Ваше полное руководство по клеммным колодкам поможет вам сэкономить 30% затрат

Спросите любого инженера-электрика или техника о наиболее фундаментальных, но критических компонентах корпуса, и клеммные колодки,  несомненно, будут занимать первое место в списке. Эти скромные разъемы являются основой безопасных, организованных и  обслуживаемых электрических соединений. Но  ли вы  действительно  разбираетесь в клеммных колодках? ? Давайте углубимся в их мир, рассмотрим типы, выбор, устранение неполадок, плюсы и минусы, а также основные часто задаваемые вопросы.

1. Что такое клеммная колодка?

по своей сути  Что такое клеммная колодка ? также известная как соединительная клемма, клеммная колодка или винтовая клемма ,  Клеммная колодка,  представляет собой модульный изолированный блок, который скрепляет два или более проводов вместе с помощью зажимного механизма. Думайте об этом как о безопасной, организованной точке пересечения.

Для чего используются клеммные колодки? 

Их  функция клеммного блока  многогранна. .Соединение :  надежно соединяйте провода внутри панелей управления, машин, проводки в здании и во многих других приложениях. Распределение :  эффективно распределяйте мощность (блоки заземления, силовые шины) или сигналы (входы датчиков). Организовать :  навести порядок в сложной проводке, значительно улучшив читаемость и удобство обслуживания. .Изолировать :  обеспечить электрическую изоляцию между цепями. Мост :  легко подключайте и отключайте цепи с помощью перемычек или перемычек. Переход :  интерфейс между различными типами и размерами проводов или между полевой проводкой и печатной платой. 

что делают клеммные колодки?

Они обеспечивают безопасный, надежный и удобный метод управления электрическими соединениями.  (Подробнее об основных электрических соединениях: Международная электротехническая комиссия — Электромонтажные устройства )

2. Типы клеммных колодок: обзор разнообразия

Понимание  различных типов клеммных колодок  имеет решающее значение для выбора. Вот наиболее распространенные  типы разъемов клеммных колодок :

Блоки клемм с перегородками :  имеют винтовые клеммы, разделенные изолирующими перегородками. Чрезвычайно распространен, надежен и универсален для подключения питания. Отлично подходит для проводов большего диаметра.

Клеммные колодки для монтажа на печатную плату :  припаиваются непосредственно к печатным платам (PCB). Широко используется в электронике для подключения внешних проводов к плате. Существует множество подтипов (штыревые разъемы, разъемы - иногда широко называемые  типами штыревых разъемов ).

Клеммные колодки для монтажа на DIN-рейку:  закрепите на стандартной DIN-рейке (шириной 35 мм или 15 мм), что обеспечивает модульную, гибкую и легко реконфигурируемую компоновку панелей. Это доминирующий способ монтажа промышленных панелей управления.  (Информация о стандартизации: Обзор стандартов на DIN-рейку ).

Проходные клеммные колодки:  простые блоки, в которых входной провод подключается непосредственно к выходному проводу (вход/выход). Используется для простых межпроводных соединений внутри панели.

Клеммные колодки заземления:  специально разработаны для подключения защитного заземления (PE) или заземляющих проводников. Часто зелено-желтый, может иметь металлическую монтажную ножку для прямого подключения к шасси.

Клеммные колодки с предохранителями:  вставьте в блок держатель предохранителя, обеспечивая защиту цепи прямо в точке подключения. Блоки распределения мощности (шины):  предназначены для сильноточных приложений, распределяющих мощность от одного большого входа к множеству меньших выходов. Клеммные колодки датчика/исполнительного устройства:  часто оснащены пружинными зажимами (например, вставными или рычажными) для быстрого подключения проводов датчика/исполнительного устройства небольшого сечения. Может иметь функции отключения.

Съемные клеммные колодки :  состоят из основания, прикрепленного к панели/DIN-рейке, и верхней части съемного разъема. Позволяет быстро отсоединять целые участки проводки для технического обслуживания/тестирования.

Приложение

Каждый  тип разъема клеммного блока  превосходен в различных сценариях.

Промышленная автоматизация : блоки на DIN-рейке доминируют в проводке ПЛК благодаря модульности и быстрой реконфигурации..

Хранение энергии : блоки предохранителей защищают цепи аккумуляторов от перегрузок в установках возобновляемых источников энергии..

Железнодорожные системы : Пружинные зажимы обеспечивают виброустойчивость сигнальных соединений..

Химические заводы : Взрывозащищенные блоки DIN (сертифицированы для зоны 1 ATEX/IECEx) предотвращают возгорание в опасных зонах..

PCB Electronics : разъемы контактов датчиков интерфейса в устройствах IoT с ограниченным пространством.

Управление высокой плотностью : трехуровневые блоки (CTL2.5UH) разделяют сигналы/питание в компактных шкафах автоматизации..

3. Выбор, установка и использование: все правильно

Выбор и использование правильных  типов клеммных колодок  имеет первостепенное значение для безопасности и надежности.

Критерии выбора S : Номинальный ток:  Должен  превышать максимальный ожидаемый ток цепи (учитывайте факторы снижения мощности, такие как температура окружающей среды и соседние клеммы).

 (Стандарты безопасности: UL-1059 -Клеммный блок ) .Номинальное напряжение:  должно превышать рабочее напряжение цепи (переменного и постоянного тока). Размер/сечение провода:  должно соответствовать сечениям подключаемых проводов (минимальное и максимальное).

Тип соединения:  винтовой зажим (универсальный, прочный), пружинный зажим (вставной, быстрый, виброустойчивый), со смещением изоляции (IDC - быстрый, без снятия изоляции для сплошной жилы), кольцевой/лопаточный язычок.

Монтаж:  DIN-рейка, печатная плата, прямой монтаж на панели, сквозное отверстие, SMD.

Число полюсов:  количество отдельных цепей на блок/модуль.

Условия окружающей среды:  степень защиты IP (попадание пыли/воды), диапазон рабочих температур, химическая стойкость, виброустойчивость.

Сертификаты:  UL, CSA, IEC, VDE, ATEX (для опасных зон) по мере необходимости.

Особые характеристики:  Предохранители, возможности отключения, контрольные точки, защита от перенапряжения, поля для маркировки..

Рекомендации по установке: Надежное крепление.  Убедитесь, что монтаж на DIN-рейке или панели надежно закреплен.

Зачистите правильно:  зачистите изоляцию провода до рекомендованной длины (обычно указанной на колодке) – не слишком короткой (плохой контакт) и не слишком длинной (риск обнажения меди).

Затяните правильно:  для винтовых клемм используйте отвертку правильного размера и момента затяжки в соответствии со спецификациями производителя.  Избегайте чрезмерной затяжки  , которая может привести к повреждению клеммы или провода. Периодически проверяйте герметичность.

Используйте наконечники:  Настоятельно рекомендуется  для многожильных проводов, особенно с винтовыми зажимами. Предотвращает обрыв прядей и обеспечивает надежное соединение.

Соблюдайте полярность и маркировку.  Правильно подключайте провода (например, L/N/PE, +/-) и четко маркируйте оба конца.

Соблюдайте зазоры:  Обеспечьте достаточные расстояния утечки и воздушные зазоры между клеммами, особенно для более высоких напряжений.

Советы по использованию: Никогда не превышайте номинальный ток/напряжение. Правильно используйте перемычки/перемычки для общих соединений. В целях безопасности по возможности закрывайте клеммные крышки. Периодически проверяйте соединения на предмет признаков нагрева (изменения цвета), коррозии или ослабления.

4. Распространенные неисправности и исправления: основные сведения об устранении неполадок

Даже надежные  клеммные колодки  могут столкнуться с проблемами:

Перегрев/Горение:

Причина:  Ослабленное соединение (высокое сопротивление), перегрузка (превышение номинального тока), коррозия, провод недостаточного сечения.

Исправление:  Немедленно обесточить!  Замените поврежденный блок. Обеспечьте герметичность соединения, правильный размер и надлежащие условия эксплуатации. Проверьте всю цепь на наличие неисправностей.

Прерывистое соединение/отказ: Причина:  Ослабление винта/пружины, вибрация, повреждение жилы провода (особенно многожильного провода без наконечника), коррозия.

Устранение:  повторно затяните соединение (проверьте момент затяжки), используйте наконечники на многожильных проводах, защитите проводку от вибрации, очистите от коррозии или замените блок/провод.

Коррозия: Причина:  Попадание влаги, коррозионная атмосфера, разнородные металлы.

Решение:  используйте клеммные колодки с соответствующим классом защиты IP и из коррозионностойких материалов (винты из нержавеющей стали). Нанесите защитную смазку (диэлектрическую смазку), если это указано производителем. Замените корродированные компоненты.

Механическое повреждение: Причина:  Физическое воздействие, перенапряжение проводов, неправильное использование инструмента.

Исправление:  Замените поврежденный блок или корпус. Убедитесь, что провода правильно поддерживаются и не натягиваются..

Короткое замыкание: Причина:  кончики проводов (бродячие жилы), мусор/загрязнение, неправильная проводка, повреждение изоляции.

Исправление:  обесточить!  Аккуратно подстригите выбившиеся пряди, очистите от мусора, проверьте проводку, замените поврежденные компоненты. Обеспечьте достаточное расстояние.

5. Минусы и разумный выбор для инженеров и отдела закупок

Каждый  тип разъема клеммного блока  имеет сильные и слабые стороны..

Барьерные блоки: Плюсы:  высокая допустимая сила тока, прочные, универсальные типы/размеры проводов, отлично подходят для питания. Минусы:  медленная установка, требуются инструменты, громоздкий.

Блоки для монтажа на печатную плату: Плюсы:  Компактный, экономичный для больших объемов, прямой интерфейс с платой.

Минусы:  ограниченный ток/напряжение по сравнению с панельными блоками, требуется пайка, менее ремонтопригоден.

Блоки для монтажа на DIN-рейку: Плюсы:  модульность, гибкость, простота установки/обслуживания, широкий выбор типов, отраслевой стандарт. Минусы:  Требуется место на DIN-рейке.

Блоки пружинных зажимов (вставные): Плюсы:  Очень быстрая установка, без инструментов (часто), отличная виброустойчивость. Минусы:  как правило, более низкий номинальный ток, чем у винтовых типов, лучше всего использовать одножильные провода или многожильные провода с наконечниками, их труднее отсоединить.

Блоки заземления: Плюсы:  Обеспечивает надежный выделенный путь заземления, часто с высоким током. Минусы:  Только специальное назначение.

Блоки предохранителей: Плюсы:  Встроенная защита, экономит место, четкая индикация. Минусы:  более высокая стоимость за точку, необходима замена предохранителя.

Выбор правильного типа — Руководство: Инженеры: Прежде всего необходимо определить цепь:  определите напряжение, ток, тип сигнала (мощность, данные, датчик). Окружающая среда:  суровая? Вибрация? Влага? Пыль? Экстремальные температуры? Определяет степень защиты IP, материалы, тип соединения  (пружинные зажимы превосходно выдерживают вибрацию).               Выберите форм-фактор соответственно. Техническое обслуживание :  Будет ли необходимо частое отключение? 

Подключаемые типы  идеальны. Безопасность и стандарты:  Обязательные сертификаты? Критично для маркировки UL/CE и т. д. .Перспективность :  рассмотрите возможность возможного расширения или изменения. 

DIN-рейки помогает.  Модульность Закупки: Общая стоимость владения :  Не покупайте самое дешевое. Учитывайте надежность, долговечность, простоту установки (затраты на рабочую силу), затраты на техническое обслуживание и возможные простои из-за сбоев. Качественные блоки экономят деньги в долгосрочной перспективе.

Надежность поставщика:  последовательная цепочка поставок? Техническая поддержка? Репутация?

Объем и упаковка:  Предлагает ли поставщик подходящие количества и упаковку (катушки, коробки)?

Совместимость:  убедитесь, что выбранные блоки совместимы с существующими системами. 

( Тип DIN-рейки , системы перемычек).

Инжиниринг стоимости:  Работайте  с  инженерами, чтобы определить подходящие альтернативы, соответствующие спецификациям, без чрезмерного проектирования. Может ли быть достаточно стандартного барьерного блока вместо специализированного?

6. Клеммный блок . s Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Можно ли использовать клеммные колодки многоразового использования?

О:  В целом да! Винтовые клеммы  можно многократно ослаблять/затягивать. Пружинные зажимы  (вставные) обычно можно освободить с помощью инструмента (часто небольшой отвертки, вставленной в отверстие для разблокировки). Избегайте чрезмерного повторного использования, которое может привести к износу зажимного механизма.

Вопрос: Могу ли я использовать провода разных размеров в одном клеммном блоке?

О:  Это  не рекомендуется,  если это явно не указано производителем для данного конкретного блока. Различные размеры проводов могут привести к неравномерному давлению зажима и ненадежным соединениям. Используйте блоки, предназначенные для определенного диапазона, или отдельные клеммы.

Вопрос: В чем разница между клеммным блоком и разъемом (например, штырем/гнездом)?

Ответ: Клеммные колодки  обычно представляют собой фиксированные точки крепления внутри корпуса для соединения/распределения проводов.  Разъемы (например, штыревые/гнездовые типы)  обычно представляют собой сочлененные пары, предназначенные для многократного подключения/отключения между устройствами или узлами. В клеммных колодках  часто  используются  внутренние разъемы ( вставные типы ).

Вопрос: Насколько затянуты винтовые клеммы?

A:  Достаточно  плотно для надежного соединения с низким сопротивлением, но  не  настолько сильно, чтобы сорвать головку винта, срезать винт, раздавить жилы провода или треснуть корпус клеммы.  Всегда обращайтесь к значению крутящего момента, указанному производителем  , если таковое имеется. Используйте динамометрическую отвертку для критических операций.

Вопрос: Нужны ли наконечники?

A:  Настоятельно рекомендуется  для многожильных проводов, особенно в блоках с винтовыми клеммами. Они предотвращают ломкость прядей, обеспечивают равномерный захват всех прядей, улучшают проводимость и снижают риск возникновения короткого замыкания из-за выбившихся прядей. Часто является обязательным для соблюдения норм безопасности.

Вопрос: Как мне выбрать правильный текущий рейтинг?

A:  Номинальный ток клеммной колодки  должен  превышать максимальный рабочий ток цепи. Примените коэффициенты снижения мощности: уменьшите номинальный полезный ток при высоких температурах окружающей среды (обычно >40°C), когда несколько соседних клемм пропускают большой ток или в средах с высокой вибрацией. Проконсультируйтесь с кривыми снижения номинальных характеристик производителя.

7. Заключение: критическая точка соединения

Клеммные колодки — это гораздо больше, чем просто точки подключения; они имеют основополагающее значение для безопасности, надежности, организации и удобства эксплуатации практически каждой электрической системы. Понимание  того, что на самом деле представляет собой клеммная колодка в электрических  системах – от  типов клеммных колодок  и их конкретной  функции до правильного выбора, установки и устранения неполадок – является важным знанием как для инженеров, техников, так и для специалистов по закупкам.

Тщательно учитывая электрические требования, условия окружающей среды, потребности применения и общую стоимость владения, вы можете с уверенностью выбрать оптимальные  типы клеммных колодок  для вашего проекта. Помните, что инвестиции в качественные компоненты и правильные методы установки приносят дивиденды за счет повышения безопасности, сокращения времени простоев и долгосрочной надежности системы. Никогда не стоит недооценивать силу правильно выбранной и правильно установленной клеммной колодки  – это действительно невоспетый герой, скрепляющий ваши электрические системы.