關于北美單元式空調器源軟線固線方式的討論

朱曉東 孫志辰

（珠海格力電器股份有限公司科技管理部 廣東珠海 519070）

關于北美單元式空調器源軟線固線方式的討論

朱曉東 孫志辰

（珠海格力電器股份有限公司科技管理部 廣東珠海 519070）

北美電工法要求的電器固線方式與其他國家地區有較大區別，國內許多制造商并不了解北美地區的電器固定布線安裝方式，本文針對北美NEC或CEC法規及UL標準對產品電源線固線方式進行分析。

固定布線；UL；NEC；過線孔；電源軟線；空調

空調產品電氣安全認證標準基本上可劃分為兩種認證體系，一種是以國際電工委員會為主導的IEC體系，另一種是以美國和加拿大為主導的UL體系；其中我們常見的認證如國內3C、歐盟CE、CB、澳州RCM、阿根廷S……等等都是屬于IEC體系，而UL、ETL和CSA認證屬于UL體系。

由于北美地區的單元式空調固線方式跟國內空調有天壤之別，國內有部份設計者可能不懂NEC法規，導致設計出來的產品無法在北美地區正常安裝，可能因此導致消費者的退貨、投訴；本文根據NEC法規與UL標準針對此問題進行分析，以指導制造商如何設計出口北美地區單元式空調的電源過線孔。

1 IEC與UL體系的電源線的固線方式

對比

圖1為國內、歐盟等IEC體系的空調器常見的固線方式，其結構通常是使用一個壓線夾把電源線固定、壓緊，讓其接線端處無法受到外部應力影響，保證電源線可靠固定，并保證電源軟線受到充分保護以免絕緣被磨損或劃傷。對于空調產品，其質量通常都超過4KG，測試方法是用100N的拉力（不可使用爆發拉力），重復試驗25次，每次持續1秒；試驗結果要求軟線不應損壞且縱向位移不應超過2mm。

圖2是北美單元式空調器的電源接線方式，根據北美電氣法規（NEC或CEC）的規定，固定布線安裝的器具，其電源線應穿過一根套管（Conduit），電源線應完全被套管包住，套管的兩端使用兩個夾具（Bushing）把該套管夾緊在配電盒與機組之間，如圖2所示。器具的電源線通過此種方式聯接已被可靠保護，完全不會受到任何外部應力的影響，所以出口北美的固定布線產品通常不設計壓線夾，其原因就是北美電氣法規規定電源線必須使用此方式安裝，電源線不需額外壓緊。

2 北美空調電源線的固線工藝設計要求

因北美市場的套管、Bushing都是規格化、通用化的部件，在當地市場隨時可以購買，因此設計一款電器的時候就必須考慮當地市場的安裝部件尺寸要求；設計者必須按照標準尺寸決定開孔，否則產品將無法正常安裝。標準UL 1995第17章《電源線的連接》里面的Table 17.1和17.2已給出相應的尺寸設計工藝要求，如圖3、4所示。

固定布線產品要求在銘牌標注M CA（Minimum Circuit Ampacity，銘牌標稱此參數就是要給安裝人員選擇電源線參考使用），此參數是根據機組在正常輸入或溫升測試所測得的數據，經MCA計公式計算出來的最小電路電流，再根據最小電路電流MCA選配正確的電源線線號，然后從圖3表格上的縱橫對應關系選出最小套管管徑，最后再根據圖4的表格給機組設計器具電源過線孔的孔徑（設計者可根據實際設計工藝的需要，選擇更大規格的過線孔，但孔徑必須跟圖4的表格一致），開孔向要預留一定的空間以安裝夾具（Bushing），過線孔最小預留空間見圖4 Bushings dimensions尺寸要求。

舉個簡單的例子：一臺單相三線供電的固定布線器具，設計者根據測試結果，用MCA公式計算出來的電流為15A，那么依據美國線規標準，器具至少應該選用線號為14AWG或載流能力更高的導線作為機組的電源線，那么從圖3可以判斷，安裝14AWG導線的套管（Conduit）直徑至少為φ1/2inch，再從圖4找出φ1/2inch套管對應的設計開孔直徑至少為φ22.2mm；除此之外，還得留給安裝Bushing合適的空間，從圖4中找出要給夾具（Bushing）預留的安裝空間至少為φ25.4*9.5mm（9.5mm是開孔內部的離板金的縱向深度）。如果設計者根據設計工藝的需要（如其他非電源線的導線也從該線孔穿過），過線孔需要選擇更大的標準孔徑。同樣，預留予安裝Bushing的空間也應根據圖4規定增加相應的最小尺寸。

另外，如圖5所示，這種器具設計預留不同位置的過線孔，以方便安裝人員選擇不同位置布線，此種設計通常在機組預留多個沖壓敲落孔（Knockout），這種敲落孔除了要按上述標準要求開孔、預留安裝空間外，還需進行標準UL1995第75章的生產線測試Knockout security test，確保該敲落孔的安全可靠性，該測試在生產線上使用一個直徑為6.4mm的平頭探棒，對敲落孔最容易敲落的位置和角度施加44N壓力，敲落孔應保持原位，不能被敲落。

3 自帶電源引線的單元式空調器

而對于那種沒有電源接線板，自帶電源線引線出廠的固定布線器具，其電源線必須有消除外部應力工藝（用壓線夾壓緊電源線是其中一種可靠的消除應力裝置，如圖6左下所示），標準要求器具設計此工藝是因為帶電源引出線出廠的產品，其電源連接有不可預知的脫落隱患，電源引線在運輸、安裝過程中很有可能受到意外應力而脫落，導致器具安裝使用后將可能發生電擊危險，此工藝就是為了防止產品電源引線在安裝之前被扯開。

圖1 IEC體系固線方式

北美電工法規（NEC或CEC）規定，自帶電源引線的器具現場安裝同樣也需要用“Conduit + Bushing”的安裝連接工藝，因此這種結構除了要有消除電源線外部應力的工藝以外，還要有北美標準規定的標準過線孔（如圖6右下角所示）。

4 結語

北美電工法規規定，安裝固定布線器具必須要求具備NEC或CEC認可資格的安裝人員承接安裝任務，其現場安裝非常專業、嚴格的法規要求，但安裝費用比較昂貴，如果產品的過線結構不符合標準要求，安裝人員可能要給產品重新設計過線孔的位置，對器具重新攻孔，非正常安裝將增加器具不必要的安裝工時，額外給消費者增加不必要的安裝費用，更有甚者可能導致產品無法安裝而退貨。因此，產品必須嚴格按照標準與法規要求設計電源過線結構，以保證產品能正常安裝。

圖2 北美等UL體系的固線方式

圖3 UL 1995 Table17.2,套管管徑的選擇

圖4 UL 1995 Table17.1,鈑金開孔的設計工藝

圖5 沖壓敲落孔（Knockout）

圖6 自帶電源引出線的過線設計案例

[1]ANSI/UL 1995; UL Standard for Safety for Heating and Cooling Equipment, UL 1995 Fourth Edition, Dated October14,2011; Underwriters Laboratories Inc. 333 Pfingsten Road Northbrook, IL 60062-2096.

[2]ANSI/NFPA 70; National Electrical Code, 2008 Edition Dated August 15, 2007; NFPA, 1 Batterymarch Park, Quincy, MA 02169-7471 An International Codes and Standards Organization

[3]IEC 60335-1; INTERNATIONAL STANDARD, Household and Similar Electrical Appliances- Safety -Part 1: General Requirements, Edition 5.0 Dated May-2010; IEC Central Office 3, rue de Varembé CH-1211 Geneva 20 Switzerland.

The field wiring connections of unitary air conditioner in North America

ZHU Xiaodong SUN Zhichen
（GREE Electric Appliance Inc. of Zhuhai Zhuhai 519070）

The field wiring connections of national electric code require is difference from other countries, a lot manufacture were dis-understand the electrical appliance how to connected with the Power System. This disquisition is following the NEC/CEC and UL Standards to guide the Manufacture how to design a products’ field wiring connection.

Filed wired; UL; NEC; Hole; Cord; Unitary