浅谈导线连接器在电气工程中的应用
时间：2020-10-23 10:49:54 来源：达达文档网 本文已影响 人 
陈亮
摘要：在机电工程配电线路的灯具、插座及其他末端小功率电气设备安装工程中，存在大量的6mm2及以下截面导线的布线工作，因而不可避免的会存在大量點位需要对导线进行连接（包括分线、搭接、T接、接续等）。长时间以来，我国建筑机电行业内针对以上问题的连接方式还较为落后，大致还停留在绞接一搪锡一绝缘胶带保护、接线端子、安全压线帽连接的阶段，此连接方式在成品后的线路维护中较为复杂，难以满足维护需要。本文结合广元麓港项目一期、二期案列对比，针对导线的连接方式，讨论导线连接器在质量、成本、进度控制等方面的作用，分析导线连接器的经济性。
关键词：新技术;导线连接器;质量控制;成本控制;进度控制;安全
对机电工程施工单位来说，导线布线工程在电气安装工程中占有较大的比重，特别是居住小区、公寓、医院病房楼、办公楼和旅馆等房间、隔间多、用电点位多的工程，导线接头数量庞大，在采用科学合理、可操作性强的新技术的情况下，在理论上来说不但可以提高施工质量，也可以加快施工进度，降低施工成本以及建筑产品交付后的维修成本和维护成本，本文将通过对实验数据以及实际工程的对比，讨论导线连接器在电气工程中的优势以及前景。
1导线连接器的应用技术
导线连接器应用作为机电安装工程新技术之一，在于2016年8月1日开始实施的电气规范：《建筑电气工程施工质量验收规范》GB-50303-2015中，第17.2.3条明确了关于导线连接器在小截面导线连接中的应用，其条文肯定了导线连接器在建筑电气工程中的作用，其旨在改变长期以来采用的人工绞接搪锡连接的传统工艺，其条文具体要求如下：
1.1导线连接器应符合国家标准《家用和类似用途低压电器用的连接器件》GB-13140的相关规定，并符合下列规定：
1.1.1导线连接器应与导线截面相匹配;
1.1.2单芯导线与多芯软导线连接时，多芯软导线宜搪锡处理;
1.1.3与导线连接后不应明露纤芯;
1.1.4采用机械压紧方式制作导线接头时，应使用确保压接力的专用工具;
1.1.5多尘场所的导线连接应用选用IP5X及以上的防护等级连接器;潮湿场所的导线连接应选用IPX5及以上防护等级连接器。
1.2导线采用缠绕搪锡连接时，连接接头缠绕搪锡后应采用可靠绝缘措施。
由上述规范条文可以确定，利用导线连接器替代传统的“人工绞接-搪锡-缠绝缘胶带”工艺在质量和工艺要求上是满足国家质及行业标准要求的。
在《建筑电气工程施工质量验收规范》GB-50303-2015中所依据的国家标准《家用和类似用途低压电器用的连接器件》GB-13140中，对导线连接器的技术标准作出了要求，其系列标准的导线连接器产品特点如图1：
根据国家标准要求，导线连接器主要施工方法如下：
1.2.1根据被连接导线的截面积、导线的根数、软硬程度选择正确的导线连接器型号。
1.2.2根据连接器型号所要求的要求，剥离导线绝缘层。
1.2.3各类型导线连接器连接方式大致如下图2所示：
2导线连接器与传统导线连接工艺
虽然国家标准中已明确了导线连接器的应用范围及应用技术，但此技术还未在我国建筑电气工程中广泛的应用，在大部分的机电工程建筑电气安装工程中，施工作业队在对导线进行连接时仍旧采用传统工艺流程。
2.1传统连接工艺的优缺点
导线的传统连接工艺包括：人工绞接-搪锡-缠绝缘胶带、接线端子连接、压线帽连接等，其中应用最多的为人工绞接-搪锡-缠绝缘胶带工艺，其优缺点如下：
2.1.1优点：
（1）在保证绞接扎数和紧固程度的情况下，导线之间的连接良好。
（2）搪锡之后的导线接头确保了导线之前长期有效的接触，也保证了导线之间连接紧固，不会松脱。
2.1.2缺点：
（1）对操作人员的个人技能要求较高，接头质量因人而异，接点的质量一致性不高，且存在虚焊和假焊的情况。
（2）在施工操作困难的部位，因绞接操作较为复杂而会存在一定的安全隐患，特别是在搪锡的时候，狭小、高处作业易造成锡锅翻洒从而造成安全事故。
（3）搪锡时需现场加热锡条、锡丝等，属现场动火作业，存在高温高热，存在安全隐患。
（4）搪锡焊接时会产生有毒烟气，对施工作业人员将造成一定的健康损害。
（5）施工时间需求较大，施工进度缓慢。
除此之外的压线帽连接与接线端子连接工艺在电气工程末端配线导线连接中使用较少，再此不再赘述其优缺点。
2.2导线连接器施工工艺的优缺点
导线连接器作为国家推行的新技术之一，其优缺点如下：
2.2.1优点：
（1）外壳阻燃，耐高温;
（2）连接可靠，紧密，不易松脱，可承受拉力较大;
（3）通用性强，单股线及多股线均适用;
（4）导线之间采用直接传导电流，不存在载流量概念，接头仅起紧固作业，不参与导电过程，电气线路中参与导电的环节越少，电气可靠性越高;
（5）耐压绝缘;
（6）操作简单快捷，对操作人员要求不高，且成品质量好，一致性高;
（7）建筑电气产品交付后，维修、保养方便。
2.2.2缺点：防护等级较低，内部密封性能不高，如产品质量存在问题，将导致内部导体氧化加快，降低导线寿命，影响建筑电气产品耐久性。但此类问题正通过对产品的不断改良而得到改善，新一代的导线连接器或彻底解决此类问题。
3案例
本文参考案列为广元市宝轮镇麓港项目，本工程为商住一体居民小区，建筑体量较大，房间数量多，导线连接点位量大，具有一定的代表性。
工程位置：广元市宝轮镇
建筑概况：本工程地上二十二层，地下一层，综合商业裙楼五层;建筑高度68米，总建筑面积约13万平方米。
工程项目内容：電气工程（包括强、弱电工程）、给排水工程、通风及空调工程、消防工程、防排烟工程。
4导线连接器在质量控制上的效果
本工程分为两期，第一期总建筑面积约7万平方米，住宅楼户内导线接头采用传统导线连接工艺，第二期总建筑面积约6万平方米，住宅楼户内导线接头导线的连接采用导联连接器工艺。
在第一期施工过程中，通过对建筑电气成品进行抽查，发现了如下质量通病：
4.1施工作业人员没有责任心，为方便作业不对绞接接头做搪锡处理。
4.2绞接时缠绕匝数不够，或者采用以被禁止使用的简单扭结。
4.3不对导线进行绞接，仅利用开关、插座等末端元器件的接线面板上的接线端子进行串接。
4.4电工胶布缠绕保护不符合要求，一般体现为缠绕层数不足。
4.5软、硬导线之间的连接不符合规范要求。
通过对问题的了解和分析，不难发现，这些问题出现的原因有三，一是操作人员技术水平较低，二是施工班组为节省人工费用，三是施工作业人员自身素质低，没有责任心。
由于传统作业方式的原因，这一类问题普遍存在于电气安装工程，无法杜绝也难以排查，逐一检查此类问题难度极大，基本不可能逐一检查，监督困难，检查成本高，一旦出现问题后返工难度大，材料浪费大。
经统计，麓港项目一期共410户，户内接线点位约1500个，抽查25户，其检测情况如下表所示
通过上表可见，此类问题随着楼层增加而增加，可以初步确定问题与施工作业人员自身的素质存在较大关系，因导线接头绞接工艺繁琐，为节省时间、或害怕麻烦，施工作业人员在初始楼层按要求施工之后，随着楼层的增加，工作时间的延长，逐渐降低了对自身的要求，导致施工质量随之下降。
在麓港项目第二期电气安装工程进度节点到达户内布线时，项目引进了导线连接器施工工艺，由于该工艺不需要对导线进行搪锡和包覆电工绝缘胶布，所以并不存在传统导线连接方式中存在的质量隐患，又由于该工艺采用成品导线连接器，无需对导线进行绞接，也不存在导线绞接不合格的质量隐患。
导线连接器使用方法简单，施工速度快，对人员的要求较低，且其成品效果较好，如下图所示：
总的来说，无论是施工班组的原因，还是施工作业人员的因素，其根本原因也和传统导线连接方式的繁琐存在较大关系，在采用了新的导线连接器连接技术后，质量隐患大幅度降低，在产品质量符合要求的情况下，对导线的绝缘测试也完全符合要求，最高可将导线接头的传统质量通病发生率降低至0。
5导线连接器在成本及进度控制方面的效果
除了导线连接器技术应用除了收录在建筑业十项新技术之中，国家还编制了CECS421-2015《建筑电气西导线连接器应用技术规程》，进一步说明了导线连接器的技术性能与可靠性以完全符合设计规范要求及国家行业标准。
但导线连接器终究属于导线连接元件，在和传统导线连接工艺的比较上，多出了一项材料，那么它对建筑电气工程成本的影响又会如何？本文通过广元市麓港项目第一期和第二期进行了对比实验，每一期选取6000个插座点位、18000个接头，以此对其进行分析。
5.1材料消耗对比
传统导线连接工艺中，一般接线盒处至少预留15cm导线以便接线，若预留长度偏短，将急剧增加施工难度甚至无法满足绞接施工工艺要求。
广元麓港项目第一期采用传统导线施工工艺，每一个接线点单根导线预留15cm。由于施工作业人员技术差异以及预留长度偏差、施工工艺等因素，每一根导线接头点将会废弃4-6cm导线。
18000个接头共计需预留导线长度为：18000x0.15=2700（米）
安装完成后废弃导线长度约为：18000x0.04=720（米）至18000x0.06=1080（米）
广元麓港项目第二期，采用导线连接器后，经现场试验得到，单个接头单根导线预留长度约为3cm，且没有废弃导线。
18000个接头共计需预留导线长度为：18000x0.03=540米
通过比较，可知，采用新的导线连接器连接工艺后，导线节约大约为：
（2700+（720+1080）/2）-540=3060米
实际操作过程中，用于实验的100户住宅以及6000个插座点位的第一期导线用量为14735米，第二期导线总用量为12791米，考虑每一个末端线盒内因操作需要，采用导线连接器连接后，预留的导线的长度也需要长于3cm，基本在5-6cm左右，其余数据基本与理论计算值相符。
此外，传统导线连接工艺必须有搪锡以及绝缘胶布包覆的工序，根据一期数据得到，18000个点位搪锡消耗锡条56根，消耗绝缘胶布67卷。导线连接器连接工艺则没有这两道工序，不但省去了材料费用，也节省了采购环节，降低了工时消耗。
5.2工时消耗对比
采用传统导线连接工艺时，通过计时得到：绞接法单个接头制作时间约131.9秒，其中剥线缠绕时间88.3秒，搪锡时间14秒，缠绕包覆绝缘胶布时间约30.3秒。
而导线连接器工艺制作单个接头的时间约为28.3秒，具体试验数据如下：
通过上表可以得出结论，传统导线连接工艺耗时是导线连接器连接工艺的约4.7倍，除去导线剥线、清理的时间，时间差达到了六倍左右，净时差达到了一百秒左右。
按一个工人每日工作八小时计算，每制作288个接头，工时相差约1天。
在实际操作中，每一期熟练施工作业人员人数为十人，综合了各人工作效率以及施工环境因素后，麓港项目第一期完成总工期为87天，第二期完成总工期为21天。虽和理论值有一定的差距，但其在工期上的优势也十分突出。
6导线连接器在其他方面的优势
在整个电气工程施工过程中，鹿港项目第一期曾出现一起因施工人员操作失误，打翻煮沸的锡锅而烫伤的安全事故，造成施工作业人员轻伤;还出现过数起因操作不当而将手指损伤的轻微事故。而采用新的导线连接器连接工艺的第二期则没有发生类似事故，也没有发生任何安全事故。
此外，在对电气系统进行调试的过程中，一期和二期均出现了不符合规范及标准要求的地方，在查找出具体部位、对于导线连接处不符合要求的地方进行返修时，因采用传统导线连接方式的导线需一层层的拆开包覆的电气绝缘胶布以及减掉绞接接头，从而耗工耗时，还浪费材料，相比之下，采用导线连接器进行连接的导线仅仅需要拆卸导线连接器，返修速度要远远高于采用传统绞接工艺连接的导线。
由以上事件可以看出，采用导线连接器进行连接的导线在施工安全以及今后的维修、保养上具有更大的优势。
7结束语
通过对项目数据以及实验数据的分析，可以证明导线连接器的应用有利于电气工程的质量控制、有利于降低安全风险、有利于降低施工成本、加快施工进度，也有利于减少铜材的浪费，响应了国家绿色环保的政策;在电气系统调试过程中，出现的问题便于返修或者更换;在交付使用后，对导线的维护也十分方便。
综上，在材料价格和人工费越来越高的今天，为降低电气工程施工成本，提高施工质量和安全系数，由导线连接器替代传统的导线连接工艺意义重大。
