面向产品研发与安规认证工程师。上一篇讲了“有哪些型号、结构、距离”,这一篇专门讲测试:一个合格的 IEC 60320 连接器到底要过哪些关、每项怎么测、判定凭什么。内容以 IEC 60320-1:2021 为依据(条款 8–29、附录 A/B/E),数值均可回原文核对。
1. 试验分几类?先看框架
IEC 60320-1 把试验分成两类,用途完全不同:
- 型式试验(Type tests)——一次性,在开发/认证阶段做,证明设计本身达标。覆盖条款 8–29,必要时加做附录 A(漏电起痕)、附录 E(高温环境);
- 例行试验(Routine tests)——在生产线对每一只成品做 100% 全检,工厂接线产品都得过附录 B,防止批量缺陷流入市场。
一句话:型式试验回答“这个设计能不能用”,例行试验回答“这一批有没有做坏”。两者缺一不可,别把例行试验当型式试验糊弄过去。
2. 型式试验全清单:参数、方法、判定
下面按“测试功能组”梳理。数值都是常用口径,涉及表格注记的细节以原文为准。
2.1 通用构造类(条款 8–13)
| 条款 | 测试项 | 关键参数 / 方法 | 判定 |
|---|---|---|---|
| 8 | 标志 Marking | 浸水布擦 15 s、再用石油醚布擦 15 s | 标记仍清晰、标签不卷边、不轻易脱落 |
| 9 | 尺寸与兼容性 | 用量规或测量;非标准件用手工试验 | 不得出现单极连接;不得错配(I 类/II 类、温度等级、电流等级错配)后插针接触 |
| 10 | 防触电 | 用 IEC 61032 探棒 B 各可能位置探测;指示器 24–50 V | 不得触及带电件 |
| 11 | 接地 | 检查“先通后断”结构 | 接地触点先接通、后断开 |
| 12 | 端子与接线 | 可重接式须符合 IEC 60999-1;不可重接式要焊/压接、不能断开 | 结构落实即可 |
| 13 | 构造 | 插针保持力、非空心、接触压力、外壳固定、接地耐蚀、散落导线 | 见下方关键项 |
其中 13.4.2 插针保持力:按第 7.1 条温度加热 60 min 后,沿轴向施加 60 N(推+拉各 60 s),插针位移 ≤ 2,5 mm。13.8 散落导线:不可重接模注件,导线经构造缝隙到外表面距离 ≥ 1,5 mm。
2.2 电气与环境(条款 14、15)
| 条款 | 测试项 | 关键参数 / 方法 | 判定 |
|---|---|---|---|
| 14 | 湿热处理 | RH 91–95 %;温度 20–30 ℃ ±1 ℃ 任选值 t;带地单独送样 168 h、其余 48 h | 处理后立即做 15;无明显损伤 |
| 15.2 | 绝缘电阻 | DC 500 +50/0 V,加电压 60 s ±5 s 后测 | 功能/基本 ≥ 2 MΩ;附加 ≥ 5 MΩ;加强 ≥ 7 MΩ |
| 15.3 | 耐压(介电强度) | 正弦 50/60 Hz,60 s ±5 s;变压器短路电流 ≥ 200 mA、过流继电器 < 100 mA 不动作、RMS ±3 %;起始 ≤ 50 % 电压再迅速升到全值 | 无闪络、无击穿。耐压值见下表 |
耐压测试电压(条款 15 表 4)——额定电压 ≤ 250 V 时:
| 绝缘 | 测试电压(≤ 130 V) | 测试电压(>130 V 且 ≤ 250 V) |
|---|---|---|
| 功能绝缘 | 1 300 V | 1 500 V |
| 基本绝缘 | 1 300 V | 1 500 V |
| 附加绝缘 | 1 300 V | 1 500 V |
| 加强绝缘 | 2 600 V | 3 000 V |
2.3 机械与耐久(条款 16、19、20、21、22、23、25)
① 拔插力(条款 16,只测连接器/器具输出座)——表 5:
| 测试 | 方法 | ≤ 10 A | 16 A |
|---|---|---|---|
| 16.2 最大拔出力 | 多针规,先插拔 10 次,再加载主质量+附加质量(附加=最大力的 1/10)从 50 mm ±1 mm 落下 | 最大 50 N | 最大 60 N |
| 16.3 最小单针拔出力 | 单针规,承力在 3 s 内不脱落 | 最小 1,5 N | 最小 2 N |
测试时保持装置置为不工作。
② 通断能力(条款 19):连接器/输出座装在配套件上,用图 6 电路:
| 额定电流 | 电压 | 电流 | cos φ | 次数 |
|---|---|---|---|---|
| >0,2 至 <10 A | 1,1 × 额定 | 1,25 × 额定 | 0,6 ±0,05 | 100 次 |
| ≥ 10 A | 1,1 × 额定 | 1,25 × 额定 | 0,95 ±0,05 | 100 次 |
速率 28–30 次/分,通电 1,5 s;判定:带电件之间或带电件与接地电路之间无闪络、无持续电弧,试验后无影响继续使用的损伤。≤0,2 A 连接器不测。
③ 正常操作/耐久(条款 20):同图 6。≤0,2 A:无电流 4 000 次;>0,2 至 <10 A:通流 2 000 次+无流 6 000 次;≥10 A:通流 2 000 + 无流 6 000(cos φ 0,95)。试验后按表 4 电压的 50 % 复测耐压(不再湿热处理)。判定:无影响使用的磨损、外壳无劣化、无松脱。
④ 温升(条款 21):1,25 × 额定电流流通带电触点 1 h;带地件再同比 1 h(一路带电触点+接地触点)。判定:端子与触点温升 ≤ 45 K,试验后应能通过条款 16。≤0,2 A 连接器不测。
⑤ 软线与连接(条款 22):
- 22.2.3 线缆锚定拉拔:100 次拉拔(≤2,5 A 用 50 N、>2,5 A 用 60 N,每次 1 s),再施转矩(0,1/0,15/0,25 N·m 依线径)60 s;判定线位移 ≤ 2 mm;
- 22.3 折弯试验:负重 20 N(可重接及 >0,75 mm² 的不可重接)或 10 N,摆动角 90° ±3°(左右各 45°),10 000 次,60 次/分;通电时不得中断、不得短路;圆形线半程后转 90°。
⑥ 机械强度(条款 23):
| 测试 | 适用 | 参数 | 判定 | |---|---|---|---| | 23.2 自由跌落 | 输出座、插头连接器 | IEC 60068-2-31 程序 2;≤200 g 掉 500 次、其余 100 次 | 无影响安全的损伤、无松脱 | | 23.3 横向拉力 | 输出座、连接器、表面装输入座 | 4 方向各 50 次(每次 1 s):6 N(2,5 A)、35 N(6/10 A)、50 N(16 A) | 无损伤,能过 16.3 | | 23.4 冲击 | 输出座、PC、表面装 AI | 弹簧冲击锤 0,5 J ±0,05 J,最弱 4 处 × 3 = 12 次 | 无标准意义的损伤 | | 23.5 变形 | 2,5 A II 类连接器(C7) | 矩形叶片压 C7 本体,70 ℃±2 ℃ 下 2 h 后冷水急冷 | 压痕处厚度差 ≤ 0,2 mm | | 23.6 分离前部拉力 | 连接器、插头连接器 | 直拉/横拉按表 13 值各 60 s | 前部不脱落、防触电不松 | ⑦ 螺钉与载流件(条款 25):金属螺钉咬合绝缘螺纹/绝缘材料螺钉正反拧 10 次、其余 5 次(转矩按表 14);判定不松脱、无损坏。载流件与接地触点须有足够机械强度与耐蚀性(表 25 注,如铜、≥58 % 铜合金等)。
2.4 热、燃烧与防锈(条款 18、24、27、28)
| 条款 | 测试项 | 关键参数 | 判定 |
|---|---|---|---|
| 18 | 发热(热态/极热态) | 96 h @ 120 ℃ ±2 ℃(热态)或 155 ℃ ±2 ℃(极热态);热态/极热态连接器要在配套件中通电 | 无损伤、无松脱、无裂纹/膨胀/收缩 |
| 24.1 | 球压耐热 | IEC 60695-10-2;载流/接地定位件、连接器前端、PC 护罩按 155 ℃(极热)/125 ℃(热·冷);其余件 75 ℃ | 压痕直径 ≤ 2 mm |
| 24.2 | 老化 | 弹性体 70 ℃±2 ℃ 240 h;热塑 80 ℃±2 ℃ 168 h | 无肉眼可见裂纹,不发粘发油,5 N 粗布按压不留布痕 |
| 27.1 | 灼热丝(GWEPT) | IEC 60695-2-11;定位载流/接地电路件 750 ℃、其余绝缘件 650 ℃ | 移除灼热丝 30 s 内熄灭、下层未点燃 |
| 27.2 | 漏电起痕 | 热态/极热态支撑带电件的绝缘材料按 IEC 60112 | PTI ≥ 175 V |
| 28 | 防锈 | 白色溶剂除油 10 min → 10 % 氯化铵 20 ℃±5 ℃ 10 min → 湿箱 10 min → 100 ℃ 干燥 10 min;或按 IEC 60068-2-60 方法 1 连续 4 天 | 无红锈 |
2.5 距离(条款 26)与 EMC(条款 29)
- 26 距离为测量项:电气间隙看冲击电压(250 V 交流、过电压类别 II、额定冲击耐压 2500 V → 基本/附加/功能 ≥ 1,5 mm、加强 ≥ 3 mm);爬电距离看电压+污染等级 2+材料组(I/II/III → 1,25/1,8/2,5 mm,加强 ×2);固体绝缘可触及附加 ≥ 0,8 mm、可触及加强 ≥ 1,5 mm。详见《型号、结构与距离》篇。
- 29 EMC:未含电子元件的附件豁免抗扰与发射测试。
3. 哪些产品类型要测哪些项——适用矩阵
编号:CN=连接器,AI=输入座,PC=插头连接器,AO=器具输出座,—=不测。
| 测试(条款) | CN | AI | PC | AO |
|---|---|---|---|---|
| 16 拔插力 | X | — | — | X |
| 18 发热 | X | X | X | X |
| 19 通断能力 | X | — | — | X |
| 20 正常操作 | X | — | — | X |
| 21 温升 | X | — | X | X |
| 22 软线 | X | — | X | — |
| 23.2 自由跌落 | — | — | X | X |
| 23.3 横向拉 | X | X(仅表面装) | — | X |
| 23.4 冲击 | — | X(仅护罩) | X | X |
| 23.5 变形 | X(仅 C7) | — | — | — |
| 23.6 前部拉力 | X | — | X | — |
注意:AI 和 PC 不参与 16/19/20 这三项“以连接器/输出座为对象”的试验;机械强度各项只对部分产品类型适用。型式试验用到 3 只新样品的情况(如条款 24、附录 E)务必按样数量备样。
4. 常见误区与 checklist
五个最常踩的坑:
- 把“例行试验”当“型式试验”——例行试验只有极性、接地、2000 V 这几项,证明不了设计达标,两者各司其职。
- 拔插力看反了——16.2 是“最大”拔出力不能超过 50/60 N,16.3 是“最小单针”拔出力不得低于 1,5/2 N;一个是怕拔不出来、一个是怕一碰就掉。
- 耐压仪选错——要求变压器短路电流 ≥ 200 mA、过流继电器 < 100 mA 不动作、RMS ±3 %,不是随便一台耐压机都能用。
- 忽略了顺序——湿热 14 之后要紧接着做 15(绝缘电阻/耐压);正常操作 20 之后按表 4 的 50 % 复测耐压;插针保持力(13.4.2)要先加热。试验顺序省略了,结果不一定有效。
- 样量不足——老化(24.2)、高温附件(附录 E 多为 3 件新样)、耐热(24.1 也要求新样)都要求特定数量的全新样品,复用样品会直接被质疑。
送测前的 checklist:
- 分清要做的是型式试验还是例行试验(审查/出证一般看型式试验);
- 按产品类型(CN/AI/AO/PC)对照适用矩阵,列出要做的条款;
- 确认额定电压 ≤ 250 V、额定电流 ≤ 16 A、两极或两极带地、温度等级;
- 备足件数与新样(尤其 24、附录 E);
- 确认环境试验设备(恒温恒湿箱、加热箱 ±2 ℃、温度可达 155 ℃);
- 确认耐压/绝缘电阻/温升测量装置精度满足表 4、表 3、21 条要求;
- 机械试验(拔插力、自由跌落、冲击锤、横向拉)设备齐全;
- 例行试验产线侧:极性、接地、2000 V 全检工位就绪。
5. 总结
IEC 60320-1 的测试设计围绕**“接上能用、用中可靠、坏时有数”**三个诉求展开:电气上把关(湿热、绝缘电阻、耐压),机械/耐久上把关(拔插力、通断、正常操作、温升、软线、自由跌落、冲击),热/燃烧上把关(球压、老化、灼热丝、漏电起痕、防锈),再用例行试验在产线兜底。
记住三组最常用的数字:拔插力 50/60 N、单针 1,5/2 N;耐压 ≤250 V 时 1500/3000 V;温升 ≤ 45 K。把适用矩阵和判定标准对号入座,送测、评审都有章可循。