Especificacions de parell d'apretament del bloc de terminals: Prevenció de danys per ajust excessiu en instal·lacions de camp

Resum ràpid: existeixen especificacions de parell d'apretament per a blocs de terminals per equilibrar dos modes de fallada que són perillosos però en direccions oposades. Un apret excessiu danya el bloc de terminals mecànicament i és irreversible. Un apret insuficient crea una junta d'alta resistència que es sobreescalfa i pot provocar un incendi. El parell d'apretament correcte per a un bloc de terminals d'inserció típic com el J-Guang PCT-211 és de 0,5 a 0,8 Nm per a l'actuador de brida de cargol. La instal·lació de camp ha d'utilitzar un tornavís limitador de parell calibrat amb un rang de 0,1 a 1,0 Nm, i el valor del parell d'apretament s'ha de registrar a cada terminal per a la seva traçabilitat.

Per què el parell de torsió del bloc de terminals és més important del que la majoria dels electricistes assumeixen

Els blocs de terminals són components enganyosament simples. Semblen petites pinces que subjecten un cable al seu lloc, i el procediment d'instal·lació sembla com estrènyer un cargol. La realitat és que el parell de torsió aplicat al cargol determina si la unió funcionarà de manera fiable durant els propers 20 anys o si fallarà en servei en qüestió de mesos.

El parell de torsió determina la força de subjecció sobre el conductor, que determina la resistència de contacte a la unió, que determina la temperatura de la unió sota càrrega, que determina la vida útil. La relació està ben establerta en el Estàndard UL 1059 per a blocs de terminals i en l'equivalent Norma IEC 60947-7-1 per a aparells de commutació de baixa tensió i blocs de terminals d'aparellatge de control.

Per als contractistes d'instal·lació sobre el terreny, la implicació pràctica és que cada bloc de terminals de cada panell s'ha d'apretar al parell correcte, amb una eina calibrada, i s'ha de registrar el valor del parell per a la seva traçabilitat. Aquest és un requisit de control de qualitat que costa uns minuts per terminal però estalvia el cost d'una fallada del panell o un incendi posterior.

Apretament excessiu: el mode de fallada que arruïna el bloc de terminals

L'apretament excessiu dels blocs de terminals causa tres tipus de danys. El primer és el despreniment de la rosca, que fa que el bloc de terminals no pugui mantenir la força de subjecció sobre el conductor i calgui substituir-lo. El segon és la deformació de la gàbia de subjecció, que redueix l'àrea de contacte entre la gàbia i el conductor i augmenta la resistència de la unió. El tercer és l'esquerdament de la carcassa, que exposa les parts actives i crea un perill per a la seguretat. Els tres modes de dany poden produir-se simultàniament en un sol terminal massa apretat.

El mode de fallada per desgarro de la rosca és el més comú i el més car. Un cop desgarrotada la rosca, el bloc de terminals no es pot reutilitzar i s'ha de substituir. En un panell amb diversos centenars de blocs de terminals, el cost de substituir els terminals danyats més la mà d'obra per recablejar-los pot superar el cost de tot el panell original.

El mode de fallada per deformació de la gàbia de subjecció és més subtil. La gàbia és la part metàl·lica que subjecta el conductor quan s'estreny el cargol. Un estreny excessiu comprimeix la gàbia més enllà del seu límit elàstic, deixant-la deformada permanentment. La gàbia deformada té una força de contacte més baixa sobre el conductor que una gàbia correctament estreta, cosa que significa una resistència de la unió més alta i una vida útil més curta. El bloc de terminals pot superar una prova de verificació de parell al final de la instal·lació, però fallarà en servei a causa de la dispersió tèrmica.

Ajust insuficient: el mode de falla més comú i més perillós

L'apretament insuficient és el mode de fallada de camp més comú i és més perillós que l'apretament excessiu en molts sentits. Un bloc de terminals mal ajustat té una alta resistència de contacte a la unió, cosa que fa que la unió s'escalfi sota càrrega. La calor oxida les superfícies de contacte, cosa que augmenta encara més la resistència en un bucle de retroalimentació positiva. En casos greus, la unió pot assolir temperatures prou altes per fondre l'aïllament circumdant o encendre els materials combustibles adjacents, creant un perill d'incendi.

El mode de fallada de fuga tèrmica està ben documentat a NFPA 70 Codi Elèctric Nacional (NEC) estudis de casos de fallades de cablejat i en la investigació de riscos d'arc elèctric IEEE 1584. Un bloc de terminals solt és una de les principals causes d'incendis elèctrics en instal·lacions industrials, i el mode de fallada és particularment insidiós perquè la unió pot passar una inspecció visual i una prova de continuïtat, però encara fallarà en servei a causa dels cicles tèrmics.

La solució per a un ajust insuficient és la mateixa que la solució per a un ajust excessiu: una eina de torsió calibrada i un valor de torsió documentat. Un tornavís limitador de torsió no permetrà a l'instal·lador apretar massa poc per sota del punt de consigna, cosa que elimina l'error humà que és la causa més comuna d'ajust insuficient.

Especificacions de parell de torsió per a blocs de terminals de tipus Push-In i de tipus cargol

Per a blocs de terminals d'inserció ràpida com el PCT-211 de J-Guang, l'especificació de parell típica per a l'actuador de brida de cargol és de 0,5 a 0,8 Nm, depenent de la secció transversal del conductor. El valor exacte està imprès a la carcassa del bloc de terminals o es subministra a la fitxa tècnica del producte, i no s'ha de superar.

Per als blocs de terminals de tipus cargol tradicionals, l'especificació de parell sol ser més alta, d'1,0 a 2,5 Nm, depenent de la mida del cargol i la secció transversal del conductor. Els blocs de terminals de tipus cargol requereixen un parell més alt perquè utilitzen una brida de sella que pressiona el conductor contra una superfície plana, mentre que els blocs de terminals d'inserció utilitzen una gàbia carregada per ressort que subjecta el conductor amb una força de subjecció més baixa.

Per als blocs de terminals de gàbia de molla (també coneguts com a connectors de desplaçament d'aïllament o IDC), l'especificació de parell d'estirament només s'aplica al cargol de l'actuador, no a la força d'inserció del conductor. El disseny de gàbia de molla proporciona una força de subjecció consistent en una gamma de seccions transversals del conductor, cosa que el fa més tolerant amb petites variacions en el parell d'estirament d'instal·lació que els dissenys de tipus cargol o d'inserció ràpida.

Selecció i calibratge d'eines de parell

L'eina de torsió correcta és un tornavís limitador de parell calibrat o una clau dinamomètrica amb un rang que inclogui el parell nominal del bloc de terminals. Per a aplicacions de 0,5 a 0,8 Nm, és apropiat un tornavís dinamomètric amb un rang de 0,1 a 1,0 Nm i una broca hexagonal de 4 mm o 6,3 mm. Per a aplicacions de parell superior a 2,5 Nm, és adequada una clau dinamomètrica amb un rang d'1,0 a 5,0 Nm.

L'eina s'ha de calibrar anualment amb un estàndard de referència i el certificat de calibratge ha d'estar disponible al lloc d'instal·lació per a les auditories de garantia de qualitat. Norma ISO 6789 per al calibratge d'eines de parell estableix la tolerància i l'interval de recalibratge, i la majoria de programes d'assegurament de la qualitat requereixen el compliment de la norma ISO 6789 per a les eines de parell utilitzades en instal·lacions certificades.

Per a clients OEM i fabricants de panells que vulguin reduir l'inventari d'eines de parell, J-Guang pot subministrar variants de blocs de terminals amb actuadors limitadors de parell configurats de fàbrica. Aquestes variants accepten una punta de tornavís estàndard, però el propi actuador limita el parell aplicat al valor nominal. Això elimina el requisit de calibratge de l'eina de parell i redueix el temps d'instal·lació per terminal.

Procediment d'instal·lació de camp i garantia de qualitat

El procediment d'instal·lació al camp per als blocs de terminals ha d'incloure els passos següents. Primer, verifiqueu el model del bloc de terminals i el parell nominal de la fitxa tècnica del producte o del marcatge de la carcassa. Segon, verifiqueu que l'eina de parell de torsió estigui dins de la data de calibratge i que estigui configurada al valor de parell correcte. Tercer, peleu el conductor a la longitud especificada a la fitxa tècnica, normalment de 8 a 10 mm per als blocs de terminals d'inserció ràpida. Quart, inseriu el conductor completament al terminal i estrenyeu el cargol al parell nominal.

Cinquè, després d'apretar, verifiqueu que el conductor estigui ben fixat estirant-lo suaument. El conductor no s'ha de moure dins del terminal sota una força de tracció de 10 N. Sisè, anoteu el valor del parell d'apretament, el número de sèrie del bloc de terminals, la identificació del conductor i el nom de l'instal·lador al registre d'instal·lació. Aquest registre és el registre de traçabilitat que dóna suport a l'auditoria de garantia de qualitat i a la certificació reglamentària.

Per a instal·lacions grans amb diversos milers de blocs de terminals, el procediment s'ha de complementar amb controls de qualitat periòdics durant la instal·lació. Una pràctica habitual és tornar a apretar un 1% de terminals seleccionats aleatòriament després de la instal·lació inicial i verificar que el parell estigui dins de la tolerància. Aquest control estadístic de qualitat detecta errors sistemàtics en la configuració de l'eina de torsió o en la tècnica d'instal·lació abans que es propaguin per tota la instal·lació.

Reapretament periòdic: quan i per què

Es recomana un nou apret periòdic per a instal·lacions de blocs de terminals que estan subjectes a cicles tèrmics, vibracions o xocs mecànics. L'interval de nou apret depèn de l'entorn de l'aplicació. Per a panells de control en sales elèctriques climatitzades, normalment n'hi ha prou amb un nou apret a intervals de 5 anys. Per a instal·lacions a l'aire lliure subjectes a canvis diaris de temperatura, es recomana un nou apret a intervals de 2 anys. Per a instal·lacions en equips vibrants com ara motors o compressors, es recomana un nou apret a intervals d'1 any.

El procediment de reajustament consisteix a aplicar el parell nominal a cada terminal i verificar que l'eina de torsió fa clic al valor nominal. Si l'eina fa clic a un valor inferior, el terminal s'ha afluixat i cal tornar-lo a apretar al valor nominal. Si l'eina no fa clic al valor nominal (perquè el cargol ja té el parell nominal), el terminal està bé i no cal ajustar-lo.

Per a instal·lacions subjectes a Certificació d'aparells de baixa tensió IEC 61439, el procediment de reajustament ha d'estar documentat al manual de manteniment i els registres han d'estar disponibles per a l'auditoria de certificació. J-Guang pot proporcionar una plantilla de secció del manual de manteniment per als procediments de reajustament del bloc de terminals, si es sol·licita. La norma europea corresponent és EN 60947-7-1, que es publica com a norma harmonitzada del CENELEC i adoptada pels estats membres de la UE.

Documentació i traçabilitat amb finalitats d'auditoria

La documentació és la base de l'assegurament de la qualitat de la instal·lació del bloc de terminals. Per a cada instal·lació, el paquet de documentació ha d'incloure el model i el número de sèrie del bloc de terminals, el certificat de calibratge de l'eina de parell de torsió, el valor de parell aplicat a cada terminal, el nom de l'instal·lador i la data de certificació, i l'historial de reajustament a cada interval de manteniment. El Comissió Electrotècnica Internacional (IEC) publica el marc de normes internacionals per a la documentació d'instal·lacions elèctriques, i les adopcions nacionals pertinents (com ara el Reglament de cablejat IET BS 7671 del Regne Unit o el NEC dels EUA) proporcionen requisits regionals addicionals.

La documentació és l'evidència que la instal·lació s'ha realitzat correctament i és la base per a la reclamació de garantia si es produeix una fallada. Per als clients OEM, la documentació també dóna suport a la certificació reglamentària del panell o sistema complet i és el registre que l'organisme de certificació revisarà durant una auditoria de vigilància.

J-Guang envia cada model de bloc de terminals amb una fitxa tècnica que enumera el parell nominal, el rang de secció transversal del conductor, la longitud de la tira, la mida de la broca de l'eina i els tipus de cable aplicables. La fitxa tècnica també està disponible en format PDF a la pàgina del producte J-Guang. Per als clients OEM, J-Guang també pot proporcionar fitxes tècniques personalitzades amb el número de peça i el logotip de l'OEM, i podem preimprimir el valor del parell a la carcassa del bloc de terminals per facilitar la consulta sobre el terreny.

Recursos relacionats

Per als lectors que vulguin explorar més a fons, els següents recursos del fabricant proporcionen especificacions addicionals, notes d'aplicació i dades del catàleg de productes:

• nbjge.com
• nbjge.com//pct-211-connector-de-bloc-de-terminals-de-cable-a-inserir-a-carril-din
• nbjge.com//productes