Клеммная колодка

Клеммная колодка – это одно из приспособлений для коммутации в электрических схемах различного назначения, представляющая собой линейку попарно соединенных зажимов, изолированных или неизолированных, под жилу провода различного сечения. Часто можно увидеть подобные конструкции в распределительных щитах. Как правило, ставятся клеммные колодки на DIN-рейки.

Общие сведения о колодках, характеристики

Тип колодки

Выводы колодки бывают резьбовыми и безрезьбовыми. В первом случае используются обычные винты, которыми жила затягивается по месту. Мастера знают, что такое соединение годится только для иммобилизованных участков. Большинство современных колодок имеют совершенно другую систему крепления. Кроме того, собственные запатентованные наработки имеются у многих фирм. Название лейбла зависит от производителя. К типу колодки также относится число выводов.

Диаметр жилы провода

На клеммные колодки выпущен ГОСТ 30011.7.1, задающий правила изготовления и использования изделий. Один из многих, относящейся к низковольтному оборудованию. Документ распространяется на единицы с резьбовыми и безрезьбовыми зажимами и сечением закладываемой жилы от 0,2 до 300 квадратных миллиметров. Поскольку стандарт международный, то параллельно даются и американские калибры – от 24 до 600 kcmil. Иностранцы оперируют в этом случае с тысячными долями дюйма, в обиходе именуемыми милами. Но поскольку речь идет о площади, то используется производная упомянутой величины. А именно, круговой мил. Для русскоязычного общества величина совершенно непривычная.

Клеммы классические

Клеммы классические

Итак, 24 kcmil эквивалентно 0,2 квадратным миллиметрам. Это можно понять уже из самого текста стандарта. В свою очередь, круговой мил это сечение провода диаметром в тысячную долю дюйма, и это равняется 5,076/10000 квадратных миллиметра. Величина целенаправленно используется для маркировки проводов из тех соображений, что очень просто высчитывается диаметр, и не нужно прибегать к использованию числа Пи при переводе единиц. Для нахождения линейного размера из указанной площади вычисляется квадратный корень. В результате получается диаметр жилы в тысячных долях дюйма.

Стандарты NEC предписывают использовать mil для всех калибров AWG крупнее 0000. Здесь уместно сделать отступление с тем, чтобы рассказать о производстве проволоки. Через специальные станки образец протягивают снова и снова до получения нужного диаметра. На станине закреплен шаблон, где каждое отверстие немного меньше предыдущего. Это и есть калибры. Самым большим считается упомянутый 0000, соответствующий 11,684 мм, что эквивалентно площади 212 kcmil. Корнем из этого значения будет число 460,43. Легко проверить, что это совпадает при вычислении долей дюйма с указанными выше миллиметрами диаметра.

В системе AWG одним из самых мелких калибров является 40, но наш стандарт спускается только до 6. Более тонкие жилы заделываются в клеммные колодки, требования к которым указаны в ином нормативном акте. Нет смысла приводить полный перечень таких документов, поскольку номенклатура будет непрерывно пополняться новыми изделиями. В стандартах NEC площадь сечения жилы доходит до 2000 kcmil. Это в много раз больше, нежели калибр AWG 0000. Вместо физической единицы kcmil иногда применяется аббревиатура MCM. Понятно, что все эти цифры указываются и в технических данных клеммной колодки.

Система AWG применяется с 1857 года и, по-видимому, является исторически первой. В США она прочно ассоциируется с подразделением Brown&Sharpe корпорации HexagonMetrology. Это сравнительно небольшое акционерное общество с годовым оборотом порядка 3 млрд. евро. Браун начал свое предприятие в 1841 году и в 1853 взял в дело Шарпа. Компания специализировалась на выпуске инструментов и различных вспомогательных средств. К примеру, на момент 2016 года инженеры компании занимаются методика трехмерных оптических измерений AICON.

Клеммные колодки

Клеммные колодки

Осталось добавить к этому, что сечения обычно выбираются из ряда, указанного в стандарте. Понятно, что эти цифры соответствуют реально существующим маркам проводов и кабелей.

Читайте также:  Электролитический конденсатор

Параметры напряжения

Электрическая прочность колодок определяет специфику их эксплуатации. Так например, для изделий по ГОСТ 30011.7.1 приводятся следующие данные:

  1. Напряжение до 1 кВ переменного тока или 1,5 кВ постоянного.
  2. Частота до 1 кГц.

Таким клеммные колодки вполне применимы для промышленных сетей как 220, так и 380 В. Здесь уместно сделать небольшой экскурс в номиналы. Согласно распоряжению правительства таких значений, как 380 больше не существует. Все имеющиеся на сегодняшний день сети будут постепенно приводиться к значениям 230/400 В. Первая цифра означает напряжение каждой из имеющихся фаз относительно потенциала земли. В системах с короткозамкнутой нейтралью уместнее применять второй номинал. Он характеризует напряжение между двумя соседними фазами.

220 или 230 В являются среднеквадратичными значениями. Это так называемое действующее напряжение, тепловой эффект которого равен постоянному с такими же параметрами. Амплитуда же синусоиды составляет приблизительно 311 В (220 х 1,41). И это в каждой ветке. Чтобы найти размах синусоиды между двумя фазами, на корень из двойки нужно умножать уже не 220 В (230 В), а полные 380 или, по-новому, 400. Эти элементарные знания помогут правильно выбрать клеммную колодку для имеющейся сети. В технических характеристиках обычно указывается именно действующее значение напряжения, а не амплитуда.

Винтовые колодки

Винтовые колодки

Что касается изменения параметров, то оно было запланировано на 2003 год. Однако на форумах до сих пор откровенно считают, что сетевое напряжение в России составляет 220 В. Хотя при помощи мультиметра достаточно просто определить истинное положение дел. Найденные при помощи щупов 230 В не являются погрешностью электростанции или капризом местных чиновников. Это всего лишь запланированный переход на европейский стандарт. Этот факт особенно важен для владельцев лампочек накала, потому что подобное повышение действующего значения напряжения немедленно пагубно сказывается на сроке службы приборов.

Допускается отклонение номинала в обе стороны на 10%, и в будущем планируется ужесточение норм, но на момент 2016 года это еще не сделано. Что касается частоты, то на нее требование и так весьма суровые. Допускаются отклонения от заданных 50 Гц буквально в доли процента. Что касается рабочих частот для клеммной колодки, то стандарт ограничивает верхнее значение в связи с так называемым скин-эффектом. В этом случае ток течет по поверхности проводника, что приводит к резкому увеличению нагрева. В результате все расчетные предельные значения нужно было бы пересмотреть. Как бы то ни было, высокие частоты практически безопасны для человека.

Помимо рассмотренных общепринятых значений напряжений в стандартах встречаются следующие номиналы: 277/480, 400/690, 1000 В. Все они вписываются в рамки ГОСТ 30011.7.1 для клеммных колодок. Частота по-прежнему 50 Гц. Все эти номиналы применяются в тяжелой промышленности, реже в зданиях коммерческого толка. Однако на транспорте можно встретить номиналы куда более высокие. Для таких случае упомянутые клеммные колодки неприменимы. Повышенные напряжения можно встретить на железной дороге. Частота в этом случае может составлять 16,6 Гц.

Разновидности клемм

Разновидности клемм

Но лидерами в номиналах напряжений будут линии электропередач, подстанции и генераторы ГЭС. Здесь уже очевидна неприменимость столь слабых клеммных колодок. Итак, выбирать изделия нужно согласно имеющимся в сети номиналам токов и напряжений.

Читайте также:  Тиристор

Предельные и номинальные параметры

Помимо указанных выше базовых характеристик имеются и другие.

  1. Номинальное напряжение изоляции обычно составляет для бытовой техники 500 В, но в случае рассматриваемого оно будет намного выше. Тестовые значения в разы выше эксплуатационных.
  2. Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение. В импульсе передается сравнительно небольшая энергия, поэтому параметр может быть выше рабочего и намного. Одновременно нормируется по амплитуде и кратковременный импульс тока (напряжение в этом случае может не измениться). Этот режим характерен для пуска двигателей, в особенности асинхронных.
  3. Номинальная присоединительная способность не только дублирует информацию о поддерживаемых сечениях, но и должна показывать, возможна ли заделка в одно гнездо сразу нескольких жил. Попутно могут указываться требования к самому проводу: жесткий, гибки, особой гибкости.

Маркировка колодки содержит информацию о производителе и типе изделия. Прочая информация содержится в каталогах изготовителя. При наличии свободного места приводится информация о поддерживаемых сечениях со ссылкой на ГОСТ с приведенной таблицей для расшифровки данных. Если присоединительная способность не соответствует нормам официальных документов, сведения технического характера должны быть указаны тут же. Затем следуют прочие данные: напряжение изоляции, максимальное напряжение в импульсе. Условия эксплуатации указывается только в том случае, если отличаются от стандартных.

В целом маркировка клеммных колодок несколько необычно для электрики, где полный список параметров обычно можно считать, потрудившись осмотреть корпус на предмет маркировки. Здесь же данные приводится вынужденно. Если соответствуют ГОСТ, то могут пропускаться в маркировке.

Классификация колодок

Клеммные колодки принято классифицировать по следующим признакам:

  1. По способу установки. Сегодня популярны изделия для монтажа на DIN-рейки. Иногда вместо единой колодки хозяин покупает необходимое количество отдельных однополюсных клеммников.
  2. Число полюсов показывает, сколько линий можно пропустить через колодку. Исключением служат конструкции с неизолированными парами. Такие клеммные колодки используются для шин заземления, где требуется объединить многие линии воедино.
  3. По способу заделки жилы клеммные колодки делятся на резьбовые и безрезьбовые.
  4. По способности приема подготовленных проводников. К таковым относят жилы, снабженные наконечниками, либо мелки медные нитки которых спаяны воедино и пр. При оборудовании сетей многоквартирных домов удобно использовать неподготовленные цельные жилы. Потому что правила монтажа не предусматривают наличие у проводки качеств особой гибкости. Следовательно, и жилы цельные – незачем усложнять задачу.
  5. Наличие разных, либо однотипных фиксирующих узлов для заделки жил.
  6. Число выводов на один полюс. Не всегда нужно провести через клеммную колодку прямую линию. Возможны ветвления или даже объединение всех линий в одну, как в случае с защитным заземлением.
  7. Условия эксплуатации показывают, где предпочтительнее ставить клеммную колодку. В иных случаях производитель не гарантирует работоспособность изделия.

Какую колодку выбрать

Выбирается клеммная колодка согласно условиям монтажа. Если имеется распределительный щиток, можно взять и для установки на DIN-рейку. Общая шина заземления обычно монтируется где-нибудь в стороне, сверху или снизу. Общепринято размещать эту клеммную колодку горизонтально. Изоляцию от корпуса выполнять не нужно, поскольку, даже наоборот: должна быть возможность надежно заземлить все металлические части. Недостаточно для этого просто прикрутить колодку, нужно использовать специальный резьбовой зажим, который обычно находится на внутренней стороне корпуса щитка. Это для уличного исполнения.

Что касается домашних щитков, то здесь возможны варианты. В общем и целом хорошо, если сборкой вообще займется специализированная фирма, которая правильно проведет внутренний монтаж, расставит автоматические выключатели и УЗО, а также поставит метки. Останется лишь питание подать и подключить домашнюю разводку. Для шины заземления обычно проводят отдельную жилу, идущую в район местного контура громоотвода.