在 IEC 60884-1的型式试验中,Clause 23(Flexible cables and their connection)是 portable accessories 最容易出错的一个章节。很多工程师拿到测试任务后,第一反应是"把软缆插进去做拉力,再做弯曲"——但标准对两种结构的测试路径有明确区分。如果你把可拆线(rewirable)的样品数量算成不可拆线,或者把不可拆线按可拆线去重新接线,结果只有两种:浪费样品,或者项目被实验室退回重测。
这篇文章围绕一个核心问题:你的产品是出厂即终身封闭的,还是允许用户自行更换软缆? 两种答案对应完全不同的测试路径、判定标准和设计约束。
一、为什么这两种结构必须区分测试?
来看一个典型的踩坑场景:
某工厂送检一款一体注塑的不可拆插头,实验室按可拆线的要求拆解了产品,重新装入最小截面积的软缆做了 23.2 的拉力测试。结果因为内部压接点被强行拉出,判定不合格。工厂质疑:"我们出厂时压接好了,用户根本换不了线,为什么要拆开重测?"
这个质疑在标准中是有答案的。IEC 60884-1 第 7.1.4 条把 portable accessories 按软缆连接方式分为两类:
- 可拆线(Rewirable):用户可以在不损坏产品的情况下更换软缆,因此软缆入口必须有固定装置(cord anchorage),并经得起反复拆装和机械应力。
- 不可拆线(Non-rewirable):工厂以焊接、压接或注塑方式完成永久连接,用户无法更换软缆,因此测试重点是"交货状态下的连接可靠性"和"入口处的过度弯曲防护"。
两种结构的风险模型不同,测试逻辑自然也不同。下面的结构对比图可以帮你直观理解差异。
图 1:可拆线与不可拆线结构对比
左侧可拆线结构有独立的软缆固定装置(cord anchorage)和可重复使用的端子;右侧不可拆线结构以永久连接或整体注塑完成,软缆是产品不可分割的一部分。
二、合规框架:结构定义与分类对照
2.1 可拆线(Rewirable)的定义
IEC 60884-1 第 3.6 条和第 3.8 条定义:
Rewirable plug / rewirable portable socket-outlet:so constructed that the flexible cable can be replaced.
关键工程含义:
- 必须提供端子(terminal)——螺钉型或螺钉less型(第 12.1 条)。
- 必须提供软缆固定装置(cord anchorage),且该装置需与本体牢固结合(第 14.10 条)。
- 固定装置需为绝缘材料或带绝缘衬垫,金属件必须与接地回路隔离(第 14.10 条)。
- 不能依靠临时方法(如打结、缠线)固定软缆。
- 固定装置的螺钉不能同时用于固定其他部件(但盖子可以作为压线部件的例外)。
2.2 不可拆线(Non-rewirable)的定义
IEC 60884-1 第 3.7 条和第 3.9 条定义:
Non-rewirable plug / non-rewirable portable socket-outlet:assembly of the plug/socket-outlet and the flexible cable so constructed that the flexible cable cannot be replaced.
其中第 3.10 条进一步定义了moulded-on accessory(注塑一体式):绝缘材料直接注塑在预装部件和软缆端子上。不可拆线结构的核心工程含义:
- 连接方式为永久连接(termination):焊接、压接、铆接或同等有效方式(第 12.1 条)。
- 螺钉连接和卡扣连接不得使用。
- 软缆必须保持在本体内部,护套不得外露(第 23.1 条)。
- 必须提供**护线套(cord guard)**以防止入口处过度弯曲(第 23.4 条)。
- 螺旋金属弹簧不得作为护线套使用(第 23.4 条)。
2.3 设计决策树:你的产品属于哪一类?
在画原理图和开模具之前,先回答三个问题:
- 用户能不能在不破坏产品的情况下拆下软缆?
- 软缆连接点用的是端子(可重复拆装)还是永久压接/焊接?
- 本体上有没有 cord anchorage(压线板、压线框)这一独立结构?
如果三个答案都是"是"→ 可拆线;如果都是"否"→ 不可拆线。有混合设计(如外观注塑但内部有端子)的,必须按可拆线处理,因为你本质上允许了更换软缆。
三、可拆线结构测试方案
可拆线产品的核心测试集中在IEC 60884-1 第 23.2 条(cord anchorage)。标准把拉力和扭力设计成一个连续验证链条:软缆先被拉,再被扭——两者缺一不可。判定目标是:软缆在承受异常拉力/扭力时,内部导体在端子处不能移位,绝缘层不能被拉脱。
需要特别说明:可拆线产品不需要做第 23.4 条的软缆弯曲试验(flexing test),因为标准假设用户更换软缆时会使用符合规格的电缆,而 cord anchorage 已经通过拉力/扭力验证了机械可靠性。可拆线产品的机械强度由 Clause 24(如 tumble barrel test)另行覆盖。
3.1 软缆入口与固定装置(Cord Anchorage)
第 23.1 条要求:可拆线插头和移动插座必须配备软缆固定装置,使导体在端子处不受拉力、推力或扭力影响,同时保护绝缘层不被磨损。护套(如有)必须被夹紧在固定装置内。
第 14.10 条对固定装置提出了 6 条设计约束,核心包括:
- 固定方式必须清晰,不允许打结等临时方法;
- 固定装置应为本体的一部分或牢固固定于本体;
- 应兼容标准允许的各种软缆类型(Table 20 和 Table 22 给出了尺寸范围);
- 金属件需与接地回路绝缘。
样品准备:可拆线样品需用 Table 20 中规定的最小和最大截面积软缆分别测试一次。仅适用于扁线的样品,只用规定的扁线测试。这意味着你需要至少两套额外样品(见 Table 1 注 h)。
3.2 拉力测试(Pull Test)——第 23.2 条
这是最容易被"凭经验"做错的测试。标准对拉力值、次数和加载方式有精确规定:
| 额定电流 | 额定电压 | 拉力值 | 次数 | 持续时间 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2.5 A | 不限 | 50 N | 100 次 | 每次 1 s | 小功率非拆线便携附件 |
| > 2.5 A,≤ 20 A | ≤ 250 V | 60 N | 100 次 | 每次 1 s | 常见家用插头/插座(≤ 16 A) |
| > 2.5 A,≤ 20 A | > 250 V | 80 N | 100 次 | 每次 1 s | 高于 250 V 的工业/商用附件 |
| > 20 A | 不限 | 100 N | 100 次 | 每次 1 s | 大功率附件(如 25 A、32 A) |
表 1:软缆拉力测试参数(IEC 60884-1 第 23.2 条)
关键操作细节:
- 拉力需同时作用于软缆的所有部分(导体、绝缘、护套),不能单拉导体芯线。
- 加载应平稳,不得有冲击(without jerks as far as possible)。
- 样品安装时,软缆进入本体的轴线应保持垂直。
- 压线螺钉(如有)的拧紧力矩 = Table 7 规定值的 2/3。
- 接线端子螺钉只需"刚好防止导体移位"即可,不要拧死——这是为了模拟用户实际接线的最差状态。
判定标准:
- 软缆纵向位移不得超过 2 mm(在软缆上做标记,距离试样末端或护线套约 20 mm 处测量)。
- 对于可拆线产品,导体末端在端子中不得有明显移动(noticeably moved)。
3.3 扭力测试(Torque Test)——第 23.2 条
拉力测试结束后,软缆紧接着要做扭力测试。注意:这不是一个独立可选的测试,而是 23.2 的固有组成部分。
| 软缆规格(芯数 × 截面积) | ≤ 16 A / ≤ 250 V | ≤ 16 A / > 250 V | > 16 A / 所有电压 |
|---|---|---|---|
| 2 × 0.5 mm² | 0.10 Nm | — | — |
| 2 × 0.75 mm² | 0.15 Nm | — | — |
| 3 × 0.5 mm² | 0.15 Nm | — | — |
| 3 × 0.75 mm² | 0.25 Nm | 0.35 Nm | — |
| ≥ 3 × 1 mm² | 0.25 Nm | 0.35 Nm | 0.425 Nm |
表 2:软缆固定装置扭力测试值(Table 21)
注:带扁 tinsel cord 的插头不做扭力测试。
判定标准:与拉力测试相同——位移 ≤ 2 mm,端子内导体无明显移动。
3.4 机械强度补充:Tumble Barrel Test(Clause 24.3)
虽然 23.4 的弯曲试验不适用于可拆线产品,但可拆线产品仍需要通过机械强度验证。其中 Clause 24.3 的 tumble barrel test 要求:可拆线便携附件需用 Table 4 规定的最小截面积软缆装配后测试,软缆自由长度约 100 mm(从护线套外端测量)。端子螺钉和装配螺钉按 Table 7 的 2/3 扭矩拧紧。
跌落次数按样品质量(不含软缆)分级:
- ≤ 100 g:1 000 次
-
100 g 且 ≤ 200 g:500 次
-
200 g:100 次
滚筒转速:5 转/分钟,约 10 次跌落/分钟。测试后需检查软缆连接是否完好。
四、不可拆线结构测试方案
不可拆线产品的测试逻辑是按交货状态验证。你不用拆开它,不用重新接线,而是测试工厂装配完成后软缆与本体之间的连接强度和入口防护。核心条款是23.2(cord anchorage)和23.4(flexing test),外加生产线上的Annex A 例行测试。
图 2:不可拆线软缆验证流程(拉力 → 扭力 → 弯曲)
三个测试依次进行,覆盖交货后软缆在实际使用中承受的拉伸、扭转和疲劳应力。注意:可拆线产品不执行第 ③ 步(23.4 弯曲试验)。
4.1 按交货状态测试(23.2 Cord Anchorage)
第 23.2 条明确规定:"Non-rewirable accessories are tested as delivered; the test is carried out on new specimens." 这与可拆线产品的最大区别——不要拆开、不要重新接线。
测试程序与可拆线相同:100 次拉力 + 1 min 扭力。但样品状态不同:
- 软缆就是工厂配的软缆,截面积由 Table 18 规定。
- 软缆自由长度约 100 mm(从护线套或本体末端测量)。
- 拉力值和扭力值按产品额定电流/电压查表,与可拆线一致。
判定标准也有细微差别:
- 软缆位移 ≤ 2 mm(与可拆线相同)。
- 对于不可拆线产品,要求电气连接不得中断(no break in the electrical connections),而不是"端子内导体不移动"——因为不可拆线没有端子,只有焊点/压接点。
4.2 弯曲试验(Flexing Test)——第 23.4 条
这是不可拆线产品独有的型式试验,也是最容易被忽视的一项。标准规定:非拆线附件必须设计成软缆在进入附件处受到保护,防止过度弯曲。验证方法是用 Figure 28 装置做 10 000 次摆动疲劳。
图 3:弯曲试验装置示意(Figure 28)
试样固定于摆动臂,软缆轴线在垂直位置时通过摆动轴心。摆动总角度 90°(±45°),配重 10 N 或 20 N,试验过程中持续通额定电流。
试验参数汇总:
| 参数 | 条件/数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 摆动角度 | 90°(±45°) | 以软缆进入试样处为垂直基准 |
| 循环次数 | 10 000 次 | 60 次/分钟 |
| 配重 | 10 N(≤ 0.75 mm²)/ 20 N(> 0.75 mm²) | 施加在软缆末端 |
| 试验电流 | 额定电流或限值取较低者 | ≤ 0.75 mm² 限 10 A;> 0.75 mm² 限 16 A;< 0.75 mm² 限 2.5 A |
| 试验电压 | 试样额定电压 | — |
| 圆缆换向 | 5 000 次后旋转 90° | 使软缆在多方向受弯 |
| 扁缆方向 | 仅垂直于导体轴平面弯曲 | 不旋转 |
表 3:不可拆线软缆弯曲试验参数(IEC 60884-1 第 23.4 条)
判定标准:
- 试验过程中:不得出现电流中断;不得出现导体间短路(短路判定阈值:电流达到试验电流的 2 倍)。
- 试验后:护线套(如有)不得从本体脱落;软缆绝缘不得有磨损痕迹;导体断丝不得刺穿绝缘导致可触及。
4.3 软缆规格要求(23.3)
不可拆线产品出厂时配的软缆必须符合 IEC 60227、IEC 60245、IEC 62821 或 IEC 63010 系列标准。导体截面积与产品额定电流的关系见 Table 18。软缆导体数应等于产品极数,接地触点无论数量多少均视为一极。接地导体必须为绿/黄双色。
4.4 安全相关例行测试(Annex A)
所有工厂装配的不可拆线插头和便携插座(即 factory-wired portable accessories)在出厂前必须按 Annex A 做例行测试(routine tests)。这不是型式试验,而是生产线上的逐件筛选。
| 测试项目 | 两极系统 | 多极系统 | 测试要点 |
|---|---|---|---|
| A.2 极性正确 | ✓ | ✓ | SELV 电源,软缆远端 L/N 分别对应插头 L/N 引脚,加压 ≥ 2 s(自动设备可缩至 ≥ 1 s) |
| A.3 接地连续性 | — | ✓ | SELV 电源,软缆远端接地导体与接地引脚/触点之间应导通 |
| A.4 耐压/脉冲 | — | ✓ | 交流耐压:≤ 130 V 产品 1 250 V ± 10%,> 130 V 产品 2 000 V ± 10%,加压 ≥ 2 s;或脉冲 1.2/50 µs,4 kV 峰值,每极 3 次,间隔 ≥ 1 s,L 与地、N 与地之间不得闪络 |
表 4:工厂装配便携附件例行测试要求(Annex A)
执行要点:
- 测试设备必须能识别不合格品并使其无法流入市场(销毁或隔离)。
- 设备需每 24 h 用已知故障品校准一次。
- 制造商必须保存测试记录(产品型号、日期、产地、数量、不合格数及处置方式)。
- 测试设备至少每年校准一次。
五、常见陷阱与设计建议
把标准条款翻译成设计动作,以下是工程师最容易踩的 10 个坑,对应 10 条建议:
结构定义阶段
坑 1:外观注塑 + 内部螺钉端子 = 按不可拆线送检。
- 建议:只要内部有可重复拆装的端子,就是可拆线。结构由"能否更换软缆"决定,不由外观决定。送检前必须明确声明结构类型。
坑 2:可拆线产品的 cord anchorage 螺钉同时用于固定外壳。
- 建议:第 14.10 条明确禁止——压线螺钉不得同时用于固定其他部件。例外:盖子可以同时压住软缆,但盖子取下后软缆必须仍留在原位。
坑 3:cord anchorage 的金属件与接地端子/触点导通。
- 建议:第 14.10 条要求 cord anchorage 的金属件(包括压线螺钉)必须与接地回路绝缘。这是为了防止万一软缆破损时,应力传导部件带电。
测试准备阶段
坑 4:可拆线样品只准备了一套软缆。
- 建议:Table 1 注 h 要求——23.2 和 23.4 对非拆线附件需要额外样品;可拆线附件需要按最小和最大截面积各测一次。样品数量需提前与实验室确认,避免中途补样延误周期。
坑 5:拉力测试中只拉导体芯线,没有拉护套。
- 建议:第 23.2 条明确要求拉力同时作用于软缆的所有部分(core, insulation and sheath)。如果只拉芯线,测试数据无效。
坑 6:扭力测试时把样品扭坏了,怀疑是实验室操作问题。
- 建议:Table 21 的扭矩值最高只到 0.425 Nm,对于 2 × 0.5 mm² 的软缆只有 0.10 Nm。如果样品在这个扭矩下损坏,说明 cord anchorage 设计本身有问题,不是实验室操作问题。
不可拆线产品阶段
坑 7:不可拆线产品用螺旋金属弹簧做护线套。
- 建议:第 23.4 条明确禁止——螺旋金属弹簧无论是否包覆绝缘材料,都不得作为软缆护线套。应选用整体注塑护套或弹性体护线套。
坑 8:弯曲试验中把圆缆从头到尾只弯一个方向。
- 建议:第 23.4 条要求圆截面软缆在 5 000 次后旋转 90°,目的是让软缆在不同平面承受弯曲疲劳。扁缆则只能在垂直于导体轴平面的方向弯曲。
坑 9:不可拆线产品出厂前没做 Annex A 例行测试。
- 建议:Annex A 是 normative 附录,对 factory-wired portable accessories 是强制要求。认证机构在工厂审查时会检查记录和测试设备。如果生产线没有极性测试、耐压测试设备,需要提前规划采购和产线布局。
坑 10:Table 20 和 Table 22 的数据混用。
- 建议:Table 20 用于 cord anchorage 测试时确定软缆外径范围;Table 22 用于验证可拆线附件能否手动装入规定电缆。两者对应不同的测试目的,不要混淆。尤其注意 Table 22 只适用于额定电流 ≤ 16 A 的可拆线附件。
六、总结
IEC 60884-1 对可拆线和不可拆线产品的区分,本质上是对用户行为风险的不同假设:
- 可拆线产品假设用户会自行更换软缆,因此必须验证 cord anchorage 对多种线径的兼容性,以及在最差用户装配状态下的拉/扭可靠性。
- 不可拆线产品假设软缆终身不更换,因此必须验证工厂装配状态的连接可靠性,以及软缆入口在反复弯曲下的疲劳寿命。
下表把两种结构的测试路径做了最终汇总:
| 测试项目 | 可拆线(Rewirable) | 不可拆线(Non-rewirable) | 关键条款 |
|---|---|---|---|
| 结构基础 | 端子 + cord anchorage | 永久连接 + 护线套 | 3.6~3.10 / 7.1.4 |
| 软缆固定验证 | 23.2(拉力 + 扭力) | 23.2(拉力 + 扭力,按交货状态) | 23.2 |
| 软缆入口弯曲验证 | 不做 23.4 | 23.4(10 000 次,通电流) | 23.4 |
| 机械强度补充 | 24.3(tumble barrel) | 24.3(tumble barrel,按交货状态) | 24.3 |
| 例行测试 | 无(由用户装配) | Annex A(极性、接地、耐压/脉冲) | Annex A |
| 样品状态 | 用最小/最大截面积软缆重新装配 | 按交货状态,不拆开 | 5.2 / 23.2 |
| 位移判定 | ≤ 2 mm,端子内导体不移动 | ≤ 2 mm,电气连接不中断 | 23.2 |
表 5:可拆线 vs 不可拆线测试路径汇总
如果你是 R&D 工程师,建议在产品定义阶段就锁定结构类型,并据此制作测试对照清单(test traceability matrix)。如果你是合规工程师,收到样品后的第一件事应该是确认:产品是否允许更换软缆?内部是端子还是焊点/压接?这两个问题的答案决定了你应该打开哪一组测试程序。
不要把可拆线的样品数量套到不可拆线上,也不要把不可拆线的例行测试漏掉。 结构定义清晰,测试路径就不会走错。