Разъемы NEMA — это силовые вилки и розетки, используемые для сетей переменного тока в Северной Америке и других странах, которые используют стандарты, установленные Национальной ассоциацией производителей электрооборудования США . Электропроводные устройства NEMA изготавливаются с номинальным током от 15 до 60 ампер (А) и номинальным напряжением от 125 до 600 вольт (В). Различные комбинации ширины контактных лезвий, форм, ориентации и размеров создают невзаимозаменяемые разъемы, которые являются уникальными для каждой комбинации напряжения, пропускной способности электрического тока и системы заземления .
Вилки NEMA 1-15P (двухполюсная, без заземления) и NEMA 5-15P (двухполюсная с заземляющим контактом) используются в обычном бытовом электрооборудовании, а NEMA 5-15R — это стандартная 15-амперная электрическая розетка, используемая в Соединенных Штатах и в соответствии с соответствующими национальными стандартами в Канаде ( CSA C22.2 № 42 [1] ), Мексике ( NMX-J-163-ANCE ) и Японии ( JIS C 8303 ).
Другие типы вилок и розеток предназначены для специальных целей или для эксплуатации в тяжелых условиях.
Стандарт размеров для электрических разъемов — ANSI/NEMA WD-6, с ним можно ознакомиться на веб-сайте NEMA. [2]
В ранние дни электрификации жилые помещения использовались почти исключительно для освещения, и комнаты обычно имели только одну точку в центре. Вместе со своей лампочкой Томас Эдисон разработал винт Эдисона в начале 1880-х годов, на который он получил патент в 1881 году. [3] Винт Эдисона оказался очень успешным и быстро стал первым фактическим стандартом для электрического соединения. [4] В начале 1900-х годов настольные и напольные лампы стали более популярными, а розетки устанавливались на стенах для вторичных соединений. Одним из больших недостатков винтовых разъемов было то, что шнур неизбежно скручивался после подключения к розетке.
В 1903 году Харви Хаббелл заполнил патент США 774,250 на адаптер для патрона лампочки и вилку, также автономную розетку. Адаптер ввинчивался в патрон лампочки, оставляя плоскую поверхность с двумя отверстиями для удобного присоединения вилки. В том же патенте была вторая конструкция с настенной розеткой, способной принимать ту же вилку, таким образом, это была первая конструкция розетки и вилки, запатентованная в США. Позже в 1904 году он изменил конструкцию на плоские лезвия (конструкция, позже включенная в серию NEMA 2), заполненную по патенту США 774,251 . Оба эти патента были выданы в ноябре 1904 года.
В 1910 году Хаббель работал над улучшением своей популярной конструкции с плоским лезвием, заполнил патент США 1,064,833 в 1912 году. Новая конструкция имела параллельные лезвия, более компактную конструкцию и была проще в производстве. Эта конструкция была улучшена еще раз в 1915 году, представив поляризованную вилку по патенту США 1,180,648 . Так родилась вилка с плоским лезвием, которая в последующие годы эволюционировала в NEMA 1-15.
Стоит отметить, что в дополнение к системе Хаббелла, распространялось большое разнообразие различных вилок и розеток, некоторые из которых были совместимы с Хаббеллом, некоторые нет. В 1919 году Хаббелл безуспешно пытался помешать другим производителям производить розетки и вилки по размерам, используемым Хаббеллом. Отчет о судебном разбирательстве [5] включает в себя всесторонний обзор развития этого искусства в США до 1919 года, основанный на доказательствах, представленных Суду. Разъемные вилки были доступны более десяти лет до конструкции Хаббелла 1904 года.
В 1926 году Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) была основана путем слияния Electric Power Club и Associated Manufacturers of Electrical Supplies [6] и представляла производственные компании электротехнического сегмента на национальном уровне. NEMA предоставила форум между компаниями для достижения стандартизации, но только в 1940-х годах NEMA начала публиковать стандарты на розетки и вилки, намного позже, чем Великобритания, [7] Франция и Германия. [8] Поскольку NEMA была форумом между производителями, а не государственным органом, любое решение должно было тщательно обсуждаться и согласовываться ее членами, что существенно замедляло процесс стандартизации.
Соединители NEMA обозначаются буквенно-цифровым кодом, состоящим из: префикса «L» (типы фиксации), цифр, дефиса, цифр, суффикса «R» или «P» для «розетки» или «вилки».
Существует две основные классификации разъемов NEMA: с прямыми контактами и с фиксацией. Металлические токопроводящие контакты часто неформально называют «штырями» (например, «3-контактная вилка»). Номера с префиксом «L» относятся к разъемам с изогнутыми контактами и поворотной фиксацией. Разъемы с поворотной фиксацией используются для тяжелого промышленного и коммерческого оборудования, где требуется повышенная защита от случайного отсоединения.
Цифры, предшествующие дефису, кодируют количество полюсов (токонесущих клемм) и проводов, подключенных к ним, напряжение и однофазную или трехфазную мощность. [ необходима цитата ] Соединитель с заземляющей клеммой описывается как имеющий больше проводов, чем полюсов, например, двухполюсный, трехпроводной; или четырехполюсный, пятипроводной; и т. д. Незаземляющее устройство может быть двухполюсным, двухпроводным; трехполюсным, трехпроводным; и т. д. [ необходима цитата ]
Цифры после дефиса — это номинальный ток устройства в амперах. За этим числом следует буква «R», указывающая на розетку, или «P», указывающая на вилку.
Например, 5-15R — это обычная двухполюсная трехпроводная розетка на 125 В, рассчитанная на 15 А. L5-15R, хотя и имеет тот же электрический номинал, имеет конструкцию с замком, которая физически несовместима с конструкцией 5-15 с прямым контактом. 5-30R имеет ту же двухполюсную трехпроводную конфигурацию и номинал 125 В, но рассчитан на 30 А.
Хотя в стандартах NEMA есть несколько типов незаземляющих устройств, только три из них широко используются сегодня. Это двухполюсные 1-15, которые все еще используются в миллионах зданий, построенных до 1960-х годов, и трехполюсные 10-30 и 10-50.
Другие типы разъемов NEMA, не соответствующие этой номенклатуре, включают: серию ML (так называемые разъемы «Midget Locking», названные так из-за их миниатюрного размера), TT (для подключения туристических прицепов и других транспортных средств для отдыха к внешним источникам питания), серию SS (разъемы «судно-берег» для подключения лодок к береговому питанию ) и серию FSL (используются в военных и авиационных приложениях).
Небольшое отверстие около конца силовых (незаземленных) лезвий некоторых вилок NEMA используется для удобства производства; если оно есть, оно должно иметь определенный диаметр и положение. [2] Для этих отверстий доступны небольшие специализированные навесные замки , позволяющие « блокировать » опасное оборудование, физически предотвращая вставку заблокированных вилок в розетку питания. Начиная с 1949 года, также были изобретены многочисленные устройства для розеток, которые использовали эти отверстия для удержания штырей внутри гнезд розетки с помощью соответствующей защелки или запирающего механизма. [9]
Лезвия разъема NEMA идентифицируются в размерном стандарте следующим образом: «G» идентифицирует заземляющий проводник, «W» идентифицирует (заземленный) нейтральный проводник, а «X», «Y» и «Z» являются проводниками «горячей» линии. Однофазные разъемы имеют только одну клемму, обозначенную как «X» или две клеммы, «X» и «Y». Трехфазные разъемы будут использовать «X», «Y» и «Z». [2]
Критика была направлена [ кем? ] на конструкцию, оставляющую зазор с открытыми зубцами. Этот недостаток безопасности был использован в интернет-феномене января 2020 года, известном как Outlet challenge , когда проводящие материалы, обычно монеты или скрепки, бросали в зазор, вызывая электрические искры , что однажды привело к эвакуации здания в Westford Academy . [10] [11] [12]
Все неблокируемые разъемы NEMA используют лезвия различных плоских и изогнутых форм (за исключением круглых штырей, используемых в заземляющих разъемах). Вилки можно отсоединить от розеток, потянув назад за корпус вилки. Эти семейства разъемов были разработаны таким образом, чтобы разъемы разных типов не могли быть случайно перепутаны.
Настенные розетки NEMA можно найти установленными в любой ориентации. Ни NEMA, ни Национальный электротехнический кодекс США , ни Канадский электротехнический кодекс не указывают предпочтительную ориентацию, но в Национальных стандартах электроустановок Национальной ассоциации подрядчиков по электротехнике (NECA 130-2010) указано, что предпочтительное расположение заземления — сверху. Когда заземляющий контакт розетки находится внизу, нейтральный контакт находится слева вверху, а горячий контакт — справа вверху. Все описания ниже предполагают эту ориентацию (т. е. порядок по часовой стрелке: заземление, нейтраль, горячий для версий с розеткой на 120 В; и против часовой стрелки для версий с вилкой).
Такая конструкция с двумя плоскими параллельными некопланарными лезвиями и пазами используется в большинстве стран Северной Америки и на восточном побережье Южной Америки в лампах, бытовой электронике, такой как часы, радиоприемники и зарядные устройства для аккумуляторов, а также в других небольших приборах с двойной изоляцией , не требующих заземления.
Все устройства NEMA 1 представляют собой двухпроводные незаземляющие устройства (фаза-нейтраль), рассчитанные на максимальное напряжение 125 В. Вилки 1-15P имеют два параллельных плоских контакта шириной 1 ⁄ 4 дюйма (6,4 мм), толщиной 0,06 дюйма (1,5 мм), длиной 5 ⁄ 8 – 23 ⁄ 32 дюйма (15,9–18,3 мм), расположенные на расстоянии 1 ⁄ 2 дюйма (12,7 мм) друг от друга.
Розетки 1-15R были запрещены в новом строительстве в Соединенных Штатах и Канаде с 1962 года, но остаются во многих старых зданиях, и эта устаревшая конструкция по-прежнему доступна только для ремонта. С 1 января 1974 года все новые розетки должны иметь заземление, используя заземленные розетки (обычно 5-15R или 5-20R), которые принимают как заземленные, так и незаземленные вилки. [13] Замена устаревших розеток NEMA 1 требует либо повторной проводки с дополнительным заземляющим проводом для розетки NEMA 5, либо розетки NEMA 5 с прерывателем цепи замыкания на землю для двухпроводных незаземленных конфигураций (когда заземляющий провод отсутствует).
Незаземленные вилки NEMA 1 по-прежнему широко используются производителями малогабаритных бытовых приборов и электронных устройств из-за низкой стоимости конструкции и компактного размера, а также они совместимы с современными заземленными розетками NEMA 5. Стандарты допускают использование незаземленных вилок там, где прибору не требуется заземление из-за низкого риска утечки тока , например, на устройствах с двойной изоляцией.
В старых моделях вилок оба контакта были одинаковой ширины, поэтому вилку можно было вставлять в розетку любой стороной. Многие вилки, произведенные с 1948 года, поляризованы ; нейтральный контакт имеет ширину 5 ⁄ 16 дюйма или 7,9 мм, на 1 ⁄ 16 дюйма или 1,6 мм шире линейного контакта, поэтому вилку можно вставлять только одним способом. Поляризованные вилки 1-15P не подходят для неполяризованных розеток, которые имеют только узкие пазы. Поляризованные вилки 1-15P подходят для заземленных розеток 5-15R, которые имеют такой же более широкий паз для нейтрального контакта. Некоторые устройства, которые не различают нейтраль и линию, такие как внутренне изолированные адаптеры переменного тока , по-прежнему производятся с неполяризованными узкими контактами. Адаптеры для вилок Cheater позволяют подключать заземленную вилку 5-15P с «3-контактным» контактом к незаземленной розетке 1-15R. Адаптеры включают в себя лепестковый наконечник , позволяющий подключаться к заземлению, часто через винт крышки, используемый для крепления лицевой панели розетки. Эти адаптеры являются незаконными в некоторых юрисдикциях, в частности, по всей Канаде. [14]
Существуют некоторые устаревшие розетки 1-15R или 1-20R (120 В, 15 или 20 А), которые механически способны принимать вилки 1-15P (120 В), 1-20P (120 В), 2-15P (240 В) или 2-20P (240 В). Эти розетки обычно находятся в старых жилых зданиях и не допускаются к установке в соответствии с действующими нормами NEC. Помимо отсутствия заземления, эти устаревшие розетки могут привести к перегреву подключенного устройства и создать опасность возгорания, если подключено устройство, рассчитанное на неправильное напряжение. Эти проблемные розетки легко распознать по отсутствию заземления, а также по тому, что оба отверстия на лицевой стороне розетки представляют собой боковые Т-образные отверстия, которые кажутся зеркально отраженными на вертикальной центральной линии лицевой стороны. Из-за потенциальной опасности несоответствия напряжения эти розетки следует по возможности заменять. В зависимости от местных норм может быть достаточно замены на одобренную для «ремонта» незаземленную розетку.
Японская вилка и розетка с узкими изолирующими поверхностями выглядят и работают физически идентично NEMA 1-15, и такие незаземленные розетки все еще распространены в Японии (хотя заземленные розетки 5-15R и 5-20R постепенно становятся все более распространенными). Японская система включает более строгие требования к размерам корпуса вилки, различные требования к маркировке и обязательные испытания и одобрение METI или JIS . [15]
Стандарты NEMA существуют для вилок 1-15P, 1-20P и 1-30P, а также для розетки 1-15R. Розеток 1-20R и 1-30R не существует, поскольку 1-20P и 1-30P могут сопрягаться с соответствующей розеткой NEMA 5.
Все устройства NEMA 2 являются двухпроводными незаземляющими устройствами (горячий-горячий), рассчитанными на максимальное напряжение 250 В. Хотя существуют стандарты для 2-15, 2-20 и 2-30, эта серия устарела, и только Hubbell все еще производит устройства 2-20 (для целей ремонта). [16]
Эта серия устройств указана для 277-вольтовых, двухпроводных, незаземляющих устройств. Согласно NEMA, это «зарезервировано для будущих конфигураций», поэтому для этой серии не существует конструкций и никакие устройства не были изготовлены. [ необходима цитата ]
Эта серия устройств указана для 600-вольтовых, двухпроводных, незаземляющих устройств. Как и серия NEMA 3, это «зарезервировано для будущих конфигураций», и для этой серии не существует конструкций, и никакие устройства не были изготовлены. [ необходима цитата ]
Все устройства NEMA 5 являются трехпроводными заземляющими устройствами (фаза–нейтраль–земля), рассчитанными на максимальное напряжение 125 В, причем 5-15, 5-20 и 5-30 являются заземленными версиями 1-15, 1-20 и 1-30 соответственно. Дополнением является круглый или U-образный заземляющий штырь диаметром 3 ⁄ 16 дюйма (4,8 мм), на 1 ⁄ 8 дюйма (3,2 мм) длиннее силовых ножей (чтобы устройство заземлялось до подключения питания) и расположено от них на 1 ⁄ 4 дюйма (6,4 мм) от края до края или на 15 ⁄ 32 дюйма (11,9 мм) от центра до центра.
По сравнению с вилкой 5-15P, вилка 5-20P имеет нейтральный нож, повернутый на 90° и смещенный таким образом, что его внутренний край находится примерно в 1 ⁄ 2 дюйма (12,7 мм) от горячего ножа. Гнездо 5-20R имеет Т-образное нейтральное отверстие, чтобы принимать как вилки 5-15P, так и 5-20P. Приемлемая альтернативная версия гнезда 5-20R имеет прямоугольный слот, который принимает только вилки 5-20P. 5-30 и 5-50 физически больше, с 1 дюймом (25,4 мм) между силовыми контактами; 5-30 также имеет L-образный нейтральный нож. [17] Эти большие размеры встречаются редко, поскольку вилки с поворотным замком обычно используются для сильноточных приложений.
Нейтральный контакт на вилках 5-15P не всегда шире линейного контакта, поскольку заземляющий контакт обеспечивает полярность.
Международная организация по электробезопасности заявила: «Никогда не удаляйте заземляющий штырь (третий штырь), чтобы вилка с тремя штырями подошла к розетке с двумя штырями». [18] Помимо опасности нарушения заземления, удаление заземляющего штыря для того, чтобы вставить его в розетку 1-15R или удлинитель , может привести к потере полярности фаза-нейтраль.
5-15R и 5-20R являются наиболее распространенными электрическими розетками в Северной Америке в зданиях, построенных с середины двадцатого века. Обычно они устанавливаются в дуплексной конфигурации; две розетки могут иметь общую цепь или каждая может быть подключена отдельно, иногда к выключателю.
В 46 из 50 штатов США [19] и во всей Канаде розетки с защитой от несанкционированного доступа требуются в новых жилых зданиях по состоянию на ноябрь 2013 года [обновлять]. Они предотвращают контакт с такими предметами, как ключи или скрепки, вставленными в розетку. [20] Это достигается с помощью механизма блокировки, который требует одновременной вставки горячих и нейтральных лезвий для освобождения маленьких дверок, блокирующих гнезда. Заземляющее гнездо не блокируется дверью.
В сценическом освещении для кино и театра этот разъем иногда неофициально называют PBG ( Parallel Blade with Ground ), U-ground , Edison или Hubbell , по названию общего производителя. [21] (Название «Hubbell» может сбивать с толку, поскольку несколько различных разъемов имеют это название в зависимости от компании, отрасли и использования.) В кино- и телепроизводстве удлинитель, который использует этот тип разъема (обычно с проводом 12 AWG или 10 AWG) [22] , называется «stinger». [ требуется цитата ] Обычно светотехники используют эти удлинители для подачи питания на светильники мощностью 2000 Вт или меньше. [23]
На международном уровне вилка NEMA 5-15P и розетка NEMA 5-15R являются основой стандарта IEC 60906-2 Международной электротехнической комиссии «Система вилок и розеток МЭК для бытового и аналогичного назначения – Часть 2: Вилки и розетки 15 А 125 В переменного тока и 20 А 125 В переменного тока» [24]
Все устройства NEMA 6 представляют собой трехпроводные заземляющие устройства (горячий-горячий-земля), используемые для цепей 208 и 240 В и рассчитанные на максимальное напряжение 250 В, причем 6-15, 6-20 и 6-30 являются заземляющими версиями 2-15, 2-20 и 2-30 соответственно. 6-15 напоминает 5-15, но с коллинеарными горизонтальными штырями, расположенными на расстоянии 23 ⁄ 32 дюйма (18,3 мм) от центра до центра. Вилка 20 А имеет нож, повернутый на 90° (противоположный ножу, который был бы «линейным» ножом на вилке 2-15 или 5-15. Это предотвращает случайное включение вилок в розетки с разным напряжением), а розетка 6-20R имеет Т-образное отверстие для подключения вилок 6-15P и 6-20P (аналогично розетке 5-20R, принимающей вилки 5-15P и 5-20P). Розетки 50 А (и 5-50) выглядят как увеличенные версии розеток 5-15 А. Розетки 6-15R и 6-20R обычно производятся на той же сборочной линии, что и розетки 5-15R и 5-20R «промышленного» или «коммерческого» класса, при этом все 4 розетки имеют одинаковые «тройные» Т-образные контакты за различными лицевыми панелями. Лицевая панель, прикрепленная к розетке, определяет окончательную конфигурацию розетки. [ необходима цитата ]
Устройства NEMA 6, хотя и указаны как 250 В, могут использоваться для цепей 208 или 240 В, как правило, в зависимости от того, имеет ли здание трехфазное или двухфазное электропитание соответственно. NEMA 6-20R или 6-30R, которые можно найти во многих номерах отелей и мотелей, обычно снабжаются либо двухфазным, либо двухфазным трехфазным напряжением 208 В.
Более мощные розетки встречаются редко, чаще встречаются поворотные вилки, такие как L6-30, и прямая проводка. Обычно вилки серии 6 без фиксации используются для таких приборов, как кондиционеры для больших помещений и коммерческое кухонное оборудование; иногда сварщики-домохозяйки также используют 6-50. [25] Однофазные 6-50 обычно используются на фермах для разгрузчиков силосов и используются с гибким шнуром питания калибра 6 длиной до 200 футов (61 м). Розетка 6-50 заряжает электромобили с тем же максимальным током 32 или 40 ампер от зарядных станций на коротком шнуре, что и более универсальная 14-50 с ее нейтралью четвертого штыря, которая в настоящее время не используется для зарядки электромобилей. [26]
Устройства NEMA 7 представляют собой трехпроводные (фаза-нейтраль-земля) разъемы с номиналом 277 В. Вилка 7-15 на 15 А имеет токопроводящие штыри типа «воронья лапка» вилки типа I, но с U-образным заземляющим штырем. Версия 7-20 имеет увеличенный линейный/горячий штырь. 7-30 — это разъем большего диаметра с L-образной нейтралью, а 7-50 имеет увеличенный нейтральный штырь по сравнению с горячим.
Устройства NEMA 8 предназначены для трехпроводных, двухполюсных заземляющих устройств на 480 вольт. Согласно NEMA, это «зарезервировано для будущих конфигураций», поэтому для этой серии не существует конструкций и не было произведено никаких устройств.
Устройства NEMA 9 предназначены для трехпроводных, двухполюсных заземляющих устройств на 600 вольт. Согласно NEMA, это «зарезервировано для будущих конфигураций», поэтому для этой серии не существует конструкций и не было произведено никаких устройств.
Разъемы NEMA 10 — это устаревший тип, который ранее был популярен в Соединенных Штатах для использования с мощными электрическими сушилками для одежды , кухонными плитами и другим мощным оборудованием. Разъемы NEMA 14-30R и -50R, как правило, заменили оборудование NEMA 10 для этих применений. Разъемы NEMA 10 классифицируются как 125/250 В без заземления (горячий-горячий-нейтральный) и были разработаны для использования таким образом, чтобы косвенно заземлять корпус прибора на нейтраль, что было обычным явлением до того, как требование отдельного защитного заземления было включено в Национальный электротехнический кодекс.
Как правило, для вилок 10-30 и 10-50 требовалось, чтобы рама прибора была косвенно заземлена через перемычку, соединяющую ее с нейтральным ножом. Безопасная эксплуатация основывалась на том, что нейтральный проводник, в свою очередь, был подключен к заземлению системы на автоматическом выключателе или коробке предохранителей. Если нейтральный проводник сломается, отсоединится или разовьет высокое сопротивление, рама прибора может оказаться под напряжением до опасного напряжения. Современная практика требует отдельного защитного заземляющего проводника, единственной целью которого является отвод небезопасного напряжения, и который не проводит значительный ток во время нормальной работы.
Использование нейтрального проводника было законным методом заземления для электрических плит и сушилок для одежды в соответствии с Национальным электротехническим кодексом с 1947 по 1993 годы (запрещено в издании 1996 года). Поскольку североамериканские сушилки и плиты имеют определенные компоненты (таймеры, лампы, вентиляторы и т. д.), работающие от 120 В, это означает, что нейтральный провод, косвенно используемый для заземления, также будет проводить ток, даже в условиях отсутствия неисправности. Хотя это противоречит современной практике заземления, такие « старые » установки остаются распространенными в старых домах в Соединенных Штатах. [27]
Устройства серии NEMA 11 представляют собой трехпроводные, трехполюсные, незаземляющие устройства для трехфазных 250-вольтовых конструкций, а части оборудования указаны NEMA для 20-амперных (11-20), 30-амперных (11-30) и 50-амперных (11-50) устройств. [ необходима ссылка ]
Устройства серии NEMA 12 — это трехпроводные, трехполюсные, незаземляющие устройства для трехфазного оборудования 480 В. Согласно NEMA, это «зарезервировано для будущих конфигураций», поэтому для этой серии не существует конструкций и не было произведено ни одного устройства.
Устройства серии NEMA 13 — это трехпроводные, трехполюсные, незаземляющие устройства для трехфазного оборудования на 600 вольт. Согласно NEMA, это «зарезервировано для будущих конфигураций», поэтому для этой серии не существует конструкций и не было произведено ни одного устройства.
Эти розетки и вилки представляют собой четырехконтактные (см. таблицу розеток выше) заземляющие устройства (горячий-горячий-нейтральный-земля), доступные в номиналах от 15 до 60 А. Номинальное напряжение составляет 250 В. Из устройств NEMA 14 с прямыми контактами только 14-50 и 14-30 широко используются, и любой из них может использоваться для домашней зарядки электромобилей . 14-30 ограничен 30 амперами (24 ампер непрерывно) и используется в основном для некоторых электрических сушилок для одежды и некоторых электрических плит для приготовления пищи. Разъемы NEMA 14 по сути являются заменой старых разъемов NEMA 10, описанных выше, но с добавлением специального заземляющего соединения.
Все устройства NEMA 14 предлагают два горячих, нейтральный и заземленный, что позволяет использовать как 120, так и 240 В при питании от расщепленной фазы или 120 и 208 В при трехфазном питании . Модель 14-30 имеет номинал 30 А и L-образный нейтральный контакт. Модель 14-50 имеет номинал 50 А и прямой нейтральный контакт, размер которого не позволяет ему сопрягаться с разъемами 14-30.
Устройства NEMA 14-50 часто встречаются в автокемпингах , поскольку они используются для подключения « берегового питания » более крупных транспортных средств для отдыха . Кроме того, раньше было принято подключать мобильные дома к электросети через устройство 14-50. Более новые приложения включают зарядку электромобилей. [28] 6-50 — это розетка меньшего размера, в которой отсутствует нейтральный четвертый штырь, обеспечивающая исключительно 240 В, также используемая для целей зарядных станций электромобилей . [29]
NEMA 15 — это трехполюсные и заземляющие разъемы (фаза A, фаза B, фаза C, заземление), рассчитанные на 208 В. Предназначены для дельта-трехфазных цепей с заземлением и без нейтрали. Все прямые ножи несут одну из трех фаз. [ необходима цитата ]
Устройства серии NEMA 20 указаны для трехполюсных, четырехпроводных, незаземляющих устройств 347/600Y. Согласно NEMA, это «зарезервировано для будущих конфигураций», поэтому для этой серии не существует конструкций и никакие устройства не были изготовлены. [ необходима цитата ]
Устройства серии NEMA 21 предназначены для трехполюсных плюс нейтраль, пятипроводных заземляющих устройств для трехфазных источников питания 120/208Y. Согласно NEMA, устройства с прямым лезвием NEMA 21 «зарезервированы для будущих конфигураций», поэтому для этой серии не существует конструкций и не было изготовлено никаких устройств. Однако для этих приложений указаны и доступны запирающие устройства серии NEMA L21 для 20- и 30-амперных устройств. [ необходима цитата ]
Устройства серии NEMA 22 предназначены для трехполюсных плюс нейтраль, пятипроводных заземляющих устройств для трехфазных источников питания 277/480Y. Согласно NEMA, устройства с прямым лезвием NEMA 22 «зарезервированы для будущих конфигураций», поэтому для этой серии не существует конструкций и не было изготовлено никаких устройств. Однако для этих приложений указаны и доступны запирающие устройства серии NEMA L22 для 20- и 30-амперных устройств. [ необходима цитата ]
Устройства серии NEMA 23 предназначены для трехполюсных плюс нейтраль, пятипроводных заземляющих устройств для трехфазных источников питания 347/600Y. Согласно NEMA, устройства с прямым лезвием NEMA 23 «зарезервированы для будущих конфигураций», поэтому для этой серии не существует конструкций и не было изготовлено никаких устройств. Однако для этих приложений указаны и доступны запирающие устройства серии NEMA L23 для 20- и 30-амперных устройств. [ необходима цитата ]
Устройства серии NEMA 24 предназначены для двухполюсных трехпроводных заземляющих устройств для переменного тока напряжением 347 В. [30]
Разъем NEMA TT-30 (TT означает Travel Trailer ) — это стандарт для автофургонов на 120 В и 30 А (фаза-нейтраль-земля), также известный как RV 30. Розетка TT-30R обычно доступна практически во всех автофургонах в Соединенных Штатах и Канаде, и все, кроме самых больших автофургонов, произведенных с 1970-х годов, используют эту вилку для подключения к электропитанию. [ необходима ссылка ]
Внешний вид этой вилки иногда путают с разъемом NEMA 10, рассчитанным на 240 В, но NEMA TT-30 — это устройство на 120 В. Горячие и нейтральные контакты наклонены под углом 45° к вертикали и 90° друг к другу, в отличие от устройств NEMA 10 (где углы составляют 30° и 60° соответственно), также вилка немного меньше, чем NEMA 10, и больше, чем обычные вилки 5-15P. Заземляющий штырь круглый, как на заземляющих устройствах NEMA с прямыми контактами. Ссылаясь на рисунок, ориентация такая же, как у вилки и розетки NEMA 5, с нейтральным контактом в правом нижнем углу.
Адаптеры доступны с вилкой TT-30P с одной стороны и розеткой 5-15R или 5-20R с другой стороны. Когда шнур питания отсоединяется от RV, обычно используется L5-30P на конце шнура со стороны RV. [ необходима цитата ]
Соединители с поворотным замком были впервые изобретены Харви Хаббеллом III в 1938 году, и «Twist-Lock» остается зарегистрированной торговой маркой Hubbell Incorporated , [31] [32], хотя этот термин используется в общем смысле для обозначения соединителей с замком NEMA, производимых любой компанией. Соединители с замком используют изогнутые лезвия. После вставки в розетку вилка поворачивается, и ее теперь повернутые лезвия защелкиваются в розетке. Чтобы разблокировать вилку, вращение меняется на обратное. Замковое соединение обеспечивает более надежное соединение в коммерческих и промышленных условиях, где вибрация или случайное воздействие могут разъединить неблокируемый соединитель.
Запирающиеся разъемы поставляются в различных стандартизированных конфигурациях, которые следуют той же общей схеме наименования, за исключением того, что обозначения включают «L» для «запирания». Запирающиеся разъемы разработаны таким образом, чтобы различные значения напряжения и тока не могли быть случайно перепутаны. [33] Существует много конкретных типов; только некоторые из них перечислены ниже. Другие типы включают специальные разъемы для лодок, 400-Гц цепей, таких как используемые в самолетах, и приложений постоянного тока.
Одним из очевидных недостатков разъемов с поворотным замком является то, что в случае, если кабель случайно потянут слишком сильно, вместо того, чтобы вилка выпала из розетки, из вилки могут выскочить оголенные проводники, что приведет к опасным коротким замыканиям или поражению электрическим током, если цепь находится под напряжением. В большинстве случаев это решается за счет того, что разъем имеет прочную встроенную разгрузку от натяжения.
Разъемы серии ML «Midget Locking» предназначены для устройств с током 15 А, где более крупный запирающий разъем не подойдет. [34]
Разъемы «судно-берег» серии SS предназначены для морских береговых электросетей с током 50 А.
Устройства серии NEMA L1 — однополюсные плюс нейтраль, двухпроводные, незаземляющие устройства для однофазного напряжения 125 В. Существуют конструкции и устройства для 15-амперных устройств (L1-15).
Устройства серии NEMA L2 — это двухполюсные, двухпроводные, незаземляющие устройства для однофазного напряжения 250 В. Существуют конструкции и устройства для устройств на 20 А (L2-20).
Эти устройства были предназначены для двухполюсных, двухпроводных незаземляющих устройств напряжением 277 и 600 В, аналогичных устройствам с прямыми контактами серий NEMA 3 и 4, но никогда не были специфицированы NEMA.
Разъемы NEMA L5 представляют собой серию двухполюсных и заземляющих разъемов, рассчитанных на 125 В. Розетки L5-30R распространены на пристанях, которые обеспечивают питанием пришвартованные лодки. Они также встречаются на некоторых автофургонах для подключения к береговому питанию. Автофургоны в США оборудованы для обслуживания 120 В 30 А или 240 В 50 А и используют шнур для подключения к розетке на кемпинге, обычно на силовом постаменте с одной или несколькими розетками, обеспечивающими обслуживание 120 В 30 А (TT30R), 240 В 50 А (14-50R) или 120 В 15/20 А (5-20R). Запирающиеся розетки, соответствующие напряжению и силе тока, используются на конце шнура со стороны автофургона, а также незапирающиеся вилки на конце, подключаемом к постаменту.
Разъемы NEMA L6 рассчитаны на максимальное напряжение 250 вольт. Они предназначены для двухполюсных, трехпроводных цепей линия-линия-земля (или фаза-фаза-земля) с номинальным напряжением питания 208 или 240 вольт в зависимости от конфигурации фаз. Разъем L6 не обеспечивает нейтральное соединение.
Разъемы L6-20 обеспечивают максимум 20 ампер и обычно встречаются в блоках распределения питания (PDU), используемых в секторе информационных технологий. Чаще всего эти разъемы можно найти в серверных комнатах и центрах обработки данных, где разъемы используются для питания оборудования, такого как серверы, системы резервного копирования и блоки ИБП .
Разъемы L6-30 обеспечивают максимум 30 ампер и, как правило, используются в секторах тяжелой промышленности. Например, сварщики и другие производственные машины, где промышленное оборудование или большие электроинструменты являются обычным явлением.
NEMA L7 — это двухполюсные заземляющие разъемы, рассчитанные на напряжение 277 В. Обычно такие разъемы используются в коммерческих или промышленных цепях освещения, особенно там, где распространены металлогалогенные лампы.
NEMA L8 — двухполюсные заземляющие соединители, рассчитанные на напряжение 480 В. Предназначены для трехпроводных цепей «фаза-фаза-земля».
NEMA L9 — двухполюсные заземляющие соединители, рассчитанные на напряжение 600 В. Предназначены для трехпроводных цепей «фаза-фаза-земля».
Устройства серии NEMA L10 — это двухполюсные плюс нейтраль, трехпроводные, незаземляющие устройства для однофазного напряжения 125/250 вольт. Они устарели из-за отсутствия заземления, но устройства L10-20 и L10-30 указаны NEMA и имеются в продаже.
Устройства серии NEMA L11 — это трехполюсные, трехпроводные, незаземляющие устройства для трехфазных устройств на 250 вольт. Существуют конструкции для 15-амперных (L11-15), 20-амперных (L11-20) и 30-амперных (L11-30) устройств, а устройства L11-20 и L11-30 были коммерчески доступны по крайней мере от одного производителя (Bryant Electric).
Устройства серии NEMA L12 — это трехполюсные, трехпроводные, незаземляющие устройства для трехфазных 480-вольтовых устройств. Существуют конструкции для 20-амперных (L12-20) и 30-амперных (L12-30) устройств, а устройства L12-20 и L12-30 были коммерчески доступны по крайней мере от одного производителя (Bryant Electric).
Устройства серии NEMA L13 — это трехполюсные, трехпроводные, незаземляющие устройства для трехфазных 600-вольтовых устройств. Существуют конструкции для 30-амперных (L13-30) устройств, и устройства L13-30 были коммерчески доступны по крайней мере от одного производителя (Bryant Electric).
NEMA L14 — это трехполюсные заземляющие соединители, рассчитанные на напряжение 125/250 В. Предназначены для трехполюсных четырехпроводных цепей фаза-фаза-нейтраль-земля с номинальным напряжением питания 240 или 208 В фаза-фаза и 120 В фаза-нейтраль.
Такие разъемы широко распространены в бытовых резервных генераторах и на стойках усилителей мощности в больших аудиосистемах.
NEMA L15 — трехполюсные заземляющие разъемы, рассчитанные на напряжение 250 В. Предназначены для трехфазных цепей.
NEMA L16 — трехполюсные заземляющие разъемы, рассчитанные на напряжение 480 В. Предназначены для трехфазных цепей.
NEMA L17 — трехполюсные заземляющие соединители, рассчитанные на напряжение 600 В. Предназначены для трехфазных цепей.
NEMA L18 — это четырехполюсные соединители без заземления, рассчитанные на напряжение 120/208 В. Предназначены для трехфазных цепей с соединением звездой.
Устройства серии NEMA L19 — это трехполюсные, четырехпроводные, незаземляющие устройства для трехфазных устройств 277/480 В. Существуют конструкции для 20-амперных (L19-20) и 30-амперных (L19-30) устройств, а устройства L19-20 и L19-30 были коммерчески доступны по крайней мере от одного производителя (Bryant Electric).
Устройства серии NEMA L20 — это трехполюсные, четырехпроводные, незаземляющие устройства для трехфазных устройств 347/600 В. Существуют конструкции для 20-амперных (L12-20) и 30-амперных (L20-30) устройств, а устройства L20-20 и L20-30 были коммерчески доступны по крайней мере от одного производителя (Bryant Electric).
NEMA L21 — это четырехполюсные и заземляющие разъемы, рассчитанные на 120/208 В. Предназначены для трехфазных цепей со звездой как с нейтралью, так и с землей. Штырь в середине — заземление, а лезвие с прямым углом на язычке — нейтраль. Эти разъемы широко используются в распределении питания для мероприятий в прямом эфире. Многие компании, занимающиеся организацией мероприятий, используют распределители питания с разъемами camlock для кабеля питания и 12 или более разъемов L21-30, каждый из которых может быть разделен на три отдельные цепи 120 В с помощью стрингерной коробки. [ требуется цитата ]
NEMA L22 — это четырехполюсные и заземляющие разъемы, рассчитанные на 277/480 В. Предназначены для трехфазных цепей со звездой, как с нейтралью, так и с землей. Штифт в середине — заземление, а лезвие с прямым углом на лепестке — нейтраль.
NEMA L23 — это четырехполюсные и заземляющие разъемы, рассчитанные на напряжение 347/600 В. Предназначены для трехфазных цепей со звездой, как с нейтралью, так и с землей. Штифт в середине — заземление, а лезвие с прямым углом на лепестке — нейтраль.
Со временем электрические кодексы в США и Канаде начали требовать дополнительных функций безопасности в базовых конфигурациях NEMA 5-15R и 5-20R для решения конкретных проблем, связанных с опасностью поражения электрическим током. Функции безопасности, перечисленные ниже, не являются взаимоисключающими; например, доступны защищенные от несанкционированного доступа розетки GFCI. [35]
Эти версии розеток 5-15R или 5-20R являются устройствами остаточного тока и имеют кнопки «Тест» и «Сброс» (а иногда и индикаторную лампу, которая может быть включена или выключена в зависимости от конструкции поставщика). В США и Канаде защита GFCI требуется для розеток во многих потенциально влажных местах, включая наружные розетки, ванные комнаты и некоторые места на кухнях, в подвалах и подпольных пространствах. Это целесообразный способ обеспечить эту защиту на самой розетке. [36]
Эти защитные устройства работают, сравнивая токи, протекающие в фазном и нейтральном проводниках, и отключают цепь, если их разница превышает 4–6 миллиампер . Установка одной розетки часто дешевле или удобнее, чем обеспечение защиты GFCI на автоматическом выключателе. Кроме того, сработавшую розетку GFCI легче заметить и сбросить, чем сработавшую розетку GFCI, расположенную на удаленной панели автоматического выключателя вдали от точки использования.
Как и большинство устройств прерывания тока, розетка GFCI может быть опционально подключена для питания дополнительных «нижестоящих» розеток; правильная установка одной розетки GFCI в цепи может защитить все вилки, светильники, переключатели и проводку, которые получают питание от нее. Это позволяет проводить экономически эффективные модернизации на старых установках, где ответвления цепи часто были соединены последовательно между влажными и сухими местами. Розетка GFCI может быть установлена в помещении, где она защищена от сырости и коррозии, при этом защищая наружную розетку, подключенную нижестоящей.
УЗО также рекомендуется устанавливать в розетках для электроинструментов и в любых местах, где дети могут вставить в розетки токопроводящие предметы. [36]
Начиная с Национального электротехнического кодекса 2008 года [37] и Канадского электротехнического кодекса 2009 года [38] , перечисленные защищенные от несанкционированного доступа розетки, которые устраняют опасность поражения детей электрическим током, теперь должны быть установлены практически во всех зонах новых или отремонтированных жилых помещений. Согласно статистике, приведенной NFPA , изменение кодекса добавляет всего 40 долларов к стоимости строительства среднего дома с 75 розетками в США. [ необходима цитата ]
Эта мера безопасности снижает опасность поражения электрическим током для ребенка, который пытается вставить один токопроводящий предмет в розетку. Вставка обычной электрической вилки с двумя контактами одновременно надавливает на обе стороны розетки, чтобы открыть внутреннюю подпружиненную заслонку, но посторонний предмет не может этого сделать и, следовательно, не может войти в контакт с электрическими контактами под напряжением. [39] Однако устройство все еще можно обойти, вставив два предмета одновременно. Несмотря на свои недостатки, защищенная от несанкционированного доступа розетка превосходит защитные пластиковые крышки розеток, которые должны быть установлены по отдельности на каждой розетке (и представляют опасность удушья при снятии), и раздвижные крышки, которые дети легко учатся открывать. [37]
Национальный электротехнический кодекс был обновлен в 2014 году для рассмотрения использования розеток с дуговыми выключателями (AFCI) Outlet Branch Circuit (OBC) в качестве альтернативы традиционным автоматическим выключателям при использовании для модификаций, расширений, замены розеток или в новом строительстве. Розетки AFCI снижают опасности, связанные с потенциально опасными условиями возникновения дуги (параллельные дуги и последовательные дуги), прерывая питание дугообразующих устройств (например, поврежденного шнура электроприбора), которые в противном случае могли бы не потреблять достаточно тока для отключения устройства защиты первичной цепи.
Защита AFCI предписана Кодексом 2014 года в жилых семейных комнатах, столовых, гостиных, кухнях, гостиных, библиотеках, кабинетах, спальнях, прачечных, верандах, комнатах отдыха, шкафах, коридорах или подобных помещениях. [ требуется ссылка ] Она также требуется в общежитиях. Розетки AFCI похожи на розетки GFCI тем, что имеют кнопки «Тест» и «Сброс» на лицевой стороне устройства для локального тестирования. Это избавляет домовладельца от необходимости ходить к панели выключателя в случае срабатывания устройства. В отличие от выключателей AFCI, розетки AFCI можно использовать в любой системе электропроводки, независимо от панели. [ требуется ссылка ] При установке в качестве первой розетки на ответвлении цепи розетки AFCI могут обеспечить последовательную дуговую защиту для всей ответвления цепи. Они также обеспечивают параллельную дуговую защиту для ответвления цепи ниже по потоку от розетки AFCI.
Устройства защиты от перенапряжения предназначены для снижения случайных скачков напряжения переходных процессов и электрических помех на линии электропитания, которые могут повредить чувствительную электронику, такую как телевизоры, компьютеры и интеллектуальные приборы. Они доступны для приложений 120 В, 15/20 А, в различных форм-факторах, таких как розетки защиты от перенапряжения в одинарной, дуплексной, четырех-в-одном и шести розеточной конфигурации, а также сетевые фильтры защиты от перенапряжения . Эти устройства обеспечивают защиту в точке использования и являются последней линией обороны в сети защиты от перенапряжения всего дома.
Погодоустойчивые (WR) розетки изготавливаются из изоляционных материалов, устойчивых к ультрафиолетовому излучению, обладающих превосходной устойчивостью к ударам при низких температурах , чтобы выдерживать длительное воздействие погодных условий и неправильного обращения. Металлические компоненты должны быть устойчивы к коррозии . Предписанные Национальным электротехническим кодексом 2008 года в наружных влажных или мокрых местах, розетки WR требуются в патио, на террасе и у бассейна. [ необходима цитата ] Они доступны в различных вариантах, включая GFCI и защищенные от несанкционированного доступа.
Для дополнительной защиты розетки WR должны быть защищены крышками «Extra-Duty While In-Use» или «Weather-Resistant» (защищенными от атмосферных воздействий). [ требуется ссылка ] Эти крышки имеют прочную конструкцию, предотвращающую попадание влаги (капающей или конденсирующейся), пыли, мусора и насекомых, а также обеспечивают легкий доступ к розеткам для их использования с электроинструментами, триммерами, системами орошения и насосами.
Поврежденные шнуры питания переносных кондиционеров стали причиной множества электрических пожаров и около 350 смертей в год. [ необходима цитата ] Для борьбы с этим Национальный электротехнический кодекс (NEC) 2017 года [40] требует, чтобы каждый переносной кондиционер, продаваемый в Соединенных Штатах, имел либо прерыватель детектора тока утечки (LCDI), либо защитное устройство прерывателя цепи замыкания на землю (GFCI), встроенное в шнур питания . Устройство может быть неотъемлемой частью вилки питания или отдельным модулем в пределах 12 дюймов от вилки. Защитное устройство оснащено кнопками «Тест» и «Сброс» на корпусе. Шнур LCDI имеет тонкую проволочную сетку вокруг проводников и схему для обнаружения утечки тока из проводников в сетку, которая могла бы произойти, если бы шнур был поврежден или изношен. Вилки представляют собой обычные вилки NEMA 5-15, 5-20, 6-15, 6-20 или 6-30 в зависимости от конструкции кондиционера и обычно имеют литые конструкции.
Цвет устройства не определяет ни его класс напряжения, ни систему питания. Поскольку цвета не определены стандартами NEMA, цель цветовой кодировки розетки может быть установлена владельцем здания, который может выбрать розетки коричневого, цвета слоновой кости, белого, миндального, серого или черного цвета в конфигурации 5-15, чтобы они сочетались с декором комнаты.
Однако, хотя цвета не стандартизированы NEMA, некоторые отрасли промышленности используют цвета для определенных целей, следуя фактическим стандартам :
Большинство дуплексных розеток имеют металлические язычки, соединяющие верхнюю и нижнюю розетки. Эти язычки можно сломать, чтобы подключить верхнюю и нижнюю розетки к отдельным цепям. [44] Это может позволить использовать одну коммутируемую розетку для лампы или две отдельные цепи питания, когда ожидаются большие нагрузки. Две ответвленные цепи могут опционально совместно использовать общий нейтральный провод, заканчивающийся на дуплексных розетках, состояние, иногда называемое «раздельной проводкой», «раздельной розеткой» [45] или «полуразделением».
Размеры и конфигурации для разъемов NEMA приведены в стандарте ANSI/NEMA WD-6. [2] Underwriters Laboratories поддерживает стандарт UL 498, [46] который определяет эксплуатационные характеристики конструкции (например, долговечность, электробезопасность и огнестойкость) для разъемов NEMA. Эти дополнительные требования позволяют производить разъемы в соответствии с Национальным электротехническим кодексом . Агентство по логистике обороны и Управление общих служб поддерживают Федеральную спецификацию WC-596 [47] и связанные с ней листы спецификаций. Эта спецификация ссылается на WD-6 и UL 498 и обеспечивает дополнительные критерии долговечности и электробезопасности для разъемов, предназначенных для военного использования.
{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)