Краткий ответ: как выбрать подходящую клеммную колодку?
Выбирайте клеммную колодку в соответствии с функцией цепи, способом подключения, номинальный ток, номинальное напряжение, сечением провода, типом проводника, материал корпуса, способ монтажа, и требуемые стандарты. Клеммная колодка выбирается не только исходя из того, что провод помещается в отверстие. Она должна обеспечивать стабильное контактное давление, низкое переходное сопротивление, достаточные пути утечки и воздушные зазоры, безопасный рост температуры и удобную компоновку проводки в реальных условиях эксплуатации панели или оборудования.
Для большинства промышленных панелей управления практическая последовательность действий такова:
- Определите функцию цепи: питание, управление, сигнал, защитное заземление, предохранитель, разъединение, тестирование или распределение.
- Подтвердите размер проводника в мм² или AWG, класс проводника, диаметр изоляции и требования к наконечникам.
- Проверьте номинальный ток, номинальное напряжение, импульсное выдерживаемое напряжение, диапазон сечений проводников и данные о превышении температуры в техническом паспорте.
- Выберите технологию подключения: винтовое, пружинное, push-in, барьерное, для печатных плат, шпилечное или врезное соединение (IDC).
- Проверьте соответствующие стандарты, такие как IEC 60947-7-1, IEC 60947-7-2, UL 1059, а также требования к уровню электрощита, такие как UL 508A где применимо.
- Проверьте аксессуары: перемычки, мостики, маркировку, торцевые пластины, разделители, тестовые штекеры и концевые фиксаторы.
Если клеммная колодка используется внутри шкафа управления, рассматривайте ее как часть системы электропроводки, а не как незначительный аксессуар. Многие отказы на объектах, списываемые на “плохой монтаж”, начинаются с неправильного выбора клеммной колодки, неверной подготовки проводника или несоответствия между номинальными характеристиками клеммы и реальными условиями эксплуатации.
Таблица выбора клеммных колодок
| Фактор выбора | Что нужно проверить | Почему это важно |
|---|---|---|
| Тип клеммной колодки | Проходная, заземляющая (PE), с предохранителем, размыкаемая, измерительная, барьерная, для печатных плат, распределительная, многоуровневая | Определяет функциональное назначение цепи и схему разводки |
| Способ подключения | Винтовой, пружинный, Push-in, болтовой, IDC (врезной контакт) | Влияет на скорость монтажа, виброустойчивость, удобство обслуживания и подготовку проводников |
| Номинальный ток | Номинальные характеристики согласно техническому паспорту при указанных условиях испытаний | Предотвращает чрезмерный нагрев |
| Номинальное напряжение | Рабочее напряжение, напряжение изоляции, импульсное выдерживаемое напряжение | Предотвращает пробой изоляции и перекрытие |
| Пути утечки и воздушные зазоры | Зазоры, степень загрязнения, группа материалов | Определяет пригодность изоляции для условий окружающей среды |
| Диапазон сечений проводов | Диапазон в мм²/AWG, совместимость с одножильными/многожильными/гибкими проводниками | Обеспечивает правильный зажим проводника |
| Требование к наконечнику | Специально для тонкопроволочных и гибких проводников | Предотвращает повреждение жил и неправильную установку |
| Материал корпуса | PA66, PBT, ПК, керамика, термореактивные или специальные материалы | Влияет на термостойкость, огнестойкость, изоляцию и пригодность для условий эксплуатации |
| Металлические детали | Медный сплав, латунь, гальваническое покрытие, геометрия зажима | Влияет на проводимость, коррозионную стойкость и стабильность контакта |
| Способ монтажа | DIN-рейка, печатная плата, панель, основание, шина, винтовое крепление | Определяет механическую интеграцию и удобство обслуживания |
| Standards and approvals | IEC, UL, CSA, ATEX/IECEx при необходимости | Снижает риски при инспекциях и проверках на соответствие нормам |
Для ознакомления с широким ассортиментом продукции см. VIOX terminal block ассортимент продукции. Для выбора изделий, устанавливаемых на DIN-рейку, используйте более подробное руководство по выбору клеммных блоков для монтажа на DIN-рейку.
Что такое клеммный блок?
Клеммный блок — это изолированное электромеханическое соединительное устройство, используемое для оконцевания, соединения, распределения или организации проводников. Вместо скручивания проводов или выполнения неразъемных соединений каждый проводник вставляется в определенную зажимную конструкцию. Клеммный блок обеспечивает механическую фиксацию, электрическую непрерывность, изоляцию между цепями и четкую точку подключения для проведения осмотра или технического обслуживания.
Типовая клеммная колодка состоит из трех функциональных частей:
| Часть | Функция |
|---|---|
| Изолирующий корпус | Разделяет соседние цепи и поддерживает токопроводящую конструкцию |
| Токопроводящий элемент | Обеспечивает электрический путь между проводниками |
| Зажимной механизм | Прижимает проводник к токопроводящему элементу с постоянным контактным давлением |
В промышленных шкафах управления клеммные колодки образуют границу между полевой проводкой и внутренней разводкой шкафа. Они помогают техническим специалистам идентифицировать цепи, изолировать сигналы, тестировать соединения, распределять общие потенциалы и обслуживать проводку, не нарушая целостности всей сборки.
Типы клеммных колодок по функциональному назначению
Проходные клеммные блоки
Проходные клеммные блоки соединяют один проводник с одной стороны с другим проводником с противоположной стороны. Это наиболее распространенный тип клемм в шкафах управления, промышленном оборудовании и системах автоматизации зданий.
Используйте их для:
- Подключения полевой проводки к внутренней проводке шкафа управления
- Цепей сигналов и датчиков
- Распределения цепей управления
- Стандартных клемм для кроссовых соединений
- Общих точек соединения проводов
Они просты, компактны и легко маркируются. Основными критериями выбора являются сечение проводника, номинальный ток, номинальное напряжение, ширина клеммы, совместимость с перемычками и система маркировки.
Клеммы заземления и защитного заземления
Клеммы заземления соединяют защитные проводники с DIN-рейкой или системой заземления. В терминологии МЭК клеммы защитных проводников рассматриваются отдельно от стандартных проходных клемм, обычно в рамках IEC 60947-7-2.
Используйте их, когда:
- Проводники заземления оборудования должны быть присоединены к заземлению панели
- Цепи PE требуют четкой идентификации
- Непрерывность цепи заземления должна быть механически надежной
- Требуется идентификация защитного проводника желто-зеленого цвета
Не используйте обычную проходную клемму в качестве клеммы защитного заземления, если изделие не спроектировано и не промаркировано для этой функции.
Клеммные блоки с предохранителями
Клеммные блоки с предохранителем объединяют держатель предохранителя с корпусом клеммы. Они часто используются в цепях управления, для защиты сигнальных линий, в маломощных цепях и для защиты ответвлений внутри шкафов управления.
Проверять:
- Типоразмер и номинал предохранителя
- Номинальный ток и напряжение клеммного блока
- Теплоотвод при установке нескольких клемм с предохранителями в ряд
- Напряжение индикаторной лампы, если предусмотрен индикатор перегорания предохранителя
- Доступ для замены после выполнения монтажа в шкафу
Клеммные блоки с предохранителями не следует рассматривать как обычные проходные клеммы. Предохранитель, клемма, проводка и вышестоящая защита должны работать согласованно.
Размыкаемые и измерительные клеммные блоки
Размыкаемые, ножевые размыкаемые и измерительные клеммные блоки позволяют изолировать или измерять параметры цепи без отсоединения проводников. Они полезны в контрольно-измерительных приборах, цепях трансформаторов тока, сигнальных контурах и точках ввода в эксплуатацию.
Используйте их, когда техническому персоналу необходимо:
- Изолировать сигнал для тестирования
- Подключить измерительный прибор или тестовый штекер
- Ввести контур в эксплуатацию без перепайки проводов
- Отделить полевую проводку от внутренних цепей
При выборе следует учитывать не только номинальный ток. Также важны совместимость с тестовыми аксессуарами, метод безопасной изоляции, маркировка и доступ для технического обслуживания.
Многоуровневые клеммные блоки
Многоуровневые клеммные блоки позволяют размещать две или более независимых цепи вертикально в одном корпусе клеммы. Они полезны при ограниченном пространстве в шкафу или когда необходимо сгруппировать связанные цепи.
Типичные области применения включают:
- Подключение датчиков с использованием линий питания, сигнала и обратного провода
- Подключение компактных ПЛК
- Парные цепи управления
- Оконечная заделка многожильных полевых кабелей
Риск заключается в ремонтопригодности. Плотное расположение клемм экономит место на DIN-рейке, но при этом должно оставаться пространство для изгиба проводов, маркировки, установки щупов и замены.
Барьерные клеммные блоки
Барьерные клеммные колодки имеют приподнятые изоляционные перегородки между клеммными позициями и обычно монтируются непосредственно на панели или основания оборудования. Они часто используются там, где четкое разделение, винты большего размера и простой доступ для обслуживания важнее модульной плотности монтажа на DIN-рейку.
Используйте их для:
- Оборудование для ОВКВ
- Точки соединения оборудования
- Замена устаревших панелей
- Силовая проводка, где не используется DIN-рейка
- Применения, где полезна визуальная сегрегация
Барьерные клеммные колодки не являются автоматически лучшим решением для высокого напряжения или высокого тока. Их фактическая пригодность зависит от номинальных характеристик изделия, расстояний, изоляционного материала, конструкции выводов и сертификации.
Клеммные колодки печатной платы
Клеммные блоки для печатных плат соединяют внешнюю проводку с печатной платой. Их выбирают по шагу контактов, номинальному току, номинальному напряжению, методу пайки, диапазону сечений проводников, типу разъема и механическим ограничениям на уровне платы.
Используйте их для:
- Источники питания
- Платы управления
- Интерфейсы датчиков
- Модули ввода-вывода
- Малогабаритные устройства автоматизации
Клеммные блоки для печатных плат не следует выбирать так же, как клеммные блоки для электротехнических шкафов. Толщина медного слоя платы, ширина дорожек, нагрузка на паяное соединение, пути утечки, электрические зазоры и механические усилия на разрыв становятся частью проектирования. Для принятия решений о расстояниях на печатной плате используйте руководство VIOX по шаг клеммной колодки от 2,54 мм до 10 мм является полезным дополнением.
Распределительные блоки питания
Блоки распределения питания разделяют один входящий проводник на несколько исходящих. Они схожи с клеммными колодками, но не всегда оцениваются или применяются аналогичным образом.
Используйте блок распределения питания, когда проект требует:
- Распределения одного питающего провода на несколько отходящих линий
- Распределения более высоких токов
- Использования проводников различных сечений на выходе
- Четкой организации системы «питающий провод — отходящие линии»
Используйте клеммные колодки, если целью является оконцевание цепей, маркировка, распределение сигналов или модульный монтаж цепей управления. Информацию о различиях см. в руководстве VIOX по блоки распределения питания.
Типы клеммных колодок по способу соединения
Винтовые клеммные блоки
Винтовые клеммные колодки используют винтовой зажим или прижимную пластину для фиксации проводника. Они остаются широко распространенными, поскольку привычны, экономичны и подходят для многих силовых цепей и цепей управления.
Они хорошо подходят в следующих случаях:
- Монтажник может обеспечить требуемый момент затяжки
- Электропроводка не требует частого изменения
- Приложение требует надежной и визуально контролируемой системы зажима
- Используются проводники большого сечения или силовые цепи
Основной риск заключается не в самом винте. Риск связан с неправильным моментом затяжки, повреждением жил, использованием неподходящих наконечников, попаданием изоляции под зажим или подтяжкой винтов по привычке, а не в соответствии с инструкциями производителя.
Клеммные колодки с пружинными зажимами
Пружинные клеммные колодки используют силу пружины для поддержания давления на проводник. Они часто предпочтительны в условиях вибрации, так как пружина способна поддерживать стабильное контактное давление при усадке проводника или его термическом расширении.
Они хорошо подходят для:
- Станки
- Транспортное оборудование
- Шкафов управления, подверженных вибрации
- Применений, где доступ для технического обслуживания ограничен
- Панелей, где важно обеспечить стабильное качество соединений
Пружинные конструкции снижают зависимость от момента затяжки винта, однако они по-прежнему требуют правильной подготовки проводника и соблюдения глубины его вставки.
Вставные клеммные колодки
Клеммы с технологией Push-in позволяют вставлять одножильные проводники или многожильные проводники с наконечниками непосредственно в клемму. Они популярны в производстве панелей OEM, так как сокращают время монтажа и позволяют использовать плотную компоновку шкафов.
Они хорошо подходят для:
- Сборные кабельные жгуты
- Монтаж ПЛК и модулей ввода-вывода
- Серийная сборка панелей управления
- Компактный монтаж оборудования
- Серийное производство со стандартизированной подготовкой проводов
Для тонкожильных проводников часто требуются или настоятельно рекомендуются наконечники, в зависимости от конструкции клеммы. Перед тем как использовать гибкий провод без наконечника, необходимо всегда проверять технический паспорт изделия.
Шпилечные, болтовые и сильноточные клеммы
Шпилечные или болтовые клеммы используются там, где требуются проводники большого сечения, кабельные наконечники или силовые соединения. Они широко применяются в системах распределения электроэнергии, заземления, аккумуляторных системах и при подключении сильноточного оборудования.
Проверять:
- Совместимость размера шпильки и отверстия кабельного наконечника
- Материал и покрытие кабельного наконечника
- Требуемый момент затяжки, установленный производителем
- Требования к изолирующей крышке или защите от прикосновения
- Зазор вокруг соединения после выполнения монтажа
Клеммные блоки с технологией IDC
Клеммы с врезным контактом (IDC) прорезают изоляцию и контактируют с проводником без предварительной зачистки. Они в основном используются в слаботочных сигнальных, телекоммуникационных или специализированных системах разъемов.
Клеммы IDC не следует использовать для общей силовой проводки, если изделие специально не спроектировано и не рассчитано на такое применение.
Сравнение способов подключения
| Способ подключения | Главное преимущество | Основной риск | Оптимальные области применения |
|---|---|---|---|
| Винтовой зажим | Привычный, надежный, широкий диапазон сечений проводников | Зависит от правильного момента затяжки и подготовки провода | Силовые цепи, полевая разводка, общепромышленные щиты |
| Пружинный зажим | Стабильное усилие зажима при вибрации | Требует правильной установки и использования инструментов, где это применимо | Оборудование, транспорт, шкафы с повышенным уровнем вибрации |
| Вставной зажим | Быстрый монтаж и высокая плотность соединений | Часто требует использования наконечников для гибких проводов | Панели OEM, подключение ПЛК, сборные жгуты проводов |
| Шпилька/болт | Высокая механическая прочность силового соединения | Требуется совместимость наконечников и момента затяжки | Распределение питания, аккумуляторные батареи, заземление, фидеры |
| IDC (врезной контакт) | Очень быстрое оконцевание для малых токов | Ограниченный диапазон сечений проводников и областей применения | Сигнальная и коммуникационная проводка |
Для принятия практического решения: используйте винтовые клеммы, когда важны контролируемый момент затяжки и широкая распространенность; пружинные клеммы, когда важны виброустойчивость и стабильность обслуживания; и вставные (push-in) клеммы, когда важна высокая скорость монтажа щитового оборудования.
Характеристики, важные при выборе клеммных блоков
Номинальный ток
Номинальный ток указывает, какую силу тока может выдерживать клеммная колодка при определенных условиях испытаний и монтажа. Это не является универсальной гарантией для любой компоновки электрощита. Температура окружающей среды, сечение проводника, группировка, перемычки, нагрев корпуса и соседние тепловыделяющие устройства могут влиять на реальные характеристики.
Для силовых цепей подтвердите:
- Номинальный ток клеммной колодки
- Сечение проводника, использованное при испытании на номинальный ток
- Количество соседних нагруженных клемм
- Любые примечания о снижении номинальных характеристик (дерейтинге) в техническом паспорте
- Снижают ли перемычки или мостики допустимый ток
- Данные о повышении температуры, если они доступны
Если клемма нагревается значительно сильнее соседних клемм при аналогичной нагрузке, проблема часто заключается в переходном сопротивлении, качестве подготовки проводника или локальной перегрузке, а не только в номинальных характеристиках. Руководство VIOX по перегреве клеммных колодок в шкафах управления более подробно объясняет этот вид неисправности.
Номинальное напряжение
Номинальное напряжение связано с конструкцией изоляции, путями утечки тока, воздушными зазорами, стойкостью материала к трекингу и условиями эксплуатации. Клеммная колодка, безопасная при определенном напряжении в чистом шкафу управления, может не подойти для использования в загрязненной, влажной или компактной высоковольтной среде.
Проверять:
- Номинальное напряжение изоляции
- Номинальное рабочее напряжение
- Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение
- Требования к путям утечки тока и воздушным зазорам
- Степень загрязнения
- Категория перенапряжения
- Перемычки для соседних клемм и аксессуары
Не делайте выбор, основываясь только на маркировке напряжения. В компактных панелях расстояние между компонентами и использование аксессуаров могут быть не менее важны, чем указанный номинал напряжения.
Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение
Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение характеризует способность клеммной колодки выдерживать кратковременные переходные перенапряжения. Это важно для щитов, подключенных к системам распределения электроэнергии, длинным кабелям, индуктивным нагрузкам или средам, где могут возникать коммутационные перенапряжения.
Требуемый уровень импульсного выдерживаемого напряжения зависит от категории установки, напряжения системы и применимого стандарта. Для официальной спецификации не следует угадывать это значение. Используйте технический паспорт клеммной колодки и проектный стандарт.
Пути утечки и воздушные зазоры
Пространство — это кратчайшее расстояние по воздуху между токоведущими частями. Оно помогает предотвратить возникновение электрической дуги.
Путь утечки — это кратчайшее расстояние по поверхности изоляционного материала между токоведущими частями. Оно помогает предотвратить пробой (трекинг) по загрязненным или влажным поверхностям.
На оба расстояния влияют:
- Рабочее напряжение
- Импульсное напряжение
- Степень загрязнения
- Группа изоляционного материала или сравнительный индекс трекингостойкости (CTI)
- Высота над уровнем моря, если это применимо
- Аксессуары, такие как перемычки, крышки и разделители
Компактная клеммная колодка может иметь достаточные зазоры для одних условий эксплуатации, но не для других. Именно поэтому степень загрязнения и условия установки имеют значение.
Степень загрязнения
Степень загрязнения описывает влияние загрязнений на изоляционные свойства. Данная концепция используется в стандартах МЭК по координации изоляции и важна при оценке путей утечки и воздушных зазоров.
| Степень загрязнения | Типовое условие | Практическая интерпретация |
|---|---|---|
| PD1 | Отсутствие загрязнений или наличие только сухих непроводящих загрязнений | Чистая, герметичная электроника |
| PD2 | Непроводящие загрязнения; возможно временное образование конденсата | Типовые внутренние шкафы управления |
| PD3 | Токопроводящее загрязнение или загрязнение, становящееся токопроводящим при конденсации | Промышленные, уличные, морские условия, а также среды с повышенным содержанием пыли или влаги |
| PD4 | Постоянное токопроводящее загрязнение | Открытые или агрессивные среды; обычно требуют специального исполнения |
Большинство шкафов управления не соответствуют лабораторной чистоте. Если шкаф подвергается воздействию конденсата, пыли, соляного тумана или токопроводящих технологических загрязнений, выбору материалов и расстояниям между клеммными блоками следует уделять больше внимания, чем в чистых помещениях.
Диапазон сечений проводов
Размер провода для клеммного блока обычно указывается как диапазон сечения проводника в мм² и/или AWG. Указанный диапазон может отличаться для одножильных, многожильных, тонкопроволочных и оконцованных наконечниками проводников.
Проверять:
- Минимальное и максимальное сечение проводника
- Допуск для одножильных и многожильных проводников
- Совместимость с тонкопроволочными проводниками
- Размер наконечника и посадка изолирующей манжеты
- Количество проводников, допускаемое на одну точку зажима
- Требование к длине зачистки изоляции
- Диаметр изоляции
Никогда не предполагайте, что два проводника можно вставить в одну клемму только потому, что они физически помещаются. Многие клеммные блоки рассчитаны на один проводник на точку зажима, если в техническом паспорте прямо не указана возможность подключения нескольких проводников.
Момент затяжки винтовых клемм
Для винтовых клемм момент затяжки является специфической инструкцией производителя, а не универсальным значением. Недостаточный момент затяжки может привести к высокому переходному сопротивлению. Чрезмерный момент затяжки может повредить винт, зажим, проводник или пластиковый корпус.
Примечание: один из самых обманчивых видов неисправности клемм — это соединение, которое выглядит затянутым, но на самом деле зажало изоляцию, повредило жилы или имеет плохо установленный наконечник. Щит может пройти быстрый визуальный осмотр, но соединение нагревается под нагрузкой и становится нестабильным после циклического изменения температуры.
Используйте калиброванную динамометрическую отвертку там, где это требуется, и следуйте техническому паспорту клеммного блока, а не применяйте общее значение момента затяжки.
Повышение температуры
Повышение температуры — это разница между рабочей температурой клеммы и температурой окружающей среды под нагрузкой. На него влияют конструкция клеммы, сечение проводника, переходное сопротивление, вентиляция шкафа, группировка и перемычки.
При выборе клеммных блоков для плотно скомпонованных щитов:
- Избегайте размещения сильноточных клемм непосредственно рядом с чувствительной к нагреву управляющей электроникой.
- Проверьте, рассчитаны ли перемычки на тот же ток, что и клемма.
- Не допускайте, чтобы кабельные каналы и крышки препятствовали отводу тепла от сильноточных клемм.
- Сравнивайте эквивалентные клеммы при аналогичной нагрузке во время пусконаладочных работ, когда возможен тепловизионный контроль.
- Используйте кривые снижения номинальных характеристик (дерейтинга) от производителя, вместо того чтобы полагаться на фиксированный запас прочности.
Контекст короткого замыкания и номинального тока короткого замыкания (SCCR) панели
Клеммные колодки, используемые в промышленных панелях управления, также могут быть частью Номинальный ток короткого замыкания (SCCR) оценки панели. В контексте североамериканских панелей значение SCCR панели может быть ограничено компонентами силовой цепи, включая клеммные колодки и блоки распределения питания, в зависимости от конструкции и метода сертификации.
Это не означает, что каждая клемма управления должна иметь маркировку высокого значения SCCR. Это означает, что компоненты силовых цепей должны быть проверены в рамках проектирования панели. Более подробную информацию см. в руководстве VIOX по расчету SCCR и маркировке панелей.
Размер провода и совместимость проводников
Выбор клеммного блока следует начинать с проводника, а не со страницы каталога клемм. Материал проводника, класс жилы, поперечное сечение, диаметр изоляции, наконечник и пространство для изгиба определяют, можно ли выполнить соединение правильно.
| Детализация электромонтажа | Что нужно проверить |
|---|---|
| Сечение проводника | Клемма рассчитана на фактический размер в мм²/AWG |
| Тип проводника | Одножильный, многожильный, тонкопроволочный, гибкий или с наконечником |
| Посадка наконечника | Гильза наконечника и пластиковая манжета соответствуют отверстию клеммы |
| Длина полосы | Соответствует требованиям технического паспорта |
| Диаметр изоляции | Не препятствует полной вставке проводника |
| Количество проводов | Один или несколько проводников только при условии допустимости |
| Медь или алюминий | Используйте только в том случае, если клемма рассчитана на данный материал проводника |
| Радиус изгиба провода | После монтажа проводки в щите остается достаточно свободного места |
AWG и мм² не являются точными эквивалентами
Размеры проводников в AWG и метрической системе не переводятся в простые круглые числа. Не следует автоматически предполагать, что клемма, рассчитанная на определенный метрический размер, подходит для ближайшего размера AWG, и наоборот. Практическая проблема заключается не только в сечении меди, но и в диаметре проводника, конструкции жил, диаметре изоляции, форме наконечника и геометрии зажима.
При использовании в проекте документации, соответствующей стандартам IEC и североамериканским стандартам, необходимо проверить:
- Фактическое сечение проводника
- Указанный для клеммы диапазон сечений в AWG и мм²
- Принимает ли клемма наконечники для проводников данного сечения
- Определяется ли выбор конечного сечения проводника кодом проекта или стандартом электрощитового оборудования
Одножильные, многожильные и тонкопроволочные проводники
Одножильные, многожильные и тонкопроволочные гибкие проводники ведут себя в клемме по-разному. Одно и то же номинальное сечение может иметь различные механические свойства и характеристики при подключении.
Для тонкопроволочных проводников:
- Используйте наконечники там, где это требуется или рекомендуется производителем клемм.
- Убедитесь, что длина втулки наконечника соответствует зоне зажима.
- Убедитесь, что изолирующая манжета наконечника не препятствует полной вставке проводника.
- Используйте подходящий инструмент для опрессовки и соответствующую матрицу.
Наконечники не делают любой провод автоматически пригодным для использования. Клемма должна быть рассчитана на проводники с наконечниками соответствующего размера, а сам наконечник должен быть правильно опрессован. Некачественная опрессовка наконечника может создать такой же риск перегрева, как и неправильный выбор клеммы.
Медные и алюминиевые проводники
Большинство клеммных колодок для шкафов управления рассчитаны на использование медных проводников. Алюминиевые проводники требуют применения клемм, специально предназначенных для алюминия или меди/алюминия, а также соответствующей подготовки и использования антиокислительных составов там, где это необходимо.
Не подключайте алюминиевые проводники к клеммам, предназначенным только для меди, даже если на первый взгляд соединение кажется надежным. Различия в поведении материалов, образовании оксидной пленки и тепловом расширении могут привести к проблемам с надежностью в долгосрочной перспективе.
Материалы клеммных колодок
Выбор материала влияет на изоляционные свойства, механическую прочность, огнестойкость, термостойкость, химическую стойкость, стабильность размеров и долговечность.
Материалы корпуса
| Материал | Типичная роль | Примечания по выбору |
|---|---|---|
| PA66 / полиамид | Стандартный корпус промышленной клеммной колодки | Хороший баланс изоляционных свойств, прочности и технологичности; проверьте класс огнестойкости, индекс трекингостойкости (CTI) и температурные характеристики |
| PBT | Стабильность размеров и электрическая изоляция | Применяется там, где важны стабильность при воздействии влажности, точность или трекингостойкость |
| PC / поликарбонат | Крышки, прозрачные детали, отдельные виды корпусов | Применяется там, где важны прозрачность или ударопрочность; проверьте устойчивость к нагреву и химическому воздействию |
| Керамика | Высокотемпературные и термостойкие клеммы | Используются там, где полимерные корпуса могут быть непригодны |
| Термореактивные материалы | Применения, требующие высокой теплостойкости и стабильности размеров | Используются в отдельных силовых конструкциях или в условиях агрессивной среды |
PA66 широко распространен в промышленных клеммных колодках, но марка материала имеет значение. Наполнение стекловолокном, система антипиренов, индекс трекингостойкости (CTI), поведение при воздействии влаги и качество литья могут изменить эксплуатационные характеристики. PBT может быть предпочтительнее там, где критически важны стабильность размеров или влагостойкость. Керамика обычно используется для высокотемпературных сред, где полимерные корпуса непригодны.
Для высокотемпературной проводки керамические клеммные колодки следует оценивать отдельно. У VIOX есть специальное руководство по тому, как выбрать подходящую керамическую клеммную колодку.
Токопроводящие части
Токопроводящий путь может быть выполнен из медного сплава, латуни, меди или других проводящих материалов с соответствующим покрытием. Выбор конкретного материала и способа обработки поверхности влияет на электропроводность, коррозионную стойкость, стабильность контактов и технологичность производства.
| Материал или обработка | Почему это важно |
|---|---|
| Медный сплав или латунь | Оптимальный баланс электропроводности, механической прочности и технологичности |
| Медная шина | Применяется там, где требуется низкое сопротивление и высокая пропускная способность по току |
| Оловянное покрытие | Стандартная обработка поверхности для обеспечения стойкости к окислению и стабильности контактного соединения |
| Никелевое или иное покрытие | Может использоваться там, где важна коррозионная стойкость |
| Крепеж из нержавеющей стали | Может быть актуально для агрессивных или морских сред |
Не считайте блестящий металл доказательством эксплуатационных характеристик. Геометрия контактов, усилие зажима, качество покрытия, поведение при повышении температуры и коррозионная стойкость часто важнее внешнего вида.
О чем следует спрашивать покупателям
Для инженерной или закупочной оценки запрашивайте:
- Данные по номинальному току и напряжению
- Диапазон сечений проводников для каждого типа проводника
- Информация о совместимости наконечников
- Информация о материале корпуса и характеристиках огнестойкости
- Данные о CTI или группе материалов, где это применимо
- Данные о повышении температуры, если они доступны
- Сертификация или испытательная документация, требуемая для проекта
- Номинальные токи перемычек и аксессуаров
Standards and Compliance
Стандарты для клеммных блоков зависят от типа изделия, рынка и условий установки. Ниже приведены стандарты, которые встречаются наиболее часто, однако точные требования зависят от конкретного проекта.
| Стандарт или требование | Там, где это применимо |
|---|---|
| IEC 60947-7-1 | Клеммные блоки для медных проводников в контексте низковольтных комплектных устройств и аппаратуры управления |
| IEC 60947-7-2 | Клеммные блоки защитных проводников |
| IEC 60947-7-3 | Клеммные блоки с предохранителями, где это применимо |
| UL 1059 | Клеммные блоки в контексте оценки продукции для североамериканского рынка |
| UL 508A | Контекст сборки промышленных панелей управления в США |
| EN 60715 | Размеры профиля DIN-рейки |
| Стандарты CSA | Требования канадского рынка |
| ATEX / IECEx | Применение в опасных или взрывоопасных средах |
| Класс огнестойкости UL 94 | Справочные данные по огнестойкости материалов для пластиковых компонентов |
Важно не перечислить как можно больше стандартов, а подобрать клеммную колодку в соответствии с конкретной панелью, оборудованием, рынком и требованиями инспекции. Клеммная колодка может быть технически качественной, но непригодной, если у нее отсутствует документация, требуемая проектом.
О распространенных ошибках при сертификации см. руководство VIOX по сертификации клеммных колодок и ошибкам при их выборе.
Подбор клеммных блоков для различных областей применения
Промышленные панели управления
Промышленные панели управления обычно требуют использования клеммных блоков на DIN-рейку, четкой маркировки, совместимости с перемычками, разделения силовых и цепей управления, а также надежного доступа для подключения полевой проводки.
Лучше всего подходят для:
- Проходные клеммы для полевой проводки
- Клеммы заземления (PE)
- Клеммы с предохранителем и размыкатели для цепей управления
- Пружинные или вставные (push-in) клеммы для компактных OEM-панелей
- Винтовые или силовые клеммы для случаев, где важны высокие токи и привычные для монтажников решения
Электромонтаж оборудования
При монтаже оборудования часто возникают проблемы, связанные с вибрацией, циклическими температурными изменениями и ограниченным доступом для технического обслуживания. Пружинные или вставные зажимы могут снизить вариативность монтажа, в то время как винтовые клеммы остаются подходящим решением при условии контроля момента затяжки.
Выбор клемм должен соответствовать условиям эксплуатации оборудования, а не только предпочтениям при монтаже в цеху.
Системы ОВиК и инженерное оборудование зданий
В оборудовании ОВиК могут использоваться барьерные колодки, клеммы на DIN-рейку, клеммы для печатных плат или блоки распределения питания в зависимости от конструкции оборудования.
Проверять:
- Разделение цепей управления и силовых цепей
- Ток в цепях компрессора и вентилятора
- Доступность для обслуживания на объекте
- Четкость маркировки
- Тепловыделение внутри электротехнического шкафа
ПЛК, датчики и сигнальные цепи
В сигнальных цепях приоритет отдается плотности монтажа, маркировке, экранированию и удобству обслуживания. Многоуровневые клеммы, клеммы для датчиков, размыкаемые клеммы и контрольные клеммы позволяют сократить пространство в шкафу и упростить поиск неисправностей.
При работе с аналоговыми сигналами и слаботочными цепями необходимо учитывать особенности прокладки кабелей, экранирования, заземления и отделения от силовых цепей с высоким уровнем помех.
Возобновляемые источники энергии и системы постоянного тока
Солнечные комбайнеры, аккумуляторные системы и оборудование управления постоянным током могут требовать использования клеммных блоков с соответствующим номинальным напряжением постоянного тока, изоляционными расстояниями, характеристиками материалов и устойчивостью к воздействиям окружающей среды. Системы постоянного тока также требуют особого внимания к полярности, координации изоляции, тепловыделению и доступу для технического обслуживания.
Не следует полагать, что клеммная компоновка, рассчитанная на переменный ток, автоматически подходит для сборки постоянного тока с более высоким напряжением. Проверяйте технический паспорт клеммного блока и проект всего электротехнического шкафа в целом.
Морское применение, транспорт и работа в суровых условиях
Применение в морской и транспортной отраслях часто сопряжено с вибрацией, коррозией, влажностью, температурными циклами и строгими требованиями к документации. Пружинные клеммы, антикоррозийная обработка поверхностей и соответствующая конструкция корпуса могут быть важнее, чем минимальная стоимость компонентов.
По вопросам специфических морских соединений см. руководство VIOX по коррозионностойким соединениям на морских клеммных колодках.
Распределение электроэнергии
Распределение электроэнергии требует большей пропускной способности проводников, надлежащих зазоров, тепловых характеристик и, возможно, оценки номинального тока короткого замыкания (SCCR). Не используйте малогабаритные клеммные колодки для распределения питания там, где необходим специализированный распределительный блок или система шин.
Для принятия архитектурных решений статья VIOX о шины против клеммных колодок помогает прояснить границы применения.
Высокотемпературные применения
Для высокотемпературных условий эксплуатации могут потребоваться керамические или специализированные клеммные колодки. Типичные примеры включают нагревательное оборудование, печи, промышленные обогреватели и среды, в которых полимерные корпуса могут быстро подвергаться старению.
При выборе необходимо учитывать температуру изоляции проводника, материал корпуса клеммы, пути утечки/воздушные зазоры и условия монтажа в совокупности.
Распространенные ошибки при выборе клеммных колодок
Выбор только по номинальному току
Номинальный ток без учета напряжения, сечения провода, ширины клеммы, условий повышения температуры и контекста установки является неполным показателем. Клеммная колодка, которая выглядит подходящей на бумаге, может перегреться, если проводник имеет недостаточное сечение, перемычка перегружена или панель плохо отводит тепло.
Игнорирование путей утечки, воздушных зазоров и степени загрязнения
Клеммная колодка, используемая в чистом шкафу внутри помещения, и клеммная колодка, используемая в промышленном корпусе с повышенной влажностью, могут требовать различных допущений по изоляции. Конденсат, пыль, соляной туман или токопроводящие загрязнения могут превратить достаточный запас прочности конструкции в риск возникновения пробоя.
Игнорирование подготовки провода
Многие отказы клемм начинаются еще до вставки провода. Плохая зачистка, поврежденные жилы, незакрепленные наконечники, чрезмерно обжатые наконечники, попадание изоляции под зажим или торчащие жилы — все это может привести к неисправностям, которые позже проявятся в виде перегрева или прерывистых контактов.
Использование неподходящей технологии подключения
Винтовые, пружинные и вставные клеммы являются эффективными, но они не взаимозаменяемы во всех случаях применения. Оборудование с высоким уровнем вибрации, панели ПЛК с высокой плотностью монтажа и простые точки подключения питания могут требовать различной логики соединения.
5. Обращение с клеммами заземления как с обычными клеммами
Клеммы защитного заземления выполняют функцию безопасности. Их необходимо выбирать, устанавливать и маркировать как компоненты заземления, а не использовать вместо них обычные проходные клеммы.
6. Забытые перемычки и аксессуары
Перемычки, мостики, торцевые крышки, разделители, маркировка, тестовые штекеры и концевые фиксаторы являются частью системы клеммных блоков. Клемма может быть выбрана верно, но монтаж может оказаться неисправным, если неверно подобраны ток перемычки, расстояние или совместимость аксессуаров.
7. Смешивание серий продукции без проверки совместимости
Клеммные блоки, перемычки, маркировка, торцевые пластины и мостики часто привязаны к конкретной системе. Смешивание визуально похожих деталей из разных серий может привести к плохой механической посадке, оголению токоведущих частей или ненадежному соединению.
8. Использование клеммных блоков для печатных плат для распределения питания на уровне шкафа
Клеммные блоки для печатных плат спроектированы с учетом ограничений на уровне платы. Их не следует использовать в качестве замены силовых клемм или распределительных блоков для монтажа на панель, если конструкция платы и корпуса в целом не рассчитана на такую нагрузку.
Пошаговый метод выбора клеммных блоков
Шаг 1: Определение назначения цепи
Определите, является ли цепь силовой, цепью управления, сигнальной, защитным заземлением (PE), тестовой, предохранительной, размыкающей, датчиком или распределительной. Тип клеммы выбирается в соответствии с функцией цепи.
Шаг 2: Подтверждение электрических характеристик
Проверьте рабочее напряжение, силу тока, импульсное выдерживаемое напряжение, требования к изоляции, а также параметры тока короткого замыкания (SCCR), если это применимо.
Шаг 3: Подтверждение характеристик проводников
Проверьте сечение проводника, класс гибкости, совместимость с медью или алюминием, необходимость использования наконечников, длину зачистки изоляции и количество проводников на одну точку зажима.
Шаг 4: Выбор технологии подключения
Подберите винтовое, пружинное, вставное (push-in), шпилечное, IDC-соединение или соединение для печатных плат в соответствии с процессом монтажа, уровнем вибрации, планом технического обслуживания и типом проводника.
Шаг 5: Проверка материалов и условий окружающей среды
Учтите воздействие тепла, влажности, конденсата, химических веществ, УФ-излучения, коррозии, вибрации и степень загрязнения.
Шаг 6: Проверка стандартов и документации
Подтвердите соответствие техническому паспорту, сертификационным документам и требованиям проекта. Не полагайтесь только на внешний вид в каталоге или общие заявления.
Шаг 7: Подтверждение комплектующих и компоновки
Проверьте перемычки, маркировку, торцевые крышки, разделители, концевые фиксаторы на DIN-рейку, тестовые штекеры, пространство для изгиба проводов и доступ для технического обслуживания.
Контрольный список для выбора клеммной колодки
Используйте этот контрольный список перед утверждением проекта электрощита или закупкой клеммных блоков для производства.
| Проверяемый элемент | Условие прохождения |
|---|---|
| Функция цепи | Тип клеммы соответствует функции питания, управления, защитного заземления (PE), предохранителя, разъединителя, испытания или сигнала |
| Текущий рейтинг | Номинальный ток соответствует фактическим условиям прокладки проводки, группировки и корпуса |
| Номинальное напряжение | Номинальное напряжение и импульсные характеристики соответствуют цепи и условиям окружающей среды |
| Пути утечки / воздушные зазоры | Расстояния соответствуют допущениям по напряжению, степени загрязнения и материалам |
| Сечение провода | Клемма соответствует точному размеру и типу проводника |
| Наконечники | Использование наконечника соответствует техническому паспорту клеммы |
| Материал | Корпус и токоведущие части соответствуют требованиям по нагреву, вибрации, коррозии и огнестойкости |
| Монтаж | Монтаж на DIN-рейку, печатную плату, панель или основание соответствует компоновке оборудования |
| Аксессуары | Перемычки, торцевые крышки, маркировка и тестовые аксессуары совместимы |
| Стандарты | Необходимые сертификаты IEC, UL, CSA или проектные допуски подтверждены |
| Техническое обслуживание | Клеммы могут быть промаркированы, протестированы, осмотрены и заменены при необходимости |
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Как выбрать правильный размер клеммной колодки?
Выбирайте размер клеммной колодки в зависимости от сечения проводника, номинального тока, номинального напряжения, ширины клеммы, монтажного пространства и требований к аксессуарам. Не выбирайте клемму только по диаметру провода. Клемма также должна соответствовать типу проводника, использованию наконечников, изоляционным зазорам и условиям эксплуатации в электрощите.
Какой номинальный параметр является наиболее важным для клеммной колодки?
Наиболее важный параметр зависит от типа цепи. Для силовых цепей критически важны номинальный ток, номинальное напряжение, сечение проводника, допустимый нагрев и изоляционные зазоры. Для цепей защитного заземления критически важны функция заземления и соответствие стандартам. Для клемм на печатные платы важными становятся шаг контактов, топология платы и ограничения паяных соединений.
Винтовые клеммные колодки лучше пружинных?
Ни один из типов не является универсально лучшим. Винтовые клеммы привычны и надежны при затяжке с правильным моментом. Пружинные клеммы эффективны в условиях вибрации, так как поддерживают усилие прижима без необходимости контроля момента затяжки винта. Выбор зависит от тока, типа проводника, вибрационных нагрузок, требований к обслуживанию и процесса монтажа.
Нужно ли использовать наконечники для многожильных проводов в клеммных колодках?
Для тонкопроволочных и гибких проводов использование наконечников часто является преимуществом, а многие пружинные клеммы (push-in) требуют их применения для многожильных проводников. Необходимо проверять техническое описание клеммы, так как требования к наконечникам различаются в зависимости от конструкции клеммы и класса проводника.
Можно ли вставлять два провода в одно отверстие клеммной колодки?
Только если клеммная колодка специально рассчитана на два проводника в одной точке зажима. Если технический паспорт не допускает этого, используйте соответствующую перемычку, распределительную клемму или блок распределения питания.
Какой материал лучше всего подходит для клеммных колодок?
Универсального лучшего материала не существует. PA66 и аналогичные конструкционные пластики широко используются для промышленных клеммных колодок, PBT может быть полезен там, где важна стабильность размеров, а керамика применяется в условиях повышенных температур. Выбор материала должен соответствовать требованиям к температуре, изоляции, огнестойкости, механической прочности и воздействию окружающей среды.
В чем разница между клеммной колодкой и блоком распределения питания?
Клеммная колодка в основном обеспечивает организованное оконцевание проводников и соединение цепей. Блок распределения питания предназначен для разделения одного входящего силового проводника на несколько исходящих. Они схожи по внешнему виду, но не всегда взаимозаменяемы с точки зрения номинальных характеристик, допусков или проектирования электрощитов.
Какие стандарты применяются к клеммным колодкам?
К числу общепринятых стандартов относятся IEC 60947-7-1 для клеммных колодок для медных проводников, IEC 60947-7-2 для клемм защитных проводников, IEC 60947-7-3 для клемм с предохранителями (где применимо) и UL 1059 для североамериканского рынка. Для промышленных щитов также могут потребоваться требования уровня сборки, такие как UL 508A.
Заключение
Клеммную колодку следует выбирать как часть электрической системы, а не как мелкий аксессуар, подбираемый в конце проекта. Правильный выбор зависит от функции цепи, способа соединения, тока, напряжения, сечения провода, типа проводника, изоляционных расстояний, материала, способа монтажа, стандартов и требований к техническому обслуживанию.
Для клиентов VIOX наиболее безопасным практическим подходом является сначала определение назначения проводки, затем проверка номинальных характеристик и документации, и только после этого — сравнение скорости монтажа, стоимости и аксессуаров. Такой порядок позволяет предотвратить наиболее распространенные проблемы с клеммными колодками: перегрев соединений, ненадежную фиксацию проводов, непрохождение проверок и затрудненное обслуживание электрощитов.
