淺談導線連接器在電氣工程中的應用

陳亮

摘要：在機電工程配電線路的燈具、插座及其他末端小功率電氣設備安裝工程中，存在大量的6mm2及以下截面導線的布線工作，因而不可避免的會存在大量點位需要對導線進行連接（包括分線、搭接、T接、接續等）。長時間以來，我國建筑機電行業內針對以上問題的連接方式還較為落后，大致還停留在絞接一搪錫一絕緣膠帶保護、接線端子、安全壓線帽連接的階段，此連接方式在成品后的線路維護中較為復雜，難以滿足維護需要。本文結合廣元麓港項目一期、二期案列對比，針對導線的連接方式，討論導線連接器在質量、成本、進度控制等方面的作用，分析導線連接器的經濟性。

關鍵詞：新技術;導線連接器;質量控制;成本控制;進度控制;安全

對機電工程施工單位來說，導線布線工程在電氣安裝工程中占有較大的比重，特別是居住小區、公寓、醫院病房樓、辦公樓和旅館等房間、隔間多、用電點位多的工程，導線接頭數量龐大，在采用科學合理、可操作性強的新技術的情況下，在理論上來說不但可以提高施工質量，也可以加快施工進度，降低施工成本以及建筑產品交付后的維修成本和維護成本，本文將通過對實驗數據以及實際工程的對比，討論導線連接器在電氣工程中的優勢以及前景。

1導線連接器的應用技術

導線連接器應用作為機電安裝工程新技術之一，在于2016年8月1日開始實施的電氣規范：《建筑電氣工程施工質量驗收規范》GB-50303-2015中，第17.2.3條明確了關于導線連接器在小截面導線連接中的應用，其條文肯定了導線連接器在建筑電氣工程中的作用，其旨在改變長期以來采用的人工絞接搪錫連接的傳統工藝，其條文具體要求如下：

1.1導線連接器應符合國家標準《家用和類似用途低壓電器用的連接器件》GB-13140的相關規定，并符合下列規定：

1.1.1導線連接器應與導線截面相匹配;

1.1.2單芯導線與多芯軟導線連接時，多芯軟導線宜搪錫處理;

1.1.3與導線連接后不應明露纖芯;

1.1.4采用機械壓緊方式制作導線接頭時，應使用確保壓接力的專用工具;

1.1.5多塵場所的導線連接應用選用IP5X及以上的防護等級連接器;潮濕場所的導線連接應選用IPX5及以上防護等級連接器。

1.2導線采用纏繞搪錫連接時，連接接頭纏繞搪錫后應采用可靠絕緣措施。

由上述規范條文可以確定，利用導線連接器替代傳統的“人工絞接-搪錫-纏絕緣膠帶”工藝在質量和工藝要求上是滿足國家質及行業標準要求的。

在《建筑電氣工程施工質量驗收規范》GB-50303-2015中所依據的國家標準《家用和類似用途低壓電器用的連接器件》GB-13140中，對導線連接器的技術標準作出了要求，其系列標準的導線連接器產品特點如圖1：

根據國家標準要求，導線連接器主要施工方法如下：

1.2.1根據被連接導線的截面積、導線的根數、軟硬程度選擇正確的導線連接器型號。

1.2.2根據連接器型號所要求的要求，剝離導線絕緣層。

1.2.3各類型導線連接器連接方式大致如下圖2所示：

2導線連接器與傳統導線連接工藝

雖然國家標準中已明確了導線連接器的應用范圍及應用技術，但此技術還未在我國建筑電氣工程中廣泛的應用，在大部分的機電工程建筑電氣安裝工程中，施工作業隊在對導線進行連接時仍舊采用傳統工藝流程。

2.1傳統連接工藝的優缺點

導線的傳統連接工藝包括：人工絞接-搪錫-纏絕緣膠帶、接線端子連接、壓線帽連接等，其中應用最多的為人工絞接-搪錫-纏絕緣膠帶工藝，其優缺點如下：

2.1.1優點：

（1）在保證絞接扎數和緊固程度的情況下，導線之間的連接良好。

（2）搪錫之后的導線接頭確保了導線之前長期有效的接觸，也保證了導線之間連接緊固，不會松脫。

2.1.2缺點：

（1）對操作人員的個人技能要求較高，接頭質量因人而異，接點的質量一致性不高，且存在虛焊和假焊的情況。

（2）在施工操作困難的部位，因絞接操作較為復雜而會存在一定的安全隱患，特別是在搪錫的時候，狹小、高處作業易造成錫鍋翻灑從而造成安全事故。

（3）搪錫時需現場加熱錫條、錫絲等，屬現場動火作業，存在高溫高熱，存在安全隱患。

（4）搪錫焊接時會產生有毒煙氣，對施工作業人員將造成一定的健康損害。

（5）施工時間需求較大，施工進度緩慢。

除此之外的壓線帽連接與接線端子連接工藝在電氣工程末端配線導線連接中使用較少，再此不再贅述其優缺點。

2.2導線連接器施工工藝的優缺點

導線連接器作為國家推行的新技術之一，其優缺點如下：

2.2.1優點：

（1）外殼阻燃，耐高溫;

（2）連接可靠，緊密，不易松脫，可承受拉力較大;

（3）通用性強，單股線及多股線均適用;

（4）導線之間采用直接傳導電流，不存在載流量概念，接頭僅起緊固作業，不參與導電過程，電氣線路中參與導電的環節越少，電氣可靠性越高;

（5）耐壓絕緣;

（6）操作簡單快捷，對操作人員要求不高，且成品質量好，一致性高;

（7）建筑電氣產品交付后，維修、保養方便。

2.2.2缺點：防護等級較低，內部密封性能不高，如產品質量存在問題，將導致內部導體氧化加快，降低導線壽命，影響建筑電氣產品耐久性。但此類問題正通過對產品的不斷改良而得到改善，新一代的導線連接器或徹底解決此類問題。

3案例

本文參考案列為廣元市寶輪鎮麓港項目，本工程為商住一體居民小區，建筑體量較大，房間數量多，導線連接點位量大，具有一定的代表性。

工程位置：廣元市寶輪鎮

建筑概況：本工程地上二十二層，地下一層，綜合商業裙樓五層;建筑高度68米，總建筑面積約13萬平方米。

工程項目內容：電氣工程（包括強、弱電工程）、給排水工程、通風及空調工程、消防工程、防排煙工程。

4導線連接器在質量控制上的效果

本工程分為兩期，第一期總建筑面積約7萬平方米，住宅樓戶內導線接頭采用傳統導線連接工藝，第二期總建筑面積約6萬平方米，住宅樓戶內導線接頭導線的連接采用導聯連接器工藝。

在第一期施工過程中，通過對建筑電氣成品進行抽查，發現了如下質量通?。?/p>

4.1施工作業人員沒有責任心，為方便作業不對絞接接頭做搪錫處理。

4.2絞接時纏繞匝數不夠，或者采用以被禁止使用的簡單扭結。

4.3不對導線進行絞接，僅利用開關、插座等末端元器件的接線面板上的接線端子進行串接。

4.4電工膠布纏繞保護不符合要求，一般體現為纏繞層數不足。

4.5軟、硬導線之間的連接不符合規范要求。

通過對問題的了解和分析，不難發現，這些問題出現的原因有三，一是操作人員技術水平較低，二是施工班組為節省人工費用，三是施工作業人員自身素質低，沒有責任心。

由于傳統作業方式的原因，這一類問題普遍存在于電氣安裝工程，無法杜絕也難以排查，逐一檢查此類問題難度極大，基本不可能逐一檢查，監督困難，檢查成本高，一旦出現問題后返工難度大，材料浪費大。

經統計，麓港項目一期共410戶，戶內接線點位約1500個，抽查25戶，其檢測情況如下表所示

通過上表可見，此類問題隨著樓層增加而增加，可以初步確定問題與施工作業人員自身的素質存在較大關系，因導線接頭絞接工藝繁瑣，為節省時間、或害怕麻煩，施工作業人員在初始樓層按要求施工之后，隨著樓層的增加，工作時間的延長，逐漸降低了對自身的要求，導致施工質量隨之下降。

在麓港項目第二期電氣安裝工程進度節點到達戶內布線時，項目引進了導線連接器施工工藝，由于該工藝不需要對導線進行搪錫和包覆電工絕緣膠布，所以并不存在傳統導線連接方式中存在的質量隱患，又由于該工藝采用成品導線連接器，無需對導線進行絞接，也不存在導線絞接不合格的質量隱患。

導線連接器使用方法簡單，施工速度快，對人員的要求較低，且其成品效果較好，如下圖所示：

總的來說，無論是施工班組的原因，還是施工作業人員的因素，其根本原因也和傳統導線連接方式的繁瑣存在較大關系，在采用了新的導線連接器連接技術后，質量隱患大幅度降低，在產品質量符合要求的情況下，對導線的絕緣測試也完全符合要求，最高可將導線接頭的傳統質量通病發生率降低至0。

5導線連接器在成本及進度控制方面的效果

除了導線連接器技術應用除了收錄在建筑業十項新技術之中，國家還編制了CECS421-2015《建筑電氣西導線連接器應用技術規程》，進一步說明了導線連接器的技術性能與可靠性以完全符合設計規范要求及國家行業標準。

但導線連接器終究屬于導線連接元件，在和傳統導線連接工藝的比較上，多出了一項材料，那么它對建筑電氣工程成本的影響又會如何？本文通過廣元市麓港項目第一期和第二期進行了對比實驗，每一期選取6000個插座點位、18000個接頭，以此對其進行分析。

5.1材料消耗對比

傳統導線連接工藝中，一般接線盒處至少預留15cm導線以便接線，若預留長度偏短，將急劇增加施工難度甚至無法滿足絞接施工工藝要求。

廣元麓港項目第一期采用傳統導線施工工藝，每一個接線點單根導線預留15cm。由于施工作業人員技術差異以及預留長度偏差、施工工藝等因素，每一根導線接頭點將會廢棄4-6cm導線。

18000個接頭共計需預留導線長度為：18000x0.15=2700（米）

安裝完成后廢棄導線長度約為：18000x0.04=720（米）至18000x0.06=1080（米）

廣元麓港項目第二期，采用導線連接器后，經現場試驗得到，單個接頭單根導線預留長度約為3cm，且沒有廢棄導線。

18000個接頭共計需預留導線長度為：18000x0.03=540米

通過比較，可知，采用新的導線連接器連接工藝后，導線節約大約為：

（2700+（720+1080）/2）-540=3060米

實際操作過程中，用于實驗的100戶住宅以及6000個插座點位的第一期導線用量為14735米，第二期導線總用量為12791米，考慮每一個末端線盒內因操作需要，采用導線連接器連接后，預留的導線的長度也需要長于3cm，基本在5-6cm左右，其余數據基本與理論計算值相符。

此外，傳統導線連接工藝必須有搪錫以及絕緣膠布包覆的工序，根據一期數據得到，18000個點位搪錫消耗錫條56根，消耗絕緣膠布67卷。導線連接器連接工藝則沒有這兩道工序，不但省去了材料費用，也節省了采購環節，降低了工時消耗。

5.2工時消耗對比

采用傳統導線連接工藝時，通過計時得到：絞接法單個接頭制作時間約131.9秒，其中剝線纏繞時間88.3秒，搪錫時間14秒，纏繞包覆絕緣膠布時間約30.3秒。

而導線連接器工藝制作單個接頭的時間約為28.3秒，具體試驗數據如下：

通過上表可以得出結論，傳統導線連接工藝耗時是導線連接器連接工藝的約4.7倍，除去導線剝線、清理的時間，時間差達到了六倍左右，凈時差達到了一百秒左右。

按一個工人每日工作八小時計算，每制作288個接頭，工時相差約1天。

在實際操作中，每一期熟練施工作業人員人數為十人，綜合了各人工作效率以及施工環境因素后，麓港項目第一期完成總工期為87天，第二期完成總工期為21天。雖和理論值有一定的差距，但其在工期上的優勢也十分突出。

6導線連接器在其他方面的優勢

在整個電氣工程施工過程中，鹿港項目第一期曾出現一起因施工人員操作失誤，打翻煮沸的錫鍋而燙傷的安全事故，造成施工作業人員輕傷;還出現過數起因操作不當而將手指損傷的輕微事故。而采用新的導線連接器連接工藝的第二期則沒有發生類似事故，也沒有發生任何安全事故。

此外，在對電氣系統進行調試的過程中，一期和二期均出現了不符合規范及標準要求的地方，在查找出具體部位、對于導線連接處不符合要求的地方進行返修時，因采用傳統導線連接方式的導線需一層層的拆開包覆的電氣絕緣膠布以及減掉絞接接頭，從而耗工耗時，還浪費材料，相比之下，采用導線連接器進行連接的導線僅僅需要拆卸導線連接器，返修速度要遠遠高于采用傳統絞接工藝連接的導線。

由以上事件可以看出，采用導線連接器進行連接的導線在施工安全以及今后的維修、保養上具有更大的優勢。

7結束語

通過對項目數據以及實驗數據的分析，可以證明導線連接器的應用有利于電氣工程的質量控制、有利于降低安全風險、有利于降低施工成本、加快施工進度，也有利于減少銅材的浪費，響應了國家綠色環保的政策;在電氣系統調試過程中，出現的問題便于返修或者更換;在交付使用后，對導線的維護也十分方便。

綜上，在材料價格和人工費越來越高的今天，為降低電氣工程施工成本，提高施工質量和安全系數，由導線連接器替代傳統的導線連接工藝意義重大。