Клеммник для соединения проводов
Содержание
Клеммник, или клеммная колодка – это устройство, предназначенное для соединения многожильных и одножильных проводов. До появления универсального электроустановочного элемента провода соединяли скрутками, пайкой или сваркой.
Клеммники
Варианты соединения
Скрутка проводов
Чтобы скрепить два или несколько проводов, их концы зачищали от изоляции на расстоянии 2-4 см, в зависимости от диаметра проводников. Сложив параллельно жилы, их скручивали в форме спирали. Контактный узел оборачивали изоляционной лентой. Делали это особенно тщательно, чтобы не оставалось оголённых участков контактного узла.
Недостатком такого метода является то, что изоляция под воздействием внешних негативных явлений со временем может потерять свои свойства. Это вызывает коррозию металла, что приводит к ухудшению качества соединения и может вызвать искрение между жилами и возгорание изоляционного покрытия проводки.
Скрутка и клеммники
Пайка или сварка
Пайка соединительного узла проводов гораздо надёжнее, чем простая скрутка. Хотя и в этом случае оголённые жилы тоже скручивают. Соединение лудят паяльником с применением канифоли, паяльной пасты и припоя. Надёжность соединения во многом зависит от качества пайки.
Пайка впоследствии требует прочного изоляционного покрытия. Такой способ создания контакта страдает теми же недостатками, что и скрутка.
Сварку можно использовать для соединения одножильных силовых кабелей размером сечения не менее 35-40 мм2. В противном случае сварочная дуга только сожжёт жилы.
Клеммники
Карболитовые клеммные колодки (КК) представляют собой коробки из диэлектрических материалов, в которые помещены клеммы для соединения проводов (клети). Соединительные клеммы в колодке для проводов должны соответствовать по своим параметрам профилю электрической цепи, в которой они будут применяться. Использование электрических колодок исключает возможность замыкания на корпус.
Соединительные электрические колодки обеспечивают надёжное подключение проводов из разных металлов: алюминия и меди. Смешанный электромонтаж даёт возможность осуществлять с помощью клеммных зажимов безопасное соединение медных и алюминиевых проводов.
Простота монтажа соединений не требует особой квалификации исполнителя. Конструкция клеммника для проводов надёжно защищает человека от случайного прикосновения к токоведущим частям соединения. Гарантированная надёжность контактных соединителей исключает возможность короткого замыкания и перегрева в месте соединения.
Основными достоинствами клеммников для соединения проводов являются быстрая и качественная коммутация, оперативный разрыв цепи для проведения тестирования, замеров и определения мест повреждений.
Типы клеммных колодок
Клеммные коннекторы для проводов группируют по ряду признаков, таких как:
- Назначение;
- Способы монтажа;
- Рядность;
- Исполнение;
- Тип подключаемого проводника;
- Вид зажима.
Назначение
КК различаются по назначению:
- соединение проводов;
- на печатную плату;
- на дин-рейку;
- кросс-модули.
Соединение проводов
Это самая распространённая конструкция соединителей. В основном это винтовые, ножевые и рычажные клеммные колодки. Концы проводов вставляют в отверстия фиксаторов, как с обеих сторон, так и с одной стороны.
На печатную плату
Для подключения низковольтного питания колодки с винтовыми клеммами крепят на плате. Помимо того, что провода фиксируются в КК, их ещё крепят специальными хомутами.
КК на печатной плате
На дин-рейку
Универсальные электротехнические устройства бывают в виде стационарных модулей и сборных клеммников. Первые имеют законченную конструкцию. Второй вид КК состоит из отдельных модулей, из которых можно создавать разные конструктивные положения распределительных клемм. При монтаже соединений многочисленных проводных линий в одном узле применение дин-рейки является самым рациональным решением.
Кросс-модули
Применение кросс-модулей позволяет удобно и надёжно выполнять электромонтажные работы в распределительных шкафах и щитах. Главной функцией кросс-модуля является разделение питания от одного источника энергии на несколько отходящих линий.
Способы монтажа
По способу монтажа соединений КК подразделяются на следующие виды.
Винтовые
В корпус винтовой клеммной колодки вмонтированы металлические зажимы. Это горизонтальные гильзы с вертикальным винтом. Оголённый конец провода заводят в отверстие и зажимают сверху жилу винтом. С другой стороны колодки заводят в стальную гильзу другой проводник, который тоже зажимают. Образуется плотный контакт. Сталь индеферентна к меди и алюминию. Поэтому винтовые клеммники ЗВИ используют для соединения проводов из разнородных металлов, не боясь вызвать коррозионные процессы.
Зажимные
КК такого типа фиксируют проводники рычажными зажимами. Провод вводят в монтажное отверстие и рычажком прижимают жилу к гильзе. Достоинствами такого соединения являются быстрый монтаж и демонтаж проводов.
Рычажные клеммники
Существуют неразъёмные модели с пружинным фиксатором внутри гильзы, который не даёт выйти обратно проводу. Как правило, это КК одноразового пользования.
Барьерные
Предназначены для проводов с большим током. Колодки оснащены винтовыми фиксаторами.
На дин-рейку
Выше по тексту есть описание этого устройства.
Рядность
По рядности КК делят на однорядные, двух,- и трёхрядные колодки. Также есть многоярусные конструкции.
Исполнение
Колодки бывают прямой и угловой конфигурации. У первых направления кабельных линий не меняются. Угловые колодки применяют на поворотах, когда нельзя изгибать провода. Выходящий проводник перпендикулярен встречной жиле. Клеммы для проводов расположены под прямым углом.
Тип подключаемого проводника
Это устройства для одножильных, двужильных гибких проводников.
Вид зажима
По типу зажима различают следующие виды:
- винтовые;
- пружинные;
- зажимная клеть;
- торцевые;
- ножевые;
- концевые.
Конструкция клеммной колодки
Клеммная колодка – это клеть (зажим), встроенная в пластиковую коробку. Конструкция зажима определяет функцию и наименование коннектора. Фиксаторы могут быть винтовыми, пружинными, рычажными и ножевыми.
Материал зажимного устройства – нержавеющая сталь. Винты и пластины сделаны из оцинкованной стали. Корпус изготавливают из полиамида. Пластик корпуса обладает свойством самозатухания.
Электромеханические характеристики
К основным электромеханическим характеристикам клеммных колодок относятся:
- Сила тока, выдерживаемое напряжение и сопротивление;
- Температурный режим;
- Максимальное усилие затяжки;
- Шаг контактов.
Сила тока, выдерживаемое напряжение и сопротивление
В сопроводительной документации КК производитель указывает величину номинального тока. Большинство клеммных колодок рассчитано на напряжение общегражданской электрической сети – 230 вольт. Для клеммников на дин-рейку особо оговаривается предельный уровень напряжения.
Сопротивление зажимов изготовители рассчитывают так, чтобы клеть обеспечивала высокую проводимость и в то же время сопротивлялась скачкам напряжения.
Температурный режим
Температурный параметр для изделия является важным фактором сохранения качеств КК. Для большинства колодок установлен стандартный температурный диапазон: от -40 до +1050С.
Для колодок на печатную плату, где могут проходить сильные токи, и возникать сильный нагрев, используют жидкокристаллические полимерные клеммы. Им нестрашен порог +2500С. Клеммник нормально функционирует при температуре +1300С.
Максимальное усилие затяжки
Технический интервал усилия затяжки находится в пределах 0,2-0,25 Нм. На практике мастер, завинчивая отвёрткой винты ЗВИ, пользуется своим ощущением предельного усилия. Опытный работник не нарушит цельность клети и в то же время надёжно закрепит провода в клеммнике.
Шаг контактов
Шагом контактов называют расстояние между центрами входных отверстий колодки. Минимальный безопасный зазор между параллельными проводниками составляет 5 мм. Для низковольтных соединений допустим интервал 2 мм.
Особенности подключения к разным клеммникам
Подготовка концов проводов для помещения их в КК в принципе для всех разновидностей колодок одинакова. Однако в каждом случае существуют некоторые особенности.
Большое значение имеет правильное определение длины зачистки провода. У КК глубина входного отверстия может быть разной. Длина зачищенной части провода должна быть такой, чтобы оголённая жила не выступала за пределы корпуса клеммника. В то же время кончик не должен быть чрезмерно коротким, иначе клеть зажмёт не металл, а изоляцию.
В разъёмных клеммах важно при обжиме не оставлять растрёпанные нити многожильного провода. В ЗВИ чрезмерным усилием винта можно раздавить многожильный пучок, и качественное соединение не получится.
Принцип работы пружинных и ножевых зажимов
Пружинные клеммники
Клеммники Wago – пример совершенных пружинных клеммников. Принцип работы устройства довольно прост. Клеть состоит из прижимной пластины, ответной площадки, пружины и рычага.
Для того чтобы вставить в приёмное отверстие оголённый конец провода, рычаг приводят в вертикальное положение. Пластина поднимается вверх, освобождая проход. Когда проводник вставляют в отверстие, рычаг опускают. Пружина сжимается и давит на пластину, которая прижимает провод к ответной площадке. Таким образом, получается плотный и надёжный контакт.
Форма прижимной пластины изогнута так, что провод выдернуть из гнезда невозможно даже с большим усилием. В любой момент можно поднять рычажок и свободно вынуть провод. Пружинные клеммники настолько удобны, что по популярности намного обогнали КК других конструкций.
Пружинные соединения
Ножевые зажимы
Этот вид клемм в народе называют «папа – мама». Соединение проводов осуществляется вставкой одного в другой элемент. Первый имеет вид удлинённой площадки – ножа. Ответная деталь имеет по сторонам овальные продольные загибы, которые зажимают входящий «нож».
Оба элемента, помимо боковых зажимов, оснащены замком. В ноже сделан П-образный вырез. Благодаря этому, в центре площадки образуется пружинный лепесток. В ответной клемме тоже сделано отверстие. При входе «ножа» лепесток опускается в вырез встречной пластины. Образуется крепкий замок. Чтобы разнять элементы, достаточно поддеть острым предметом язычок и вытащить «нож».
Клеммы устанавливают на концах проводов специальным обжимником – кримпером. Им же очищают проводники от изоляции. На коннекторы одевают термоусаживаемые кембрики. Для усадки их можно нагреть обыкновенной зажигалкой.
Ножевые зажимы
Предотвращение окисления контактов зажима
Под воздействием кислорода окружающей атмосферы металлы со временем могут окисляться. Этому подвержены жилы проводов из алюминия и меди. Также окислиться могут стальные детали клети клеммника. Проблема состоит в том, что оксидная плёнка приобретает свойства диэлектрика. Вследствие чего проводимость соединений резко падает.
Чтобы предотвратить возникновение коррозии на контактных поверхностях, их покрывают защитной смазкой. В торговой сети можно найти смазки известных производителей, таких как CellMark, Acmos, Fond Metalli, Chem Trend, Perma.
Перед вводом жилы провода во входное отверстие КК его заполняют смазкой. Главное – не злоупотреблять количеством смазки. Составом покрывают все контактные поверхности. Помимо антикоррозионной защиты, смазка выполняет функцию барьера от проникновения влаги внутрь корпуса КК.
Появление клеммников разных видов в массовом производстве привело к повышению качества проводных соединений. Простота монтажа, ненужность изоляционной ленты, безопасность, быстрота соединения – всё это является неоспоримым преимуществом перед другими способами создания проводных соединений.
