Як з'єднати два дроти? Так, можна зачистити ізоляцію на кінцях проводів і скрутити їх разом, убезпечивши з'єднання ізоляційною стрічкою на стику або використовувати з'єднувач. Але що, якщо є кілька дротів, які потрібно з'єднати/підключити поряд один з одним? Або що, якщо кілька вихідних дротів мають бути підключені до одного вхідного дроту? Що, якщо дроти потрібно періодично перепідключати? У цьому випадку цей метод вже не буде ні безпечним, ні зручним. У цій ситуації нам допоможуть клемні колодки.
Що таке клемна колодка?
Клемна колодка (також називається сполучною клемою або термінальним з'єднувачем) є модульною колодкою з ізольованою рамкою, яка з'єднує два або більше дроти разом. Вона складається із затискаючого елемента та струмопровідної стрічки.
В ізольованому корпусі клемної колодки знаходиться струмопровідний елемент (металева смужка). Він також забезпечує основу затискного елемента. Корпус має монтажний пристрій, що дозволяє легко монтувати або знімати блок з друкованої плати або монтажної рейки. Більшість клемних блоків зазвичай модульні та встановлюються на DIN-рейку. Це дозволяє збільшувати кількість терміналів у розведенні проводів, якщо знадобиться. Клемні колодки роблять з'єднання безпечнішими, а дроти добре організованими.
Типи клемних колодок
Електричні клемні колодки можна класифікувати на основі конструкції, типу пристрою та варіантів підключення.
Классифікація клемних колодок по типу структури
- Однорівневі клемні колодки: вони просто використовуються для з'єднання двох дротів, тобто з'єднання «провід-провід». Їх також називають клемними колодками з одинарним введенням. Однорівневі клемні колодки відносяться до найпростішого типу, що має один вхідний контакт і один вихідний контакт.
- Двохрівневі клемні колодки: Ці блоки мають ще один рівень сполучних клем, накладений на перший. Таке розташування зазвичай використовується для заощадження місця.
- Трирівневі клемні блоки: як і дворівневі блоки, вони мають додатковий рівень нагорі. Перевага використання багаторівневих блоків у тому, що у одному блоці можна встановити кілька з'єднань.
Классифікація клемних колодок по типу пристрою
Заземлюючі клемні колодки
Ці блоки часто виглядають як однорівневі прохідні клеми. Винятком є те, що ці блоки та металеве з'єднання, де закінчується провід, заземлюються на панель або DIN-рейку, на якій встановлено блок.
Клемні колодки із запобіжниками
Вони аналогічні прохідним клемам, крім того, що металева сполучна планка замінена запобіжником. Тому дроти підключатимуться через запобіжник, що забезпечує додатковий захист. Деякі виробники також додали невеликий LED-світлодіод на корпус клеми, який дозволяє визначити робочий/неробочий стан запобіжника.
Клемні колодки для термопар
Вони призначені для підключення дротів термопари. Деякі з'єднувачі термопар, по суті, затискають виводи термопари з обох боків блоку, усуваючи сполучну металеву смугу всередині блоку. Однак у деяких блоках термопар може бути металева сполучна смуга з того ж металу, що і провід.
Блоки введення/виводу та сенсорні блоки
Блоки введення-виводу використовуються для встановлення з'єднання між пристроєм та контролером. Зважаючи на те, що сенсорні блоки працюють з три- або чотирипровідними пристроями, такими як датчики наближення.
Клемні колодки, що роз'єднують
Ці блоки дозволяють легко від'єднати дроти, просто піднявши важіль чи рубильник. Їх можна використовувати для зручного відключення та підключення без зняття дротів. Вони також відомі як блоки перемикання.
Блоки розподілу живлення
Ці блоки використовують у розподілі електроенергії. Клемна колодка розподілу електроенергії – це зручний, економічний та безпечний спосіб розподілу потужності від одного джерела на кілька виходів. До вхідної клеми блоку підключається один великий провід, а на виході передбачено декілька вихідних клем. Таким чином, дроти добре розташовані на панелі управління, що надає їй акуратного, чистого та професійного вигляду.
Варіанти затиску в клемних колодках
Гвинтові клеми (Screw terminal)
Гвинтові клеми є найпоширенішим методом підключення. У клемних колодках з гвинтовими клемами використовуються гвинти для кріплення кабелю та дроту. Зазвичай вони зустрічаються в блоках, що працюють з помірними напругами та струмами. Як використовувати гвинтові клеми? Для того, щоб закріпити провід у колодці потрібно прецизійна викрутка. Для початку зачищаємо край дроту від ізоляції та вставляємо його в термінальний порт. За допомогою викрутки гвинт затягуємо доки провід не буде надійно закріплений в клемі. Зверніть увагу, що не слід перетягувати гвинти занадто сильно, оскільки це може спричинити сильну деформацію дроту та втрату контакту. Гвинтові клеми підходять для широкого діапазону розмірів проводів або провідників.
Пружинний затискач (Spring clamp)
Клеми цього типу використовують тиск пружини, щоб утримувати провід у затиснутому стані. Пружинні затискачі є новішою альтернативою гвинтовим затискачам і зазвичай використовуються для відносно невеликих проводів. Як використовувати клеми з пружинним затискачем? Для роботи з цими клемами нам також знадобиться викрутка. Зачищаємо край дроту від ізоляції (трохи більше 1 см). Вставляємо викрутку в пружинну кишеню, вставляємо край дроту в термінальний порт до упору і витягуємо викрутку. Пружинний затискач повинен щільно притиснути провід. Багато виробників рекомендують використовувати кабельні наконечники
Вставні клемні колодки (Push-in або push-fit terminal blocks)
Вставні клеми дозволяють підключати провід, просто вставивши його. Для більшість вставних клем потрібно використання кабельного наконечника. Наконечник зміцнює кінець дроту/провідника. Деякі вставні клемні колодки дозволяють вставляти одножильний провід безпосередньо або багатожильний провід, вставивши викрутку в отвір для розблокування.
З'єднувач зміщення ізоляції (Insulation Displacement Connector або коротко IDC)
Ці з'єднувачі не вимагають зняття ізоляції контакту. Нам просто потрібно вставити провід, не знімаючи ізоляцію, і два гострі металеві леза всередині клеми проріжуть його до провідника, встановивши належний контакт.
Клемна колодка з бар'єром (Barrier terminal block)
Цей тип дуже схожий на гвинтові клеми, оскільки використовують гвинти для утримання дроту та створення контакту. Вони використовують там, де вібрація є проблемою. Лопатка або кільцева клема прикріплюються до дроту, а потім вставляють у болт і затягують гайкою на клемній колодці. Це запобігає ослабленню дроту через вібрації.
Штекерні клеми (Pluggable)
Як підказує назва, цей вид має «вилку» для підключення до «розетки». Цей вид складається із двох з'єднувачів. Провід вставляється в клему і затискається гвинтом як у класичній гвинтовій клемі після чого ця частина легко підключається і відключається від частини, яка є статично закріпленою на панелі. Цей тип клемників використовується в ситуації, де необхідне часте та швидке перепідключення проводів.
Клема зі з'єднувачем (Tab connector)
На клемних колодках цього типу провід, приєднаний до з'єднувача, проштовхується на виступ. Залежно від типу роз'єму провід може бути обтиснутий або припаяний. Також доступні клемні колодки з язичковим з'єднувачем, в яких одна сторона клемної колодки є з'єднання з виступом, а інша сторона клемної колодки являє собою з'єднання з гвинтовим затискачем.
Як вибрати клемну колодку, яка підійде під ваші потреби
Вибір правильного типу з'єднувача може здатися тривіальним, але насправді це складніше, ніж ви можете собі уявити. Аспекти клемних колодок, які необхідно враховувати, зазвичай включають вимоги по струму, вимоги до напруги, провід, що використовується, механічну міцність і навколишнє середовище.
Вимога до струму
Вимоги до струму, можливо, є найважливішим аспектом, який слід враховувати, оскільки подача занадто великого струму через клемну колодку може призвести до перегріву і руйнування клемної колодки. Під час пошуку клемної колодки переконайтеся, що обрана колодка дійсно може витримати струм, який ви очікуєте використати, плюс на 50 відсотків більше. Наприклад, якщо очікуваний струм від блоку - 2 А, то клемної колодки з номінальним струмом 3 А буде достатньо.
Вимоги до напруги
Так само, як струм, що споживається, необхідно враховувати і напругу. Напруга викликає проблеми з пробоєм діелектрика, тому надто висока напруга для клемної колодки може викликати витік струму між сусідніми клемними колодками. Тим не менш, вимоги до високої напруги частіше за все рідко застосовуються в конструкції, тому вимоги щодо напруги зазвичай ігноруються для напруги нижче 100 В. Тим не менш, важливо, щоб це значення було перевірено до вибору клемної колодки!
Провід, що використовується
Не всі дроти однакові, і кожен тип дроту має свої переваги та недоліки. Наприклад, вибираючи клемник для кабелю, обов'язково дізнайтесь розмір кабелю (чи поміститься він фізично в клемник?), а також одножильний він чи багатожильний. Багатожильний провід дуже добре підходить для гвинтових клем, тоді як одножильний провід добре підходить для вставних з'єднувачів.
Екологічна/механічна міцність
Навколишнє середовище є дуже важливим аспектом, який слід враховувати під час вибору клемної колодки. Деякі клемні колодки можуть бути механічно міцними та витримувати високі струми, але якщо з'єднання використовується у морському середовищі, солоне повітря може пошкодити металеві контакти. Навколишнє середовище може мати великі коливання температури або містити механічні вібрації, які роблять гвинтові з'єднання ненадійними.
Встановлення термінальних блоків (клемних колодок) та аксесуари до них
Найпоширеніший метод встановлення клемних колодок є кріплення на DIN-рейку.
Що таке DIN-рейка
DIN-рейки - це довгі металеві смужки, які дозволяють прикріплювати різні елементи електроустаткування до стійки електромонтажної шафи. З багатьох видів електричного обладнання більшість потрапляє до категорії групи управління, наприклад, лічильники, автоматичні вимикачі, контактор-пускач, клемні колодки, соленоїди, приводи, джерела живлення, реле, контролери двигунів та програмовані логічні контролери. Виробники також випускають корпуси на DIN-рейку для нетривіальних рішень.
DIN-рейки можуть входити безпосередньо в стіну або входити до внутрішньої панелі електричних шаф. У першому сценарії можна прикріпити всі електричні компоненти безпосередньо до рейки або використовувати іншу електричну перегородку. У другому сценарії усі одиниці обладнання йдуть прямо на рейку.
DIN-рейки пропонують кілька переваг електроустановки. Насамперед, це стандартизація. DIN-рейки дозволяють вибирати з широкого спектру компонентів та виробників, щоб безперешкодно встановлювати ці елементи обладнання на панелі, незалежно від розміру проекту чи географічного положення.
Ця функція доступності поперечного перерізу дає вам гнучкість та творчий підхід для розробки ваших індивідуальних електричних рішень без шкоди для цілісності та функціональності проекту.
Переваги використання DIN-рейки:
- Плавний монтаж: під час роботи з нестандартними панелями іноді доводиться демонтувати всю конструкцію, щоб встановити додаткове обладнання. DIN-рейки гарантують, що всі нові компоненти стануть на місце або зафіксуються.
- Оптимізація простору: як частина згаданих стандартів, DIN-рейки забезпечують просте встановлення навіть у найтісніших приміщеннях, забезпечуючи зручний спосіб підключення внутрішньої та зовнішньої проводки.
- Рентабельність: менші зусилля та менше використовуваного простору перетворюються на проект, що дозволяє заощадити гроші, скоротити час простою та залишити вам додатковий час для виконання інших обов'язків.
- Організоване компонування: DIN-рейки забезпечують естетичне та приємне розташування, яке дозволяє створити добре структуровану карту для полегшення доступу для обслуговування та загальної безпеки.
Типы DIN-реек
Рейки Top Hat
DIN-рейки Top Hat, також відомі як TS35, є найпоширенішими, найдоступнішими та найбільш універсальними відповідно до галузевих стандартів DIN. Назва пов'язана з тим, що його поперечний переріз нагадує глибокий капелюх (в основному, прямокутну чашу), а число вказує на те, що ці напрямні мають ширину 35 мм. Стандартна глибина каналу складає 7,5 мм, але також доступна глибина каналу 15 мм (глибокий капелюх).
Міні-рейки Top Hat
TS15, безперечно, є мініатюрною версією TS35. Двома відмінностями є розмір від краю до краю (всього 15 мм) та стандартна глибина каналу (5,5 мм). Ці направляючі ідеально підходять, якщо у вас обмежений вільний простір або вам потрібно прикріпити лише компактні компоненти, такі як реле або розподільні коробки меншого розміру.
С-подібні напрямні
Ці рейки, які колись вважалися галузевим стандартом (до появи TS35) мають ширину від краю до краю 32 мм і поперечний переріз у формі літери «С». Завдяки чудовій настінній опорі ця DIN-рейка, як і раніше, широко використовується при монтажі більш важких компонентів, таких як трансформатори та блоки живлення.
G-рейки
Ці рейки, також відомі як TS32, мають глибшу порожнину на одному з кінців, що нагадує букву G, розміром 32 мм від краю до краю. Цей глибший канал зазвичай проходить по нижньому краю панелі, забезпечуючи надійнішу опору для цих важких компонентів. Це також запобігає ненавмисному зворотному встановленню.
