标准VDE0620 中关键量规及装置的使用方法

尹兆贵

（威凯检测技术有限公司 广州 510663）

引言

插头插座作为家用和日常用途的主要零部件产品，其外观虽小但作用却非常重要。另外, 由于不同国家的插头插座的尺寸规格不同, 所以使得全世界大部分国家的插头插座不可通用，不同国家在制定标准的过程中除了利用必要的设备进行测试外，还需要借助量规来进行尺寸及结构的考核。通常情况下，量规考核主要应用于某些无法通过游标卡尺、投影仪等直接测量的尺寸方面，也可以用于爬电距离电器间隙，或者用于插套夹持力及硬度等方面的考核，相比较英式插头插座标准BS1363-1、-2、澳洲插头插座标准AS/NZS 3112、国标插头插座标准GB/T 2099.1 等德国标准VDE0620 系列中量规的考核可谓是最多的，本文就VDE0620-1 固定式插座及VDE 0620-2-1 插头及移动式插座两个标准中，从量规的外形、标准要求、考核评价标准等方面进行详细的阐述。

1 标准中的主要量规及其测试方法

VDE0620-1 和VDE0620-2-1 均无单独的英文标准，均为德文原文标准，这给广大检测者及企业带来很大的不便，通过多年的学习与积累，作者以能接受的文字直观的说明每一个量规的用途及操作方法。

1.1 Lehren 1a, 1b, 1c 插座插孔止规的测试

量规1 是针对插座插孔的测试，标准对于两个插孔的尺寸有规定，除了使用游标卡尺进行测量外，还需要借助该量规进一步检测，要求该量规不得插入带电插孔内，量规共三种规格，6.0 mm 的量规适用于盖子是由橡胶或陶瓷制成的情况；5.8 mm 的量规适用于其它材料制成的盖子；而5.0 mm 的适用于2.5 A 的插座孔，量规及操作图如图1。

图1 插座插孔止规及操作图

1.2 Lehren 2a, 2b, 2c 最小拔出力量规的测试

不论是插座还是插头在实际使用过程中均作为给电器供电的零部件，插孔具有一定的夹持力才能保证在互相接触的过程中具有良好的接触面积，保证良好的导电性，所以标准设计的最小拔出力量规便是在考核插套的夹持。最小拔出力量规主要针对插座的带电插孔和插头的接地插孔进行的测试，其中量规2a（3.8 mm）适用于DIN 49440 的插座的插孔，而量规2b （4.6 mm）适用于插头DIN 49441 的接地孔，量规2c 适用的产品不常见，本文不做分析，标准要求最小拔出力量规在30 s 内不得从插座或插头接地插孔中脱落，量规及操作图如图2。需要注意的是，在测试插座时需要将插套单独拿出来进行测试，且在正常夹持的方向上不得提供外力支持。

图2 最小拔出力量规

1.3 Lehre 3 可插入性量规的测试

该量规相当我们常所说的插座的通规，目的在于考核插座是否可以正常插入，标准要求不过分用力即可将该量规插入到插座中，需要注意的是该量规的两头都有两个插销，两边的插销互相对称，尺寸相同，需要两边的插销均要正常插入，量规及操作图如图3。

图3 可插入性量规

1.4 Lehre 4 带侧边接地插座的可插入性量规测试

德国插头插座有个很大的特点就是双极性设计，也就是不分L 极和N 极，接地分上下两个接地弹片，插头可以在插座两个插孔中任意插入。所以量规4 的设计主要就是在考核插座是否能使得插头从两个方向上任意插入，标准要求该量规能容易的且完全的插入到插座中去，一旦插座的尺寸设计有偏差，就会导致无法插入的问题，量规及操作图如图4。

图4 带侧边接地的插座的可插入性量规

1.5 Lehren 5a, 5b, 5c, 5d 接触规和不接触规测试

量规主要用于考核插座的插套与插合面之间的距离，以及插套部分的开口是否能正常接触到对应的插头，值得注意的共四个量规，其中量规5d 适用于陶瓷和橡胶制成的插座，其它三个适用于其它材质的插座。长的一头是接触规，要求这头要接触到插套；而短的一头为不接触规，要求其不可接触到插套。那么既然标准中对于插合面到插套最高点的距离已经在尺寸图中做出了规定，为什么还要再去设计这个量规去考核呢？原因是在某些情况下虽然插座在设计的时候深度可以保证可以接触到插头，但是由于插套的开口呈喇叭型，开口过大就会导致插头真正接触到的不一定是插套的最顶端，而是往下的某个位置，或者根本无法接触到插套。所以借助这个量规就能确保插座的设计可以满足插头插销的正常接触或者标准要求的范围内不应该接触，量规实物图见图5。

图5 接触规和不接触规

1.6 Lehren 6a, 6b, 6c, 6d 插头插销通规和止规的测试

跟上述其它量规一样，插销的尺寸大小在标准图纸中的规定除了利用游标卡尺测量外，同样要借助量规进行测量，下面这四个量规便是用来测量插销的直径大小的量规，分为16 A 插头插销的通规和止规和2.5 A 插头插销的通规和止规，通规6a（a）和6b（a）要求可以无障碍的穿过插销，止规6a（b）和6b（b）要求不可以通过插销，注意止规需要从多个方向多个位置进行尝试插入，如果插销的尺寸设计不均匀时在某些位置就会存在插入的情况，这种情况属于不合格情况，量规及操作图如图6。

图6 插头插销的通规和止规

1.7 Lehren 7a und 7b 仅针对16 A 插头的内规和外规的测试

内规和外观同样是对于插头尺寸的辅助考核量规，主要考核插销与插销之间的中心距离是否符合要求，以保证插头和插座能正常配合，标准要求外规和内规均可以无障碍穿过两个插销之间，在测量时需要上下移动，使得在每个位置均满足标准要去。量规及操作图如图7。

图7 16 A 插头的内规和外规

1.8 Lehre 8 插座插孔宽度量规的测试

标准中对插座的两个插孔的直径要求为φ5，5+0,30毫米，而通常情况下插孔会存在上大下小或者上小下大的情况，游标卡尺测试时需要上下均进行测试，除了利用游标卡尺直接测量数据之外，插孔还需要满足量规要求，即要求不用过大的力即可将量规7顺利插入到插孔中去。如果有保护门的情况下，需要先拆除保护门，再进行该项测试，量规及操作图如图8。

图8 插座插孔直径测试的通规

1.9 Lehre 9 互换性量规的测试

根据德国插头插座的特点，量规9 与量规4 一样，均在于考核对应插头或者插座的互换性插入情况，标准要求被测试插头无需过分用力即可插入到该量规中，以此来确认插头的设计是否满足于插座的插入可以任意方向上互换。量规及操作方法如图9。

图9 互换性量规

1.10 Lehren 10a, 10b 单极不可插入性量规测试

为保证使用安全，标准在考核设计时需考虑到任何可能发生的情况，在某些情况下插头的其中一个插销已经与插套接触时。而另外一个插销还漏在外面，这种情况下就会造成触电的危险，尤其是对于那些插合面与边缘距离较小的移动式插座，很容易存在上述危险，量规10 的考核则是在模拟上述情况，标准要求当其中一个插销与插座插接触时，另外一个插销必须是不易触及的。量规及操作方法如图10。

图10 插座单极不可插入性量规

1.11 Lehre 11 插座不可插入性量规测试

标准要求0 类和I 类设备用的插头不可插入专门用于II 类设备用的插座中，对于额定电流不超过16 A 的插座使用量规11 施加150 N 的力持续1 min，量规不得插入插座内，对于其它插座施加的力应为250 N，量规实物如图11。

图11 插座不可插入性量规

图12 插头单极不可插入性量规

1.12 Lehre 12 插头单极不可插入性量规的测试

除了我们在第10 点提到的插座需要考核单极不可插入性外插头也需要考核单机不可插入性，因为当插头的插销硬度不够或内架对插销的保持力不够的情况下，就会导致插销变形，使得其中一个插销带电时，另一个插销处于易触及位置而发生危险，量规12 规便是在考核这一点，试验时要求将量规12 放入两个插销之间，在量规重量的作用下观察插销是否会被撑开变形。对于刚性或陶瓷材料制成的插头的考核，量规的重量为250 g，而对于橡胶或热塑性材料制成的插头的考核，量规的重量为1 000 g。标准要求在量规自身的重量下量规不能接触到插头的插合面，量规及操作方法如图10。

1.13 Lehre 14 旁侧接地的压力测试量规的测试

与其它国家的插座不同，德式插座的接地部分为上下两个弹片，以确保与插头部分上下两个接地片相接触，插座的接地弹片必须具备一定的硬度及弹力，在正常情况下既要确保插头插入时不能在较大的力的情况下接地弹片被压扁，又要保证接地弹片有一定的回弹力。量规14 则是针对旁侧接地弹片的硬度的考核，试验时量规14 往与插座插合面插入的方向上施力150 N，该量规故意设计成没有专门的接地弹片进入的空间，使得150 N 的压力直接作用在两个接地弹片上1 min，标准要求经受1 min 的压力测试之后，插座的尺寸依然可以符合标准要求，尤其是接地弹片的高度和两者之间的距离。量规及操作方法如图13。

图13 旁侧接地的压力测试量规

1.14 Lehre 16a, 16b, 16c,16d 最大拔出力量规的测试

与大部分国家一样，德国插座依然要考核最大拔出力，确保在一定的力的要求下用户能顺利的拔出插头，我们常见的插座主要是16 A 插座和2.5 A 插座，标准要求16 A 插座的最大拔出力为54 N，而2.5 A 的为50 N，在进行该项测试时，先将插座固定，使得插合面与地面平行，然后将量规16 插入到插座中，挂上对应的砝码，要求量规应从插套中脱出，需要注意的是，砝码的总重量包含一个重量为最大拔出力1/10 的附加砝码，有时，当施加最大拔出力时砝码不会脱出时，可以将附加砝码从50 mm 的高度落下，作为一个冲击力，如果砝码从插座中脱出则可以判定为合格，如果依然无法脱出则判定为不合格，量规实物图如图14。

图14 最大拔出力量规

1.15 Lehre 16e 插头接地插孔的最大拔出力量规的测试

为配合欧盟其它国家如法国插座，德式插头很多时候被设计成同时具有接地插孔和旁侧接地弹片的形状，确保接地插孔与对应的插座接地插销之间良好的接触，但是有时因为接地插孔过紧也会导致用户无法将插头从插座中拔出。量规16 便是为了考核插孔的最大拔出力，标准要求单插销的量规16e 插入插孔时，应能从插孔中脱出。需要特别注意的是在旧版的VDE0620 标准中此量规为18 N，而在新版即2021 版中此量规已经更换为25 N。实物图见图15。

图15 插头接地插孔的最大拔出力量规

1.16 Lehre 19a，19b 测试打开保护门的量规的测试

为进一步确保安全，很多插座设计了保护门，以防儿童因为好奇触碰到带电部件，当插座带有保护门的情况下，很多标准规定了在一定力的作用下，保护门不能随意被打开，但是并没有规定在多少力的作用下必须能打开保护门，比如在IEC 60884 中就规定了20 N 的力不能打开保护门，并没有规定多少力必须打开保护门。为确保用户能正常打开保护门并插入插座，VDE0620 中就最小打开保护门的力，标准要求利用量规19 施加30 N的力，量规必须能打开保护门，共两个量规，分别适用于16 A 和2.5 A 插座，如图16。

图16 打开保护门量规

2 VDE0620 中部分小装置的使用方法及考核要点

2.1 Bild 14 测试插座旁侧接地弹片强度的装置

前面我们提到对于插座的接地弹片在正常接触时起到至关重要的作用，所以标准中也花了较大的篇幅去考核接地弹片，在18 章中的旁侧接地的接触压力测试中，需要使用Bild 14 完成该项试验，标准中给出的设备示意图如图17。实验时，先将该装置放置进插座中，标准要求在进行试验时，F 点要对准接地弹片最凸出的部分，这时候测出的力为最大值，通常情况下为了使得F 点和插座接地弹片的最凸出的点想接触，需要配合辅助垫片图18，装置实物如图19，然后锁紧中间的螺丝。之后在H 处利用施力计往两边施力，注意施力处H 的上下两个有两个固定的角，上面分别有两条线，施力过程中当H处的横线与上下两条线处于同一条直线时，此时施力计上显示的读数则为为旁侧接地弹片的最小接触压力，标准要求此值不得小于5 N。

图17 插座旁侧接地弹片强度的装置标准示意图

图18 垫片

图19 插座旁侧接地弹片强度的装置

测试操作方法见图20，注意测试过程中应锁紧中间的螺丝，以保证装置不会晃动影响测试结果，由于插座具有上下两个接地弹片，所以两个弹片均需要进行该测试，方法相同。

图20 插座旁侧接地弹片强度操作图

2.2 Bild 43a，43b 插座接地弹片的扭力测试装置

与图20 的测试一样，装置Bild 43a，43b 是对插座的旁侧接地弹片的强度进行测试，要求通过此装置向插座接地弹片施加100 N.cm，考核在该扭力作用下1 min接地弹片是否会变形，试验时先将垫片43a 放入插座中,然后放入装置43b，之后通过扭力计或力矩螺丝刀向装置施加100 N.cm 的扭力，试验之后要求量规4 能正常插入到插座中去，否则视为不合格。装置及测试方法如图21。

注意，旁侧接地弹片没有足够的强度，会使得其变形，导致量规4 无法插入插座中，如图22 为不合格案例。

图22 扭力后接地弹片变形案例图

3 总结

通过长期以来的研究我们发现VDE0620-1 和VDE 0620-2-1 两个标准对于插头和插座的测试加入了大量的量规测试，尤其是在尺寸方面，在多年来的检测工作中我们遇到很多因为产品的尺寸及结构方面的问题而导致工厂需要更改设计、更改磨具、更改结构等等问题，这给企业带来了非常大的时间成本。本文通过上述图文结合的方式，以我们更熟悉的语言详细的描述了各个量规的作用及使用方法，可以解决企业因为不懂标准，不知道如何使用量规的问题，希望通过本文可以更直接的为企业提供技术上的帮助，使得工厂能在产品认证之前在企业内部进行摸底测试，以便更快的通过认证，避免多次整改带来的时间和经济损失。