Индустриални щепсели и контакти

Индустриалните щепсели и контакти се използват в различни промишлени сектори, като добив и преработка нефт и газ, генериране на енергия, автомобилостроене и др. с цел установяване на защитени електрически присъединявания в машини и оборудване, функциониращи с изменящи се напрежение и честота. 

Предназначението им е да се избегнат преднамерено или инцидентно разместване на контактите и осъществяване на съединения, при които има несъответствие по отношение на честота, поляритет, напрежение, ток и тип употреба. Индустриалните щепсели и контакти са стабилни, надеждни, лесни за монтаж, устойчиви на различни химикали и условията на околната среда. Характеризират се със защита от навлизане на прах и вода и са огнеустойчиви, благодарение на което осигуряват сигурна и безопасна работа дори в най-тежките експлоатационни условия.

Пазарни тенденции

През 2017 г. европейският пазар на индустриални щепсели и контакти е оценен на 2,463 млрд. щатски долара, като според консултантската компания Allied Market Research до 2025 г. стойността му ще достигне 3,614 млрд. щатски долара, отбелязвайки комбиниран годишен темп на растеж от 4,7%. 

В Европа пазарът е сегментиран въз основа на типа продукт, крайния потребител и държавата. На база продукт пазарът се разделя на следните категории: щепсели; конектори, съединители; контакти с блокировка и др. В зависимост от крайния потребител пазарът се дели на продукти за нефтената и газовата индустрия, автомобилостроенето, енергетиката, химичната и фармацевтичната промишленост, строителството, производството на храни и напитки и т. н. Ръстът на пазара се обуславя от динамично увеличаващото се индустриално производство, тенденцията за нарастване на автоматизацията в Европа, както и от усилията от страна на производителите и регулаторните органи в посока създаване на по-безопасна работна среда. Бързото развитие на автомобилостроенето в Европа се очаква да предостави допълнителни възможности за пазара на индустриални щепсели и контакти през следващите няколко години. За ограничаващ фактор се смята спадът в общото ниво на производство сред различните промишлени сектори.

Стандартизация

Серията стандарти IEC 60309, разработена от Международната електротехническа комисия (IEC), е посветена на щепселните съединения за промишлени цели. Серията включва 4 стандарта: IEC 60309-1, специфициращ общите изисквания за функционалност и безопасност; IEC 60309-2 “Изисквания за размерите за взаимозаменяемост на щифта и контактната тръба”, който се прилага за щепселни съединения, съединители за кабели с обявено постоянно или променливо работно напрежение, непревишаващо 690 V, 500 Hz и обявен ток, непревишаващ 125 А, предназначени предимно за използване в промишлеността както в закрити помещения, така и на открито; IEC 60309-4 “Щепселни съединения с превключватели и съединители със или без взаимно блокиране”, приложим за продукти, комбиниращи в един-единствен корпус контакт или конектор с комутационно устройство; IEC 60309-5 “Изисквания за съвместимост и взаимозаменяемост на щепселни съединения, съединители за кораби и входни електрически системи на кораба за присъединяване към захранващи системи с ниско напрежение, разположени на брега”. Стандарт IEC 60309-1 е приложим за продукти с максимално допустимо напрежение 1000 V постоянен или променлив ток, максимална големина на тока 800 A и максимална честота 500 Hz, функциониращи в диапазон на температурата на околната среда от -25°C до 40°C.

Съгласно IEC 60309 щепселните съединения се класифицират спрямо вида (щепсели, конектори), наличието на заземителен контакт, метода на свързване на кабела, блокировката (механична, електрическа), типа на клемите и проводниците и достъпността до части под напрежение. Продуктите трябва задължително да бъдат с маркировка, указваща номиналната големина на тока в ампери, номиналното работно напрежение или неговия обхват във волтове, символ за характера на захранването, в случай че предназначението не е и за постоянен, и за променлив ток, или е за променлив ток с честота, различна от 50 Hz или 60 Hz. Необходимо е да се посочат и номиналната честота, ако превишава 60 Hz, името на производителя или отговорния дистрибутор, каталожен номер, клас на защита и символ, индикиращ позицията на заземителния контакт. С цел по-лесно обозначаване на работното напрежение стандартът указва конвенционални цветове на кодиране, които могат да се отнасят за цялото устройство или само за определена част (например, повдигащ се капак, пръстен и т.н.) – лилав за 20 до 25 V, бял за 40 до 50 V, жълт за 100 до 130 V, син за 200 до 250 V, червен за 380 до 480 V и черен за 500 до 1000 V. При честоти над 60 Hz до 500 Hz включително, ако е необходимо, в комбинация с цвета за номиналното работно напрежение може да се използва и зелен цвят.

Изисквания към материалите

Щепселните съединения с корпуси, изпълнени от каучук или термопластичен материал, както и изработените от еластомери части, като уплътнителни пръстени и др., трябва да бъдат с достатъчна устойчивост на стареене. Съответствието с това изискване се проверява чрез тест за ускорено стареене, който се провежда в атмосфера със същия състав и налягане като на околната среда. Образците се поставят в свободно висящо положение в термична камера с естествена вентилация. Температурата в камерата и продължителността на изпитването са следните: 70 ± 2°C и 10 дни (240 ч) за каучук; 80 ± 2°C и 7 дни (168 ч) за термопластичен материал. След като образците се охладят до стайна температура, те се оглеждат за наличие на видими с човешко око пукнатини и се проверява дали материалът не е станал лепкав или мазен.

Изработените от черни метали компоненти на индустриалните щепсели и контакти трябва да бъдат адекватно защитени срещу корозия. Съгласно IEC 60309-1 корозионната устойчивост на щепселните съединения за промишлени приложения се изпитва по следния начин: предвидените за тестване части се почистват, като се потапят в обезмаслителен агент за 10 минути; следва потапяне за 10 минути в 10% воден разтвор на амониев хлорид при температура 20 ±5°C; без да се изсушават, частите се поставят за 10 минути в кутия, съдържаща наситен с влага въздух с температура 20 ±5°C. След като компонентите се изсушат в сушилня за 10 минути при температура 100 ±5°C, по повърхността им не трябва да има признаци за корозия.

Изисквания към конструкцията

Достъпните повърхности на съединителите и техните съставни части трябва да са без заусенъци и остри ръбове, като съответствието се проверява чрез инспекция. Важно изискване е, че конструкцията на съединителите не трябва да позволява на потребителите да променят позицията на заземителния или неутралния контакт. В условия на нормална експлоатация и при липса на включен съединител щепселните гнезда и конекторите трябва да осигуряват указаната на маркировката им степен на защита. В допълнение, когато е налице присъединяване, трябва да се гарантира по-ниската степен на защита – или тази на щепсела, или тази на контакта.

Конструкцията на щепселните гнезда трябва да бъде такава, че да осигурява необходимия контактен натиск при пълното им съединяване със съответстващите им щепсели. Изпълнението на това изискване се удостоверява чрез изпитване за превишение на допустимата температура. Упражняваният натиск между контакта и щепсела не трябва да бъде прекомерно голям, за да не се затруднява включването/изключването, но и да е достатъчен, за да не се нарушава съединението при нормална експлоатация. Щепселните гнезда трябва да са проектирани така, че да позволяват лесно въвеждане и закрепване на проводниците в клемите. Освен това конструкцията на контактите трябва да осигурява възможност за правилно разполагане на проводниците, за да се избегне съприкосновение на изолацията им с тоководещи части с различен поляритет. Изолационните и преградните елементи трябва да са с достатъчна механична якост и да бъдат закрепени към металния корпус или тялото, така че да не могат да бъдат премахнати, без да се повредят сериозно или да са с конструкция, която не позволява при подмяната им да бъдат поставени в неправилно положение. При наличие на защитен капак с пружина тя трябва да е изработена от корозионноустойчив материал като бронз, неръждаема стомана или друг подходящ материал. Индустриалните щепселни гнезда с номинално работно напрежение над 50 V променлив ток или 120 V постоянен ток трябва да разполагат със заземителен контакт.

Отделните компоненти на щепселите или конекторите за промишлена употреба следва да бъдат надеждно фиксирани един към друг по такъв начин, че да не се стига до отхлабване при нормална експлоатация. В допълнение щепселите и контактите не трябва да позволяват разглобяване без използването на инструмент. Конструкцията на конекторите, поставени на гъвкав кабел, трябва да бъде напълно затворена както при нормална експлоатация, така и когато не се ползват – с помощта на допълнителен аксесоар. Също така конекторите трябва да гарантират постигането на отбелязаната на маркировката степен на защита при пълен контакт с допълнителния елемент. Индустриалните щепсели и конектори не трябва да имат специфични особености, позволяващи свързването на повече от един кабел.