家用插座接线不良的性能分析

陈郁葱 赖庆成 吴土军 聂俊宇 黄烙祥 何彩云

（广东福田电器有限公司 佛山 528322）

引言

近年来，随着城市建设速度的加快、人们生活水平的不断提高、居室装修品味不断提升、各类家用电器的普及和增多，居民火灾也呈现多发势头。据统计，2008年全国居（村）民住宅发生火灾5.2 万起。死亡968 人，直接财产损失2.4 亿元。居民火灾数量占火灾总数的38.8 %。死亡人数占总数的69.9 %，居民火灾预防工作显得越来越重要[1]。

本文通过对插座所在电路进行不同接线情况的模拟实验，对通电后的电路进行观察、温升变化记录等来评估实验组的接线风险。从而为用户提供合理的使用建议，减少因不规范使用插座引起的火灾。

1 模拟插座接线不良实验

在实际安装中，由于不同电工的安装手法、安装误差，导致插座的接线情况不一致。在安装中，容易出现导线还没插到底就锁紧螺丝、多股线因产生分叉而有部分导线没插入接线端、导线没锁紧、产品安装进底盒后，导线出现松脱等接线不良。

本实验如图1，接入端为市电：即220 V 交流电。使用的插座额定电压250 V、额定电流16 A、剥线长度13 mm。插座接入端为快速接线的弹片结构，建议使用2.5 平方导线。实验情况及风险评估表见表1，共设置7个实验组，所使用的导线为多股线,详见图2、图3。

图1 实验接线图

表1 7 个实验组的实验情况及风险评估表

图2 本实验使用的1.5 平方多股线

图3 本实验使用的2.5 平方多股线

图4 用电工胶布包裹好的导线

图5 测量剥线长度

图6 1.5 平方多股线只接入其中一根

图7 拉弧融焊后的插座测试中

图8 组别7 测试后的产品

2 实验分析

通过上述模拟实验，进行实验分析如下：

1）有部分导线没有与接线端咬合的，并不会明显影响产品的使用性能。由于剥线长度只有13 mm，所以对电路的电阻影响不明显。

2）导线与接线端没有咬合，但导线与铜件有接触的，并不会明显影响产品的使用性能。由于剥线长度只有13 mm，导线与铜件之间的电阻不大，所以对电路的电阻影响不明显。

3）导线与弹片距离很近但没有发生接触的：因导线与接线端之间距离过近，会产生拉弧现象。

由于电场力的作用，导线与弹片会被吸引而接触，被拉弧产生的高温融焊在一起，形成一个接通的电路。

图9 组别7 测试后的产品

根据电场力做功W=Fd（F 为电场力，d 为电场力方向上的距离）；W=qU （q 为点电荷的带电量，其中U为两点间电势差）；所以电场力F=qU/d。电场力与两点间电势差成正比、与电场力方向上的距离为反比。

在拉弧产生的高温下，2Cu+O2=2CuO。产生的氧化铜为半导体，电阻率大于铜。由Q=I2RT 可知，发生过融焊的电路，发热量会比原来更大。因此在使用过程中如果发生一次拉弧融焊现象，建议彻底清理融焊处或更换插座进行安装，避免电路持续高温发热引发火灾。

4）导线与弹片距离很近但没有发生接触时，由于拉弧导致导线与接线端融焊在一起，又强行把融焊在一起的导线与接线端分离，再次让导线与接线端发生融焊，多次重复融焊与分离的步骤后:随着积碳的增多、电阻增大、拉弧产生的能量随之升高（温度＞1 000 ℃），达到了铜线、塑料的着火点，从而导致铜件融化，塑胶起火烧黑，引发火灾。

3 家用电器使用建议

1）按照产品使用说明书，正确安装产品。

2）正确选购家用漏电保护装置[2]。

3）保护接地措施。

4）根据实际使用情况，选择合适的导线、用电器，避免过载。

5）定期检查线路、用电器。当出现老化、局部因发热异常导致塑胶起鼓包或融化时，要及时更换。

4 结语

通过本实验可知：当多股线中只有一部分导线被锁紧时，接入横截面积变小。由R=ρL/S（ρ 表示电阻的电阻率，是由其本身性质决定的；L 表示电阻的长度；S 表示电阻的横截面积）。电阻会变大，导致发热量Q=I2RT 变大。长时间使用时，会加速线路老化，存在一定的安全隐患。

当导线出现虚接、或者导线松脱引起拉弧融焊时，高温会使金属出现氧化、塑胶起火产生积碳，使得电阻变大，多次的拉弧融焊会引发火灾。危害人们的生命财产安全。是引发家用电器火灾的重要因素。

本实验出现的拉弧现象，是一个普遍存在的物理现象，与实验中使用的产品性能无关。当两个带电导体间隙中离子浓度足够大时，间隙被电击穿而发生拉弧现象。因此，在产品设计中，带电部件间应当尽可能的采用大间隙；在产品使用中，应当确保导体间锁紧牢固。避免拉弧的发生。

此外，负载过大、线路老化等其他因素也会导致线路着火，引发火灾。

虽然部分实验组塑胶件无融化、无烧黑，但不代表我们承认此种操作。本实验仅为插座接线不良做出性能分析、参考。电工仍然需要按照产品使用说明来规范操作，才能降低产品使用风险。