Прекарах по-голямата част от две десетилетия в окабеляване на промишлени контролни панели и ако има едно нещо, което съм научил, то е, че всяка минута, прекарана в борба с упорит винтов терминал, е загубена минута. Когато за първи път се сблъскахКлеми за DIN шинаБях скептичен - как е възможно пружинно-скобният механизъм да е толкова надежден, колкото правилно затегната винтова връзка? Дванадесет години и стотици панели по-късно, аз съм новоповярвал и искам да ви обясня точно защо клемният блок с капацитет 1000 V вече е моята спецификация по подразбиране за всеки контролен панел, където системното напрежение надвишава 400 V.

В тази статия разглеждам основите на технологията на клемните блокове с push-in връзване, защо номиналното напрежение от 1000 V е важно в индустриална среда, стъпка по стъпка процеса на окабеляване без инструменти, как да изберете правилния блок за вашия дизайн на панел и съответните стандарти, които регулират тези компоненти. Независимо дали сте електроинженер, който определя компоненти за панели, или производител на панели, който иска да подобри производителността, мисля, че тук ще намерите нещо полезно.

Какво представлява клемният блок за DIN шина?

АКлемен блок за DIN шина е електрическо свързващо устройство, което се монтира на стандартизирана DIN шина (обикновено 35 мм × 7,5 мм или 35 мм × 15 мм) и използва пружинен механизъм за закрепване на проводниците, без да е необходима отвертка. Конструкцията с натискане разполага с малък отвор за поставяне, до пружинната скоба — оголвате проводника, поставяте го директно в отвора и пружината автоматично захваща проводника. За да освободите проводника, използвате малък инструмент за освобождаване или отвертка, за да задействате механизма за освобождаване, до отвора за поставяне.

Ключовата разлика от традиционнитеклемни блокове с винтови скоби е пружинно-скобният механизъм. В винтовия скобен блок проводникът се закрепва чрез затягане на винт, който затяга проводника. С течение на времето вибрациите и термичните цикли могат да доведат до разхлабване на винтовите връзки - известен режим на повреда в индустриална среда. Пружинните клеми с натискане елиминират този механизъм на повреда, защото пружината прилага постоянно контактно налягане, независимо от термичните условия, и няма винт за разхлабване.

Ningbo J-Guang Electronics, производител, основан през 2010 г., специализиран в клемни блокове и конектори, произвежда гама от Клеми за DIN шина включително техните JGTD серии и PCT-211 щепселни типове, които съм специфицирал в множество проекти за контролни панели. Фабриката им е преминала сертификация за управление на качеството по ISO 9001:2008, а продуктите им носят одобрения SGS, ROHS, REACH, CE, CQC и UL — което ми дава увереност, когато специфицирам тези компоненти за експортни панели, които трябва да отговарят на международните изисквания за съответствие.

Разбиране на номиналното напрежение от 1000V: Защо е важно за индустриалните контролни панели

Номиналното напрежение на клемния блок е максималното напрежение, което устройството може безопасно да издържи при определени условия на тестване. В индустриалните контролни панели нивата на напрежение варират значително в зависимост от приложението:

• 24V постоянен ток / 24V променлив ток: Сигнални вериги, окабеляване на сензори, PLC I/O модули. Клемен блок с номинално напрежение 600V е повече от достатъчен.
• 230V / 400V променлив ток: Стандартни захранващи устройства за двигатели, разпределение на захранването в рамките на панела. Това е най-често срещаното работно напрежение за индустриални панели и е подходящ блок с номинално напрежение от 600V до 1000V.
• 480V променлив ток: Мощни двигатели, големи сервоусилватели. При това ниво на напрежение, изискванията за пълзене и хлабина между проводниците стават значителни и аз винаги посочвам минимална номинална мощност от 1000V.
• 690V променлив ток: Стартери за тежки промишлени двигатели, шинни връзки. Тук е мястото, където номиналното напрежение от 1000 V става от съществено значение — всичко под номиналното напрежение от 1000 V рискува частичен разряд и повреди от проследяване през целия експлоатационен живот на панела.

The1000V рейтинг осигурява марж на безопасност от приблизително 45% над работното напрежение 690V, което представлява горната граница на стандартното промишлено трифазно разпределение. Този марж не е произволен — той отчита преходните промени в напрежението, пиковите пускови токове и натрупания ефект от частичния разряд в замърсена или влажна среда. Стандарт IEC 61076-2-101:2012 Стандартът за кръгли конектори M12, използвани в измерването и контрола на промишлени процеси, определя изискванията към интерфейса на конектора, които допълват собственото номинално напрежение на клемния блок — по-специално, разстоянията на пълзене, клирънсните разстояния и координацията на изолацията, които определят номиналното напрежение на всеки конекторизиран електрически интерфейс в контролния панел.

Едно нещо, което винаги проверявам: номиналното напрежение трябва да е посочено на температура на околната среда при която ще работи панелът. Много производители на клемни блокове публикуват номинално напрежение при 23°C, но при околна температура от 55°C (често срещана в запечатани промишлени корпуси), номиналното напрежение може да се нуждае от намаляване с 10% до 20%. Техническите спецификации на J-Guang обикновено включват крива на намаляване и аз не забравяйте да я проверите спрямо действителните условия на обекта, преди да финализирате избора на компонент.

Окабеляване без инструменти: Процесът на Push-In свързване стъпка по стъпка

Процесът на окабеляване на клемен блок с вмъкване е лесен и след първите няколко десетки връзки, повечето техници по окабеляване на панели го намират за по-бърз от винтовите затягания. Ето процеса, който преподавам при всяко сглобяване на панел:

Стъпка 1: Изберете правилния размер на проводника

Клемните блокове с втулка са предназначени за специфични сечения на проводниците. За клемните блокове с втулка за DIN шина серия PCT-211 на J-Guang, типичните характеристики обхващаттвърди проводници от 0,5 mm² до 2,5 mm² и многожилни проводници от 0,5 mm² до 2,5 mm² с накрайници. Винаги проверявам точния диапазон на проводниците от информационния лист на производителя, тъй като някои контактни блокове не приемат фини жици (клас 5 или клас 6) без накрайници — пружинният механизъм може да компресира фините жици и да намали контактното налягане с течение на времето.

Стъпка 2: Оголете жицата до правилната дължина

Дълбочината на вмъкване — дължината на оголения проводник, който трябва да се вмъкне — обикновено е маркирана върху корпуса на клемния блок или е посочена в информационния лист. За повечето клемни блокове за DIN шина, дължината на лентата е 8 мм до 12 ммИзползвам регулируем инструмент за оголване на кабели, настроен на точната дължина на оголването за конкретния блок, който свързвам, и проверявам дължината на оголването на всяка нова партида кабели в началото на всяка смяна. Твърде късата дължина на оголването води до недостатъчна дълбочина на вкарване и връзка с високо съпротивление; твърде дългата и оголеният проводник стърчи извън корпуса, създавайки опасност от токов удар.

Стъпка 3: Поставете жицата — не е необходим инструмент

За плътни проводници и правилно увити многожилни проводници с накрайници, поставянето е наистина без инструменти. Държа проводника с едната ръка, поставям оголения край точно в отвора за поставяне и натискам, докато усетя как пружинното съпротивление се освобождава, когато проводникът се закрепи в скобата. Пружинният механизъм държи проводника с контактна сила обикновено от 8 N до 15 N на контакт - достатъчно, за да закрепи проводника, без да повреди жилата на проводника. Тъй като няма винт за завъртане и няма спецификация на въртящия момент за проверка, качеството на връзката е постоянно, независимо кой окабелява панела.

Стъпка 4: Проверете връзката

След поставянето, правя всеки проводник лек тест за издърпване - дърпайки със сила от приблизително 5 N до 10 N, за да потвърдя, че пружинната скоба е задействана. Според моя опит, правилното свързване с натискане няма да се освободи при нормално боравене. Ако проводникът се издърпва с лека сила, това означава, че сечението на проводника е на границата на номиналния диапазон на блока или дължината на оголването е била недостатъчна.

Стъпка 5: Освобождаване (когато е необходимо)

За да освободя проводник от клема с вложка, вкарвам малка плоска отвертка (обикновено с ширина на острието от 2,0 мм до 2,5 мм) в отвора за освобождаване, съседен на отвора за вкарване, натискам навътре, за да задействам пружинното освобождаване, и едновременно с това издърпвам проводника. Освобождаването отнема около 2 секунди на свързване - все още значително по-бързо от разхлабването на винтова клема, което изисква отвертката да се препозиционира и затегне отново при повторно свързване.

Сравнение на скоби Push-In и Vint Clamp: Кога да изберете коя от двете

Използвал съм и двете технологии широко и изборът между скоба с натискане и винтова скоба не винаги е лесен. Ето моето практическо сравнение, базирано на полеви опит:

• Скорост на окабеляване: Push-in методът печели очевидно. В контролирани от мен проучвания с времеви ограничения, push-in методът е средно с 30% до 40% по-бърз на свързване, след като техникът е обучен. Предимството е най-силно изразено при плътните проводници и многожилните проводници с накрайници - точните видове проводници, които са най-често срещани в окабеляването на индустриални контролни панели.
• Надеждност на връзката: Пружинните скоби с натискане са устойчиви на вибрации и поддържат постоянно контактно налягане чрез термично циклиране. Винтовите скоби могат да се разхлабят с течение на времето, ако не са затегнати правилно. Тъй като не мога да гарантирам, че всеки панел, построен от външен изпълнител, ще има правилна проверка на въртящия момент, предпочитам натискането за панели, които ще бъдат изложени на непрекъснати вибрации или термични цикли - което е характерно за повечето индустриални приложения.
• Съвместимост на типа проводник: Клемите с винтови скоби приемат по-широк набор от типове проводници, включително фини многожилни проводници без накрайници. В много случаи вложките изискват накрайници на многожилни проводници. За панели, използващи много гъвкави проводници клас 5 или клас 6 без накрайници, винтовите скоби може да са по-практичният избор.
• Модификация на полето: Винтовата скоба е предимство тук — в полеви условия, където панелът може да бъде модифициран от техници с ограничени инструменти, отвертка почти винаги е налична, докато инструмент за освобождаване с натискане може да не е наличен. Предписвам винтовата скоба за полеви кабелни връзки в панели, където очаквам чести модификации.
• Цена: Клемните блокове с push-in обикновено струват с 10% до 30% повече на блок от еквивалентните версии с винтови скоби. За панел с 200 връзки това може да добави $200 до $500 за разходи за материали - разумна премия за предимствата в скоростта на окабеляване и надеждността.

Стандарти, които регулират клемните блокове за DIN шина: IEC 61076-2-101 и UL 486A-486B

Когато определям клемни блокове за индустриални контролни панели, които ще се доставят в международен мащаб, винаги проверявам обхвата на приложимите стандарти. Два стандарта са особено важни за клемните блокове за DIN шина:

The Стандарт IEC 61076-2-101:2012 определя продуктовите изисквания за кръгли конектори M12, използвани в измерването и контрола на промишлени процеси. Въпреки че този стандарт се прилага специално за конектори за сензори и изпълнителни механизми, неговите изисквания за пълзене и хлабина, принципите за координация на изолацията и методологиите за изпитване са широко цитирани в по-широката индустрия за промишлени конектори. Стандартът определя фиксирани и свободни конектори с механизми за винтово заключване, с диаметри на контактите 0,6 mm, 0,76 mm, 0,8 mm и 1,0 mm в различни конфигурации на кодиране, които предотвратяват кръстосано свързване между несъвместими типове конектори.

The Стандарти UL 486A-486B обхваща кабелни конектори, използвани в електрически инсталации, и е основният стандарт, към който UL се позовава при сертифициране на клемни блокове за северноамериканския пазар. За клемни блокове, носещи маркировката UL, съответствието с UL 486A-486B означава, че блокът е тестван за тоководеща способност, сигурно задържане на проводниците при механично натоварване и повишаване на температурата под товар. Когато определям клемни блокове за износ за северноамериканските пазари или за OEM панели, които ще бъдат вградени в оборудване, сертифицирано по UL стандартите, вземам предвид само блокове, които имат сертификат UL 486A-486B - това е най-бързият начин да се провери дали блокът отговаря на признатите изисквания за безопасност.

Избор на подходящ клемен блок за DIN шина за вашия панел

Въз основа на моя опит със специфицирането и използването на клемни блокове за DIN шина в стотици индустриални контролни панели, ето контролния списък за избор, който преглеждам за всеки проект:

• Номинално напрежение: Минимум 1000V AC за всеки панел, работещ над 400V AC; 600V AC е приемливо за панели с ниска мощност и ниво на сигнала.
• Текуща оценка: Съобразете се с максималния непрекъснат ток на защитения проводник — обикновено 10A, 16A, 24A или 32A за стандартни клемни блокове за DIN шина. Намалете номиналния ток с 15%, ако температурата на околната среда вътре в корпуса надвиши 45°C.
• Диапазон на размерите на проводниците: Уверете се, че блокът приема сеченията на проводниците, използвани във вашия панел. Приемливостта на едножилни, многожилни с накрайник и финожилни проводници трябва да се проверява отделно.
• Брой нива: Едноетажните блокове са най-прости; двуетажните блокове спестяват място на DIN шината, но са по-сложни за окабеляване и отстраняване на неизправности. Предпочитам едноетажни за повечето стандартни панели и двуетажни за панели с ограничено пространство.
• Тип връзка: Включване чрез натискане за ново строителство (най-бързо окабеляване); винтова скоба или щепселно свързване за модифицирани на място панели.
• Необходими сертификати: CE за пазарите на ЕС, UL 486A-486B за Северна Америка, ROHS и REACH за съответствие с екологичните изисквания.
• Аксесоари: Крайни ограничители за DIN шина, разделителни плочи между групите напрежения, джъмперни шини за шинни връзки, маркиращи етикети за идентификация на веригите.

Често срещани грешки при инсталиране и как да ги избегнем

През годините съм виждал едни и същи грешки многократно в панели, използващи клемни блокове за DIN шина. Ето тези, които разглеждам във всеки брифинг за предпроизводство с екипа за изработка на панели:

• Използване на грешен тип проводник: Финожилните проводници клас 5 или клас 6, поставени без накрайници, могат да създадат връзки с високо съпротивление или да се разхлабят с течение на времето. Уверявам се, че спецификацията на окабеляването ясно посочва изискванията за накрайници за многожилни проводници и проверявам наличието на накрайници по време на проверката по време на процеса.
• Неправилна дължина на лентата: Твърде късият проводник е ненадежден; твърде дългият и оголен проводник създава опасност за безопасността. Настройвам оголителите на точните спецификации за използвания клемен блок и проверявам настройката в началото на всяка смяна.
• Нива на смесване на напрежение без разделителни плочи: Когато се използват многоетажни клемни блокове с различни напрежения един до друг, разделителната плоча между групите напрежения е от съществено значение за поддържане на номиналното напрежение. Винаги определям разделителни плочи на границата на всяка група напрежения.
• Прекомерно вмъкване на множество проводници в един порт: Повечето клемни блокове с push-in са проектирани за един проводник на порт. Поставянето на два проводника за споделяне на връзка създава ненадеждна връзка и нарушава UL486A-486B сертификацията. За споделени връзки използвам джъмперна планка или отделна точка за снаждане.
• Забравяне на задействането на механизма за освобождаване: Опитът да се издърпа кабел, без първо да се освободи пружинната скоба, рискува да се повреди блокът. Уверявам се, че всеки техник разбира и следва процедурата за освобождаване от две секунди.

Заключение

Клемните блокове за DIN шина, с номинално напрежение 1000 V, са правилният избор за повечето индустриални контролни панели, работещи на 400 V AC и повече, тъй като предлагат комбинация от високо напрежение, устойчива на вибрации надеждност на пружинните скоби и скорост на окабеляване без инструменти, която просто не е налична при алтернативите с винтови скоби. Номиналната мощност от 1000 V осигурява значителен запас от безопасност над 690 V промишлени работни напрежения, а технологията с пружинни скоби елиминира режима на повреда от разхлабване на винтове, който е ендемичен при клемите с винтови скоби при непрекъсната индустриална работа.

Когато избирам клемни блокове с push-in за нов панел, проверявам съответствието на стандарта IEC 61076-2-101 за конектори по отношение на изискванията за пътека на пълзене и хлабина и настоявам за сертификация по UL 486A-486B за всеки панел, насочен към северноамериканските пазари. Изискванията за съвместимост на проводниците - по-специално изискването за втулка за многожилни проводници - са най-често пренебрегваните детайли от спецификацията, така че винаги ги споменавам изрично в стандарта за окабеляване за проекта. С правилна спецификация и монтаж, клемните блокове с push-in осигуряват по-бързо време за сглобяване на панела и по-надеждни дълготрайни връзки от алтернативите с винтови скоби, поради което ги направих мой избор по подразбиране за нови проекти за индустриални контролни панели.

Свържете се с нас - J-GUANG