问题

连续插槽的插座是否可行,会有什么问题?

回答
设想一下,一个插座,它不像我们平常看到的,有几个独立的、隔开的插孔,而是像一条细长的凹槽,你可以将插头的扁平金属片直接滑进去,然后轻轻一推,就能完成连接。这种“连续插槽”的插座,在理论上是很有趣的,甚至可以说是极具未来感的设计,但真正要实现它,并且安全可靠地投入使用,那可是一场不小的挑战,会遇到不少棘手的问题。

首先,最直接的顾虑就是安全性。我们现有的插座设计,每一个插孔都有独立的绝缘隔板,这就像给你的手指穿上了保护套,即使你不小心碰到插孔边缘,也不会直接接触到带电的金属。而连续插槽的设计,你想象一下,如果这整个凹槽都是一个连续的通道,那么里面的金属导体就暴露在一个相对开放的空间里。哪怕是细小的异物,比如硬币、回形针,甚至是孩子不小心掉落的玩具零件,都有可能轻易地滑进这个插槽,接触到带电的部件,这无疑大大增加了触电的风险,尤其是对于家庭环境而言,小孩的触电隐患会变得非常大。即使设计了某种形式的“保护门”,要做到既能让插头顺畅插入,又能有效阻止这些细小异物,这本身就是一项复杂的设计难题。

其次,导电接触的可靠性和稳定性也是一个大问题。我们现在插拔插头时,插孔内的簧片会紧紧地压住插头金属片,提供稳定且低电阻的接触。这种接触是有弹性的,能够适应不同品牌、不同磨损程度的插头。在连续插槽的设计中,要如何保证插头金属片能稳定地接触到内部的导电条呢?如果只是简单地靠槽壁来接触,那么插头插入的松紧度、插头金属片的清洁程度、甚至插头金属片本身的厚度差异,都可能导致接触不良。接触不良轻则导致电器工作不稳定,发热,重则可能引起电弧,造成烧毁甚至火灾。而且,随着使用次数的增加,内部的导电接触面可能会磨损、氧化,使得接触电阻增大,同样会带来安全隐患。

再者,散热问题也不容忽视。电器工作时,电流通过导电部件会产生热量。我们现在的插座设计,有一定空间的插孔,以及外壳的设计,都有助于散热。连续插槽的设计,如果内部空间非常狭窄,又没有有效的通风设计,那么电流集中在狭小的空间内,热量就难以散发出去。这可能会导致插座本身过热,加速绝缘材料的老化,甚至引发火灾。尤其是在长时间大功率电器使用的情况下,这个散热问题会变得更加严峻。

还有,兼容性和标准化也是一个现实的障碍。全球范围内的电器插头种类繁多,虽然一些主流类型在形状上有趋同,但在尺寸、厚度、甚至是金属片的尖角处理上,都存在细微的差别。一个连续插槽的设计,要如何同时兼容市面上绝大多数的插头呢?如果设计得过于狭窄,很多插头就无法插入;如果设计得过于宽泛,又会增加异物插入和接触不良的风险。而且,如果推行这种新的插座标准,意味着现有的所有电器都需要更换插头,这会是一笔巨大的成本。

最后,清洁和维护也是需要考虑的。我们现在的插座,如果里面有灰尘,可以用小刷子或者吹风机清理一下。连续插槽的设计,一旦有灰尘、毛絮或其他杂物堆积在里面,清理起来可能会非常困难,甚至需要拆卸插座,这显然是不方便的。而且,如果槽内因为氧化或其他原因产生了污垢,也会影响导电性能。

总而言之,虽然连续插槽的插座在概念上足够吸引人,仿佛让用电更加随心所欲,但现实中,它所要面对的挑战,从最基础的安全性,到导电接触的可靠性,再到散热、兼容性以及维护便利性,每一个环节都充满了复杂性和不确定性。要让这样的设计真正落地,并像我们现在习以为常的插座一样安全、可靠、方便,需要跨越的技术和工程上的鸿沟,可能远比我们想象的要大得多。

网友意见

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你问对地方了。我是这个插座的原始设计者之一。在2009年4月,我设计出了一个类似的创意:

然后,大约在2009年年底,你图上的这个插座就在德国红点设计上获奖了。当然得奖者不是我。

我对这个插座内部的电极设计是刷状电靴,也就是好像两列排列紧密的电极把插头的电极挤住的样子,这样是能够牢固的固定的,但成本会很高——为了保证夹持紧密,而且也为了阻止插头的纵向滑动(会破坏电靴),对电靴的厚度要求很高,加工、安装精度要求也比较高。

五个小时后又临时补画了一张图,凑合看吧:


还有一个低成本的做法,是四根铜条,由几个弹簧夹紧,而且这样设计插头的纵向滑动不会破坏电靴。但这样的话,如果你同时插好几个插头,电极厚的插头就会把簧片撑开,导致其它插头插不牢固。所以我还是觉得应当采用上边的方案。无论强度或负荷,都是无可挑剔的。

这款插座真正的缺点在于安全性,因为小孩可能会把小刀、勺子、铁片等物塞进插口里,从而导致触电事故。虽然我可以对此设计相应的安全保护措施,但那样的成本就太高了,而且会降低可靠性,素以还是酱子吧。

------------------------20140618续修---------------------------

有不少吱友问到了三脚10A插座的插接问题,无论按题主还是我自己的设计,的确都是不能插这类三脚插座的。于是我做了如下改进:

(本来没打算画这么精细的……美术狗一画起来就停不下来了……)

如图,解决方法比较笨拙,就是增加(扩大)了几个插孔而已,为了美观考虑,插孔做成圆形,但其实只有对应插头的那一条细缝是可以插入东西的,不然安全性太低,小孩把手指塞进去就不好了。

关于安全性还是没有太好的解决方法,这个是硬伤,这里提出一个不太好的缺德办法,实现性不高,大家当笑话看吧:插座火线的入口处贴两条细铝条通30V直流电,只要把东西伸进去,第一时间谁摸电谁,被电后条件反射之下自然会放手……小孩普遍细皮嫩肉,皮肤电阻值低,30V应该够用了,被电一下这孩子就能安全一辈子,值了!如果是糙老爷儿,估计30V摸上去一点感觉都没有。

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定义“连续”先,对于英标插座那两根横着的玩意(说实在话踩过一次以后我就开始对英标粉转黑了)做成多点位可调的离散式要比真“连续”的要省很多成本。

所以目前来看,能够在现有插头标准下在工程上适用的,恐怕不多……

其次,如果做成真“连续”的恐怕最大问题是浪费铜——老爷你知道现在铜好贵的……

不光浪费,触电问题恐怕是真陷阱,要保证小孩子不会拿把餐刀给捅开什么的,连续式需要更为复杂的结构……

所以——与其纠结连续式,不如想办法收拾电器厂家让他们别做出一个插头占三个位的混球设计……

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