Resposta Rápida: Como escolher o bloco de terminais correto?
Escolha um bloco de terminais combinando o função do circuito, método de conexão, corrente nominal, tensão nominal, bitola do fio, tipo de condutor, material da carcaça, método de montageme normas exigidas. Um bloco de terminais não é selecionado apenas porque o fio cabe na abertura. Ele deve manter uma pressão de contato estável, baixa resistência de contato, distâncias de escoamento e isolamento adequadas, aumento de temperatura seguro e um layout de fiação funcional sob as condições reais do painel ou equipamento.
Para a maioria dos painéis de controle industrial, a sequência prática é:
- Definir a função do circuito: potência, controle, sinal, terra de proteção, fusível, seccionamento, teste ou distribuição.
- Confirmar a seção do condutor em mm² ou AWG, classe do condutor, diâmetro da isolação e requisitos de terminal ilhó.
- Verifique a corrente nominal, a tensão nominal, a tensão suportável de impulso, a faixa de condutores e os dados de elevação de temperatura na folha de dados.
- Selecione a tecnologia de conexão: parafuso, mola, push-in, barreira, placa de circuito impresso (PCB), pino ou conexão por deslocamento de isolamento.
- Verifique as normas relevantes, tais como IEC 60947-7-1, IEC 60947-7-2, UL 1059, e os requisitos de nível de painel, tais como UL 508A onde aplicável.
- Verifique os acessórios: jumpers, pontes, marcadores, placas terminais, separadores, plugues de teste e terminais de fixação.
Se o bloco de terminais for utilizado dentro de um painel de controle, trate-o como parte do sistema de cabeamento e não como um pequeno acessório. Muitas falhas de campo atribuídas a “cabeamento ruim” começam com o bloco de terminais incorreto, preparação inadequada do condutor ou incompatibilidade entre a classificação do terminal e as condições reais de instalação.
Tabela de Seleção de Blocos de Terminais
| Fator de seleção | O que verificar | Por que é importante |
|---|---|---|
| Tipo de bloco de terminais | Passagem, PE/terra, fusível, seccionamento, teste, barreira, placa de circuito impresso (PCB), distribuição, multinível | Determina a função do circuito e o layout da cablagem |
| Método de conexão | Parafuso, mola, push-in, pino/parafuso, IDC | Afeta a velocidade de cablagem, resistência à vibração, manutenção e preparação do condutor |
| Corrente nominal | Classificação da folha de dados sob condições de teste declaradas | Previne o aumento excessivo de temperatura |
| Tensão nominal | Tensão de trabalho, tensão de isolamento, tensão suportável de impulso | Previne a falha de isolamento e o arco elétrico |
| Linha de fuga e distância de escoamento | Espaçamento, grau de poluição, grupo de material | Determina a adequação do isolamento para o ambiente |
| Faixa de bitola do condutor | Faixa em mm²/AWG, compatibilidade com condutores rígidos/encordoados/flexíveis | Garante que o condutor seja fixado corretamente |
| Requisito de terminal ilhó | Especialmente para condutores flexíveis e extraflexíveis | Evita danos aos fios e inserção incorreta |
| Material da caixa | PA66, PBT, PC, cerâmica, termofixo ou material especial | Afeta a resistência ao calor, comportamento à chama, isolamento e adequação ao ambiente |
| Peças metálicas | Liga de cobre, latão, revestimento, geometria do terminal | Afeta a condutividade, resistência à corrosão e estabilidade de contato |
| Método de montagem | Trilho DIN, PCB, painel, base, barramento, montagem por parafuso | Determina a integração mecânica e a facilidade de manutenção |
| Normas e aprovações | IEC, UL, CSA, ATEX/IECEx quando necessário | Reduz o risco de inspeção e conformidade |
Para uma referência ampla de produtos, consulte a gama de produtos bloco de terminais VIOX. Para uma seleção específica de trilhos DIN, utilize o guia mais detalhado sobre como selecionar blocos terminais montados em trilho DIN.
O que é um bloco terminal?
Um bloco terminal é um dispositivo de conexão eletromecânica isolado usado para terminar, unir, distribuir ou organizar condutores. Em vez de torcer fios ou fazer emendas permanentes, cada condutor é inserido em uma estrutura de fixação definida. O bloco terminal proporciona retenção mecânica, continuidade elétrica, isolamento entre circuitos e um ponto de cabeamento claro para inspeção ou manutenção.
Um bloco terminal típico possui três partes funcionais:
| Parte | Função |
|---|---|
| Carcaça isolante | Separa circuitos adjacentes e suporta a estrutura condutora |
| Elemento condutor de corrente | Fornece o caminho elétrico entre condutores |
| Mecanismo de fixação | Mantém o condutor contra o elemento condutor com pressão de contato estável |
Em painéis industriais, os blocos terminais formam a fronteira entre a fiação de campo e a fiação interna do painel. Eles ajudam os técnicos a identificar circuitos, isolar sinais, testar conexões, distribuir potenciais comuns e realizar manutenção na fiação sem interferir em todo o conjunto.
Tipos de blocos terminais por função
Blocos de Terminais de Passagem
Blocos terminais de passagem conectam um condutor de um lado a outro condutor no lado oposto. São o tipo de terminal mais comum em painéis de controle, máquinas e equipamentos de automação predial.
Utilize-os para:
- Cablagem de campo para cablagem de controlo interna
- Circuitos de sinal e sensores
- Distribuição de tensão de controlo
- Terminais de ligação padrão
- Pontos de ligação geral fio-a-fio
São simples, compactos e fáceis de identificar. Os principais pontos de seleção são a secção do condutor, a corrente nominal, a tensão nominal, a largura do terminal, a compatibilidade com pontes de ligação e o sistema de marcação.
Blocos de terminais de terra e proteção (PE)
Os blocos terminais de aterramento conectam condutores de proteção ao trilho DIN ou ao sistema de aterramento. Na terminologia IEC, os blocos terminais de condutores de proteção são tratados separadamente dos blocos de passagem padrão, comumente sob IEC 60947-7-2.
Utilize-os quando:
- Os condutores de aterramento do equipamento devem ser conectados ao aterramento do painel
- Circuitos PE necessitam de identificação clara
- A continuidade do aterramento deve ser mecanicamente confiável
- A identificação do condutor de proteção verde/amarelo for necessária
Não trate um terminal de passagem normal como um terminal de terra de proteção, a menos que o produto seja projetado e marcado para essa função.
Blocos de Terminais de Fusível
Os blocos terminais com fusível integram um porta-fusível ao corpo do terminal. Eles são frequentemente usados para circuitos de controle, proteção de sinal, circuitos de baixa potência e proteção de derivação dentro de painéis de controle.
Verificar:
- Formato e corrente nominal do fusível
- Corrente e tensão nominal do bloco de terminais
- Dissipação de calor quando múltiplos blocos de fusíveis são instalados lado a lado
- Tensão da lâmpada indicadora, caso um indicador de fusível queimado esteja incluído
- Acesso para substituição após a cablagem do painel
Blocos de terminais com fusível não devem ser tratados como terminais de passagem genéricos. O fusível, o terminal, a cablagem e a proteção a montante devem funcionar em conjunto.
Blocos de terminais de seccionamento e teste
Blocos de terminais de seccionamento, seccionamento por lâmina e teste permitem que um circuito seja isolado ou medido sem a remoção de condutores. São úteis em instrumentação, circuitos de transformadores de corrente, loops de sinal e pontos de comissionamento.
Utilize-os quando os técnicos precisarem de:
- Isolar um sinal para testes
- Inserir um medidor ou plugue de teste
- Comissionar um loop sem necessidade de recabeamento
- Separar a fiação de campo dos circuitos internos
O foco da seleção não é apenas a corrente nominal. Inclui também a compatibilidade com acessórios de teste, método de isolamento seguro, etiquetagem e acesso para manutenção.
Bornes de vários níveis
Blocos terminais de múltiplos níveis empilham dois ou mais circuitos independentes verticalmente em um único corpo de terminal. São úteis quando o espaço no painel é limitado ou quando circuitos relacionados devem ser agrupados.
Os usos comuns incluem:
- Fiação de sensores com alimentação, sinal e retorno
- Cablagem de CLP compacto
- Circuitos de controlo emparelhados
- Terminação de cabos de campo de múltiplos condutores
O risco é a facilidade de manutenção. Disposições densas de terminais economizam espaço no trilho DIN, mas devem ainda deixar espaço para a curvatura dos fios, identificação, sondagem e substituição.
Blocos de terminais de barreira
Os blocos de terminais de barreira utilizam barreiras de isolamento elevadas entre as posições dos terminais e são normalmente montados diretamente em painéis ou bases de equipamentos. São frequentemente utilizados onde a separação clara, parafusos maiores e acesso simples para manutenção são mais importantes do que a densidade modular do trilho DIN.
Utilize-os para:
- Equipamento AVAC
- Pontos de junção de equipamentos
- Substituição de painéis legados
- Cablagem de potência onde o trilho DIN não é utilizado
- Aplicações onde a separação visual é útil
Blocos de barreira não são automaticamente melhores para alta tensão ou alta corrente. A sua adequação real depende das classificações do produto, espaçamento, material de isolamento, design de terminação e certificação.
Blocos de terminais para PCB
Blocos de terminais para PCB conectam a fiação externa a uma placa de circuito impresso. Eles são selecionados pelo passo, classificação de corrente, classificação de tensão, método de soldagem, faixa de condutores, design plugável e restrições mecânicas ao nível da placa.
Utilize-os para:
- Fontes de alimentação
- Placas de controle
- Interfaces de sensores
- Módulos de E/S
- Pequenos dispositivos de automação
Blocos de terminais para PCB não devem ser selecionados como blocos de terminais de painel. A espessura do cobre da placa, a largura da trilha, o estresse da junta de solda, a linha de fuga, o afastamento e as forças mecânicas de tração tornam-se parte do projeto. Para decisões de espaçamento em PCB, o guia da VIOX para passo do bloco de terminais de 2,54 mm a 10 mm é um companheiro útil.
Blocos de Distribuição de Energia
Blocos de distribuição de energia dividem um condutor de entrada em múltiplos condutores de saída. Eles estão relacionados aos blocos de terminais, mas nem sempre são avaliados ou aplicados da mesma forma.
Utilize um bloco de distribuição de energia quando o projeto necessitar de:
- Um alimentador distribuído para múltiplas derivações
- Distribuição de corrente mais elevada
- Múltiplos tamanhos de condutores de saída
- Organização clara de alimentador para derivação
Utilize blocos de terminais quando o objetivo for a terminação circuito a circuito, etiquetagem, agrupamento ou cablagem de controlo modular. Para a diferença, consulte o guia da VIOX sobre blocos de distribuição de energia.
Tipos de blocos terminais por método de conexão
Blocos de terminais de parafuso
Blocos terminais de parafuso utilizam um grampo acionado por parafuso ou placa de pressão para fixar o condutor. Eles continuam sendo amplamente utilizados por serem familiares, econômicos e adequados para muitos circuitos de potência e controle.
Eles são uma boa opção quando:
- O instalador pode aplicar o torque especificado
- A fiação não é alterada com frequência
- A aplicação necessita de um sistema de fixação robusto e visível
- Condutores maiores ou circuitos de potência estão envolvidos
O risco principal não é o parafuso em si. O risco é o torque incorreto, fios danificados, uso incorreto de terminais ilhós, isolamento sob o grampo ou reaperto baseado em hábito em vez das instruções do fabricante.
Blocos de terminais com braçadeira de mola
Os blocos terminais de mola utilizam a força da mola para manter a pressão sobre o condutor. São frequentemente preferidos em aplicações sujeitas a vibração, pois a mola consegue manter uma pressão de contacto estável à medida que o condutor assenta ou sofre ciclos térmicos.
São uma boa opção para:
- Máquinas-ferramentas
- Equipamento de transporte
- Armários de controlo com vibração
- Aplicações onde o acesso para manutenção é limitado
- Painéis onde a qualidade consistente da terminação é importante
Os designs de mola reduzem a dependência do binário de aperto dos parafusos, mas ainda requerem uma preparação correta do condutor e uma profundidade de inserção adequada.
Bornes de encaixe
Os blocos terminais de inserção direta (push-in) permitem que condutores rígidos ou condutores flexíveis com ponteiras sejam inseridos diretamente no terminal. São populares na produção de painéis OEM porque reduzem o tempo de cablagem e suportam layouts de armários de alta densidade.
São uma boa opção para:
- Cablagens pré-fabricadas
- Cablagem de PLC e E/S
- Montagem de painéis de controlo de alto volume
- Cablagem de máquinas compactas
- Produção repetitiva onde a preparação de fios é padronizada
Para condutores de fios finos, ponteiras são frequentemente necessárias ou fortemente recomendadas, dependendo do design do terminal. A ficha técnica deve ser sempre consultada antes de assumir que um condutor flexível nu é aceitável.
Terminais de perno, parafuso e alta corrente
Terminais de perno ou parafuso são utilizados onde são necessários condutores maiores, terminais de olhal ou ligações de potência. São comuns na distribuição de energia, ligação à terra, sistemas de baterias e ligações de equipamentos de corrente mais elevada.
Verificar:
- Compatibilidade entre o tamanho do perno e o orifício do terminal de olhal
- Material e revestimento do terminal
- Torque de aperto exigido pelo fabricante
- Requisito de cobertura isolante ou proteção contra toque
- Espaçamento ao redor da conexão após a cablagem
Blocos de terminais IDC
Os terminais de conexão por deslocamento de isolante (IDC) perfuram o isolamento e entram em contato com o condutor sem a necessidade de decapagem convencional. São utilizados principalmente em sinais de baixa corrente, telecomunicações ou sistemas de conectores dedicados.
Os terminais IDC não devem ser utilizados para cablagem de potência geral, a menos que o produto seja especificamente projetado e classificado para esse fim.
Comparação de métodos de conexão
| Método de conexão | Principal vantagem | Risco principal | Aplicações ideais |
|---|---|---|---|
| Conexão por parafuso | Familiar, robusta, ampla faixa de condutores | Depende do torque correto e da preparação do fio | Circuitos de potência, cabeamento de campo, painéis gerais |
| Conexão por mola | Força de aperto estável sob vibração | Requer inserção correta e uso de ferramentas quando aplicável | Máquinas, transporte, painéis sujeitos a vibração |
| Push-in | Cabeamento rápido e alta densidade | Frequentemente requer terminais ilhós para condutores flexíveis | Painéis OEM, cabeamento de CLP, chicotes pré-fabricados |
| Prisioneiro/parafuso | Conexão mecânica de alta potência | Requer compatibilidade de terminal e torque | Distribuição de energia, baterias, aterramento, alimentadores |
| IDC | Terminação de baixa corrente muito rápida | Alcance limitado de condutores e aplicações | Cabeamento de sinal e comunicação |
Para uma decisão prática: use terminais de parafuso quando o torque controlado e a familiaridade de campo forem importantes, terminais de mola quando a vibração e a estabilidade de manutenção forem importantes, e terminais de encaixe (push-in) quando a velocidade de cabeamento em painéis de alto volume for importante.
Classificações que importam ao escolher blocos de terminais
Corrente Nominal
A corrente nominal indica quanta corrente o bloco de terminais pode conduzir sob condições específicas de teste e instalação. Não é uma garantia universal para todo layout de painel. A temperatura ambiente, o tamanho do condutor, o agrupamento, os jumpers, o calor do invólucro e dispositivos adjacentes que geram calor podem afetar o desempenho real.
Para circuitos de potência, confirme:
- Corrente nominal do bloco de terminais
- Bitola do condutor utilizada no teste de classificação
- Número de terminais adjacentes carregados
- Quaisquer notas de redução de potência (derating) na folha de dados
- Se jumpers ou pontes reduzem a corrente admissível
- Dados de elevação de temperatura, quando disponíveis
Se um terminal opera muito mais quente do que terminais adjacentes similares sob carga semelhante, o problema geralmente é a resistência de contato, a preparação do condutor ou sobrecarga local, e não apenas a classificação nominal. Guia da VIOX para superaquecimento de blocos terminais em painéis de controle explica este modo de falha com mais detalhe.
Tensão nominal
A tensão nominal está ligada ao projeto de isolamento, distância de fuga, distância de escoamento, resistência ao trilhamento do material e ambiente de instalação. Um bloco terminal que é seguro a uma determinada tensão num quadro de comando limpo pode não ser apropriado num ambiente de alta tensão poluído, húmido ou compacto.
Verificar:
- Tensão nominal de isolamento
- Tensão nominal de operação
- Tensão nominal de impulso suportável
- Requisitos de distância de fuga e escoamento
- Grau de poluição
- Categoria de sobretensão
- Pontes de ligação adjacentes e acessórios
Não selecione apenas pela etiqueta de tensão. Em painéis compactos, o espaçamento e os acessórios podem ser tão importantes quanto a tensão nominal impressa.
Tensão de impulso nominal suportável
A tensão nominal de impulso suportável descreve a capacidade do bloco terminal de suportar sobretensões transitórias curtas. Isto é importante em painéis ligados a sistemas de distribuição, cabos longos, cargas indutivas ou ambientes onde podem ocorrer picos de comutação.
O nível de resistência ao impulso necessário depende da categoria de instalação, da tensão do sistema e da norma aplicável. Para uma especificação publicável, não estime este valor. Utilize a folha de dados do bloco de terminais e a norma do projeto.
Linha de fuga e distância de isolamento
Liquidação é a distância mais curta através do ar entre partes condutoras. Ajuda a prevenir a formação de arco elétrico.
Distância de escoamento. é a distância mais curta ao longo da superfície do material isolante entre partes condutoras. Ajuda a prevenir o rastreamento através de superfícies contaminadas ou húmidas.
Ambas as distâncias são afetadas por:
- Tensão de trabalho
- Tensão de impulso
- Grau de poluição
- Grupo de material ou Índice de Resistência ao Seguimento (CTI)
- Altitude, quando relevante
- Acessórios como jumpers, tampas e separadores
Um bloco terminal compacto pode ter espaçamento adequado para um ambiente, mas não para outro. É por isso que o grau de poluição e o ambiente de instalação são importantes.
Grau de poluição
O grau de poluição descreve como a contaminação afeta o desempenho do isolamento. O conceito é usado na coordenação de isolamento IEC e é importante ao avaliar distâncias de escoamento e distâncias de isolamento.
| Grau de poluição | Condição típica | Interpretação prática |
|---|---|---|
| PD1 | Sem poluição ou apenas poluição seca e não condutora | Eletrônicos limpos e selados |
| PD2 | Poluição não condutora; pode ocorrer condensação temporária | Painéis de controle internos típicos |
| PD3 | Poluição condutiva ou poluição que se torna condutiva com a condensação | Ambientes industriais, externos, marítimos, com poeira ou umidade |
| PD4 | Poluição condutiva persistente | Ambientes abertos ou severos; geralmente requerem projeto especial |
A maioria das aplicações em painéis de controle não possui limpeza de laboratório. Se um painel estiver exposto a condensação, poeira, névoa salina ou contaminação condutiva do processo, o espaçamento dos blocos terminais e a seleção de materiais exigem mais atenção do que em um gabinete interno limpo.
Faixa de bitola do fio
A bitola do fio do bloco terminal é geralmente fornecida como uma faixa de seção transversal do condutor em mm² e/ou AWG. A gama listada pode diferir para condutores rígidos, flexíveis, extraflexíveis e com terminal.
Verificar:
- Secção transversal mínima e máxima do condutor
- Aprovação para condutores rígidos vs. flexíveis
- Compatibilidade com condutores extraflexíveis
- Tamanho do terminal e ajuste do colar isolante
- Número de condutores permitidos por ponto de aperto
- Requisito de comprimento de decapagem
- Diâmetro do isolamento
Nunca presuma que dois condutores podem ser inseridos em um terminal apenas porque eles se encaixam fisicamente. Muitos blocos terminais são classificados para um condutor por ponto de fixação, a menos que a folha de dados permita explicitamente múltiplos condutores.
Torque para Terminais de Parafuso
Para terminais de parafuso, o torque é uma instrução específica do fabricante, não um valor universal. O torque insuficiente pode criar alta resistência de contato. O torque excessivo pode danificar o parafuso, o grampo, o condutor ou a carcaça plástica.
Nota de campo: uma das falhas de terminal mais enganosas é uma conexão que parece apertada, mas que na verdade prendeu o isolamento, danificou os filamentos ou possui um terminal tubular mal assentado. O painel pode passar em uma inspeção visual rápida, mas a conexão aquece sob carga e torna-se intermitente após ciclos térmicos.
Utilize uma chave de torque calibrada quando necessário e siga a folha de dados do bloco terminal em vez de aplicar um valor de torque genérico.
Elevação de Temperatura
A elevação de temperatura é a diferença entre a temperatura de operação do terminal e a temperatura ambiente sob carga. Ela é influenciada pelo design do terminal, tamanho do condutor, resistência de contato, ventilação do invólucro, agrupamento e jumpers.
Ao selecionar blocos terminais para painéis de alta densidade:
- Evite colocar terminais de alta corrente diretamente ao lado de componentes eletrônicos de controle sensíveis ao calor.
- Verifique se os jumpers transportam a mesma corrente que o terminal.
- Evite que canaletas e tampas de fios retenham calor ao redor de terminais de alta carga.
- Compare terminais equivalentes sob carga semelhante durante o comissionamento, quando a inspeção térmica for viável.
- Aplique as curvas de redução de potência (derating) do fabricante em vez de confiar em uma margem de segurança fixa.
Contexto de Curto-Circuito e SCCR do Painel
Blocos de terminais usados em painéis de controle industrial também podem fazer parte da Classificação da corrente de curto-circuito (SCCR) avaliação de um painel. Em contextos de painéis norte-americanos, o SCCR do painel pode ser limitado por componentes do circuito de potência, incluindo blocos de terminais e blocos de distribuição de energia, dependendo da construção e do método de certificação.
Isso não significa que todo terminal de controle precise de uma marcação de SCCR alta. Significa que os componentes do circuito de potência devem ser revisados como parte do projeto do painel. Para o conceito mais amplo, consulte o guia da VIOX sobre Cálculo de SCCR e etiquetagem de painéis.
Dimensionamento de cabos e compatibilidade de condutores
A seleção do bloco terminal deve começar pelo condutor, não pela página do catálogo de terminais. O material do condutor, a classe de encordoamento, a seção transversal, o diâmetro do isolamento, o terminal ilhós e o espaço de curvatura determinam se a conexão pode ser feita corretamente.
| Detalhes de cabeamento | O que verificar |
|---|---|
| Secção transversal do condutor | O terminal aceita o tamanho real em mm²/AWG |
| Tipo de condutor | Sólido, encordoado, flexível, extraflexível ou com terminal ilhós |
| Ajuste da ponteira | O corpo da ponteira e o colar plástico encaixam na abertura do terminal |
| Comprimento da tira | Compatível com os requisitos da folha de dados |
| Diâmetro do isolamento | Não impede a inserção total do condutor |
| Número de condutores | Um ou múltiplos condutores apenas se permitido |
| Cobre ou alumínio | Utilizar apenas se o terminal for classificado para o material do condutor |
| Raio de curvatura do condutor | Espaço suficiente no painel após a cablagem |
AWG e mm² não são equivalentes exatos
Os tamanhos de condutores AWG e métricos não se convertem em números redondos precisos. Um terminal especificado para um tamanho métrico não deve ser automaticamente considerado como compatível com o tamanho AWG mais próximo, e o inverso também é verdadeiro. A questão prática não é apenas a secção transversal do cobre, mas também o diâmetro do condutor, a construção dos fios, o diâmetro do isolamento, a forma da ponteira e a geometria de aperto.
Quando um projeto utiliza documentação mista IEC e norte-americana, verifique:
- A secção transversal real do condutor
- A gama de AWG e mm² especificada no terminal
- Se o terminal aceita condutores com ponteiras nesse tamanho
- Se o código do projeto ou a norma do painel controla o dimensionamento final do condutor
Condutores sólidos, encordoados e flexíveis (fine-stranded)
Condutores sólidos, condutores encordoados e condutores flexíveis comportam-se de forma diferente num terminal. A mesma secção transversal nominal pode ter um comportamento mecânico e características de inserção diferentes.
Para condutores flexíveis (fine-stranded):
- Utilize terminais ilhós (ferrules) onde exigido ou recomendado pelo fabricante do terminal.
- Confirme se o comprimento do corpo do terminal ilhós se ajusta à zona de aperto.
- Confirme se o colar isolante do terminal ilhós não bloqueia a inserção total.
- Utilize uma ferramenta de cravação e matriz adequadas.
Os terminais tubulares não tornam automaticamente qualquer fio aceitável. O terminal deve ser classificado para condutores com terminal tubular desse tamanho, e o terminal tubular deve ser cravado corretamente. Uma cravação deficiente do terminal tubular pode criar o mesmo risco de sobreaquecimento que uma seleção inadequada do terminal.
Condutores de Cobre vs. Alumínio
A maioria dos blocos de terminais de painéis de controlo é projetada para condutores de cobre. Os condutores de alumínio requerem terminais especificamente classificados para uso com alumínio ou cobre/alumínio, juntamente com a preparação adequada e práticas de antioxidante quando necessário.
Não instale condutores de alumínio num terminal exclusivo para cobre, mesmo que o encaixe imediato pareça aceitável. Diferenças no comportamento do material, formação de óxido e expansão térmica podem criar problemas de fiabilidade a longo prazo.
Materiais dos Blocos de Terminais
A seleção do material afeta o desempenho do isolamento, resistência mecânica, comportamento à chama, resistência ao calor, resistência química, estabilidade dimensional e envelhecimento a longo prazo.
Materiais da Carcaça
| Material | Papel típico | Notas de seleção |
|---|---|---|
| PA66 / poliamida | Invólucro comum para blocos de terminais industriais | Bom equilíbrio entre isolamento, tenacidade e processabilidade; verificar classificação de inflamabilidade, CTI e dados de temperatura |
| PBT | Estabilidade dimensional e isolamento elétrico | Útil onde a estabilidade à umidade, precisão ou resistência ao trilhamento elétrico são importantes |
| PC / policarbonato | Tampas, peças transparentes, invólucros selecionados | Útil onde a visibilidade ou resistência ao impacto são importantes; verificar exposição ao calor e produtos químicos |
| Cerâmica | Terminais de alta temperatura e resistentes ao calor | Utilizado onde invólucros de polímero podem não ser adequados |
| Materiais termofixos | Aplicações de alta temperatura e estabilidade dimensional | Utilizado em projetos selecionados de energia ou ambientes agressivos |
O PA66 é comum em blocos de terminais industriais, mas o grau é importante. O preenchimento com fibra de vidro, o sistema retardante de chama, o CTI, o comportamento à umidade e a qualidade da moldagem podem alterar o desempenho. O PBT pode ser preferido onde a estabilidade dimensional ou o comportamento à umidade forem críticos. A cerâmica é geralmente reservada para ambientes de alta temperatura onde invólucros de polímero não são apropriados.
Para fiação de alta temperatura, blocos de terminais de cerâmica devem ser avaliados separadamente. A VIOX possui um guia dedicado sobre como selecionar o bloco de terminais de cerâmica correto.
Partes condutoras
O caminho condutor pode utilizar liga de cobre, latão, cobre ou outros materiais condutores com revestimento apropriado. O material exato e o tratamento de superfície afetam a condutividade, o comportamento à corrosão, a estabilidade de contato e a manufaturabilidade.
| Material ou tratamento | Por que é importante |
|---|---|
| Liga de cobre ou latão | Equilíbrio comum entre condutividade, resistência mecânica e manufaturabilidade |
| Elemento de barramento de cobre | Útil onde são necessárias menor resistência e maior capacidade de corrente |
| Estanhagem | Tratamento de superfície comum para resistência à oxidação e comportamento de contato estável |
| Níquel ou outro revestimento | Pode ser utilizado onde a resistência à corrosão é importante |
| Hardware de aço inoxidável | Pode ser relevante para ambientes corrosivos ou marítimos |
Não considere o metal brilhante como prova de desempenho. A geometria do contato, a força de aperto, a qualidade do revestimento, o comportamento de elevação de temperatura e a resistência à corrosão são frequentemente mais importantes do que a aparência.
O que os compradores devem solicitar
Para avaliação de engenharia ou compras, solicite:
- Dados de corrente e tensão nominais
- Faixa de condutores para cada tipo de condutor
- Informações sobre compatibilidade com terminais ilhós
- Informações sobre o material da carcaça e comportamento à chama
- Dados de CTI ou grupo de material, quando relevante
- Dados de elevação de temperatura, quando disponíveis
- Documentação de certificação ou teste exigida para o projeto
- Classificações de corrente para jumpers e acessórios
Standards and Compliance
As normas para blocos terminais dependem do tipo de produto, mercado e contexto de instalação. As normas a seguir são comumente encontradas, mas o requisito exato depende do projeto.
| Norma ou requisito | Onde é relevante |
|---|---|
| IEC 60947-7-1 | Blocos terminais para condutores de cobre em contextos de painéis de baixa tensão e equipamentos de controle |
| IEC 60947-7-2 | Blocos terminais de condutor de proteção |
| IEC 60947-7-3 | Blocos terminais com fusível, quando aplicável |
| UL 1059 | Blocos terminais em contextos de avaliação de produtos norte-americanos |
| UL 508A | Contexto de construção de painéis de controle industrial nos Estados Unidos |
| EN 60715 | Dimensões do perfil do trilho DIN |
| Normas CSA | Requisitos do mercado canadense |
| ATEX / IECEx | Aplicações em atmosferas perigosas ou explosivas |
| Classe de inflamabilidade UL 94 | Referência de inflamabilidade de material para componentes plásticos |
O ponto importante não é listar o maior número possível de normas. O ponto importante é adequar o bloco terminal ao painel, máquina, mercado e requisitos de inspeção reais. Um bloco terminal pode ser tecnicamente bem fabricado, mas ainda assim inadequado se não possuir a documentação exigida pelo projeto.
Para erros comuns de aprovação, consulte o guia da VIOX sobre certificações de blocos terminais e erros de seleção.
Adequando Blocos Terminais às Aplicações
Painéis de controlo industrial
Painéis de controle industrial geralmente necessitam de blocos terminais para trilho DIN, identificação clara, compatibilidade com jumpers, separação entre circuitos de potência e controle, e acesso confiável para cabeamento de campo.
Melhor ajuste:
- Terminais de passagem para cabeamento de campo
- Terminais PE para aterramento
- Terminais com fusível e seccionáveis para circuitos de controle
- Terminais de mola ou push-in para painéis OEM de alta densidade
- Terminais de parafuso ou de potência onde correntes mais elevadas e a familiaridade do instalador são importantes
Cabeamento de Máquinas
O cabeamento de máquinas frequentemente enfrenta vibração, ciclos térmicos e restrições de acesso para manutenção. A tecnologia de mola ou push-in pode reduzir a variabilidade da fiação, enquanto os terminais de parafuso ainda podem ser adequados quando o controle de torque é mantido.
A seleção do terminal deve estar alinhada com as condições de serviço da máquina, e não apenas com a preferência de cabeamento da oficina.
HVAC e Equipamentos Prediais
Equipamentos de HVAC podem utilizar blocos de barreira, terminais para trilho DIN, terminais para PCI ou blocos de distribuição de energia, dependendo do projeto do equipamento.
Verificar:
- Separação entre tensão de controle e tensão de potência
- Corrente do circuito do compressor e do ventilador
- Acessibilidade para manutenção em campo
- Clareza na marcação
- Calor no interior do invólucro
CLP, Sensores e Circuitos de Sinal
Os circuitos de sinal priorizam a densidade, rotulagem, blindagem e facilidade de manutenção. Terminais de múltiplos níveis, terminais de sensores, terminais de seccionamento e terminais de teste podem reduzir o espaço no painel e simplificar a resolução de problemas.
Para sinais analógicos e circuitos de baixo nível, considere o roteamento, a blindagem, o aterramento e a separação de circuitos de potência ruidosos.
Energia Renovável e Sistemas CC
Caixas de junção solar, sistemas de baterias e equipamentos de controle em CC podem exigir blocos de terminais com classificação de tensão CC, espaçamento de isolamento, comportamento de material e resistência ambiental adequados. Sistemas CC também exigem atenção extra à polaridade, coordenação de isolamento, calor e acesso para manutenção.
Não presuma que um arranjo de terminais com classificação CA seja automaticamente adequado para um conjunto de CC de tensão mais alta. Verifique a ficha técnica do bloco de terminais e o projeto completo do invólucro.
Ambientes Marítimos, de Transporte e Hostis
Aplicações marítimas e de transporte frequentemente combinam vibração, corrosão, umidade, ciclos de temperatura e requisitos rigorosos de documentação. Terminais de mola, tratamentos de superfície resistentes à corrosão e um projeto de invólucro apropriado podem ser mais importantes do que o menor custo do componente.
Para questões de conexão específicas do setor marítimo, consulte o guia da VIOX para Conexões resistentes à corrosão para blocos de terminais marítimos.
Distribuição de energia
A distribuição de energia requer maior capacidade de condutores, espaçamento adequado, desempenho térmico e, possivelmente, avaliação de SCCR. Não force um bloco de terminais pequeno em uma função de distribuição de alimentador quando um bloco de distribuição ou sistema de barramento adequado for necessário.
Para decisões em nível de arquitetura, o artigo VIOX sobre barras de barramento vs blocos de terminais ajuda a esclarecer o limite.
Aplicações de alta temperatura
Aplicações de alta temperatura podem exigir blocos de terminais de cerâmica ou especiais. Exemplos comuns incluem equipamentos de aquecimento, fornos, aquecedores industriais e ambientes onde as carcaças de polímero podem envelhecer rapidamente.
A seleção deve verificar a temperatura do isolamento do condutor, o material do corpo do terminal, a linha de fuga/distância de isolamento e o ambiente de montagem em conjunto.
Erros comuns na seleção de blocos de terminais
1. Selecionar apenas pela classificação de corrente
Uma classificação de corrente sem tensão, tamanho do fio, largura do terminal, condições de aumento de temperatura e contexto de instalação está incompleta. Um bloco terminal que parece adequado no papel pode superaquecer se o condutor estiver subdimensionado, o jumper estiver sobrecarregado ou o painel tiver uma dissipação de calor deficiente.
Ignorar distâncias de escoamento (creepage), folgas (clearance) e grau de poluição.
Um bloco terminal usado em um gabinete interno limpo e um bloco terminal usado em um invólucro industrial úmido podem exigir diferentes premissas de isolamento. Condensação, poeira, névoa salina ou poluição condutiva podem transformar uma margem de projeto confortável em um risco de trilhamento elétrico.
Ignorar a preparação do fio.
Muitas falhas em terminais começam antes mesmo de o fio ser inserido. Decapagem inadequada, fios cortados, terminais ilhós soltos, terminais ilhós excessivamente crimpados, isolamento sob o grampo ou fios soltos podem criar falhas que aparecem posteriormente como calor ou falhas intermitentes.
Usar a tecnologia de conexão errada.
Terminais de parafuso, mola e push-in são todos válidos, mas não são intercambiáveis em todas as aplicações. Uma máquina com alta vibração, um painel de CLP de alta densidade e um ponto de junção de energia simples podem exigir lógicas de conexão diferentes.
Tratar terminais de aterramento como terminais comuns.
Os terminais de terra de proteção possuem uma função de segurança. Eles devem ser selecionados, instalados e marcados como componentes de aterramento, não improvisados a partir de terminais de passagem genéricos.
6. Esquecer Jumpers e Acessórios
Jumpers, pontes, tampas finais, separadores, marcadores, plugues de teste e suportes finais fazem parte do sistema de blocos terminais. Um terminal pode estar correto, mas a instalação ainda pode falhar se a corrente do jumper, o espaçamento ou a compatibilidade dos acessórios estiverem incorretos.
7. Misturar Famílias de Produtos Sem Verificar o Encaixe
Blocos terminais, jumpers, marcadores, placas finais e pontes são frequentemente específicos do sistema. Misturar peças visualmente semelhantes de famílias diferentes pode criar um encaixe mecânico precário, partes condutoras expostas ou pontes não confiáveis.
8. Usar Blocos Terminais de PCB para Distribuição de Energia em Nível de Painel
Blocos terminais de PCB são projetados em torno de restrições de nível de placa. Eles não devem ser usados como substitutos para terminais de potência montados em painel ou blocos de distribuição, a menos que todo o projeto da placa e do invólucro suporte essa função.
Método Passo a Passo para Seleção de Blocos Terminais
Passo 1: Definir a função do circuito
Identifique se o circuito é de potência, controle, sinal, PE, teste, fusível, seccionamento, sensor ou distribuição. O tipo de terminal segue a função do circuito.
Passo 2: Confirmar as especificações elétricas
Verifique a tensão de operação, corrente, tensão suportável de impulso, requisitos de isolamento e o contexto de curto-circuito ou SCCR, quando relevante.
Passo 3: Confirmar os detalhes do condutor
Verifique a seção do condutor, classe do condutor, compatibilidade com cobre ou alumínio, necessidade de terminal ilhó, comprimento de decapagem e número de condutores por ponto de conexão.
Passo 4: Selecionar a tecnologia de conexão
Combine a conexão por parafuso, mola, push-in, prisioneiro, IDC ou placa de circuito impresso (PCB) com o processo de instalação, nível de vibração, plano de manutenção e tipo de condutor.
Passo 5: Verificar materiais e ambiente
Analisar calor, umidade, condensação, exposição química, exposição a UV, corrosão, vibração e grau de poluição.
Passo 6: Verificar normas e documentação
Confirmar a ficha técnica, documentos de certificação e requisitos do projeto. Não confiar na aparência do catálogo ou em alegações genéricas.
Passo 7: Confirmar acessórios e layout
Verificar jumpers, marcadores, tampas finais, separadores, batentes de trilho, plugues de teste, espaço para curvatura de fios e acesso para manutenção.
Lista de verificação da seleção de blocos de terminais
Utilize esta lista de verificação antes de liberar o projeto de um painel ou adquirir blocos terminais para produção.
| Item de verificação | Condição de aprovação |
|---|---|
| Função do circuito | O tipo de terminal corresponde à função de potência, controle, PE, fusível, seccionamento, teste ou sinal |
| Classificação atual | A corrente nominal é adequada sob condições reais de cabeamento, agrupamento e invólucro |
| Tensão nominal | A tensão nominal e os dados de impulso atendem ao circuito e ao ambiente |
| Linha de fuga/distância de isolamento | O espaçamento corresponde à tensão, grau de poluição e premissas de material |
| Bitola do condutor | O terminal aceita o tamanho e o tipo exatos do condutor |
| Terminais de Compressão | O uso de terminais ilhós corresponde à folha de dados do borne |
| Material | O invólucro e as partes condutoras atendem aos requisitos de calor, vibração, corrosão e chama |
| Montagem | A montagem em trilho DIN, PCB, painel ou base adapta-se ao layout do equipamento |
| Acessórios | Jumpers, tampas finais, marcadores e acessórios de teste são compatíveis |
| Normas | As aprovações exigidas pela IEC, UL, CSA ou do projeto foram verificadas |
| Manutenção | Os bornes podem ser etiquetados, testados, inspecionados e substituídos quando necessário |
FAQ
Como escolho o tamanho correto do bloco de terminais?
Escolha o tamanho do bloco de terminais pela seção transversal do condutor, corrente nominal, tensão nominal, largura do terminal, espaço de montagem e requisitos de acessórios. Não escolha apenas pelo diâmetro do fio. O terminal também deve corresponder ao tipo de condutor, uso de ilhós, espaçamento de isolamento e ao ambiente do painel.
Qual é a classificação mais importante em um bloco de terminais?
A classificação mais importante depende do circuito. Para circuitos de potência, a corrente nominal, a tensão nominal, a seção do condutor, a elevação de temperatura e o espaçamento de isolamento são críticos. Para circuitos de proteção (terra), a função de aterramento e a conformidade com as normas são críticas. Para terminais de placa de circuito impresso (PCB), o passo (pitch), o layout da placa e os limites da solda tornam-se importantes.
Blocos de terminais com parafuso são melhores do que blocos de terminais com mola?
Nenhum é universalmente melhor. Terminais com parafuso são familiares e robustos quando instalados com o torque correto. Terminais com mola são robustos em aplicações sujeitas a vibração, pois mantêm a força de aperto sem a necessidade de torque de parafuso. A melhor escolha depende da corrente, do tipo de condutor, da vibração, da manutenção e do processo de instalação.
Fios flexíveis (encordoados) precisam de terminais ilhós em blocos de terminais?
Fios flexíveis e extraflexíveis geralmente se beneficiam do uso de terminais ilhós, e muitos terminais de conexão rápida (push-in) exigem ilhós para condutores flexíveis. A folha de dados do terminal deve ser consultada, pois as regras para ilhós variam de acordo com o design do terminal e a classe do condutor.
Posso colocar dois fios em uma única entrada de um bloco de terminais?
Apenas se o bloco de terminais for especificamente classificado para dois condutores naquele ponto de conexão. Se a folha de dados não permitir, utilize um jumper adequado, um terminal de distribuição ou um bloco de distribuição de potência.
Qual é o melhor material para blocos de terminais?
Não existe um único material ideal. PA66 e plásticos de engenharia similares são comuns para blocos de terminais industriais, o PBT pode ser útil onde a estabilidade dimensional é importante, e a cerâmica é usada para aplicações de temperatura mais elevada. A escolha do material deve corresponder à temperatura, isolamento, comportamento à chama, resistência mecânica e exposição ambiental.
Qual é a diferença entre um bloco de terminais e um bloco de distribuição de energia?
Um bloco de terminais fornece principalmente a terminação organizada de condutores e a conexão de circuitos. Um bloco de distribuição de energia é projetado para dividir um condutor de entrada de energia em múltiplos condutores de saída. Eles se sobrepõem na aparência, mas nem sempre são intercambiáveis em termos de classificação, aprovação ou projeto de painel.
Quais normas se aplicam aos blocos de terminais?
As referências comuns incluem a IEC 60947-7-1 para blocos de terminais para condutores de cobre, IEC 60947-7-2 para blocos de terminais de condutores de proteção, IEC 60947-7-3 para blocos de terminais com fusível, quando aplicável, e a UL 1059 em contextos norte-americanos. Painéis industriais também podem precisar considerar requisitos de nível de painel, como a UL 508A.
Conclusão
Um bloco de terminais deve ser selecionado como parte do sistema elétrico, não como um pequeno acessório escolhido no final do projeto. A escolha correta depende da função do circuito, método de conexão, corrente, tensão, bitola do fio, tipo de condutor, espaçamento de isolamento, material, método de montagem, normas e necessidades de manutenção.
Para os clientes da VIOX, a abordagem prática mais segura é definir primeiro a função da fiação, depois verificar as classificações e a documentação, e só então comparar a velocidade de instalação, custo e acessórios. Essa ordem evita os problemas mais comuns com blocos de terminais: conexões superaquecidas, retenção deficiente de fios, falhas em inspeções e manutenção desorganizada do painel.
