Термин относится к концу шнура лампы, зарядного устройства ноутбука, настольного вентилятора, телевизора и около четырёх миллиардов предметов. Почти никто не задумывается об этом, поэтому неудивительно, что очень немногие могут объяснить, что означают буквы или почему один контакт шире другого. Важность информации о зазоре становится очевидной, когда необходимо заменить шнур, адаптировать оборудование для экспорта или когда вилка нагревается, и нужно определить, является ли это нормальным.
Следующий раздел содержит информацию для тех, кому нужно больше, чем просто краткий обзор темы.
Краткий ответ: NEMA 5-15P — это широко используемая североамериканская вилка с тремя контактами, рассчитанная на 15 А при 125 В. Два контакта плоские и параллельные, один контакт — заземляющий. NEMA 5-15P разработана в соответствии со стандартами ANSI/NEMA WD-6 и одобрена UL 498. Она может быть вставлена в розетку NEMA 5-15R, а также подходит для розетки NEMA 5-20R, поскольку вилки NEMA 5-15P и NEMA 5-20R имеют разные формы отверстий для контактов. Горячий контакт NEMA 5-15P шириной 6,35 мм, нейтральный контакт — 7,94 мм, что обеспечивает возможность вставки вилки только в одном направлении. Расстояние между двумя контактами составляет 12,7 мм, диаметр заземляющего контакта — 4,76 мм. NEMA 5-15P может выдерживать максимальную нагрузку 1875 Вт и работает при 125 В. NEMA 5-15P не предназначена для цепей 240 В, для этого используется совершенно другая вилка серии NEMA 6.
Что на самом деле кодирует название
Названия различных разъёмов, используемых NEMA, следуют организованной системе, что облегчает их запоминание. Первые три цифры перед дефисом состоят из трёх частей информации: номер серии, количество контактов и количество проводов. Число после дефиса указывает номинальный ток в амперах. Наконец, буква в конце информирует, является ли разъём вилкой или розеткой.
Например, 5-15P обозначает элемент серии 5, рассчитанный на 125 В, с двумя контактами и тремя проводами. Среди прочего, он включает два проводника и заземляющий провод и имеет номинал 15 ампер. Розетка 5-15R идентична вилке 5-15P, за исключением того, что 5-15R — это розетка. Аналогично, если пользователь выбирает вилку L5-15P, известную как блокируемую, у него не возникнет проблем с её использованием. Хотя оба типа разъёмов имеют одинаковые номинальные токи, важно отметить, что L5-15P отличается от 5-15P по конструкции.
К сожалению, люди часто путают номера серий. 5 относится к 125 вольтам, а 6 — к 250 вольтам. Разъём с кодом 6-15P легко спутать с 5-15P, но он не войдёт в розетку 5-15R из-за другой формы. Полный набор конфигураций определён в ANSI/NEMA WD-6, и обзор типов электрических розеток полезен для размещения 5-15 рядом с не североамериканскими семействами.
Как выглядит NEMA 5-15P с точностью до миллиметра
Есть три проводника и три оголённых металлических компонента. Два плоских лезвия расположены одинаково, а круглый штырь находится под ними. Круглый штырь длиннее лезвий таким образом, что он устанавливает контакт раньше лезвий. Таким образом, цель более длинного заземляющего штыря — обеспечить заземление оборудования до включения питания и сохранять его до отключения питания.
| Характеристика | Размеры | Почему именно такого размера |
|---|---|---|
| Ширина горячего лезвия | 6,35 мм (1/4 дюйма) | Стандартное лезвие, подходит к узкому слоту |
| Ширина нейтрального лезвия | 7,94 мм (5/16 дюйма) | Более широкое лезвие заставляет вставлять вилку только в одном положении |
| Расстояние между лезвиями | 12,7 мм (1/2 дюйма) | Фиксирует геометрию так, что другие серии не подходят |
| Длина лезвия | 15,9 мм (5/8 дюйма) номинально | Площадь контакта плюс глубина зацепления |
| Диаметр заземляющего штыря | 4,76 мм (3/16 дюйма) | Круглый штырь, длиннее лезвий |
| Типичная длина корпуса | 60–70 мм | Корпус для зажима шнура и клемм |
На некоторых типах вилок у конца каждого клеммного лезвия можно найти небольшое отверстие. Это отверстие является артефактом производственного процесса; однако оно полезно и поэтому сохраняется. Отверстие может использоваться для блокировки вилки. Кроме того, несколько конструкций розеток используют это отверстие для защёлки. Хотя его наличие не обязательно, размер фиксирован на случай его присутствия.
Номинальные характеристики и что это означает в ваттах
Пятнадцать ампер при 125 вольтах дают 1875 ватт, и это ограничение для всего, что подключается к 5-15P. Ограничения цепи находятся в автомате, а не в вилке. В случае цепи на 15 А, если в нормальной ситуации есть вилка, точкой срабатывания цепи является 15 А. Каждая вилка должна соответствовать точке срабатывания, иначе при подключении 5-15P к цепи на 20 А вилка станет слабым звеном в месте подключения.
Мощность кабеля зависит от цепи, а не от вилки. Для цепи на 15 А необходим провод 14 AWG, а для цепи на 20 А — 12 AWG. Вилка, предназначенная для 5-15P с проводом 16 AWG, полностью подходит, так как питаемое устройство ограничено. Однако неправильно использовать вилку 5-15P на шнуре с проводом такого сечения, как для цепи на 15 А, из-за наличия розетки на 15 А.
Здесь важно упомянуть напряжение, так как оно вызывает много путаницы. Номинальное напряжение — 120 В, но стандарты ANSI C84.1 предусматривают диапазон устойчивого состояния примерно от 114 В до 126 В. Таблички на приборах с указанием 115 В и 110 В не относятся к вилкам, а означают допустимое напряжение для использования прибора.
Поляризация: почему нейтральное лезвие шире
Более широкое нейтральное лезвие не является производственным дефектом. Его задача — обеспечить, чтобы внутренний выключатель прибора разрывал горячий провод, а не нейтральный.
Рассмотрите, что бы произошло при отсутствии этого. Если вилку можно было бы вставить в обоих направлениях, то в половине случаев внутренний выключатель был бы подключен к нейтрали. Переключение нейтрального провода прерывает ток, создавая иллюзию выключенного прибора, в то время как проводка все еще находится под напряжением 120 В относительно земли. Это подвергает риску любого, кто ремонтирует прибор и касается поврежденных проводов, становясь частью цепи. Поляризация означает, что выключатель управляет только фазным проводом, и прибор действительно отключается при отсоединении от электросети.
Вот почему обходной адаптер, который игнорирует заземляющий контакт и поляризацию, не просто нарушает правила, а представляет реальную опасность, так как устраняет два уровня защиты. Та же логика объясняет, почему поврежденная настенная розетка с треснувшим или ослабленным нейтральным контактом должна быть заменена, а не допускаться к эксплуатации: изношенный контакт позволяет вилке сидеть под углом и нарушает геометрию, которая обеспечивает правильную полярность.
К какой розетке подходит, а к какой отказывается
Вилка 5-15P действительно может подходить к своей парной розетке 5-15R, а также к 5-20R, поскольку розетка на 20 ампер имеет Т-образный нейтральный контакт, который может принимать как широкий нейтральный контакт 5-15, так и горизонтальный 5-20. Но совместимость работает только в одну сторону. Вилка 5-20P с горизонтальным нейтральным контактом не может войти в 5-15R.
Совместимость отсутствует у многих других, и это помогает понять концепцию. Например, розетка типа 6-15R не подходит, так как требует 250 В. Розетка 5-30R также не примет ее из-за другого расстояния между контактами. Аналогично, розетки 14-30R или 14-50R не подходят. Кроме того, блокирующая розетка типа L5-15R, а также типы G, F и I работают по тому же принципу, и именно поэтому существуют адаптеры для путешествий.
Путаница обычно начинается с двухконтактной вилки 1-15P, которая имеет два одинаковых контакта, как и ее оригинальная версия без заземляющего контакта. Вилка 1-15P подходит к 5-15R из-за ширины нейтрального контакта, но обратное не верно. Однако, если вы планируете заменить обычную розетку на эквивалентную 5-15R с защитой GFCI, этот вопрос можно решить отдельно относительно вилки.
Где NEMA 5-15P является стандартной вилкой
США, безусловно, первое, что приходит на ум, при этом Канада также использует ту же систему, а именно CSA C22.2 No. 42, поэтому устройство, купленное в Торонто, можно без проблем использовать в Буффало. Мексика следует той же схеме по стандарту NMX-J-163-ANCE, и руководство по канадским электрическим розеткам охватывает детали этого рынка, включая варианты 5-20, используемые на кухнях.
Япония предлагает интересный пример. Как 100 В, так и 50 или 60 Гц (в зависимости от региона) используют одинаковый двухлопастной дизайн, и негрунтованные вилки 1-15 можно найти по всему японскому жилью, тогда как заземленная вилка 5-15 появляется только там, где это необходимо. Хотя прочная вилка 5-15P может быть вставлена в заземленную розетку в Японии, из-за проблем с напряжением будет достигнута только треть номинальной мощности резистивной нагрузки. В результате могут возникнуть проблемы с скоростью мотора и перегревом. Это не проблема вилки; это лишь вопрос напряжения и вилок, на который необходимо отвечать отдельно.
Помимо Японии, в некоторых частях Центральной Америки, Карибского бассейна, Колумбии, Перу, Тайваня и Филиппин используется смесь вилок, при этом розетки и вилки 5-15 применяются вместе с другими типами вилок.
Другие вилки NEMA, с которыми люди путают эту
Четыре примера объясняют большинство практических ситуаций.
- 1-15P. Вилка имеет два контакта, не заземлена и не поляризована, ток 15 А при напряжении 125 В. Это вилка для двойной изоляции проводов и старых ламп. Она может вставляться в розетку 5-15R; другая вилка не может вставляться в розетку 1-15R.
- 5-20P. То же напряжение 125 В и более высокий ток 20 А с дополнительным нейтральным горизонтальным контактом. Она не может вставляться в розетку 5-15R, в то время как вилка 5-15P может вставляться в розетку 5-20R. Часто используется на кухнях и в мастерских с цепями на 20 ампер.
- 6-15P. Вилка состоит из двух контактов и заземления, работает при напряжении 250 В и токе 15 А. Специально разработанная вилка может вставляться только в соответствующую розетку. Наиболее распространённые применения — кондиционеры и другие электрические устройства, требующие 240 В.
- Вилки типа G и F. Британская прямоугольная вилка и европейская вилка типа Schuko. Эти две вилки имеют разные конфигурации, разные напряжения и не могут использоваться вместе. В Великобритании вилка с номиналом 13 А рассчитана на напряжение 250 В, в то время как другая вилка рассчитана на 16 А при 250 В и требует другую розетку.
Почему вилки выходят из строя и арифметика нагрева контакта
Контактное сопротивление чистого латунного контакта, помещённого в контактный элемент розетки, составляет около 0,005 Ом и поэтому незначительно. После того как контакт согнулся, окислился или пружина контактного элемента износилась, то же соединение может показывать сопротивление до 0,5 Ом без изменения внешнего вида.
При прохождении тока 12,5 А в каждом случае разница в рассеивании тепла заметна. 0,005 Ом означает, что тепло составляет 12,5 в квадрате, умноженное на 0,005, или 0,78 Вт, которые безвредно рассеиваются в латуни. 0,5 Ом означает, что тепло будет сосредоточено в 78 Вт на площади меньше марки внутри изолированного пластикового корпуса. Корпус начинает размягчаться при температуре выше 70 °C, контактный элемент теряет упругость, сопротивление увеличивается, и процесс выходит из-под контроля, что приводит к обугливанию лицевой части вилки и почернению розетки.
Практическое испытание не стоит ничего: после работы мощного прибора в течение двадцати минут прикоснитесь к вилке рукой. Если она тёплая, значит всё в порядке. Если горячая, это означает, что в процессе есть неисправность, которую следует устранить не путём сильного нажатия на вилку, а ремонтом розетки или конца провода. Контакты вилки корродируют и изменяют цвет, площадь контакта уменьшается и требует замены.
Варианты, которые стоит знать: медицинского класса, водонепроницаемые и с угловым расположением контактов
Вилки и розетки, используемые в больницах, разработаны с учетом более строгих критериев, чем отраслевой стандарт, по надежности против механических повреждений и отказов заземления. Основное отличие в спецификациях заключается в силе удержания и целостности контакта заземления. Спецификация для медицинских вилок имеет жизненно важное значение, поскольку вилка, отключающаяся от медицинского устройства, относится к другой категории отказов, чем лампа, которая гаснет.
Водонепроницаемые вилки изготовлены в соответствии со стандартами IP55 или выше благодаря использованию корпуса с уплотнителем и вводом кабеля, а также оснащены соответствующим противопожарным барьером на соответствующей розетке. Одна только вилка ничего не делает; обе половины должны быть водонепроницаемого типа. Трёхконтактная американская розетка в сборке с выключателем показывает сторону розетки того же стандарта в жилом формате.
В случаях, когда мебель и телевизоры крепятся на стены, а также при ограниченном пространстве, доступны как угловые, так и низкопрофильные вилки. Электрические характеристики остаются прежними; единственное отличие — направление разгрузки натяжения. Такие типы вилок следует указывать, если кабель должен проходить вплотную к стене, и люди часто не замечают этого, пока не пытаются сдвинуть мебель.
Что проверить перед покупкой или спецификацией
В случае закупки комплектов проводов производителем оригинального оборудования существует пять отличительных признаков, которые отделяют соответствующий продукт от убедительной имитации. Маркировка продукта должна содержать знак подтверждения от признанной испытательной лаборатории, который можно проверить по номеру дела лаборатории. Размеры контактов должны соответствовать допускам WD-6, которые достаточно точны, чтобы допускать незначительные ошибки при штамповке. Захват кабеля должен предотвращать вытягивание оболочки провода из вилки во время испытаний, в отличие от вытягивания клемм. Винты клемм должны быть изготовлены из латуни с покрытием, что необходимо вместо использования оцинкованной стали. Наконец, корпус комплекта проводов должен иметь огнестойкость, обычно классифицируемую как UL 94 V-2 как минимум.
Для продукта, специфицирующего розетки, также требуется пять сопоставимых характеристик: прерывающая способность цепи, емкость клемм для сечения провода, конфигурация монтажа и необходимость использования защитного механизма от несанкционированного доступа, который теперь обязателен во всех штатах для жилых проектов.
Мы строим панели и сборки розеток вокруг этих устройств, а не вокруг самих вилок, и ассортимент производства электрических розеток охватывает конфигурации, специфичные для рынка: США, Великобритания, Европа, Австралия и региональные варианты между ними. Если проект требует одного стандарта панели для нескольких рынков с правильным устройством за каждой, это разговор, который стоит провести до окончательного утверждения чертежей.
Часто задаваемые вопросы
Является ли NEMA 5-15P обычной вилкой?
Да. Это обычная трёхштырьковая вилка, которую можно найти практически на всех бытовых приборах, лампах, зарядных устройствах и удлинителях в США и Канаде. Терминология техническая, но объект хорошо известен: два плоских штыря и круглый заземляющий контакт, рассчитанные на 15 А при 125 В. Если вы видите вилку с тремя штырями, где два плоских расположены параллельно, а круглый — под ними, это наверняка 5-15P.
Является ли NEMA 5-15R стандартом?
Розетка на 15 А распространена в жилых домах и лёгких коммерческих зданиях Северной Америки. Она может использоваться как для 5-15P, так и для более старой версии розетки без заземления, называемой 1-15P. Розетка 5-20R принимает вилку 5-15P благодаря Т-образному отверстию для нейтрали, что объясняет, почему цепь на 20 А на кухне также может использоваться со стандартными приборами. Новые электрические установки почти во всех юрисдикциях требуют, чтобы эти розетки имели защитные шторки от детей.
Как выглядит вилка NEMA 5-15?
Две плоские металлические пластины расположены параллельно на расстоянии 12,7 мм друг от друга, а круглый контакт находится в центре, немного выступая вперёд. Правая пластина — нейтральная и заметно шире левой. Корпус выполнен из пластика, обычно длиной от 60 до 70 мм. Провод входит в корпус через точку крепления с защитой от натяжения. Некоторые пластины имеют маленькое отверстие на конце. Вилка не имеет защитного кожуха или круглого корпуса и не содержит предохранителя, поэтому для человека, привыкшего к британским или европейским вилкам, отличить этот тип вилки очень просто.
Может ли NEMA 5-15 работать с 240 В?
Нет, серия 5 рассчитана на 125 вольт и имеет физический ключ, который не позволяет подключить её к розетке на 250 вольт. Правильные разъёмы для подключения прибора на 240 вольт в Северной Америке относятся к серии 6 (например, 6-15P или 6-20P), а также к серии 14 для устройств, использующих как 120, так и 240 вольт. Использование устройства 5-15 с 240 вольт создаёт риск пожара или поражения электрическим током, а также повреждения любого прибора, подключённого на другом конце цепи.
Подойдёт ли вилка 5-15P к розетке 5-20R?
Да. Розетка на 20 А содержит Т-образный слот для нейтрали, который позволяет вставить нейтральный контакт вилки 5-15P или 5-20P. Однако обратное неверно, так как вилка 5-20P не может быть вставлена в розетку 5-15R. Такая односторонняя совместимость разработана для того, чтобы устройство на 20 А не могло работать в цепи, рассчитанной на 15 А.
В чём разница между NEMA 5-15P и 1-15P?
1-15P состоит из двух совпадающих лезвий и не имеет заземляющего контакта. Он также не поляризован. 5-15P получил контакт для заземления и более широкий слот для нейтрали. Таким образом, он одновременно создаёт путь для аварийного тока и обеспечивает правильную полярность. Устройства 1-15P могут использоваться с розетками 5-15R, так как слот для нейтрали достаточно широк, чтобы вместить оба лезвия. Однако обратное неверно, когда 5-15P пытается войти в незаземлённую 1-15R. Незаземлённые розетки больше не используются, их заменили розетки с защитой GFCI.
Ссылки
- NEMA — ANSI/NEMA WD-6 Размерные спецификации для проводных устройств
- Leviton — Прямые лезвийные вилки и розетки
- Hubbell — Конфигурации и номиналы проводных устройств
- Interpower — Стандарты шнуров питания и вилок Северной Америки
- UL Solutions — UL 498 Вилки и розетки с креплением
Заключение
Конструкция, известная как 5-15P, выполняет три функции одновременно. Она передаёт ток 15A, соединяет прибор с землёй и предотвращает неправильную ориентацию и вставку. Это основная причина, почему нельзя заменить её имитацией или копией, у которой внешний вид правильный, но размеры отличаются от описанных выше.
Большинство зарегистрированных проблем, связанных с 5-15P, не касаются электричества, а связаны с механическими неисправностями, такими как согнутое лезвие, износ контакта или следы горения. Пожалуйста, помните, что при возникновении такой проблемы достаточно заменить элемент, а не весь прибор. Более того, всегда необходимо убедиться, что розетка в вашей стране назначения соответствует требуемой конструкции перед изготовлением формы, так как существуют различия в дизайне между моделями и различными типами адаптеров.
