一种紧凑型低压接线端子排的改良与研制

李祖瑜 林道志

（广东电网有限责任公司湛江徐闻供电局，广东 湛江 524100）

0 前言

接线端子排是电气工程领域较为常用的零部件，看似不起眼的小物件，作用却不容小觑，它广泛应用于室内电气安装、工业电气、交通、通信等领域，主要起转接分段、导线接续、分配电能、固定支撑等作用[1-2]。目前380V/220V低压系统绝大部分的接线端子排都是平面布置且横向排列的，无法扩展，同时由于空间有限、布局过于紧凑会发热，存在一定的局限性，因此需要对原有的低压端子排进行优化与改良。

1 目前状况以及遇到的问题

该文选取现时在380V/220V低压系统中使用较为广泛的FJ6型、JF5型接线端子排[3-4]，分析其目前存在的局限性，具体如下。

1.1 占用一定的空间

现有的接线端子排尺寸较大，在电气设备内部安装会占用一定的空间，较为典型的如低压计量柜内广泛使用的FJ6系列低压接线端子排（如图1所示），该系列端子排主要为横向排列，在箱体内会占用一定空间，同时与互感器等其他计量设备有效距离不足，运维、检修不便。另外由于该端子排三相均在同一平面内，检修过程中因误碰引发相间短路的发生率较高。

图1 FJ6系列低压接线端子排

1.2 无法有效扩展

在某些需要将低压二线转换为四线的场合，需要将原来二位的接线端子排同步更换为四位的接线端子排，这会涉及一个接线端子排扩展的问题。如果原有二位低压接线端子排尺寸较小，现场没有预留足够的空间，就无法正常安装四位端子排。

例如在某种应用场合，需要将三位低压接线端子排扩展为五位接线端子排（如将JF5-4/3端子排扩展为JF5-4/5端子排）[4]，如果没有预留足够的安装空间，就会造成五位端子排无法正常安装使用，如图2所示。

图2 不同型号端子排的外形尺寸

除此之外，如果更换过程中涉及不同线径导线的更换，还会产生新的问题。接线端子排槽孔本身的尺寸大小决定了所能容纳的线耳大小，由于目前大部分的接线端子排的槽孔尺寸都是固定的，无法调节，当导线的线耳较大时，接线端子排的槽孔无法容纳线耳。而根据相关的技术要求，线耳的尺寸要与导线的横截面积相匹配，且线耳等接续金具是不允许采用扩孔、切削的方式进行后期修配的[1]，就会导致更换大线径导线时，线耳无法装入低压端子排槽孔中。如图3所示，将25mm2导线更换为50mm2导线后线耳无法装入端子排槽孔中。

图3 线耳无法装入原端子排槽孔中

1.3 更换时会造成额外的费用支出

鉴于存在1.2节中描述的局限性，低压接线端子排在更换过程中如果遇上空间受限无法正常安装的问题，还需要对柜内装置进行一定的腾挪、调整和修配加工，甚至还要将端子排或柜体进行整体更换，费时费力，且加工、更换过程中还会造成额外的费用支出，经济性大打折扣，再加上处理方式较为麻烦，耗时长久，安装过程中也会有额外的施工负担。

1.4 容易发热产生安全隐患

现有的接线端子排由于设计方面的原因，接触不良时会有较大的接触电阻，因此导通电流过程中会产生大量热量，会引发电弧、灼烧。而端子排两相间距离较近，如果此时产生放电电弧，还会进一步引起相间短路故障。由端子排接触不良会引起的放电、高温、过热、灼烧等问题，同时还会引发火灾及人身触电风险。

2 改良研制

2.1 初步构思

鉴于目前的局限性，该文进行了相应改良，研制出一种新型紧凑式棱柱型接线端子排（以下简称紧凑型端子排）。根据目前低压用电情况，可分为三棱柱型与四棱柱型两种，三棱柱型适用于三相三线制系统的接线，四棱柱型适用于三相四线制系统的接线，外形设计如图4所示。

图4 外观设计（三棱柱式、四棱柱式）

2.2 装置组成介绍

该新型装置的主要构造有以下几部分组成，如图5所示。①为带卡槽-嵌套式的可拼装接线端子排（可方便拼拆、扩展），可由若干片状的带卡槽-嵌套式的尼龙胶组拼而成。②为用于相间绝缘、起阻隔电弧作用的、带卡槽-嵌套式的可拼装绝缘橡胶隔离板（片），可根据实际使用三棱柱或四棱柱增减片数。③为外部透明、圆筒状的橡胶绝缘护套，对整个装置起保护、密封、绝缘、防止触电和漏电的作用。

图5 组成部分简介（三棱柱式、四棱柱式）

2.3 安装工艺

首先，端子排由若干片状、带卡槽-嵌套式的尼龙绝缘胶板（片）利用侧边的卡槽-嵌套拼装而成，拼装完成本体后再在棱角处嵌套绝缘塑料隔离板（片），采用三重嵌套的方式进行拼装（如图6所示）。

图6 拼装方式

其次，拼装完后，穿装导线线耳，套上透明圆筒状的橡胶绝缘护套（如图7所示）。

图7 组装工艺图

3 产品主要特点

3.1 拼装部分的特点

可自由拼装、拆卸的带卡槽-嵌套式的接线端子排组成片具有以下特点：1）拆装方便，不需要复杂的生产工艺，和一次成型的常规接线端子排相比，其模具生产制造成本能降低约70%，生产方便，节约成本。2）由于可以自由拆装，片块状的外形设计在包装运输过程中不易损坏，节省运输空间。而常规的接线端子排由于是模具一次成型的，因此包装运输过程中会因磕碰、撞压而容易损坏、破裂。3）棱柱型本体部分宽度按照电工作业中最宽、尺寸最大的240mm2导线线耳宽度配置，适配于各种尺寸大小不同的线耳，可大可小，穿装方便，克服了传统槽孔式接线端子排尺寸固定不兼容的局限性。4）该成果最大的特点在于缩小了接线端子排的尺寸，能满足生产设备小型化、集约化的要求，外形尺寸、体积缩小60%以上，不会占用太大的空间。应用之后，在某种程度上可以降低设备的生产成本（主要是体积缩小后，配套的设备外形尺寸可以制造得更小，更节材）。5）该成果棱柱部分可进一步扩展，因为片块状的外形设计拼装方便，可嵌套的部分可以适度扩展，可以组拼成三棱柱状、四棱柱状、五棱柱状等诸如此类的扩展。6）棱柱状的布局比槽孔状更能避免相间短路。常规的端子排由于相间的槽孔是紧邻的，出现电弧时容易造成紧邻的导线发生相间短路故障。采用棱柱型的设计能在一定程度上优化布局，由于不同相的导线在不同的立体平面进行组接，面与面之间是相对独立的结构，并结合绝缘隔离板（片）使用，和槽孔式端子排相比，多重绝缘下的绝缘、防电弧性能更优。

3.2 橡胶绝缘隔离板（片）部分的特点

首先，采用三重卡槽-嵌套式固定在棱柱的棱边上，拆装方便，可根据三棱柱、四棱柱进行扩展。

其次，和常规的槽孔式接线端子排相比，在棱边上安装相当于多加了一重绝缘保护，可有效防止相间电弧引起的短路，保证组接处不发生相间短路故障。

再次，由于外部采用圆筒状的护套安装，棱边上安装的绝缘橡胶隔离板（片）能起到良好的支撑、固定、绝缘作用。

最后，可防止爬行类小动物（如昆虫、壁虎、蜥蜴、蛇）进入组接处带电部位，避免小动物误入带电部位造成的短路事故。

3.3 圆筒状橡胶绝缘护套部分的特点

首先，圆筒状的橡胶绝缘护套为专门适配于棱柱状接线端子排的配套件，绝缘材料可防止漏电，与外部隔绝，能有效避免操作人员误碰带电部位；

其次，可防止碰撞、冲击。传统的槽孔式端子排外部的透明盖板为平面状，不耐冲击、碰撞。该文采用的圆弧面比平面更耐压、耐冲击和碰撞。

最后，该护套可适当延长，可以作为管、线间绝缘套管使用，节省材料，还可扩展为绝缘护套管使用，在安装过程中更方便快捷，省去了组接绝缘套管、缠绕绝缘胶布的工序。

4 结语

综上所述，鉴于目前低压接线端子排存在的问题，该文设计出一种占用空间更小、使用更方便，同时又可以自由扩展、拆装，以适应不同类型线耳的新型低压端子排。该成果已申请发明专利，并获得授权（CN113314859B），目前在推广应用中成效显著，能够在一定程度上减少施工过程中的额外费用支出。同时紧凑的外观设计更顺应了设备小型化、集约化、精简化的发展方向，可为同类其他产品提供参考、借鉴，具有一定的实际意义。