关于北美单元式空调器源软线固线方式的讨论

朱晓东 孙志辰

（珠海格力电器股份有限公司科技管理部 广东珠海 519070）

关于北美单元式空调器源软线固线方式的讨论

朱晓东 孙志辰

（珠海格力电器股份有限公司科技管理部 广东珠海 519070）

北美电工法要求的电器固线方式与其他国家地区有较大区别，国内许多制造商并不了解北美地区的电器固定布线安装方式，本文针对北美NEC或CEC法规及UL标准对产品电源线固线方式进行分析。

固定布线；UL；NEC；过线孔；电源软线；空调

空调产品电气安全认证标准基本上可划分为两种认证体系，一种是以国际电工委员会为主导的IEC体系，另一种是以美国和加拿大为主导的UL体系；其中我们常见的认证如国内3C、欧盟CE、CB、澳州RCM、阿根廷S……等等都是属于IEC体系，而UL、ETL和CSA认证属于UL体系。

由于北美地区的单元式空调固线方式跟国内空调有天壤之别，国内有部份设计者可能不懂NEC法规，导致设计出来的产品无法在北美地区正常安装，可能因此导致消费者的退货、投诉；本文根据NEC法规与UL标准针对此问题进行分析，以指导制造商如何设计出口北美地区单元式空调的电源过线孔。

1 IEC与UL体系的电源线的固线方式

对比

图1为国内、欧盟等IEC体系的空调器常见的固线方式，其结构通常是使用一个压线夹把电源线固定、压紧，让其接线端处无法受到外部应力影响，保证电源线可靠固定，并保证电源软线受到充分保护以免绝缘被磨损或划伤。对于空调产品，其质量通常都超过4KG，测试方法是用100N的拉力（不可使用爆发拉力），重复试验25次，每次持续1秒；试验结果要求软线不应损坏且纵向位移不应超过2mm。

图2是北美单元式空调器的电源接线方式，根据北美电气法规（NEC或CEC）的规定，固定布线安装的器具，其电源线应穿过一根套管（Conduit），电源线应完全被套管包住，套管的两端使用两个夹具（Bushing）把该套管夹紧在配电盒与机组之间，如图2所示。器具的电源线通过此种方式联接已被可靠保护，完全不会受到任何外部应力的影响，所以出口北美的固定布线产品通常不设计压线夹，其原因就是北美电气法规规定电源线必须使用此方式安装，电源线不需额外压紧。

2 北美空调电源线的固线工艺设计要求

因北美市场的套管、Bushing都是规格化、通用化的部件，在当地市场随时可以购买，因此设计一款电器的时候就必须考虑当地市场的安装部件尺寸要求；设计者必须按照标准尺寸决定开孔，否则产品将无法正常安装。标准UL 1995第17章《电源线的连接》里面的Table 17.1和17.2已给出相应的尺寸设计工艺要求，如图3、4所示。

固定布线产品要求在铭牌标注M CA（Minimum Circuit Ampacity，铭牌标称此参数就是要给安装人员选择电源线参考使用），此参数是根据机组在正常输入或温升测试所测得的数据，经MCA计公式计算出来的最小电路电流，再根据最小电路电流MCA选配正确的电源线线号，然后从图3表格上的纵横对应关系选出最小套管管径，最后再根据图4的表格给机组设计器具电源过线孔的孔径（设计者可根据实际设计工艺的需要，选择更大规格的过线孔，但孔径必须跟图4的表格一致），开孔向要预留一定的空间以安装夹具（Bushing），过线孔最小预留空间见图4 Bushings dimensions尺寸要求。

举个简单的例子：一台单相三线供电的固定布线器具，设计者根据测试结果，用MCA公式计算出来的电流为15A，那么依据美国线规标准，器具至少应该选用线号为14AWG或载流能力更高的导线作为机组的电源线，那么从图3可以判断，安装14AWG导线的套管（Conduit）直径至少为φ1/2inch，再从图4找出φ1/2inch套管对应的设计开孔直径至少为φ22.2mm；除此之外，还得留给安装Bushing合适的空间，从图4中找出要给夹具（Bushing）预留的安装空间至少为φ25.4*9.5mm（9.5mm是开孔内部的离板金的纵向深度）。如果设计者根据设计工艺的需要（如其他非电源线的导线也从该线孔穿过），过线孔需要选择更大的标准孔径。同样，预留予安装Bushing的空间也应根据图4规定增加相应的最小尺寸。

另外，如图5所示，这种器具设计预留不同位置的过线孔，以方便安装人员选择不同位置布线，此种设计通常在机组预留多个冲压敲落孔（Knockout），这种敲落孔除了要按上述标准要求开孔、预留安装空间外，还需进行标准UL1995第75章的生产线测试Knockout security test，确保该敲落孔的安全可靠性，该测试在生产线上使用一个直径为6.4mm的平头探棒，对敲落孔最容易敲落的位置和角度施加44N压力，敲落孔应保持原位，不能被敲落。

3 自带电源引线的单元式空调器

而对于那种没有电源接线板，自带电源线引线出厂的固定布线器具，其电源线必须有消除外部应力工艺（用压线夹压紧电源线是其中一种可靠的消除应力装置，如图6左下所示），标准要求器具设计此工艺是因为带电源引出线出厂的产品，其电源连接有不可预知的脱落隐患，电源引线在运输、安装过程中很有可能受到意外应力而脱落，导致器具安装使用后将可能发生电击危险，此工艺就是为了防止产品电源引线在安装之前被扯开。

图1 IEC体系固线方式

北美电工法规（NEC或CEC）规定，自带电源引线的器具现场安装同样也需要用“Conduit + Bushing”的安装连接工艺，因此这种结构除了要有消除电源线外部应力的工艺以外，还要有北美标准规定的标准过线孔（如图6右下角所示）。

4 结语

北美电工法规规定，安装固定布线器具必须要求具备NEC或CEC认可资格的安装人员承接安装任务，其现场安装非常专业、严格的法规要求，但安装费用比较昂贵，如果产品的过线结构不符合标准要求，安装人员可能要给产品重新设计过线孔的位置，对器具重新攻孔，非正常安装将增加器具不必要的安装工时，额外给消费者增加不必要的安装费用，更有甚者可能导致产品无法安装而退货。因此，产品必须严格按照标准与法规要求设计电源过线结构，以保证产品能正常安装。

图2 北美等UL体系的固线方式

图3 UL 1995 Table17.2,套管管径的选择

图4 UL 1995 Table17.1,钣金开孔的设计工艺

图5 冲压敲落孔（Knockout）

图6 自带电源引出线的过线设计案例

[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