使用符合工业电源要求的连接器

为工业设备供电，无论是工厂车间、建筑工地还是数据中心，都需要针对每个安装环境的具体需求而设计的电缆连接器，以确保安全、可靠且持久的连接。特定的安装环境可能要求既防水或耐业化学品，又防尘或防紫外线。连接器必须能够承受重复连接和断开操作所产生的机械应力，在此过程中，触头可能会暴露在污染物中。同时，连接器必须能够确保用户和设备的安全。

对于设计人员而言，首先应对的挑战是，充分理解这些需求在不同情况下的细微差别，并找到值得信赖的连接器供应商以确保能够可靠地解决相关问题。

本文将概述设计人员在工业应用中可能遇到的连接挑战。随后，介绍 Amphenol Sine Systems 的插针式和套筒式工业插头和插座，展示其如何有助于安全可靠地连接与断开工业设备。

电源连接器的使用环境

电源连接器所处的环境条件差异极大，可能是凉爽干燥的数据中心、高温高湿的工厂车间，也可能是潮湿的食品加工厂。连接器可能用来传输单相交流电压、三相交流电压（星形或三角形连接）或交流和直流电源的组合。从壁装式电源插座向机器的面板式连接器（图 1）提供电源，也需要连接器。此外，可能还需要使用直插式插头插座组合来满足电源配置需求，例如换相操作或电缆延长。

图1：工业环境中连接器应用配置的范围包括直插式、面板式和壁装式连接器。（图片来源：Amphenol Sine Systems）

电源连接器需要 3 到 5 根导线（或称极）。例如，三芯连接器是单相交流电源和地线所必需的。三角形连接的三相电源需要四芯电缆，其中包括三相信号线和一根地线。星形型接线的三相电源需要每相一根导线、一根中性线和一根地线，总共五根导线。导线和连接器的尺寸会根据其额定电流大小而有所不同。

用途不同，连接器的类型也不同。电源输入点通常需要一个壁装式连接器，而受电设备通常需要一个面板安装式连接器。当然，直插式连接器用于固定端子之间的连接电缆，以便插入延长线、反向器或其他中间连接器件。

防止误连接

设计人员还应考虑大多数包含多台设备安装环境，这可能导致电源线数量增加以及接线错误风险升高。如 IEC 60309-2 和 UL/CSA 等国际标准，根据所传输的电源类型规定了连接器导线/电极的布局（图 2），从而最大限度地降低错误连接的可能性。

图 2：IEC 60309-2 或 UL/CSA “时钟”图表明了连接器内接地引脚的位置，该图规定了连接器的配置及其电压等级。（图片来源：Amphenol Sine Systems）

接地插针相对于连接器主体内键槽的位置决定了连接器的结构配置。接地引脚可位于 12 个可能位置中的任意一个，这些位置以 30° 间隔均匀分布，如“时钟”图所示。在时钟图中，根据连接器的电压等级采用颜色编码，分别标识三芯（2P+E 或 2P-3W）、四芯（3P+E 或 3P-4W）或五芯（3P+N+E 或 4P-5W）电缆连接器。导线和连接器的直径应与额定载流量相匹配。

一些工业电源连接器

Amphenol Sine Systems 提供一系列全面的工业插头和插座电源连接器，专为需要高达 100 A、690 V 应用而设计。

例如，Amphenol Sine Systems 的 2CMA104446R1000 型直插式电源连接器插头，专为三相星形连接应用而设计，包含五跟导线：三相各一根，中性线一根，接地线一根。该连接器的额定电压为 200 V 至 415 V，额定电流为 32 A（最大值）。其接地插针位于与连接器键槽相同的 6 点钟位置。如图中所示的五引脚连接器，其第 6 位置处红色外环表示电压范围，本例中为 200 V 至 415 V。

连接器结构

Amphenol Sine Systems 的连接器采用坚固耐用的现代式设计（图 3）。连接器主体由热塑性聚酯材料聚对苯二甲酸丁二酯 (PBT) 制成。PBT 以其优异的电气绝缘性能、高强度、尺寸稳定性和耐热及耐化学性能而著称。这种材料具有出色的耐磨性，极低的吸湿性且易于加工。

图 3：如图所示为五针、200 V 至 415 V 插头的关键特性；连接器主体由 PBT 材料制成。（图片来源：Amphenol Sine Systems，由 Art Pini 修改）

红色护罩表示连接器的电压等级为 200 V 至 415 V，如时钟图所示。接地插针的直径比其他插针更大，并且根据该连接器的电压规格，接地插针位于底部（6 点钟位置）。接地插针也比其他部件稍长一些，因此会首先接触。接触插针由黄铜制成，插入对应的插座时具有自清洁功能。接触插针经过校准，可以长期保持准确的接触压力，以确保质量和性能。采用两颗不锈钢螺丝将导线固定在每个接触插针上。接触插针周围的保护套筒不仅起到保护作用，还作为密封件防止灰尘和潮气侵入。连接器内部的接触块上有清晰的压印端子标记，分别表示相位（L1、L2 或 L3）、中性线 (N)、火线 (L/+) 或地线 (G)，从而能在组装过程中最大限度地减少错误。

电缆通过两个夹紧装置固定在连接器主体内：后部为外部夹紧件，内部为内部夹紧件。在两个夹紧件之间是一个防水密封圈，用于密封电缆入口，防止液体通过电缆进入连接器主体。根据型号不同，连接器的防护等级为 IP44（防溅水）或 IP67（防尘防水）。

插座连接器采用类似结构，将插座作为接触部件（图 4）。

图 4：图中所示为一个内置式插座连接器的剖面图，其结构与插头相似，可确保布线完整性。（图片来源：Amphenol Sine Systems）

该连接器的插座版本采用了同类型的密封件和垫圈，以防止灰尘和潮湿进入内部。其中，触头也由黄铜制成，并配备双锁紧螺丝以固定导线。此外，连接器开口处配备具有彩色编码的塑料护盖，用于在连接器未连接时最大限度地防止其受到污染。

Amphenol Sine Systems 的 2CMA166618R1000 是一款五触头插座连接器，与 2CMA104446R1000 插头具有相同的 32 A 额定电流和 200 V 至 415 V 额定电压。在该额定电压下，其接地插针位于 6 点钟位置，并配有红色护盖。请注意，本系列中的所有连接器均符合 IEC 60309-1、2 和 4 标准，并已获得 UL 和 CSA 认证。

在机器或其他设备中，电源电缆的接收端通常通过面板安装连接器连接，如 Amphenol Sine Systems 的 2CMA193146R1000（图 5）双极三线插座。

图 5：2CMA193146R1000 是一款两极、三线、面板安装式电源插座。（图片来源：Amphenol Sine Systems）

该插座专为安装在设备外部而设计，通过安装法兰固定。该插座的额定电压为 200 V 至 250 V，单相，额定电流为 16 A。根据时钟图，三线制配置（内环）采用 6 点钟位置，并配有蓝色护盖。面板安装式连接器提供直式或弯角式设计。

电源连接器通常采用壁装式安装。2CMA178699R1000（图 6）壁装式电源连接器是一种 4 极、5 线插座。

图 6：2CMA178699R1000 是一款壁装式工业电源插座。（图片来源：Amphenol Sine Systems）

这款嵌入式壁式插座的额定电压为 380 V 至 415 V，额定电流为 16 A。这款插座位于时钟图的 6 点钟位置，具有红色识别色，如图所示环形结构围绕触头。该插座具备 IP44 防护等级，表示其具备防溅水性能。与所有插座连接器一样，该连接器配备有弹簧护盖，可在连接器断开时保护插座触头。

结语

工业设备需要针对每个安装环境的特定需求而设计的电源连接器，以确保安全、可靠且持久的连接。Amphenol Sine System 的工业插头和插座提供多种电压、电流和物理配置，专为满足现代制造、基础设施和数据中心设施中各种环境条件所提出的特定要求而设计。