Réponse rapide : comment choisir le bon bornier ?
Choisissez un bornier en fonction de la fonction du circuit, la méthode de connexion, courant nominal, tension assignée, la section du câble, le type de conducteur, le matériau du boîtier, méthode de montageet normes requises. Un bornier ne doit pas être sélectionné uniquement parce que le fil s'insère dans l'ouverture. Il doit maintenir une pression de contact stable, une faible résistance de contact, des lignes de fuite et distances d'isolement adéquates, une élévation de température sûre et une disposition de câblage pratique dans les conditions réelles du tableau ou de l'équipement.
Pour la plupart des tableaux de commande industriels, la séquence pratique est la suivante :
- Définir la fonction du circuit : puissance, commande, signal, terre de protection, fusible, sectionnement, test ou distribution.
- Confirmer la section du conducteur en mm² ou AWG, la classe du conducteur, le diamètre de l'isolant et les exigences relatives aux embouts.
- Vérifiez le courant nominal, la tension nominale, la tension de tenue aux chocs, la plage de conducteurs et les données d'échauffement dans la fiche technique.
- Sélectionnez la technologie de connexion : à vis, à ressort, enfichable, à barrière, pour circuit imprimé, à goujon ou par déplacement d'isolant.
- Vérifiez les normes pertinentes telles que IEC 60947-7-1, IEC 60947-7-2, UL 1059, ainsi que les exigences au niveau du tableau telles que UL 508A le cas échéant.
- Vérifiez les accessoires : cavaliers, ponts, repères, plaques d'extrémité, séparateurs, fiches de test et butées d'arrêt.
Si le bornier est utilisé à l'intérieur d'une armoire de commande, considérez-le comme faisant partie du système de câblage plutôt que comme un simple accessoire. De nombreuses défaillances sur site attribuées à un “ mauvais câblage ” proviennent d'un mauvais choix de bornier, d'une mauvaise préparation du conducteur ou d'une inadéquation entre la capacité nominale du bornier et les conditions réelles d'installation.
Tableau de sélection des borniers
| Facteur de sélection | Ce qu'il faut vérifier | Pourquoi c’est important |
|---|---|---|
| Type de bornier | Traversant, PE/terre, fusible, sectionnable, test, cloison, circuit imprimé (PCB), distribution, multi-étage | Détermine la fonction du circuit et la disposition du câblage |
| Méthode de raccordement | Vis, ressort, push-in, goujon/boulon, IDC | Affecte la vitesse de câblage, la résistance aux vibrations, la maintenance et la préparation des conducteurs |
| Courant nominal | Valeur nominale de la fiche technique dans les conditions de test spécifiées | Empêche une élévation excessive de la température |
| Tension nominale | Tension de service, tension d'isolement, tension de tenue aux chocs | Empêche la rupture d'isolation et le contournement électrique |
| Lignes de fuite et distances d'isolement | Espacement, degré de pollution, groupe de matériaux | Détermine l'adéquation de l'isolation à l'environnement |
| Plage de section des conducteurs | Plage en mm²/AWG, compatibilité avec les conducteurs rigides/multibrins/souples | Assure un serrage correct du conducteur |
| Exigence relative aux embouts | Particulièrement pour les conducteurs souples et extra-souples | Empêche l'endommagement des brins et une mauvaise insertion |
| Matériau du boîtier | PA66, PBT, PC, céramique, thermodurcissable ou matériau spécial | Affecte la résistance à la chaleur, le comportement au feu, l'isolation et l'adéquation environnementale |
| Pièces métalliques | Alliage de cuivre, laiton, placage, géométrie de la borne | Affecte la conductivité, la résistance à la corrosion et la stabilité du contact |
| Méthode de montage | Rail DIN, PCB, panneau, base, jeu de barres, montage par vis | Détermine l'intégration mécanique et la facilité de maintenance |
| Standards and approvals | IEC, UL, CSA, ATEX/IECEx si nécessaire | Réduit les risques liés à l'inspection et à la conformité |
Pour une référence produit étendue, consultez la gamme de produits bornier VIOX. Pour une sélection spécifique aux rails DIN, utilisez le guide détaillé sur comment choisir des borniers montés sur rail DIN.
Qu'est-ce qu'un bornier ?
Un bornier est un dispositif de connexion électromécanique isolé utilisé pour terminer, joindre, distribuer ou organiser des conducteurs. Au lieu de torsader les fils ensemble ou de réaliser des épissures permanentes, chaque conducteur est inséré dans une structure de serrage définie. Le bornier assure une rétention mécanique, une continuité électrique, une isolation entre les circuits et un point de câblage clair pour l'inspection ou la maintenance.
Un bornier typique comporte trois parties fonctionnelles :
| Partie | Fonction |
|---|---|
| Logement isolant | Sépare les circuits adjacents et supporte la structure conductrice |
| Élément conducteur de courant | Fournit le chemin électrique entre les conducteurs |
| Mécanisme de serrage | Maintient le conducteur contre l'élément conducteur avec une pression de contact stable |
Dans les tableaux industriels, les borniers forment la limite entre le câblage de terrain et le câblage interne du tableau. Ils aident les techniciens à identifier les circuits, isoler les signaux, tester les connexions, distribuer les potentiels communs et effectuer la maintenance du câblage sans perturber l'ensemble de l'assemblage.
Types de borniers par fonction
Borniers traversants
Les borniers traversants connectent un conducteur d'un côté à un autre conducteur du côté opposé. Ce sont les types de bornes les plus courants dans les panneaux de contrôle, les machines et les équipements d'automatisation du bâtiment.
Utilisez-les pour :
- Câblage de terrain vers câblage de contrôle interne
- Circuits de signalisation et de capteurs
- Distribution de tension de contrôle
- Borniers de raccordement standard
- Points de connexion fil à fil généraux
Ils sont simples, compacts et faciles à étiqueter. Les principaux critères de sélection sont la section du conducteur, le courant nominal, la tension nominale, la largeur du bornier, la compatibilité avec les ponts de liaison et le système de marquage.
Borniers de terre et de protection (PE)
Les borniers de terre connectent les conducteurs de protection au rail DIN ou au système de mise à la terre. Dans la terminologie CEI, les borniers de conducteur de protection sont traités séparément des borniers de traversée standard, généralement sous IEC 60947-7-2.
Utilisez-les lorsque :
- Les conducteurs de mise à la terre des équipements doivent être reliés à la terre du tableau
- Les circuits PE nécessitent une identification claire
- La continuité de la terre doit être mécaniquement fiable
- Une identification vert/jaune du conducteur de protection est requise
Ne traitez pas un bornier de traversée normal comme une borne de terre de protection à moins que le produit ne soit conçu et marqué pour cette fonction.
Borniers à fusible
Les borniers à fusible intègrent un porte-fusible dans le corps du bornier. Ils sont souvent utilisés pour les circuits de commande, la protection des signaux, les circuits de faible puissance et la protection des dérivations à l'intérieur des tableaux de commande.
Vérifier:
- Format et calibre du fusible
- Courant et tension nominaux du bornier
- Dissipation thermique lorsque plusieurs borniers à fusible sont installés côte à côte
- Tension du voyant lumineux si un indicateur de fusible grillé est inclus
- Accès pour remplacement une fois le tableau câblé
Les borniers à fusible ne doivent pas être considérés comme des bornes de passage génériques. Le fusible, le bornier, le câblage et la protection en amont doivent fonctionner de manière coordonnée.
Borniers de sectionnement et de test
Les borniers de sectionnement, à couteau et de test permettent d'isoler ou de mesurer un circuit sans retirer les conducteurs. Ils sont utiles dans l'instrumentation, les circuits de transformateurs de courant, les boucles de signal et les points de mise en service.
Utilisez-les lorsque les techniciens doivent :
- Isoler un signal pour effectuer des tests
- Insérer un appareil de mesure ou une fiche de test
- Mettre en service une boucle sans recâblage
- Séparer le câblage de terrain des circuits internes
Le choix ne se limite pas au courant nominal. Il inclut également la compatibilité avec les accessoires de test, la méthode d'isolation sécurisée, l'étiquetage et l'accès pour la maintenance.
Blocs terminaux multi-niveaux
Les blocs de jonction à plusieurs niveaux empilent deux circuits indépendants ou plus verticalement dans un seul corps de borne. Ils sont utiles lorsque l'espace dans le tableau est limité ou lorsque des circuits connexes doivent être regroupés.
Les utilisations courantes incluent :
- Câblage de capteur avec alimentation, signal et retour
- Câblage d'automate compact
- Circuits de commande appariés
- Raccordement de câbles de terrain multiconducteurs
Le risque concerne la maintenabilité. Les configurations de borniers denses permettent d'économiser de l'espace sur le rail, mais elles doivent laisser suffisamment de place pour le cintrage des fils, l'identification, le sondage et le remplacement.
Bornes de barrières
Les borniers à barrières utilisent des séparateurs isolants surélevés entre les positions de raccordement et sont généralement montés directement sur les panneaux ou les bases des équipements. Ils sont souvent utilisés lorsque la séparation nette, les vis plus larges et l'accès simplifié pour la maintenance sont plus importants que la densité modulaire du rail DIN.
Utilisez-les pour :
- Équipement de CVC
- Points de jonction d'équipement
- Remplacement de panneaux existants
- Câblage de puissance là où le rail DIN n'est pas utilisé
- Applications où une séparation visuelle est utile
Les borniers à barrière ne sont pas automatiquement meilleurs pour la haute tension ou le courant élevé. Leur adéquation réelle dépend des caractéristiques nominales du produit, de l'espacement, du matériau isolant, de la conception des terminaisons et de la certification.
Blocs de jonction pour PCB
Les borniers pour circuit imprimé (PCB) connectent le câblage externe à une carte de circuit imprimé. Ils sont sélectionnés en fonction du pas, de l'intensité nominale, de la tension nominale, de la méthode de soudure, de la plage de conducteurs, de la conception enfichable et des contraintes mécaniques au niveau de la carte.
Utilisez-les pour :
- Alimentations
- Tableaux de contrôle
- Interfaces de capteurs
- Modules d'E/S
- Petits dispositifs d'automatisation
Les borniers pour PCB ne doivent pas être sélectionnés comme des borniers pour tableau. L'épaisseur du cuivre de la carte, la largeur des pistes, la contrainte des joints de soudure, les lignes de fuite, les distances d'isolement et les forces de traction mécaniques font partie intégrante de la conception. Pour les décisions concernant l'espacement des PCB, le guide VIOX sur le pas des borniers de 2,54 mm à 10 mm est un compagnon utile.
Blocs de distribution d'énergie
Les blocs de répartition de puissance divisent un conducteur entrant en plusieurs conducteurs sortants. Ils sont apparentés aux borniers, mais ne sont pas toujours évalués ou utilisés de la même manière.
Utilisez un bloc de répartition de puissance lorsque la conception nécessite :
- Une alimentation distribuée vers plusieurs dérivations
- Une distribution à courant plus élevé
- Plusieurs sections de conducteurs sortants
- Une organisation claire entre l'alimentation et les dérivations
Utilisez des borniers lorsque l'objectif est le raccordement circuit par circuit, l'étiquetage, le regroupement ou le câblage de contrôle modulaire. Pour connaître la différence, consultez le guide VIOX sur blocs de distribution de puissance.
Types de borniers selon la méthode de connexion
Blocs de bornes à vis
Les borniers à vis utilisent une bride ou une plaque de pression actionnée par vis pour fixer le conducteur. Ils restent largement utilisés car ils sont familiers, économiques et adaptés à de nombreux circuits de puissance et de contrôle.
Ils sont particulièrement adaptés lorsque :
- L'installateur peut appliquer le couple de serrage spécifié
- Le câblage n'est pas fréquemment modifié
- L'application nécessite un système de serrage robuste et visible
- Des conducteurs de section importante ou des circuits de puissance sont impliqués
Le risque principal ne réside pas dans la vis elle-même. Le risque provient d'un couple de serrage incorrect, de brins endommagés, d'une mauvaise utilisation des embouts, de la présence d'isolant sous la bride, ou d'un resserrage effectué par habitude plutôt que selon les instructions du fabricant.
Bornes de raccordement à ressort
Les borniers à ressort utilisent la force d'un ressort pour maintenir la pression sur le conducteur. Ils sont souvent privilégiés dans les applications sujettes aux vibrations car le ressort peut maintenir une pression de contact stable lorsque le conducteur se tasse ou subit des cycles thermiques.
Ils sont particulièrement adaptés pour :
- Machines-outils
- Matériel de transport
- Les armoires de commande soumises à des vibrations
- Les applications où l'accès pour la maintenance est limité
- Les panneaux où une qualité de raccordement constante est importante
Les conceptions à ressort réduisent la dépendance au couple de serrage des vis, mais nécessitent tout de même une préparation correcte du conducteur et une profondeur d'insertion adéquate.
Blocs terminaux Push-In
Les borniers à insertion directe (push-in) permettent d'insérer directement des conducteurs rigides ou souples avec embouts dans la borne. Ils sont populaires dans la production de panneaux OEM car ils réduisent le temps de câblage et permettent des configurations d'armoires à haute densité.
Ils sont particulièrement adaptés pour :
- Les faisceaux de câblage préfabriqués
- Câblage d'automates programmables (API) et d'entrées/sorties
- Assemblage de tableaux de commande à haut volume
- Câblage de machines compactes
- Production répétitive où la préparation des fils est standardisée
Pour les conducteurs à brins fins, des embouts sont souvent requis ou fortement recommandés selon la conception du bornier. La fiche technique doit toujours être consultée avant de supposer qu'un conducteur souple nu est acceptable.
Bornes à goujon, à boulon et pour courants élevés
Les bornes à goujon ou à boulon sont utilisées lorsque des conducteurs plus gros, des cosses ou des connexions de puissance sont nécessaires. Elles sont courantes dans la distribution électrique, la mise à la terre, les systèmes de batterie et les connexions d'équipements à courant élevé.
Vérifier:
- Compatibilité entre la taille du goujon et l'orifice de la cosse
- Matériau et revêtement des bornes
- Couple de serrage requis par le fabricant
- Exigence de capot isolant ou de protection contre les contacts directs
- Dégagement autour de la connexion après câblage
Borniers à déplacement d'isolant (IDC)
Les bornes à déplacement d'isolant (IDC) percent l'isolant et entrent en contact avec le conducteur sans dénudage conventionnel. Elles sont principalement utilisées dans les systèmes de signalisation à faible courant, de télécommunications ou de connecteurs dédiés.
Les bornes IDC ne doivent pas être utilisées pour le câblage de puissance général, sauf si le produit est spécifiquement conçu et dimensionné à cet effet.
Comparaison des méthodes de connexion
| Méthode de raccordement | Avantage principal | Risque principal | Applications optimales |
|---|---|---|---|
| Borne à vis | Familier, robuste, large plage de conducteurs | Dépend du couple de serrage correct et de la préparation du fil | Circuits de puissance, câblage de terrain, tableaux généraux |
| Borne à ressort | Force de serrage stable sous vibrations | Nécessite une insertion correcte et l'utilisation d'outils appropriés le cas échéant | Machines, transport, armoires sujettes aux vibrations |
| Enfichable | Câblage rapide et haute densité | Nécessite souvent des conducteurs à embouts pour les fils souples | Tableaux OEM, câblage d'automates (PLC), faisceaux préfabriqués |
| Goujon/boulon | Connexion mécanique robuste pour la puissance | Nécessite une compatibilité entre la cosse et le couple de serrage | Distribution d'énergie, batteries, mise à la terre, alimentations |
| IDC (Connexion par déplacement d'isolant) | Raccordement très rapide pour faibles courants | Plage de conducteurs et d'applications limitée | Câblage de signalisation et de communication |
Pour une décision pratique : utilisez des bornes à vis lorsque le couple contrôlé et une grande familiarité sur le terrain sont importants, des bornes à ressort lorsque la résistance aux vibrations et la stabilité de la maintenance sont essentielles, et des bornes à insertion directe (push-in) lorsque la vitesse de câblage en série est prioritaire.
Caractéristiques importantes lors du choix des borniers
Courant Nominal
Le courant nominal indique l'intensité que le bornier peut supporter dans des conditions de test et d'installation spécifiées. Il ne constitue pas une garantie universelle pour chaque configuration de tableau. La température ambiante, la section du conducteur, le groupement, les pontages, la chaleur dans l'enveloppe et les appareils adjacents générant de la chaleur peuvent tous affecter les performances réelles.
Pour les circuits de puissance, confirmer :
- Le courant nominal du bornier
- La section du conducteur utilisée lors de l'essai de courant nominal
- Le nombre de bornes adjacentes chargées
- Toute note de déclassement dans la fiche technique
- Si les cavaliers ou ponts réduisent le courant admissible
- Les données d'élévation de température lorsqu'elles sont disponibles
Si une borne chauffe beaucoup plus que les bornes adjacentes similaires sous une charge équivalente, le problème est souvent lié à la résistance de contact, à la préparation du conducteur ou à une surcharge locale plutôt qu'à la valeur nominale seule. Le guide de VIOX sur la surchauffe des borniers dans les armoires de contrôle explique ce mode de défaillance plus en détail.
Tension nominale
La tension nominale est liée à la conception de l'isolation, aux lignes de fuite, aux distances d'isolement, à la résistance au cheminement des matériaux et à l'environnement d'installation. Un bornier sûr à une tension donnée dans une armoire de commande propre peut ne pas être approprié dans un environnement haute tension pollué, humide ou compact.
Vérifier:
- Tension d'isolation nominale
- Tension assignée d'emploi
- Tension assignée de tenue aux chocs
- Exigences relatives aux lignes de fuite et aux distances d'isolement
- Degré de pollution
- Catégorie de surtension
- Pontage de bornes adjacentes et accessoires
Ne pas sélectionner uniquement en fonction de l'étiquette de tension. Dans les tableaux compacts, l'espacement et les accessoires peuvent être tout aussi importants que la tension nominale indiquée.
Tension nominale de tenue aux impulsions
La tension assignée de tenue aux chocs décrit la capacité du bornier à résister aux brèves surtensions transitoires. Ceci est important dans les tableaux connectés à des systèmes de distribution, de longs câbles, des charges inductives ou des environnements où des surtensions de manœuvre peuvent se produire.
Le niveau de tenue aux impulsions requis dépend de la catégorie d'installation, de la tension du système et de la norme applicable. Pour une spécification publiable, ne devinez pas cette valeur. Utilisez la fiche technique du bornier et la norme du projet.
Lignes de fuite et distances d'isolement
Autorisation est la distance la plus courte dans l'air entre des parties conducteurs. Elle aide à prévenir les arcs électriques.
Ligne de fuite est la distance la plus courte le long de la surface du matériau isolant entre des parties conductrices. Elle aide à prévenir le cheminement sur des surfaces contaminées ou humides.
Les deux distances sont affectées par :
- Tension de fonctionnement
- Tension de choc
- Degré de pollution
- Groupe de matériaux ou indice de cheminement comparatif (CTI)
- Altitude, le cas échéant
- Accessoires tels que ponts de liaison, capots et séparateurs
Un bornier compact peut présenter un espacement adéquat pour un environnement donné, mais pas pour un autre. C'est pourquoi le degré de pollution et l'environnement d'installation sont importants.
Degré de pollution
Le degré de pollution décrit l'impact de la contamination sur les performances d'isolation. Ce concept est utilisé dans la coordination de l'isolation selon la norme CEI et est essentiel lors de l'évaluation des lignes de fuite et des distances d'isolement.
| Degré de pollution | Condition typique | Interprétation pratique |
|---|---|---|
| PD1 | Aucune pollution ou uniquement une pollution sèche et non conductrice | Électronique propre et scellée |
| PD2 | Pollution non conductrice ; une condensation temporaire peut se produire | Tableaux de contrôle intérieurs typiques |
| PD3 | Pollution conductrice ou pollution devenant conductrice par condensation | Environnements industriels, extérieurs, marins, poussiéreux ou humides |
| PD4 | Pollution conductrice persistante | Environnements ouverts ou sévères ; nécessite généralement une conception spéciale |
La plupart des applications en armoires de commande ne sont pas aussi propres qu'un laboratoire. Si une armoire est exposée à la condensation, à la poussière, au brouillard salin ou à une contamination conductrice liée au processus, l'espacement des borniers et le choix des matériaux nécessitent une attention particulière par rapport à une armoire intérieure propre.
Plage de section de câble
La section de câble pour bornier est généralement indiquée sous forme de plage de section transversale de conducteur en mm² et/ou AWG. La plage indiquée peut différer pour les conducteurs rigides, souples, multibrins et avec embouts.
Vérifier:
- Section transversale minimale et maximale du conducteur
- Homologation pour conducteurs rigides et souples
- Compatibilité avec les conducteurs souples
- Taille de l'embout et ajustement de la collerette isolante
- Nombre de conducteurs autorisés par point de serrage
- Longueur de dénudage requise
- Diamètre de l'isolant
Ne jamais supposer que deux conducteurs peuvent être insérés dans une borne simplement parce qu'ils y entrent physiquement. De nombreux blocs de jonction sont conçus pour un seul conducteur par point de serrage, sauf si la fiche technique autorise explicitement plusieurs conducteurs.
Couple de serrage pour bornes à vis
Pour les bornes à vis, le couple de serrage est une instruction spécifique au fabricant et non une valeur universelle. Un couple insuffisant peut créer une résistance de contact élevée. Un couple excessif peut endommager la vis, la bride, le conducteur ou le boîtier en plastique.
Note de terrain : l'une des défaillances de borne les plus trompeuses est une connexion qui semble serrée mais qui a en réalité serré l'isolant, endommagé les brins ou comporte un embout mal positionné. Le tableau peut passer une inspection visuelle rapide, mais la connexion chauffe sous charge et devient intermittente après des cycles thermiques.
Utilisez un tournevis dynamométrique calibré lorsque cela est requis et suivez la fiche technique du bloc de jonction plutôt que d'appliquer une valeur de couple générique.
Élévation de température
L'élévation de température est la différence entre la température de fonctionnement de la borne et la température ambiante sous charge. Elle est influencée par la conception de la borne, la taille du conducteur, la résistance de contact, la ventilation de l'armoire, le regroupement et les pontages.
Lors de la sélection de blocs de jonction pour des armoires à forte densité :
- Évitez de placer des bornes à courant élevé directement à côté de composants électroniques de contrôle sensibles à la chaleur.
- Vérifiez si les ponts de connexion transportent le même courant que le bornier.
- Évitez que les goulottes et leurs couvercles ne piègent la chaleur autour des bornes à forte charge.
- Comparez les bornes équivalentes sous une charge similaire lors de la mise en service, lorsque l'inspection thermique est réalisable.
- Appliquez les courbes de déclassement du fabricant au lieu de vous fier à une marge de sécurité fixe.
Contexte des courts-circuits et du SCCR des tableaux
Les borniers utilisés dans les tableaux de contrôle industriels peuvent également faire partie de l'évaluation Courant nominal de court-circuit (SCCR) du tableau. Dans le contexte des tableaux nord-américains, le SCCR du tableau peut être limité par les composants du circuit de puissance, y compris les borniers et les blocs de distribution, selon la construction et la méthode de certification.
Cela ne signifie pas que chaque borne de contrôle nécessite un marquage SCCR élevé. Cela signifie que les composants du circuit de puissance doivent être examinés dans le cadre de la conception du tableau. Pour le concept plus large, consultez le guide VIOX sur Calcul du SCCR et étiquetage du tableau.
Taille des fils et compatibilité des conducteurs
La sélection du bornier doit commencer par le conducteur et non par la page du catalogue des bornes. Le matériau du conducteur, la classe de toronnage, la section, le diamètre de l'isolant, l'embout et l'espace de courbure déterminent si la connexion peut être réalisée correctement.
| Détail du câblage | Ce qu'il faut vérifier |
|---|---|
| Section du conducteur | La borne accepte la taille réelle en mm²/AWG |
| Type de conducteur | Rigide, multibrin, souple, extra-souple ou avec embout |
| Ajustement de l'embout | L'embout et sa collerette en plastique s'insèrent dans l'ouverture de la borne |
| Longueur de la bande | Conforme aux exigences de la fiche technique |
| Diamètre de l'isolant | N'empêche pas l'insertion complète du conducteur |
| Nombre de conducteurs | Un ou plusieurs conducteurs uniquement si autorisé |
| Cuivre ou aluminium | À utiliser uniquement si la borne est homologuée pour le matériau du conducteur |
| Rayon de courbure du fil | Espace suffisant restant dans le tableau après le câblage |
Les calibres AWG et mm² ne sont pas des équivalents exacts
Les tailles de conducteurs AWG et métriques ne se convertissent pas en nombres ronds. Une borne homologuée pour une taille métrique ne doit pas être automatiquement considérée comme acceptant la taille AWG la plus proche, et inversement. Le problème pratique ne concerne pas seulement la section transversale du cuivre, mais aussi le diamètre du conducteur, la structure des brins, le diamètre de l'isolant, la forme de l'embout et la géométrie de serrage.
Lorsqu'un projet utilise une documentation mixte CEI et nord-américaine, vérifiez :
- La section transversale réelle du conducteur
- La plage AWG et mm² homologuée de la borne
- Si la borne accepte des conducteurs avec embouts de cette section
- Si le code projet ou la norme du tableau électrique régit le dimensionnement final des conducteurs
Conducteurs rigides, souples et extra-souples
Les conducteurs rigides, souples et extra-souples se comportent différemment dans une borne. Une même section nominale peut présenter un comportement mécanique et des caractéristiques d'insertion différents.
Pour les conducteurs extra-souples :
- Utilisez des embouts lorsque cela est requis ou recommandé par le fabricant de la borne.
- Vérifiez que la longueur du tube de l'embout correspond à la zone de serrage.
- Vérifiez que la collerette isolante de l'embout ne gêne pas l'insertion complète.
- Utilisez un outil de sertissage et une matrice appropriés.
Les embouts ne rendent pas automatiquement n'importe quel fil acceptable. La borne doit être dimensionnée pour les conducteurs à embouts de cette taille, et l'embout doit être serti correctement. Un mauvais sertissage peut créer le même risque de surchauffe qu'une mauvaise sélection de borne.
Conducteurs en cuivre vs aluminium
La plupart des borniers pour armoires de commande sont conçus pour des conducteurs en cuivre. Les conducteurs en aluminium nécessitent des bornes spécifiquement homologuées pour l'aluminium ou le cuivre/aluminium, ainsi qu'une préparation appropriée et des pratiques anti-oxydation si nécessaire.
Ne raccordez pas de conducteurs en aluminium dans une borne prévue uniquement pour le cuivre, même si l'ajustement semble acceptable au premier abord. Les différences de comportement des matériaux, la formation d'oxydes et la dilatation thermique peuvent engendrer des problèmes de fiabilité à long terme.
Matériaux des borniers
Le choix du matériau influe sur les performances d'isolation, la résistance mécanique, le comportement au feu, la résistance à la chaleur, la résistance chimique, la stabilité dimensionnelle et le vieillissement à long terme.
Matériaux du boîtier
| Matériau | Rôle typique | Notes de sélection |
|---|---|---|
| PA66 / polyamide | Boîtier de bornier industriel courant | Bon équilibre entre isolation, ténacité et aptitude à la transformation ; vérifier l'indice d'inflammabilité, le CTI et les données de température |
| PBT | Stabilité dimensionnelle et isolation électrique | Utile lorsque la stabilité à l'humidité, la précision ou la résistance au cheminement sont importantes |
| PC / polycarbonate | Couvercles, pièces transparentes, boîtiers sélectionnés | Utile lorsque la visibilité ou la résistance aux chocs sont importantes ; vérifier l'exposition à la chaleur et aux produits chimiques |
| Céramique | Bornes haute température et résistantes à la chaleur | Utilisé là où les boîtiers en polymère peuvent ne pas être adaptés |
| Matériaux thermodurcissables | Applications nécessitant une résistance thermique élevée et une stabilité dimensionnelle | Utilisé dans certaines conceptions de puissance ou environnements difficiles |
Le PA66 est courant dans les borniers industriels, mais la qualité est déterminante. La charge en fibre de verre, le système ignifuge, l'indice de cheminement comparatif (CTI), le comportement à l'humidité et la qualité du moulage peuvent modifier les performances. Le PBT peut être préféré lorsque la stabilité dimensionnelle ou le comportement à l'humidité sont critiques. La céramique est généralement réservée aux environnements à haute température où les boîtiers en polymère ne sont pas appropriés.
Pour le câblage haute température, les borniers en céramique doivent être évalués séparément. VIOX dispose d'un guide dédié sur comment choisir le bon bornier en céramique.
Parties conductrices
Le chemin conducteur peut utiliser un alliage de cuivre, du laiton, du cuivre ou d'autres matériaux conducteurs avec un placage approprié. Le matériau exact et le traitement de surface affectent la conductivité, le comportement à la corrosion, la stabilité du contact et la fabricabilité.
| Matériau ou traitement | Pourquoi c’est important |
|---|---|
| Alliage de cuivre ou laiton | Équilibre courant entre conductivité, résistance mécanique et fabricabilité |
| Élément de jeu de barres en cuivre | Utile là où une résistance plus faible et une capacité de courant plus élevée sont nécessaires |
| Placage d'étain | Traitement de surface courant pour la résistance à l'oxydation et un comportement de contact stable |
| Nickel ou autre placage | Peut être utilisé lorsque la résistance à la corrosion est importante |
| Quincaillerie en acier inoxydable | Peut être pertinent pour les environnements corrosifs ou marins |
Ne considérez pas le métal brillant comme une preuve de performance. La géométrie des contacts, la force de serrage, la qualité du placage, le comportement à l'échauffement et la résistance à la corrosion sont souvent plus importants que l'apparence.
Ce que les acheteurs doivent demander
Pour une évaluation technique ou d'achat, demandez :
- Données de courant et de tension nominaux
- Plage de conducteurs pour chaque type de conducteur
- Informations sur la compatibilité des embouts
- Informations sur le matériau du boîtier et le comportement au feu
- Données CTI ou groupe de matériaux le cas échéant
- Les données d'élévation de température lorsqu'elles sont disponibles
- Documentation de certification ou de test requise pour le projet
- Intensités nominales des ponts de liaison et accessoires
Standards and Compliance
Les normes relatives aux borniers dépendent du type de produit, du marché et du contexte d'installation. Les normes suivantes sont couramment rencontrées, mais les exigences exactes dépendent du projet.
| Norme ou exigence | Là où c'est pertinent |
|---|---|
| IEC 60947-7-1 | Borniers pour conducteurs en cuivre dans le contexte de l'appareillage basse tension |
| IEC 60947-7-2 | Borniers de terre |
| CEI 60947-7-3 | Borniers à fusible le cas échéant |
| UL 1059 | Borniers dans le contexte de l'évaluation des produits en Amérique du Nord |
| UL 508A | Contexte de construction des panneaux de contrôle industriels aux États-Unis |
| EN 60715 | Dimensions des profils de rails DIN |
| Normes CSA | Exigences du marché canadien |
| ATEX / IECEx | Applications en atmosphères dangereuses ou explosives |
| Classe d'inflammabilité UL 94 | Référence d'inflammabilité des matériaux pour les composants plastiques |
L'important n'est pas de lister autant de normes que possible. L'important est d'adapter le bornier au tableau, à la machine, au marché et aux exigences d'inspection réels. Un bornier peut être techniquement bien conçu mais rester inadapté s'il lui manque la documentation requise par le projet.
Pour les erreurs d'homologation courantes, consultez le guide de VIOX sur les certifications de borniers et les erreurs de sélection.
Adaptation des borniers aux applications
Panneaux de contrôle industriels
Les armoires de commande industrielles nécessitent généralement des borniers sur rail DIN, un marquage clair, une compatibilité avec les ponts de liaison, une séparation entre les circuits de puissance et de commande, ainsi qu'un accès fiable au câblage de terrain.
Meilleure adaptation :
- Bornes de traversée pour le câblage de terrain
- Bornes de terre (PE) pour la mise à la masse
- Bornes à fusible et sectionnables pour les circuits de commande
- Bornes à ressort ou à insertion directe (push-in) pour les armoires OEM à haute densité
- Bornes à vis ou de puissance lorsque des courants plus élevés et la familiarité de l'installateur sont requis
Câblage machine
Le câblage des machines est souvent soumis à des vibrations, des cycles thermiques et des contraintes d'accès pour la maintenance. La technologie à ressort ou à insertion directe peut réduire la variabilité du câblage, tandis que les bornes à vis peuvent rester adaptées si le contrôle du couple de serrage est maintenu.
Le choix des bornes doit être aligné sur les conditions de service de la machine, et non uniquement sur les préférences de câblage de l'atelier.
CVC et équipements de bâtiment
Les équipements CVC peuvent utiliser des borniers à barrière, des bornes sur rail DIN, des bornes pour circuit imprimé ou des blocs de distribution de puissance selon la conception de l'équipement.
Vérifier:
- Séparation de la tension de commande et de la tension de puissance
- Courant des circuits de compresseur et de ventilateur
- Accessibilité pour la maintenance sur site
- Clarté du marquage
- Chaleur à l'intérieur de l'armoire électrique
Circuits API, capteurs et signaux
Les circuits de signalisation privilégient la densité, l'étiquetage, le blindage et la facilité de maintenance. Les borniers à étages, les borniers pour capteurs, les borniers sectionnables et les borniers de test permettent de réduire l'encombrement des armoires et de simplifier le dépannage.
Pour les signaux analogiques et les circuits à faible niveau, veillez au routage, au blindage, à la mise à la terre et à la séparation des circuits de puissance perturbateurs.
Énergies renouvelables et systèmes CC
Les boîtes de jonction solaires, les systèmes de batteries et les équipements de contrôle CC peuvent nécessiter des borniers avec une tension nominale CC adaptée, des distances d'isolement, un comportement des matériaux et une résistance environnementale appropriés. Les systèmes CC nécessitent également une attention particulière concernant la polarité, la coordination de l'isolement, la chaleur et l'accès pour la maintenance.
Ne présumez pas qu'une configuration de bornier prévue pour le CA est automatiquement adaptée à un assemblage CC à tension plus élevée. Vérifiez la fiche technique du bornier et la conception complète de l'enveloppe.
Marine, transport et environnements difficiles
Les applications marines et de transport combinent souvent des exigences de vibration, de corrosion, d'humidité, de cycles thermiques et une documentation stricte. Les borniers à ressort, les traitements de surface résistants à la corrosion et une conception d'enveloppe appropriée peuvent être plus importants que le coût minimal des composants.
Pour les problèmes de connexion spécifiques au secteur maritime, consultez le guide VIOX sur les connexions résistantes à la corrosion pour borniers marins.
Distribution de l'énergie
La distribution d'énergie nécessite une capacité de conducteur plus importante, un espacement approprié, des performances thermiques et éventuellement une évaluation SCCR. Ne forcez pas l'utilisation d'un petit bornier pour une fonction de distribution d'alimentation lorsqu'un bloc de distribution ou un système de barres omnibus approprié est nécessaire.
Pour les décisions au niveau de l'architecture, l'article VIOX sur barres omnibus vs borniers aide à clarifier la limite.
Applications à haute température
Les applications à haute température peuvent nécessiter des borniers en céramique ou spécialisés. Les exemples courants incluent les équipements de chauffage, les fours, les radiateurs industriels et les environnements où les boîtiers en polymère peuvent vieillir rapidement.
La sélection doit vérifier conjointement la température d'isolation du conducteur, le matériau du corps du bornier, les lignes de fuite/distances d'isolement et l'environnement de montage.
Erreurs courantes lors de la sélection de borniers
Sélection basée uniquement sur le courant nominal
Un courant nominal sans indication de tension, de section de conducteur, de largeur de borne, de conditions d'échauffement et de contexte d'installation est incomplet. Un bornier qui semble adéquat sur le papier peut surchauffer si le conducteur est sous-dimensionné, si le pontage est surchargé ou si le tableau présente une mauvaise dissipation thermique.
Ignorer les lignes de fuite, les distances d'isolement et le degré de pollution
Un bornier utilisé dans une armoire intérieure propre et un bornier utilisé dans une enceinte industrielle humide peuvent nécessiter des hypothèses d'isolation différentes. La condensation, la poussière, le brouillard salin ou la pollution conductrice peuvent transformer une marge de conception confortable en un risque de cheminement électrique.
Ignorer la préparation des fils
De nombreuses défaillances de bornes commencent avant même l'insertion du fil. Un dénudage médiocre, des brins coupés, des embouts desserrés, des embouts trop sertis, de l'isolant sous la bride ou des brins errants peuvent tous créer des défaillances qui apparaîtront plus tard sous forme de chaleur ou de défauts intermittents.
Utiliser une technologie de connexion inadaptée
Les bornes à vis, à ressort et à insertion directe sont toutes valides, mais elles ne sont pas interchangeables dans toutes les applications. Une machine soumise à de fortes vibrations, une armoire API à haute densité et un simple point de jonction électrique peuvent nécessiter des logiques de connexion différentes.
5. Traiter les bornes de terre comme des bornes normales
Les bornes de protection de terre ont une fonction de sécurité. Elles doivent être sélectionnées, installées et marquées en tant que composants de mise à la terre, et non improvisées à partir de bornes de passage génériques.
6. Oublier les ponts et les accessoires
Les ponts, cavaliers, plaques d'extrémité, séparateurs, repères, fiches de test et butées d'arrêt font partie intégrante du système de borniers. Un bornier peut être approprié, mais l'installation peut néanmoins échouer si le courant du pont, l'espacement ou la compatibilité des accessoires ne sont pas corrects.
7. Mélanger des familles de produits sans vérifier la compatibilité
Les borniers, ponts, repères, plaques d'extrémité et cavaliers sont souvent spécifiques à un système. Mélanger des pièces visuellement similaires provenant de familles différentes peut entraîner un mauvais ajustement mécanique, des parties conductrices exposées ou un pontage peu fiable.
8. Utiliser des borniers pour circuit imprimé pour la distribution de puissance au niveau du tableau
Les borniers pour circuit imprimé sont conçus en fonction des contraintes liées aux cartes électroniques. Ils ne doivent pas être utilisés comme substituts aux bornes de puissance montées sur panneau ou aux blocs de distribution, à moins que la conception complète de la carte et du boîtier ne supporte cette fonction.
Méthode de sélection étape par étape des borniers
Étape 1 : Définir la fonction du circuit
Identifier si le circuit est destiné à la puissance, au contrôle, au signal, à la terre (PE), au test, aux fusibles, au sectionnement, aux capteurs ou à la distribution. Le type de bornier dépend de la fonction du circuit.
Étape 2 : Confirmer les caractéristiques électriques
Vérifier la tension de service, le courant, la tension de tenue aux chocs, les exigences d'isolation et le contexte de court-circuit ou de courant nominal de court-circuit (SCCR) le cas échéant.
Étape 3 : Confirmer les détails des conducteurs
Vérifier la section du conducteur, la classe du conducteur, la compatibilité cuivre ou aluminium, l'exigence d'embout, la longueur de dénudage et le nombre de conducteurs par point de serrage.
Étape 4 : Sélectionner la technologie de connexion
Adaptez le type de raccordement (à vis, à ressort, enfichable, à goujon, IDC ou pour circuit imprimé) au processus d'installation, au niveau de vibration, au plan de maintenance et au type de conducteur.
Étape 5 : Vérification des matériaux et de l'environnement
Examinez la chaleur, l'humidité, la condensation, l'exposition aux produits chimiques, l'exposition aux UV, la corrosion, les vibrations et le degré de pollution.
Étape 6 : Vérification des normes et de la documentation
Confirmez la fiche technique, les documents de certification et les exigences du projet. Ne vous fiez pas à l'apparence du catalogue ou à des déclarations génériques.
Étape 7 : Confirmation des accessoires et de la disposition
Vérifiez les ponts de liaison, les repères, les flasques d'extrémité, les séparateurs, les butées d'arrêt, les fiches de test, l'espace de courbure des fils et l'accès pour la maintenance.
Liste de contrôle pour la sélection du bornier
Utilisez cette liste de contrôle avant de valider la conception d'un tableau ou d'acheter des borniers pour la production.
| Élément de contrôle | Condition de réussite |
|---|---|
| Fonction du circuit | Le type de borne correspond à la fonction de puissance, de commande, de terre (PE), de fusible, de sectionnement, de test ou de signalisation |
| Note actuelle | Le courant nominal est adéquat compte tenu des conditions réelles de câblage, de groupement et d'enveloppe |
| Tension nominale | La tension nominale et les données de tenue aux chocs correspondent au circuit et à l'environnement |
| Ligne de fuite / distance d'isolement | L'espacement correspond aux hypothèses de tension, de degré de pollution et de matériau |
| Section de conducteur | La borne accepte la taille et le type de conducteur exacts |
| Embouts | L'utilisation d'embouts correspond à la fiche technique de la borne |
| Matériau | Le boîtier et les parties conductrices répondent aux exigences en matière de chaleur, de vibration, de corrosion et d'inflammabilité |
| Montage | Le montage sur rail DIN, circuit imprimé, panneau ou base est adapté à la disposition de l'équipement |
| Accessoires | Les ponts, plaques d'extrémité, repères et accessoires de test sont compatibles |
| Normes | Les approbations IEC, UL, CSA ou spécifiques au projet requises sont vérifiées |
| Maintenance | Les bornes peuvent être étiquetées, testées, inspectées et remplacées si nécessaire |
FAQ
Comment choisir la bonne taille de bornier ?
Choisissez la taille du bornier en fonction de la section du conducteur, du courant nominal, de la tension nominale, de la largeur du bornier, de l'espace de montage et des exigences en matière d'accessoires. Ne vous basez pas uniquement sur le diamètre du fil. Le bornier doit également correspondre au type de conducteur, à l'utilisation d'embouts, aux distances d'isolement et à l'environnement du tableau.
Quelle est la caractéristique nominale la plus importante sur un bornier ?
La caractéristique la plus importante dépend du circuit. Pour les circuits de puissance, le courant nominal, la tension nominale, la taille du conducteur, l'élévation de température et les distances d'isolement sont critiques. Pour les circuits de protection de terre, la fonction de mise à la terre et la conformité aux normes sont essentielles. Pour les borniers de circuit imprimé, le pas, la disposition de la carte et les limites des joints de soudure deviennent importants.
Les borniers à vis sont-ils meilleurs que les borniers à ressort ?
Aucun n'est universellement meilleur. Les borniers à vis sont familiers et robustes lorsqu'ils sont installés avec le couple de serrage approprié. Les borniers à ressort sont performants dans les applications sujettes aux vibrations car ils maintiennent la force de serrage sans nécessiter de couple de serrage. Le meilleur choix dépend du courant, du type de conducteur, des vibrations, de la maintenance et du processus d'installation.
Les fils multibrins nécessitent-ils des embouts dans les borniers ?
Les fils souples et extra-souples bénéficient souvent d'embouts, et de nombreux borniers à insertion directe (push-in) exigent des embouts pour les conducteurs multibrins. La fiche technique du bornier doit être consultée car les règles relatives aux embouts diffèrent selon la conception du bornier et la classe du conducteur.
Puis-je insérer deux fils dans une seule ouverture de bornier ?
Uniquement si le bornier est spécifiquement homologué pour deux conducteurs dans ce point de serrage. Si la fiche technique ne l'autorise pas, utilisez plutôt un pont de liaison approprié, un bornier de répartition ou un bloc de distribution de puissance.
Quel est le meilleur matériau pour les borniers ?
Il n'existe pas de matériau unique idéal. Le PA66 et les plastiques techniques similaires sont courants pour les borniers industriels, le PBT peut être utile lorsque la stabilité dimensionnelle est importante, et la céramique est utilisée pour les applications à haute température. Le choix du matériau doit correspondre à la température, à l'isolation, au comportement au feu, à la résistance mécanique et à l'exposition environnementale.
Quelle est la différence entre un bornier et un bloc de distribution de puissance ?
Un bornier assure principalement le raccordement organisé des conducteurs et la connexion des circuits. Un bloc de distribution de puissance est conçu pour diviser un conducteur d'alimentation entrant en plusieurs conducteurs sortants. Ils se ressemblent, mais ne sont pas toujours interchangeables en termes de caractéristiques nominales, d'homologations ou de conception de tableau.
Quelles normes s'appliquent aux borniers ?
Les références courantes incluent la norme IEC 60947-7-1 pour les borniers destinés aux conducteurs en cuivre, la norme IEC 60947-7-2 pour les borniers de protection, la norme IEC 60947-7-3 pour les borniers à fusible le cas échéant, et la norme UL 1059 dans les contextes nord-américains. Les tableaux industriels peuvent également devoir prendre en compte des exigences au niveau du tableau telles que la norme UL 508A.
Conclusion
Un bornier doit être sélectionné comme faisant partie intégrante du système électrique, et non comme un petit accessoire choisi à la fin du projet. Le bon choix dépend de la fonction du circuit, de la méthode de connexion, du courant, de la tension, de la section des fils, du type de conducteur, de l'espacement d'isolation, du matériau, de la méthode de montage, des normes et des besoins de maintenance.
Pour les clients VIOX, l'approche pratique la plus sûre consiste à définir d'abord la fonction du câblage, puis à vérifier les caractéristiques nominales et la documentation, et seulement ensuite à comparer la vitesse d'installation, le coût et les accessoires. Cet ordre permet d'éviter les problèmes de borniers les plus courants : connexions surchauffées, mauvaise tenue des fils, échecs d'inspection et maintenance désordonnée des tableaux.
