插头插座UL认证标准解析

文章来源 : 广东优科检测 发表时间:2019-04-24

广东优科检测通过对美国插头插座标准UL498、UL498A、UL1363、UL817和UL2438的要求和试验方法进行总体比较和选择性分析,研究了美国的插头插座UL认证标准体系,为相关出口企业能更方便和准确地应用这些标准提供参考。


近几年,中国出口插头插座中有20%左右出口美国,而其中大部分是材料加工型的,国内生产企业对产品的设计和生产技术掌握甚少,在利润分配中更是处于劣势,这种现状既有历史原因,也跟生产企业难以掌握和应对美国插头插座标准有关。美国插头插座类产品涉及的标准数目繁多,且其标准体系的结构和试验方法与IEC有很大的差异,这给使用该类标准的专业人员带来了很大的困扰,也给有意自主创新和处于转型升级中的出口企业造成了较高的门槛。


为了帮助出口企业应对这种技术壁垒,广东优科检测根据多年的检测认证和研究经验,对美国插头插座标准体系进行分析和总结,帮助插头插座出口企业对美国插头插座体系有个宏观上的认识,进而能更准确地掌握和应用每个专用的标准,以更低的成本设计和生产出满足美国标准要求的插头插座产品。

一、插头插座UL认证标准体系

1、体系综述 

美国的插头插座标准体系不同于IEC的标准体系,它不是特殊标准加通用标准的模式,而是每种产品类别有单独的安全标准,其中包括UL498、UL498A、UL1363、UL817和UL2438。


UL498可以说是美国插头插座标准体系中最本源和最繁杂的标准,不仅适用的产品种类最多,也是其他专用类插头插座标准的辅助标准(通常要求插座口应符合UL498的要求)。UL498A、UL1363、UL817和UL2438是更为专门性的标准,针对较小的产品类别,并因各产品种类的特点规定了相应较特殊和具体的要求,部分试验项目和方法与UL498类似,而有些试验项目和方法则是特有的。表1给出了这五个标准的简介与对照,读者可以从中获得对美国插头插座标准体系宏观上的认识,并可根据该表方便地选择设计和生产出口美国插头插座产品所应遵循的产品标准。

表1 各标准简介与对照

 

标准适用范围特点产品举例图例
UL498-2007插头和插座预期连接到分支电路上的额定电流不超过200A,额定电压不超过600V的插头、插座、软线连接器、输入插头、连接软线的电流分接器、电熨斗和器具插头适用产品种类繁多,试验项目齐全,其标准结构既是按检验项目分,同时又按产品类别分,曾现多层次的标准结构,试验项目和产品类别交错和重复出现,有些试验项目因产品类别的差异而有所不同插头、插座、软线连接器、输入插头、连接软线的电流分接器、电熨斗和器具插头,该类产品通常都带有接线端子或端头UL498-2007插头和插座
UL498A-2008电流分接器和转换器额定电流不超过200A,额定电压不超过600V的无连接软线的电流分接器、转换器和旅行转换器该标准专为两类产品而设置,一是电流分接器,一是转换器,而转换器有两类,美国国内不同结构和规格间的转换器,以及美国和外国间不同结构和规格的转换器(即旅行转换器),所涉及的产品无连接软线,因此该标准不涉及关于软线的试验,通常该类产品都是设计为一体式的,连接软线的电流分接器适用于UL498电流分接器、美国国内不同结构和规格间的转换器、美国和外国间不同结构和规格的转换器标准	适用范围	特点	产品举例	图例 UL498-2007插头和插座	预期连接到分支电路上的额定电流不超过200A,额定电压不超过600V的插头、插座、软线连接器、输入插头、连接软线的电流分接器、电熨斗和器具插头	适用产品种类繁多,试验项目齐全,其标准结构既是按检验项目分,同时又按产品类别分,曾现多层次的标准结构,试验项目和产品类别交错和重复出现,有些试验项目因产品类别的差异而有所不同	插头、插座、软线连接器、输入插头、连接软线的电流分接器、电熨斗和器具插头,该类产品通常都带有接线端子或端头	UL498-2007插头和插座 UL498A-2008电流分接器和转换器
UL1363-2010可移式电源分接器预期户内使用的,连接于带接地的一般用途分支电路的,额定电流不超过AC20A,额定电压不超过AC250V,软线连接,临时性延长使用的可移式电源分接器该标准专用于塑料或金属外壳的用于临时性分接和延长使用的排插,相关的产品类别比较单一,针对性强,带有辅助功能时需要符合相关标准的要求,如带有雷击浪涌保护器的需要同时符合UL1449的要求,带有接地漏电保护的,需要同时符合UL943的要求带有软线和插头的移动式插座,一般带有3位以上的插座口,越来越多的带有附加功能,如雷击浪涌保护和漏电保护等UL1363-2010可移式电源分接器
UL817-2007软线组件和电源软线作为器具电源连接的电源软线;通过软线为移动式电器提供延长使用的软线组件;带有中间控制装置的软线组件该标准主要针对两大类产品,一是软线组件,一是电源软线。软线组件通常带有开关或中间控制装置,电源软线则种类和结构型式繁多,有普通的电源软线,还有专用于游乐车等大型“电器”的电源软线。该标准试验项目也比较多,仅次于UL498带有调光等控制装置的软线组件、电器用电源软线、游乐车等提供电源连接的电源软线等等标准	适用范围	特点	产品举例	图例 UL498-2007插头和插座	预期连接到分支电路上的额定电流不超过200A,额定电压不超过600V的插头、插座、软线连接器、输入插头、连接软线的电流分接器、电熨斗和器具插头	适用产品种类繁多,试验项目齐全,其标准结构既是按检验项目分,同时又按产品类别分,曾现多层次的标准结构,试验项目和产品类别交错和重复出现,有些试验项目因产品类别的差异而有所不同	插头、插座、软线连接器、输入插头、连接软线的电流分接器、电熨斗和器具插头,该类产品通常都带有接线端子或端头	UL498-2007插头和插座 UL498A-2008电流分接器和转换器	额定电流不超过200A,额定电压不超过600V的无连接软线的电流分接器、转换器和旅行转换器	该标准专为两类产品而设置,一是电流分接器,一是转换器,而转换器有两类,美国国内不同结构和规格间的转换器,以及美国和外国间不同结构和规格的转换器(即旅行转换器),所涉及的产品无连接软线,因此该标准不涉及关于软线的试验,通常该类产品都是设计为一体式的,连接软线的电流分接器适用于UL498	电流分接器、美国国内不同结构和规格间的转换器、美国和外国间不同结构和规格的转换器	标准	适用范围	特点	产品举例	图例 UL498-2007插头和插座	预期连接到分支电路上的额定电流不超过200A,额定电压不超过600V的插头、插座、软线连接器、输入插头、连接软线的电流分接器、电熨斗和器具插头	适用产品种类繁多,试验项目齐全,其标准结构既是按检验项目分,同时又按产品类别分,曾现多层次的标准结构,试验项目和产品类别交错和重复出现,有些试验项目因产品类别的差异而有所不同	插头、插座、软线连接器、输入插头、连接软线的电流分接器、电熨斗和器具插头,该类产品通常都带有接线端子或端头	UL498-2007插头和插座 UL498A-2008电流分接器和转换器 UL1363-2010可移式电源分接器	预期户内使用的,连接于带接地的一般用途分支电路的,额定电流不超过AC20A,额定电压不超过AC250V,软线连接,临时性延长使用的可移式电源分接器	该标准专用于塑料或金属外壳的用于临时性分接和延长使用的排插,相关的产品类别比较单一,针对性强,带有辅助功能时需要符合相关标准的要求,如带有雷击浪涌保护器的需要同时符合UL1449的要求,带有接地漏电保护的,需要同时符合UL943的要求	带有软线和插头的移动式插座,一般带有3位以上的插座口,越来越多的带有附加功能,如雷击浪涌保护和漏电保护等	UL1363-2010可移式电源分接器 UL817-2007软线组件和电源软线
UL2438-2006户外季节性使用软线连接配线器具与圣诞树等户外装饰产品一起使用的,使用周期不超过90天的,临时性户外用,仅适用15A,125V,5-15结构的软线组件该标准于2006年首次发行,并于2011年6月30日生效,这是由UL817脱胎出来的新标准,需结合UL817使用,该标准对户外软线组件有不同于UL817的新要求一般都是专用于为户外节日用电器和灯饰提供电源连接的户外软线组件,而且具有唯一的结构型式UL2438-2006户外季节性使用软线连接配线器具

 

此外,除了上述五个产品标准,还有与其相关的试验标准,其中最常用的就是UL94《电器部件用塑胶材料的燃烧性能试验》、UL746A《聚合材料短期性能评估标准》和UL746B《聚合材料长期性能评估标准》。

2、标准要求

美国插头插座标准有类似的标准结构,大致分为三个方面的要求——结构、性能和标识。其中标识方面,除了要求有商家信息、型号、额定值等标识外,还要求有相关的说明和警告语,并对警告语的字体大小有明确的规定。UL498因涵盖的产品类别较多,对标识与说明的要求也比较复杂,标准通过7个表格(标准中的表163.1-163.7)对7大类产品的标识与说明作出了明确的规定,并在每个表格中对细节上有差异的同类产品做出进一步的不同要求,这就要求标准使用者要先准确地判断产品的类别和具体细节才能正确的选择标识与说明内容。UL498A、UL1363、UL817和UL2438的标识与说明要求相对比较简单,这里不再展开叙述。


尺寸方面的要求包含在结构要求中,因美国插头插座型式和规格多种多样,具体尺寸要求有单独的标准,见ANSI/NEMA WD6《配线器具尺寸要求》和UL1681《非NEMA构造的配线器具构造》。其他结构和性能方面的要求细节以UL498-2007为例在表2中给出,所涉及试验项目的数量远远多于IEC和BS的插头插座标准,这也是国内出口企业较难自主开发美国插头插座产品的原因之一。

表2 UL 498-2007的结构和性能要求

 

结构要求性能要求
所有器具:一般要求;构造(尺寸);绝缘材料;外壳;载流部件;接地和不带电金属部件;端子;软线入口和应力释放;间隙;装配所有器具:相对电痕化指数试验;灼热丝试验;大电流起弧抗起燃试验;模压应力释放试验;耐吸湿性试验;耐电压试验;加速老化试验;绝缘电阻试验;导体安全性试验;拧紧扭矩试验
插头和输入插头:绝缘材料;外壳;载流部件;接地和不带电金属部件;端子和引线;装配;防水等级插头:插销安全性试验;盖板牢固性试验;碾压试验;插头把手试验;装配整体性试验;自铰部件弯曲试验;端子温度试验;熔断器座温度试验;对针型端子的试验
软线连接器:外壳;接地和不带电金属部件;端子;装配软线连接器:对插头的夹持力试验;过载试验;温度试验;耐电弧试验;插销锁机械装置试验;熔断器座温度试验;不适当插入试验;接地连接的电压降试验;装配整体性试验;自绞部件弯曲试验;对针型端子的试验
插座:绝缘材料;外壳;载流部件;接地和不带电金属部件;端子和引线;装配;暗装板;自接地插座;独立接地插座;CO/ALR型端子;AL-CU型端子;抗压入;耐气候插座:对插销的夹持力试验;过载试验;温度试验;耐电弧试验;熔断器座温度试验;故障电流试验;端子强度试验;装配安全性试验;接地插套试验;对压线型端子的试验;对推入式端子的试验;对针型和绝缘串位端子的试验;其他特殊插座的试验
自含式插座:一般要求;间隙;绝缘材料;外壳;安装措施;安装支架;现场更换;输入插头:插销牢固性试验;端子温度试验;熔断器座温度试验;压线型端子的试验
电流分接器:一般要求电流分接器:插套安全性试验

 


二、试验方法与试验设备
美国插头插座标准的试验项目及其试验设备很多,除对材料的试验相对较通用外,大部分试验项目都是专为某种特定产品而设置的。限于篇幅,本文只选择较能代表美国各插头插座标准特点的试验项目进行解析,见表3。

表3 典型的试验方法与试验设备

 

试验项目试验方法和要求试验设备适用标准
温度试验

美国插头插座标准的温升限值要求较严,通常都是要求温升不超过30℃,特别对插座产品,要求载流材料的含铜量较高且尺寸规格需较大


对不同产品的温升试验方法和测温点有所不同,对普通产品通常选择插销的根部和端子等部位,而对带有推入式端子或针型端子的器具,温升的试验要复杂很多。


试验电流除了UL817中规定插头的试验电流由软线规格决定外,其余均为额定电流。


试验时间以达到稳定状态为准,稳定状态指的是连续3次间隔不小于5分钟的温度示值不发生变化,这与IEC规定的1小时不同

温升试验仪,对暗装式插座等产品还需要安装盒等配套装置所有标准
插销高温拉力试验将插头放置在60℃条件下的烘箱中,插头插销通过适当的支撑板和支架挂上10磅重的重物持续4小时,试验后插销移位的距离不应超过1.6mm。烘箱,10磅的砝码,适当的支架UL817
UL2438
低温钢球冲击试验

该试验是UL1363冲击试验中的一项,之所以单独列出,是因为该项试验容易出现不合格


该试验要求将样品放置在0.0±2℃的温度下持续24小时后,用直径为2英寸,重约1.18磅的钢球施加6.8焦能量对聚合材料外壳进行冲击,冲击在3个不同样品的不同部位(插座口、开关、指示灯等部件除外)上进行。


试验后不应出现影响防触电、电气间隙小于规定值、机械强度不满足要求或影响到过流保护装置和应力释放元件的工作,最后应通过耐电压试验

高低温试验箱,钢球UL1363
接地插套试验

该试验目的在于考核接地插套在经受横向应力后是否能正常工作。与BS1363-2的接地插套试验很类似


试验前应将样品插合面置于垂直面并固定好,用UL498A图36.1所示的试验销及重物对接地插套施加横向应力,并在每旋转90°后重复施加,共进行4次,试验后接地插套应能保持其应有的连续性和夹持力,通过标准中图36.2的试验销和图36.3、图36.4的拔出力规进行检验

符合标准图纸的试验销和拔出力规,以及能用于检测连续性的仪表UL498
UL498A

 


三、结语

美国插头插座的标准体系比较庞大和复杂,本文无法通过短短的篇幅将标准的所有要求和试验方法一一详解,而只能通过总体比较和选择性分析,使读者对其有宏观上的认识,并为如何更有效和准确地掌握和应用这些标准找到合适的突破口和参照。广东优科检测认为,有意自主开发美国插头插座产品的出口企业,可以去繁从简,先研究如可拆线插头、暗装式插座或排插等单一产品的标准要求,对不适用的条款暂不理会,条件成熟后再扩大研究和开发范围。


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