电气开关标准之解析

电气装置的开关标准之解析开关是家家户户所必需的建筑电气产品，所有的灯要亮起来，都少不了开关。

所以，松下幸之助就曾经说过“开关是墙上的一面旗帜”。

2003年5月26日国家质检总局发布了GB 16915.1-2003《家用和类似用途固定式电气装置的开关第1部分：通用要求》，规定该标准于2004年1月1日实施。

此标准代替GB 16915.1-1997。

为了使广大同行加深对新标准理解和认识，笔者根据自身多年的实践工作经验，及对我国标准的理解，和对国际电工标准IEC 60669标准的认识，对新标准作一全面地解析，以期能够对新标准作一简明且清楚的诠释。

但是，由于新技术、新材料的不断出现，产品标准也随之在不断发展，检测技术也在不断完善，所以，笔者希望抛砖引玉，与同行共同学习理解新标准，同时，也希望广大同行能够给予批评指正。

第一部分简况世界各国所用的开关标准众多，如，我国采用GB 16915.1-2003、英国用BS 3676-1:2000 （BS EN 60669-1:2000）、德国为DIN 0632 Teil 1 （DIN EN 60669-1）、澳洲采用AS 3133:2003、国际电工标准IEC 60669-1:2000，等等。

各个标准既有相同之处，又有不同点，总之都主要是从安全角度去建立标准体系和测试要求的。

这里将我国现有的开关标准进行归纳如下：一、标准系列：1、通用要求（GB 16915.1-2003）适用于户内或户外使用的，仅用于交流电、额定电压不大于440V，额定电流不大于63A的家用和类似用途固定式电气装置的手动操作的一般用途开关。

装有无螺纹端子的开关的额定电流限为最大16A。

亦适用于开关安装盒。

还适用于：——装有信号灯的开关；——电磁遥控开关；——装有延时装置的开关；——带有开关和其他功能组合的开关；——电子开关；——装有软缆保持装置或软缆出口装置的开关。

2、电子开关（GB 16915.2-2000）适用于户内或户外使用的，家用和类似用途固定式电气装置的电子开关或相关的电子辅助装置。

适用于操纵照明电路、控制灯的亮度（调光器）、控制电动机（如排气扇等用的）转速和作其他用途（如电热装置）的电子开关，这些开关的工作电压不超过交流250V，额定电流不超过16A。

上述的操纵和控制是人为地通过起动元件、传感面和传感装置，借助于触摸、接近、旋转、光、声、热或其他影响等方式来实现的。

3、遥控开关（GB 16915.3-2000）适用于额定电压不超过440V、额定电流不超过63A的电磁遥控开关；并适用于额定电压不超过250V、额定电流不超过16A的电子遥控开关；这两种遥控开关是供户内或户外使用的家用和类似用途固定式电气装置使用的。

4、延时开关（GB 16915.4-2003）适用于额定电压不大于440V、额定电流不大于63A，用于家用和类似用途供户内或户外使用的固定式电气装置上用手动和/或遥控操作并装有机械的、热的、气动的、液压的或电操作的延时装置，或上述中任意组合的延时装置的延时开关。

二、产品概况：1、主要产品有（按操作方法分类）：（1）旋转开关（如，控制风扇风速的调速开关、控制灯的亮度的调光开关）（2）倒扳开关（3）跷板开关（常见的墙壁开关）（4）按钮开关（如，门铃开关）（5）拉线开关（老式的灯开关）2、开关的基本结构：传统机械式开关产品一般由面板、底座、触头组成，其中，特别是触头的好坏决定着开关产品性能的优劣。

电子开关一般由面板、底座、电子控制和导通机构组成。

第二部分标准要求一、标志（第8章）目的：标志可以指导消费者正确安装、使用和维修产品，是确保人身财产安全的极其重要的标准内容。

要使用正确的标志，标志符号的位置要明显，且应经久耐用，清晰可辨。

问题1：需要标注哪些标志？（1）重要的三个标志：——商标（识别标志）——型号（可以是产品目录编号）——电气参数（电流、电压、电源性质）（重要：凡电流不超过16A的开关（除瞬动式开关（如，门铃开关）），均要打“AX”标志，见标准6.2条）（2）其它标志：——小间隙结构的符号（m）——微间隙结构符号（μ）——带有无螺纹端子的开关如果仅适于连接硬导线，则应标出仅能连接硬导线的标志——导线插进无螺纹端子（如有）之前应剥去的绝缘长度问题2：标志要标在哪里？一些标志要标在开关主要部位上：——额定电流、额定电压和电源性质符号——制造商或代理商的名称、商标或识别标记——导线插进无螺纹端子（如有）之前应剥去的绝缘长度——小间隙结构、微间隙结构或半导体转换器件的符号——型号问题3：如何理解“主要部位”？“主要部位”是指开关中带有触头的部件，或与触头成一整体的任何部件。

如，开关功能件、底座等。

问题4：外壳上需要标志吗？组合式开关的可拆卸的外壳上的标志：商标（或识别标志）和型号。

问题5：哪些开关需要接通指示？代号为2、3和03的开关（多极开关，如，两极开关），和额定电压大于250V或额定电流大于16A的开关的标志，均应清楚地标示出起动元件朝不同的位置移动的方向或开关的实际位置。

开关接通指示的三种表示方式：——on/off——指示灯——O/1问题6：对开关标志的试验有哪些？擦拭试验：对不是钢印打印、铸造的、压铸的或刻印的标志（如，丝印、胶合标签、水滑板印、喷墨等），要用浸透水、汽油的布片各擦拭15s。

试验后，标志或符号仍应清晰明了；如果有标志牌，不应发生卷边现象。

二、防触电保护（第10章）目的：通过试验、材料分析、结构检查，防止在使用中产生触电事故。

问题1：如何进行试验指试验？两种试验指：有节试验指（触及试验）、无节试验指（压力试验），见下图。

安装：按正常使用时垂直安装，如，模拟产品安装在墙面上。

无节试验指有节试验指触及试验：试验设备需要接通指示试验仪；合格判断：试验指不应触及带电部件。

压力试验：试验指不应触及带电部件。

试验原理图：问题2：起动元件（操作部件）应是什么材料制成？起动元件（操作部件），如，旋钮、操作杆、按钮、跷板等，应为绝缘材料制品，起动元件（操作部件）如果是金属材料制品就必须用双重绝缘或加强绝缘将它们的易触及的金属部件与开关机构的金属部件隔开，或将它们的易触及金属部件牢靠接地。

问题3：开关的外部部件（如，外壳）应是什么材料制成？额定电流不大于16A的普通开关的易触及部件（即，外部部件，如外壳）应由绝缘材料制成，除了，（1）金属盖或盖板要用由绝缘衬垫或绝缘隔层构成的附加绝缘来保护（2）应在固定金属盖或盖板的同时将盖或盖板接地。

接地连接应是低电阻连接，电阻值不应超过0.05Ω。

问题4：目前，我国的拉线开关是否符合标准要求？带电端子不符合防触电要求，见下图原因：老式拉线开关（黑色胶木）在更换拉线时，使用者会触及带电部件。

三、接地措施（第11章）目的：保证接地良好，在发生短路时，能够将电流引向大地。

问题1：哪些开关要考虑接地措施？金属部件（如，金属面板、金属框架）：绝缘失效时会变成带电的易触及金属部件，应装有接地端子或连接到接地端子。

四、端子（第12章）目的：端子是开关中一个至关重要的接线部件，直接关系到开关的安全和使用性能。

本章对端子的考核非常全面，也很严格，有接线容量的测试、导线拉出测试、导线损伤程度的检查、力矩测试、无螺纹端子的电应力和热应力测试、无螺纹端子的弯曲测试等。

问题1：端子有哪些类型？（1）螺纹夹紧型端子：主要有柱型、螺钉、螺栓、鞍型、接片、罩式端子等。

在开关产品中，使用的端子主要是柱型、螺钉端子。

柱型端子：这种端子是使用最为广泛的一类端子，见下图。

螺钉和螺栓端子：螺钉端子目前也使用较普遍，螺栓端子在开关产品中使用很少，见下图。

（2）无螺纹型端子：国内俗称“直插式端子”。

请特别留意，标准明确规定：装有无螺纹型端子的开关的额定电流限为最大16A。

由于国内的无螺纹端子结构是压紧片和导线之间线接触的形式，接触面较小，接触电阻较大，发热较高，所以笔者认为此类端子不适合用于大电流的电器环境下，如，空调器的电气接线等。

但是，由于无螺纹型端子安装比较方便、简单，施工工地的电工比较喜欢使用这种直插式端子的开关。

一般而言，螺纹型端子（如，柱型端子）中螺钉与导线间的接触面大，压接良好，从安全角度考虑，笔者建议用户最好还是使用螺纹型端子。

问题2：开关应接什么样的导线？根据电流的大小，选取合适的连接导线，即接线容量，见标准表2。

如，10A 开关应能接1.0—2.5mm2的导线。

这是检查端子的接线孔要足够的大，才能容纳规定截面积的导线。

注意，这里的连接导线一般为硬导线（包括，单芯或绞合导线），因为此类开关一般是用于建筑工程上，而建筑上使用的电线一般为硬导线。

问题3：对端子螺钉有哪些要求？螺钉和螺母的螺纹、螺矩和机械强度应符合我国普通螺纹标准的要求。

螺钉不应是软的或易于蠕变的金属（如，锌或铝）来制造，但可以用黄铜、A3铁等来制造。

问题4：如何保证螺纹夹紧型端子应能夹紧导线而不过度损伤导线？对该项目的检查要通过旋转拉力试验，试验装置是检查导线损伤程度的试验装置，见标准图10。

根据导线不同的截面积，使用不同直径孔的套管，不同的高度，挂上与导线对应的砝码。

旋转速率：（10±2）r/min，持续15min，如，对1.0 mm2，套管孔直径6.5mm，高度260mm，砝码0.4kg。

试验期间，导线不得脱出或断开问题5：如何进行导线拉出试验？此测试项目关注的是导线应能可靠牢固地夹紧在端子里，从而保证良好的接触。

测试方法详见标准第12.2.6条，对端子施加轴向拉力（力的大小见标准表5），1min。

试验期间，导线不应在端子里明显移动。

这里请注意，如果夹紧件是夹两根导线的，应依次向每根导线施加相应的拉力。

如，对螺钉端子（见问题1图示）是要拉多次的，两边的插线孔都要检查，而且要考虑到多种复杂的接线情况：接一根线的情况、两根线的情况、接最小导线的情况、接最大导线的情况、同时接最小和最大导线的情况，所以测试是很多的。

问题6：对接地端子材料有哪些要求？接地端子的零件应能防腐蚀：——本体应以黄铜或其他耐腐蚀性材料制成；——如果本体是铝合金框架或外壳的一部分应有措施防止铜铝接触引起的腐蚀。

（因为铜铝接触会起化学反应）问题7：导线插入时的距离要求？柱型端子的夹紧螺钉与导线完全插入时导线端部之间的距离应至少为图1的规定值。

注意：夹紧螺钉与导线端部之间的最小距离，仅适用于导线不能直接穿过的柱型端子。

即，不适用于穿通式端子。

但是，注意，对某些穿通式端子，当导线插入后，可能触及不同极性的带电连接条或部件，从而造成短路，或是电气间隙的减小，可能会引起事故。

问题8：无螺纹端子电应力和热应力试验如何进行？两个试验：试验a)，按表8通以试验电流，电流不流经开关，仅流经端子。