Съображения при избора на редови клеми

ЕлектроапаратурaСп. Инженеринг ревю - брой 5/2020 • 13.07.2020

С нарастващите изисквания за ограничаване на оборудването във все по-малки пространства и нуждите на промишлеността за по-надеждно свързване и по-високи нива на автоматизация, изпълнението на електрическите вериги на контролното оборудване става все по-сложно. Функциите на конвейерната линия на една съвременна система за опаковане, например, могат да бъдат следени от сензори в множество точки. Прокарването на проводници от едно устройство до следващото може да създаде хаос и неудобство в окабеляването. Един алтернативен подход в тази задача е инсталирането на редови клеми в централното електрическо табло. 

По този начин електрическото свързване се централизира и се намалява количество на прокараните електрически проводници, което ще позволи на обслужващия персонал бързо да обследва състоянието на системата и да провери изправността й. Модулите на редовите клеми могат лесно и удобно да бъдат монтирани директно в електрическото табло или върху шина. Проектантът има свободата да комбинира различни видове редови клеми според специфичното им предназначение, форма, цветово кодиране и маркировка. По този начин е достатъчен само един поглед, за да свери схемата на свързване и да се установи какъв е проблемът, който трябва да се отстрани.

При необходимост от промени в електрическата верига, може лесно да се добавят или премахват редови клеми от шината, без това да наруши свързването на останалите електрически кабели. Освен че опростява схемата на свързване, пластмасовият корпус на редовите клеми предпазва от възникване на късо съединение, като по този начин се осигурява по-голяма безопасност на персонала, който ги инсталира и обслужва.

Изборът на правилния тип редови клеми може да бъде доста сложен, тъй като съществува голямо разнообразие от форми и размери и повечето производители и доставчици могат да предложат хиляди различни варианти.

 

Компоненти и материали

Функцията на клемореда е да свързва два или повече проводника в една верига. В общия случай той се състои от два компонента: изолиращ корпус и тоководещ компонент. Тоководещият компонент е поместен в изолиращия корпус, който осигурява изолация при свързването на проводника, за да сведе до минимум загряването при провеждането на електрически ток. Той също така осигурява основа за притискащия механизъм и други части като превключватели и предпазители. Корпусът на клемореда има специално предназначени отвори за достъп до притискащите винтове и също така е снабден с монтажна пета, чрез която редовите клеми се прикрепят и свалят от монтажната шина.

Дизайнът на модулните редови клеми позволява изключително ефективно използване на пространството дори при инсталиране на вериги с висока плътност. Модулен клеморед с ширина 5 mm може да осигури до 60 клемни връзки на 30 линейни сантиметра. Стандартните редови клеми от едно ниво с ширина 6 mm осигуряват до 50 клемни връзки на 30 линейни сантиметра; двойните редови клеми могат да предоставят възможност за до 100 връзки.

Изолиращият корпус може да бъде съставен от полиамид 6.6, меламин 150 или керамика. Полиамид 6.6 е здрав термопластичен материал, предназначен за работа във всякаква среда, като запазва своята еластичност и устойчивост от -40 до 105°C. Изключително здрав и лесен за работа, този материал е предпочитан и заради добрите си изолационни свойства и високотемпературна устойчивост. Меламин 150 е вид термореактивна пластмаса на основата на смола с органичен пълнител.

Въпреки че е далеч по-чувствителен материал от полиамид 6.6, меламинът има висока термоустойчивост. Препоръчва се за приложения с постоянна работна температура между 110 и 140°C. Устойчивите керамични корпуси могат да се използват при температури до 250°C, както и в промишлени производства с високи нива на запрашаване и силно корозивна среда.

Токопроводящите части включват тоководеща шина и притискащ механизъм. Тоководещата шина, намираща се в средата на изолиращия корпус, е изработена от мед или месинг. Притискащият механизъм придържа проводника в клемореда и осигурява надеждна електрическа връзка между проводника и тоководещата шина.

Параметрите на токопроводящите части варират в зависимост от големината на тока/сечението на проводника и конфигурацията на самия клеморед.

 

Видове

Редовите клеми могат да бъдат класифицирани според предназначението, конструкцията, вида на електрическата връзка, в това число с винтови, безвинтови и пружинни връзки, както и с връзки с модулни конектори, като например от типа push-in клеми и клеми, свързвани с конектори. Проходните редови клеми на едно ниво са предназначени за опростено свързване на два проводника, т.е. връзка проводник-проводник. Това са редови клеми от най-прост тип с един вход и един изход. При редовите клеми от две нива второто ниво на свързване надгражда първото. Тази конструкция обикновено се използва, когато пространството за монтаж е ограничено. Аналогично на тях при клеморедите от три нива е добавен още един допълнителен ред над втория. Предимството на конструкцията от няколко нива е, че позволява множество връзки в рамките на един модул от редови клеми.

Заземителните клемореди често наподобяват проходни редови клеми на едно ниво с тази разлика, че те и връзката с проводника са заземени към таблото или към DIN шината, върху която е монтиран клеморедът. Клеморедите с предпазител също имат сходство с проходните редови клеми, като разликата се състои в това, че проводящата метална шина е заменена с предпазител, който осигурява връзка между проводниците и допълнителна защита. Друг вид клемореди са предназначени да осигурят връзка на присъединителните проводници на термодвойки. Някои конектори на термодвойки свързват присъединителните проводници от двете страни на клемореда, като така отпада нуждата от свързващата шина. При други клемореди от този вид обаче може да е налична метална свързваща шина, съставена от същия метал като проводника.

Клеморедите за I/O системи осъществяват връзка между едно устройство и контролер, докато чрез сензорните редови клеми могат да се управляват три или четири жични устройства, като например сензори за близост. Разединителните клемореди позволяват лесно прекъсване на връзката между проводниците само чрез повдигане на лостов или ножов прекъсвач, като по този начин осигуряват удобство при прекъсване и установяване на връзка, без да се налага сваляне на проводниците. Електроразпределителните клемореди са удобен, целесъобразен и безопасен начин за разпределение на захранването от един входен източник към множество изходни посредством свързване на един голям проводник към входния терминал на клемореда и разпределяне към множество изходни клеми. По този начин се постига професионално изпълнение и добро организиране на опроводяването в електрическото табло.

Винтовите клеми са най-често срещаният тип връзка. При тях проводникът просто се притиска към тоководещата шина чрез затягане на винта, като този вариант е приложим за широк набор от размери и сечения на проводниците. Затягащите пружинни клеми прилагат пружинно притискане на проводника. Те са една по-нова алтернатива на винтовите клеми и най-често са предназначени за проводници с малко сечение. Клемите тип push-in опростяват свързването, като при тях е необходимо проводниците просто да бъдат пъхнати в клемореда. Повечето редови клеми от този тип изискват използването на кабелен накрайник втулка, която да укрепи края на проводника. Въпреки това някои push-in клемореди позволяват директното поставяне на твърд проводник или многожилен проводник, като се постави отвертка в отвора за освобождаване.

IDC съединителите (insulation displacement connectors) не налагат отстраняването на изолацията, за да се осъществи свързване. Проводникът се вкарва в клемореда, където две остриета прорязват изолацията, за да се оголи проводникът и да се осигури добра връзка. При бариерните редови клеми проводникът се прикрепя чрез кабелна обувка и се притяга с болт към клемата, за да се предотврати разхлабването му в среда на вибрации.

 

Избор на подходящи редови клеми

Изборът на правилните редови клеми преди всичко зависи от конкретното предназначение и трябва да следва няколко прости стъпки. Най-напред трябва да се вземат предвид характеристиките на приложението като типа свързване, спецификациите за електрическата връзка, ориентация, монтаж и специални функции.

Следните стъпки обобщават един изпитан метод за избор: определяне на нужния тип клеморед; определяне на спецификациите на електрическата инсталация; определяне на необходимите допълнителни принадлежности; изчисляване на дължината на трасето.

Вече бяха разгледани някои от предлаганите видове редови клеми. Следва да се определи кой конкретен тип е подходящ за определена система, например винтови или безвинтови клеми, проходен тип на едно или на повече нива, с предпазител, заземителни, с директен монтаж или с прекъсвач. След това трябва да се определят електрическите спецификации за всеки клеморед, в това число максимално сечение на проводника, напрежение и ток. Сечението на входния проводник обикновено е в mm2 и зависи от номиналния ток, от това дали използваният проводник е твърд или многожилен и какъв диапазон от сечения на проводниците може да бъде присъединен при опроводяването.

След като бъде избран типът корпус на клемореда, според необходимостта могат да се добавят подходящи скоби и капачки, ъглови опорни скоби, горни капаци, разделители, вътрешни джъмпери, тестови конектори и маркировки.

Клеморедите могат също така да изпълняват една или да обединяват повече специални функции, като например свързване на прекъсвачи, индикаторни лампи и диоди за тестване на лампи. Редовите клеми с конектори обикновено се монтират върху DIN шина и могат да бъдат в няколко нива, за да се спести място. Така комбинираните клеми позволяват изключване на захранването на целия блок чрез разединяване на един конектор.

За да се определи дължината на DIN шината, която ще бъде необходима, трябва да се изчисли общата гъстота на метър за всички клемореди от всеки вид. След което трябва да се добавят 13 mm към края на всяка шина за монтажните елементи, както и допълнителен допуск от 0,2 mm за всяка връзка на проводник. В изчисленията се включват и ширините на крайните капачки, скобите и разделителите.

Top