 NEMA 5-15 连接器(在剧院行业中通常称为爱迪生连接器)相比,舞台引脚连接器带销分离器的主要优势在于其更坚固的结构和补偿磨损的能力,从而提高了耐用性和抗损坏性。。具有专门用于可调光电源的不同连接器还有助于防止可能导致设备损坏的调光电路和非调光电路混淆。与 NEMA 5-15 的 15 A 和 1.8 kW 相比,即使是最小的级引脚连接器的额定电流也为 20 A,在 120 V 时转换为 2.4 kW。在电缆位于地板上的应用中,连接器的低剖面允许仅略高于它们连接的电缆的连接。
舞台引脚连接器
加利福尼亚 50 A 连接器
在北美,对于中等电流要求,通常使用 50 A 加利福尼亚式连接器。它采用扭锁设计,金属套管完全保护公连接器上的刀片,母连接器上有一个中心接地钉以帮助居中。
California 连接器通常用于户外活动、表演和会议以及建筑工地。该连接器的名字来源于加利福尼亚好莱坞电影制片厂早期开发的一种更安全的连接器。演播室中使用的第一个大电流连接器是剧院中使用的舞台引脚(也称为“桨式插头”),不接地。然而,California 插头通过外部钢护罩接地。这也有助于保护公接触针免受整天在设备周围不断拖拽电缆的损坏。如果在通电时插入或拔出连接器,接地护罩有助于吸收电弧闪光。最初的桨式插头以危险的弧光而闻名,尤其是在早期的电动舞台照明的较旧的直流供电剧院中。
例如,需要零线连接的三相插头不能插入不提供这种连接的插座。然而,不需要零线连接的插头可以插入提供这种连接的插座,尽管在那种情况下不会使用零线连接。
对于舞台照明用途,常见的插头是带有中性针脚的 32-A 5 针连接器。不需要中性线的电机负载使用四针连接器。更大的要求可能使用 powerlock 或 camlock 连接器。在 IT 行业中,有时会使用 IEC 60309 系统。
澳大利亚
澳大利亚三相插座,具有接地和中性线连接,额定电流为 20 A,IP56。背景中可以看到单相双 10 安培澳大利亚插座。
澳大利亚三相插座
箭头指向 50 A 插座中的插槽。50 A 插头有塑料突起,可以穿过这些插槽,但由于没有这些插槽,因此无法插入 32 A 插座。32 A 插头没有任何突起,因此可以插入任一插座。
带有直柄的 32 安培 5 针插头。
在澳大利亚、新西兰和许多相关的南太平洋岛国,使用 AS/NZS 3123 标准。该系列中,多种尺寸的三相圆针插座按额定电流和中性线回路标准化。一组内的每个插座都接受同一组中的插头,不超过其额定值,但不包括具有更高额定电流、来自不同组或带有中性针脚的插头(如果插座中没有插头)。多相插头和插座的额定电压高达 500 V,并且都包括接地连接。如果安装正确,这些插头和插座的防护等级通常为 IP56。螺丝环有助于将插头和插座固定在一起。
在住宅环境中使用的单相标准 AS/NZS 3112 中,较低额定电流的插头可以插入较高额定电流的单相插座中,反之则不然。虽然此功能在某种程度上反映在多相插座上,但它进一步仅限于同一组内的插头。例如,有一组由 32 A、40 A 和 50 A 连接器组成,另一组由 50 A、63 A 和 80 A 连接器组成。32 A 插头可以连接到第一组中的任何 32 A、40 A 或 50 A 插座,但不能连接到第二组中的任何 50 A、63 A 或 80 A 插座。该标准指出,有两种不同的、不兼容的 50 A 连接器,它们不能互换,因为它们的物理尺寸不同。
三相插头和插座均提供 4 针(无零线)或 5 针(带零线)。没有中性针的插头可以插入带有中性线的插座,但反过来是不可能的,因为中性针会阻止插入没有中性线孔的插座。
由此可以看出,例如安装32A、250V的插座,只能兼容32A的插头,无法插入10A或20A的插头。
在每个尺寸组中,插头和插座都带有某些突出在插头外侧的“凸耳”。较高电流的插头有更多的接线片,以防止它们插入较低电流的插座,同时仍允许它们插入具有较高电流额定值的相同尺寸组的插座中。例如,没有零线的 32 A 4 针插头可以插入有零线的 50 A 5 针插座。
但是 10 A 5 针插头不适合 32 A 5 针插座,因为插头在不同的组中,不仅直径不同,而且导体的位置也有几度不同(例如组7/8 32 A插头在9点钟和3点钟方向有L和N针,而1/2 20 A插头在10点钟和2点钟有L和N针。)
还有一些金属包覆插头和插座的额定电流高达 63 A,但成本要高得多。
带有直柄的35-amp 5针插头
- 文章转载并翻译自维基百科,如有侵权,请联系删除!