电气时代话插座

　　考察墙壁插座的历史与现状后会发现，尽管插座本身没有涉及复杂高深的技术，而正确地使用好它并非通常认为的那么简单。

一、 两岸青山相对出，孤帆一片日边来——插头/座探源

　　爱迪生发明的白炽灯把世界带入了电气时代，但墙壁插座并非与灯泡同时出现。考虑成本因素，当电扇、电烤面包机、吸尘器、电吹风出现时，它们仍然沿袭了灯泡的供电方式——接到灯头座上（图1.1）。尽管Harvey Hubbell 在1904年发明了更方便的2芯插头/座（图1.2），但采用灯头取电的方式一直沿用到20世纪20年代。

图1.1用螺口灯头座供电的电烤面包机 
  
          图1.2与灯头螺口兼容的2芯插头/座

　　据说Philip F. Labre有感于房东太太一次触电事故，于1928年发明了带保护地线的3芯插头/座（图1.3）。引入保护地线，对安全用电和电气设备更可靠地运行具有重大意义。

图 1.3 最早的3芯带保护地线插座与插头

二、虎鼓瑟兮鸾回车，仙之人兮列如麻——种类繁多的插头/座

　　交流电墙壁插座的历史不过80年，此间随着用电量、用电经验与事故教训的增加，由于技术、安全性、经济性等因素，加之地理、历史、政治等原因，世界各地在发展民用电器供电装置时，并没有采用美国最初的插座设计而形成了不同标准，使得墙壁插座形式多种多样。美国商务部统计了全球常见电源插头/座（表2.1）样式，并以字母进行了分类。

表2.1 美国商务部统计的插头/座类型

　　这些插头/座大多彼此互不兼容，如果再把同一类型中耐压、功率的差别计入在内，种类就更多了。这种情况显然造成：即使电器设备供电电压相同，也无法在不同地区使用。国际电工委员会（IEC）曾经在1986年和1992年颁布了电源插头/座的国际标准：针对250V电压等级的IEC 60906-1和针对125V电压等级的IEC 60906-2。其3芯插头外观（图2.1）类似于表2.1中的J型，由于与全球范围内大多数插头/座不兼容（图2.2），推行受到很大阻力。

图2.1IEC颁布的60906-1/2标准插头/座
 

图2.2 IEC 60906-1/2与目前全球使用的大多数插座不兼容

　　可以预见，在相当长的时间内，交流电插头/座还会维持现状。在不能统一标准而又要解决互换使用的情况下，转接适配器（图2.3）成为目前行之有效的办法。实现将某种插座转换成能与多种插头匹配的样式（图2.4）。适配器自身插头改进后，适用范围可更广。

图2.3 转接适配器样式
  

图2.4转接适配器自身插头样式

　　不过问题尚未彻底解决。因为插头/座的互连互通不仅要解决机械连接，还要求电气连接正确，而且更为重要。观察转接适配器，尤其采用两芯接入方式的，它们虽然很还好地解决了不同插头的机械连接问题，但失去了保护地线所提供的保护功能。在3芯连接方式中，转接后的电源极性还有可能改变，给用电安全埋下隐患。

三、横看成岭侧成峰，远近高低各不同——插座接线极性

　　大多数电器并不区分交流电零线与火线的接入方式也能正常工作。规范两芯或三芯插座的极性是出于安全考虑。例如：电器开关都要求安装在设备的相线上，开关断开后即可使设备不再带电。如果电源插头或插座极性接反，则失去了这种保护功能。

3.1 中国标准插座

　　以中国标准墙壁插座接线方式为例，在《GB50303－2002建筑电气工程施工质量验收规范》中是强制条款，标准22.1.2中规定：单相两孔插座，面对插座的右孔或上孔与相线连接，左孔或下孔与零线连接，单相三孔插座的右孔与相线连接，左孔与零线连接；……接地（PE）线接在上孔（图3.1）。这样的接线被简称为：“左零右火”。

图3.1 国标（GB 2099.1、GB 1002）规定的电源插座与接线方式

3.2 与中国标准兼容的插座

　　同属“I”型的大洋洲标准（AS/NZS 3112）插座（图3.2），与中国插座外形相似，两者基本能够兼容，但安装方式不同——旋转了180度，其保护地线位置在下方，成了“左火右零”，与中国标准插头连接时，电气连接关系未变，但使用不同标准的直角出线插头（图3.3a 中国标准插头，图3.3b AS/NZS 3112标准插头）时，可能受到空间限制出现小麻烦。

图3.2 AS/NZS 3112标准插头/座
 

a               b

图3.3 地线位置不同的直角出线插头

　　北美ANSI/NEMA标准插座的安装方向没有限制（图3.4a），插座的零/火线通过插孔尺寸识别——零线插孔较火线更宽（图3.4b）。相应地，插头上零线插片也较宽（图3.4c）。这样，即使插头为两芯也能防止插反。相关标准还特别规定，20A插头的零线方向与火线方向垂直（图3.4d），与之匹配的插座零线插孔为T形（图3.4e），可向下兼容两种不同插头。

图3.4 北美ANSI/NEMA标准插头/座

　　由于安装方向不固定，在观察者看来零线没有固定位置。在检查接线时遵循：从保护地线开始，按顺时针方向，依次为“零线”、“火线”。

　　对比中国（澳洲）插座和北美插座后就会发现，两者保护地线位置是相反的。当通过转接适配器连接不同类型插头时，“零/火”位置就会对调，电器开关断开的将是零线而非火线，可能导致安全隐患。换言之，转换适配器虽解决了不同标准插头/座的机械连接问题，但未解决电气连接的极性问题。

四、双兔傍地走，安能辨我是雄雌——辨识接线故障

　　无论哪种插座，正确接线只有1种，其它组合都是错误的。为确保设备和人身安全，插座在投入使用之前，必须依照规范进行检查。准确辨别各种接线错误（3芯插座的接线错误归纳于表4.1）需要必要的工具和方法。

表4.1插座常见接线错误与检查手段

　　对于表中所列能通过“直接测量”查出的错误，除使用试电笔、电压表等常规测量工具外，还可利用类似图4.1的快速检查工具，不过此类工具的插头样式与电压等级都是按美标设计的，不适合检查国标插座。