Клеммники и клеммные колодки для соединения проводов
Клеммные соединения в электромонтаже считаются лучшим способом обеспечения надёжного контакта проводников. Мы расскажем о видах клеммников, преимуществах и области их применения, а самое главное — правильном выполнении соединительной части электромонтажа.
Винтовые клеммные соединения получили высокую популярность и потому представлены в обширном ассортименте. Среди винтовых зажимов можно выделить три основные категории:
Основное отличие заключается в форме «клети» — токопроводной металлической площадки. У проходных клеммников она втулочная, барьерные же соединения базируется на контактных пластинах. Концевые или тупиковые клеммники имеют вид колпачка, и предназначены для обжатия нескольких скрученных жил.
Нажимные клеммники устроены иначе. В них жила кабеля зажимается внутри цанги или клиновидной пластины. Усилие прижима обеспечивается рычажком на корпусе клеммника, таким образом, соединение получается быстроразъёмным. Колодки такого типа могут иметь водоупорное исполнение, что обеспечивается плотной посадкой изоляционного пояска во входном отверстии.
Пружинные клеммные колодки очень похожи на нажимные, однако по сути своей представляют неразъёмные соединения. Фиксация провода выполняется внутри клиновидного разреза или конусной цанги, то есть клеммник работает по принципу капкана. Впрочем, для некоторых изделий производители предусматривают процедуру размыкания, однако впоследствии нет возможности оценить сохранность контактной площадки, поэтому повторно пружинные клеммники используют редко.
Помимо способа контактной фиксации для клеммных колодок действуют отличия по расположению зажимов, способу монтажа, рядности, материалу корпуса, диаметру проводов и допустимой нагрузке. Одна из наиболее специфичных особенностей — наличие внутреннего наполнителя. Так, отдельные разновидности пружинных клеммников могут быть заполнены внутри токопроводящей пастой или специальной смазкой, препятствующей контакту металла с влагой и кислородом.
Вполне очевидно, что максимальная нагрузка на клеммную колодку определяется её проводимостью, то есть материалом и сечением токопроводящей клети. Но это далеко не единственный и даже не самый важный параметр: проводящая способность колодки уходит на последний план, если механизм фиксации обладает значительным переходным сопротивлением, то есть не обеспечивает достаточно высокой площади контакта и силы прижима.
Плотное прилегание жилы к контактной площадке обеспечивается разными способами. Это может быть частичное вдавливание торца прижимного винта в тело проводника, либо покрытие площадки пластичным вязким сплавом, за счёт чего в зоне контакта происходит деформация одной из сторон контакта и увеличение площади соприкасания. Также распространённым приёмом можно назвать изготовление подложки под жилу из твёрдых сплавов с последующей шлифовкой поверхности, таким образом вследствие прижима деформируется материал самой жилы.
В целом о токопроводящей способности можно сказать следующее: она просто должна быть достаточной и не снижаться со временем, избыточность здесь даже вредна. В сети Интернет можно встретить достаточно много обзоров современных клеммных колодок со стресс-тестами под высокой нагрузкой. Однако в современном электромонтаже не допускается работа электросети при токах, превышающих допустимые значения для данного вида проводника. Кабельная линия защищена автоматическим выключателем, если же защита вышла из строя — клеммное соединение со строго определённой нагрузочной способностью сыграет роль слабого звена по аналогии с плавким предохранителем.
Первая и важнейшая — терпимость к ошибкам при сборке схемы соединений. При использовании пайки и сварки проводов малейшая оплошность приводит к необходимости обрезать хвосты жил внутри установочных и распределительных коробок, таким образом, допускается максимум один-два переподключения. Намеревающимся заявить, что нужно сразу все делать правильно, отвечаем: ошибки в схеме соединений допускают даже прожженные электрики, от этого никто не застрахован.
Другое преимущество клеммных колодок — их доступность и простота монтажа. Пайка и сварка не только требуют специального оборудования, нуждающегося в организации временного электроснабжения. Такие способы соединения не особо удобны, к тому же весьма требовательны к квалификации работника, который обязан избегать так называемых «холодных» спаев и прожига проводов при сварке. В то же время стоимость клеммных колодок достаточно низка — в среднем 10–15 рублей за одну группу контактов. При том, что такой способ соединения почти полностью исключает влияние человеческого фактора, выбор становится вполне очевидным.
Винтовые колодки барьерного типа оптимально подходят для сборки группы соединений в шкафах и электрических щитах. За счёт жёсткого крепления к монтажной панели такие соединения обеспечивают качественную организацию маршрутов прокладки проводников. Не стоит думать, что барьерные клеммники рассчитаны исключительно для соединения высокомощных сетей, их с тем же успехом можно использовать и для организации сложных цепей управления. При этом наличие крышки и перегородок допускает совместную прокладку цепей обоих типов в одном корпусе: при аварии искрение и ионизация никак не повлияют на работу чувствительных приборов.
Винтовые колодки проходного типа могут устанавливаться общей планкой по 12 клеммников, что делает их отличной заменой для барьерных соединений. Также планку можно с лёгкостью разделить на группы с произвольным числом контактных групп и использовать в установочных и распределительных коробках или в качестве временных соединений.
Осталось лишь уточнить, для чего клеммные соединения не предназначены. Их категорически запрещено использовать для соединения проводов, прокладываемых скрыто. Для этих целей допускается применять только герметичные термоусаживаемые муфты. Также нежелательно использование клеммных соединений в полостях фальшстен и подвесных потолочных конструкций. Однако здесь есть небольшая оговорка: клеммными колодками можно подключать, например, точечные светильники, не имеющие штатных контактных разъёмов, например светодиодные с монолитным корпусом.
Существует также специфичная категория клеммных колодок в корпусе для монтажа на DIN рейку. Это могут быть как винтовые, так и пружинные контактные колодки, клеммники нажимного принципа действия наиболее редки. Такие виды соединений предназначены для сборки цепей управления и контроля, подобный способ организации позволяет быстро производить переподключение большого числа электротехнических устройств. Отдельно стоит упомянуть про кросс-модули — массивные колодки открытого типа с несколькими винтовыми прижимами, которые предназначены для сборки группы соединений с высокой нагрузкой. Встречаются как одиночные кросс-модули, так и колодки групповой установки в общем корпусе, в основном их используют как общие нулевые, защитные и фазные шины.
Для винтовых клеммников проходного типа критическое значение имеет толщина стенок втулки и, в особенности, её резьбовой части. Крайне часто распространено явление, когда при попытке обеспечить достаточное усилие затяжки либо срывается резьба, либо лопается дно втулки. Предпочтителен тот тип клеммников, винты которых рассчитаны под отвёртку с плоским шлицем.
Барьерные клеммные колодки в целом характеризуются меньшим количеством брака. Обязательно нужно обращать внимание на качество штамповки винтов, иногда из-за недостаточной глубины просечки грани слизываются, что не позволяет провести затяжку с должным усилием. Клеммные колодки для соединения жил сечением свыше 16 мм2 предпочтительно должны иметь винты с головкой под шестигранник. По части материала корпуса барьерных клеммников можно рекомендовать ABS-пластик и фторопласт. Бакелитовые корпуса слишком хрупкие, они часто разрушаются в процессе монтажа, особенно при значительных усилиях затяжки.
Втычные клеммники нажимного и пружинного типа — наименее проблемный вид продукции, в основном по причине того, что рассчитаны они преимущественно для соединения жил малого сечения. Для пружинных колодок желательно наличие прозрачной тыльной части корпуса, что дает возможность оценить надёжность фиксации проводника в клети. Ну и, конечно, всегда лучше отдавать предпочтение более-менее известным торговым маркам вместо безымянных китайских производителей.
Прежде всего, обращаем внимание на тот факт, что абсолютно все клеммы рассчитаны на подключение жил проводника строго цилиндрической формы. Именно по этой причине край жилы перед зачисткой нужно тщательно выровнять, после чего снять изоляцию специальным инструментом — стриппером. По части использования втычных клеммных колодок можно ограничиться только правильной подготовкой жилы.
Проходные винтовые клеммники в использовании более специфичны. В отличие от распространённого мнения, наличие двух винтов не предполагает индивидуального зажатия ими каждой жилы. Зачистку нужно проводить на глубину меньше длины токопроводящей втулки на 1–2 мм. При отпущенных винтах зачищенные концы заводят в колодку с противоположных сторон и располагают параллельно, затем производится затяжка. Винтовые клеммы концевого типа предназначены для обжатия скруток, то есть предварительно жилы свивают косичкой, после чего винт, врезаясь в центральную часть, упреждает раскручивание скрутки под действием сил остаточной упругости.
Барьерные клеммные колодки имеют контактные площадки со специально подготовленной поверхностью. Их не следует подчищать даже перед вторичным использованием, наличие микроскопических рисок от абразива сильно сокращает площадь контакта. Следы окислов допускается удалять только обычным ластиком. Также винтовые клеммы представляют исключение по части подготовки жил. Оптимально, если край проводника будет скручен в кольцо для предотвращения перекоса прижимной шайбы. От этого правила можно отступить, если жилы заводятся под болт парно с разных сторон. Для барьерных клеммников особенно остро стоит вопрос контроля усилия затяжки, поэтому при выполнении ответственных соединений лучше обзавестись динамометрической отвёрткой.
Винтовые клеммные колодки, в принципе, не предназначены для соединения многопроволочных жил, однако могут использоваться в этих целях при условии, что номинальная нагрузка на проводник существенно ниже допустимой. Предварительно концы жил нужно обязательно опрессовать втулочными наконечниками. Втычные клеммы использовать для соединения многопроволочных жил категорически запрещено даже при условии их опрессовки.
Какие бывают разновидности клеммников
В номенклатуре расходных материалов для монтажа электрооборудования клеммные колодки представляют один из наиболее обширных классов изделий. Кроме того, что по устройству эти соединения бывают совершенно разными, продукция отдельных производителей может сильно отличаться по цене, качеству и удобству использования.Винтовые клеммные соединения получили высокую популярность и потому представлены в обширном ассортименте. Среди винтовых зажимов можно выделить три основные категории:
- проходные;
- барьерные;
- концевые.
Основное отличие заключается в форме «клети» — токопроводной металлической площадки. У проходных клеммников она втулочная, барьерные же соединения базируется на контактных пластинах. Концевые или тупиковые клеммники имеют вид колпачка, и предназначены для обжатия нескольких скрученных жил.
Нажимные клеммники устроены иначе. В них жила кабеля зажимается внутри цанги или клиновидной пластины. Усилие прижима обеспечивается рычажком на корпусе клеммника, таким образом, соединение получается быстроразъёмным. Колодки такого типа могут иметь водоупорное исполнение, что обеспечивается плотной посадкой изоляционного пояска во входном отверстии.
Пружинные клеммные колодки очень похожи на нажимные, однако по сути своей представляют неразъёмные соединения. Фиксация провода выполняется внутри клиновидного разреза или конусной цанги, то есть клеммник работает по принципу капкана. Впрочем, для некоторых изделий производители предусматривают процедуру размыкания, однако впоследствии нет возможности оценить сохранность контактной площадки, поэтому повторно пружинные клеммники используют редко.
Помимо способа контактной фиксации для клеммных колодок действуют отличия по расположению зажимов, способу монтажа, рядности, материалу корпуса, диаметру проводов и допустимой нагрузке. Одна из наиболее специфичных особенностей — наличие внутреннего наполнителя. Так, отдельные разновидности пружинных клеммников могут быть заполнены внутри токопроводящей пастой или специальной смазкой, препятствующей контакту металла с влагой и кислородом.
Об устойчивости к нагрузкам
Каждое клеммное соединение рассчитано выдерживать строго определённую силу тока. Однако в этом вопросе существует некоторая путаница: не всегда можно ориентироваться на допустимую нагрузку, заявленную производителем. Например, для винтовых клеммников проходного типа указывается значение максимального тока, в то время как их типоразмер следует выбирать по сечению жил используемого кабеля. Устройство и принцип работы большинства клеммных соединений описаны в технической документации, поэтому вы легко сможете оценить устойчивость к нагрузкам по ряду признаков.Вполне очевидно, что максимальная нагрузка на клеммную колодку определяется её проводимостью, то есть материалом и сечением токопроводящей клети. Но это далеко не единственный и даже не самый важный параметр: проводящая способность колодки уходит на последний план, если механизм фиксации обладает значительным переходным сопротивлением, то есть не обеспечивает достаточно высокой площади контакта и силы прижима.
Плотное прилегание жилы к контактной площадке обеспечивается разными способами. Это может быть частичное вдавливание торца прижимного винта в тело проводника, либо покрытие площадки пластичным вязким сплавом, за счёт чего в зоне контакта происходит деформация одной из сторон контакта и увеличение площади соприкасания. Также распространённым приёмом можно назвать изготовление подложки под жилу из твёрдых сплавов с последующей шлифовкой поверхности, таким образом вследствие прижима деформируется материал самой жилы.
В целом о токопроводящей способности можно сказать следующее: она просто должна быть достаточной и не снижаться со временем, избыточность здесь даже вредна. В сети Интернет можно встретить достаточно много обзоров современных клеммных колодок со стресс-тестами под высокой нагрузкой. Однако в современном электромонтаже не допускается работа электросети при токах, превышающих допустимые значения для данного вида проводника. Кабельная линия защищена автоматическим выключателем, если же защита вышла из строя — клеммное соединение со строго определённой нагрузочной способностью сыграет роль слабого звена по аналогии с плавким предохранителем.
Преимущества клеммных соединений
Разумеется, клеммные колодки — не единственный способ соединения проводов. Однако практика электромонтажа в течение нескольких десятков лет показывает, что именно они оптимально подходят для бытовых и малых промышленных электросетей, на что есть ряд причин.Первая и важнейшая — терпимость к ошибкам при сборке схемы соединений. При использовании пайки и сварки проводов малейшая оплошность приводит к необходимости обрезать хвосты жил внутри установочных и распределительных коробок, таким образом, допускается максимум один-два переподключения. Намеревающимся заявить, что нужно сразу все делать правильно, отвечаем: ошибки в схеме соединений допускают даже прожженные электрики, от этого никто не застрахован.
Другое преимущество клеммных колодок — их доступность и простота монтажа. Пайка и сварка не только требуют специального оборудования, нуждающегося в организации временного электроснабжения. Такие способы соединения не особо удобны, к тому же весьма требовательны к квалификации работника, который обязан избегать так называемых «холодных» спаев и прожига проводов при сварке. В то же время стоимость клеммных колодок достаточно низка — в среднем 10–15 рублей за одну группу контактов. При том, что такой способ соединения почти полностью исключает влияние человеческого фактора, выбор становится вполне очевидным.
Сфера использования клеммных колодок
Клеммники разных типов рассчитаны на применение в различных узлах электрической сети. Всевозможные «бобышки» пружинного и нажимного типа монтируются навесным способом, за счёт чего их удобно использовать для подключения проводов в разветвительных коробках. Отсутствие необходимости крепить колодку позволяет легко сгруппировать провода и организовать внутренне пространство, которое практически всегда сильно ограничено.Винтовые колодки барьерного типа оптимально подходят для сборки группы соединений в шкафах и электрических щитах. За счёт жёсткого крепления к монтажной панели такие соединения обеспечивают качественную организацию маршрутов прокладки проводников. Не стоит думать, что барьерные клеммники рассчитаны исключительно для соединения высокомощных сетей, их с тем же успехом можно использовать и для организации сложных цепей управления. При этом наличие крышки и перегородок допускает совместную прокладку цепей обоих типов в одном корпусе: при аварии искрение и ионизация никак не повлияют на работу чувствительных приборов.
Винтовые колодки проходного типа могут устанавливаться общей планкой по 12 клеммников, что делает их отличной заменой для барьерных соединений. Также планку можно с лёгкостью разделить на группы с произвольным числом контактных групп и использовать в установочных и распределительных коробках или в качестве временных соединений.
Осталось лишь уточнить, для чего клеммные соединения не предназначены. Их категорически запрещено использовать для соединения проводов, прокладываемых скрыто. Для этих целей допускается применять только герметичные термоусаживаемые муфты. Также нежелательно использование клеммных соединений в полостях фальшстен и подвесных потолочных конструкций. Однако здесь есть небольшая оговорка: клеммными колодками можно подключать, например, точечные светильники, не имеющие штатных контактных разъёмов, например светодиодные с монолитным корпусом.
Существует также специфичная категория клеммных колодок в корпусе для монтажа на DIN рейку. Это могут быть как винтовые, так и пружинные контактные колодки, клеммники нажимного принципа действия наиболее редки. Такие виды соединений предназначены для сборки цепей управления и контроля, подобный способ организации позволяет быстро производить переподключение большого числа электротехнических устройств. Отдельно стоит упомянуть про кросс-модули — массивные колодки открытого типа с несколькими винтовыми прижимами, которые предназначены для сборки группы соединений с высокой нагрузкой. Встречаются как одиночные кросс-модули, так и колодки групповой установки в общем корпусе, в основном их используют как общие нулевые, защитные и фазные шины.
Выбор качественной продукции
Есть несколько рекомендаций по такому вопросу как надёжность электротехнических изделий для выполнения постоянных соединений. Продукция, представленная на рынке, сильно отличается по качеству, поэтому одного только факта, что электрическая сеть собрана на клеммных соединениях в действительности оказывается недостаточно.Для винтовых клеммников проходного типа критическое значение имеет толщина стенок втулки и, в особенности, её резьбовой части. Крайне часто распространено явление, когда при попытке обеспечить достаточное усилие затяжки либо срывается резьба, либо лопается дно втулки. Предпочтителен тот тип клеммников, винты которых рассчитаны под отвёртку с плоским шлицем.
Барьерные клеммные колодки в целом характеризуются меньшим количеством брака. Обязательно нужно обращать внимание на качество штамповки винтов, иногда из-за недостаточной глубины просечки грани слизываются, что не позволяет провести затяжку с должным усилием. Клеммные колодки для соединения жил сечением свыше 16 мм2 предпочтительно должны иметь винты с головкой под шестигранник. По части материала корпуса барьерных клеммников можно рекомендовать ABS-пластик и фторопласт. Бакелитовые корпуса слишком хрупкие, они часто разрушаются в процессе монтажа, особенно при значительных усилиях затяжки.
Втычные клеммники нажимного и пружинного типа — наименее проблемный вид продукции, в основном по причине того, что рассчитаны они преимущественно для соединения жил малого сечения. Для пружинных колодок желательно наличие прозрачной тыльной части корпуса, что дает возможность оценить надёжность фиксации проводника в клети. Ну и, конечно, всегда лучше отдавать предпочтение более-менее известным торговым маркам вместо безымянных китайских производителей.
Правила выполнения качественных соединений
Хотя использование клеммных колодок не требует специальной квалификации работников, всё же существуют некоторые базовые монтажные правила. Прежде чем их описать, отметим, что внутренний механизм любой клеммы — строгая механическая модель, поэтому монтаж нужно проводить таким образом, как это задумано разработчиками изделия.Прежде всего, обращаем внимание на тот факт, что абсолютно все клеммы рассчитаны на подключение жил проводника строго цилиндрической формы. Именно по этой причине край жилы перед зачисткой нужно тщательно выровнять, после чего снять изоляцию специальным инструментом — стриппером. По части использования втычных клеммных колодок можно ограничиться только правильной подготовкой жилы.
Проходные винтовые клеммники в использовании более специфичны. В отличие от распространённого мнения, наличие двух винтов не предполагает индивидуального зажатия ими каждой жилы. Зачистку нужно проводить на глубину меньше длины токопроводящей втулки на 1–2 мм. При отпущенных винтах зачищенные концы заводят в колодку с противоположных сторон и располагают параллельно, затем производится затяжка. Винтовые клеммы концевого типа предназначены для обжатия скруток, то есть предварительно жилы свивают косичкой, после чего винт, врезаясь в центральную часть, упреждает раскручивание скрутки под действием сил остаточной упругости.
Барьерные клеммные колодки имеют контактные площадки со специально подготовленной поверхностью. Их не следует подчищать даже перед вторичным использованием, наличие микроскопических рисок от абразива сильно сокращает площадь контакта. Следы окислов допускается удалять только обычным ластиком. Также винтовые клеммы представляют исключение по части подготовки жил. Оптимально, если край проводника будет скручен в кольцо для предотвращения перекоса прижимной шайбы. От этого правила можно отступить, если жилы заводятся под болт парно с разных сторон. Для барьерных клеммников особенно остро стоит вопрос контроля усилия затяжки, поэтому при выполнении ответственных соединений лучше обзавестись динамометрической отвёрткой.
Винтовые клеммные колодки, в принципе, не предназначены для соединения многопроволочных жил, однако могут использоваться в этих целях при условии, что номинальная нагрузка на проводник существенно ниже допустимой. Предварительно концы жил нужно обязательно опрессовать втулочными наконечниками. Втычные клеммы использовать для соединения многопроволочных жил категорически запрещено даже при условии их опрессовки.