Основным способом соединения кабелей и проводов в электротехнике долгое время оставалась скрутка их концов между собой. Постепенно приборы и оборудование становились более совершенными. Требования к соединениям контактов возросли, появилась необходимость в прохождении тока с наименьшими потерями, без каких-либо утечек. Обычные скрутки стали неспособны полностью выполнять поставленные задачи, поэтому им на смену пришли другие виды соединений, в том числе и клеммная колодка, именуемая клеммником.
Принцип работы клеммных колодок
Данные устройства позволяют существенно упростить процесс соединений, что немаловажно при выполнении больших объемов электромонтажных работ. Использование клеммников гарантирует надежный и долговечный контакт.
Стандартные колодки включают в свою конструкцию один или несколько соединительных контактов, помещенных в колодку. За счет этого сразу несколько проводов могут быть соединены между собой в одной точке. Непосредственное крепление жил осуществляется внутри соединителя, где выполняется их фиксация. Основным требованием правильной эксплуатации является соответствие той или иной клеммы тому напряжению, которое будет использоваться постоянно. В случае неправильного выбора конструкция может просто не выдержать.
Надежный контакт в соединительных клеммниках обеспечивается винтовыми зажимами. Они фиксируют провода между прижимными пластинами или в латунных трубках. Подобные конструкции получили название винтовых клеммников.
В различных соединительных клеммных колодках используются свои типы фиксации:
- В первом случае на проводник оказывает давление торцевая поверхность винта в процессе закрутки. Само винтовое соединение с резьбой располагается перпендикулярно трубке с размещенной в ней токоведущей жилой. В результате давления провод придавливается изнутри трубки к ее стенке, за счет чего и обеспечивается контакт на значительной площади. В противоположный конец трубки заходит жила другого проводника и фиксируется тем же способом. Данный вид клеммных колодок используется в распределительных коробках, для соединения проводов разных линий.
- Другой вариант заключается в зажимании и фиксации провода между плоскостями контактной перемычки и прижимной пластины. Прижимное действие происходит за счет головки болта и шайбы, которая и давит на проводник по всей плоскости. Контакты располагаются симметрично в клеммной колодке напротив друг друга. Эта соединительная колодка обычно применяется внутри электрических щитов, и в разных видах оборудования и силовой электротехники.
Таким образом, клеммные колодки можно смело отнести к надежным устройствам, имеющим явные преимущества перед другими способами коммутации. С помощью таких устройств можно соединять проводники, изготовленные из разнородных металлов, избегая при этом непосредственного контакта меди и алюминия. Конструкции клеммников могут быть ножевыми, винтовыми и пружинными, а основой большинства контактов служат латунные сплавы.
Основные виды соединителей проводов
Зная принцип действия и возможности тех или иных соединительных устройств, можно очень легко подобрать необходимую деталь. При выборе следует не забывать о способе монтажа, количестве проводников и их сечении. Для работы рекомендуется использовать наиболее оптимальную модификацию изделий.
Существуют различные виды клеммных колодок, различающихся между собой по конструкции, качеству и стоимости. Сила тока, который будет протекать в соединенной проводке, не должна превышать номинального значения.
Наибольшее распространение получили следующие виды клеммных колодок:
1.
2.
- Винтовые (рис. 1). Эти клеммы называются также барьерными и строительными. Они наиболее востребованы в электротехнике, благодаря своей простоте и надежности в эксплуатации. С их помощью подключаются розетки и соединяются провода во время укладки. Прочная фиксация обеспечивается винтовыми зажимами. Данные соединительные элементы не рекомендуется использовать с алюминиевыми проводами.
- Зажимные (рис. 2). Они могут называться самозажимными, пружинными или обжимными клеммами. Для зажимания проводника используется пружина, то есть его можно зафиксировать без какого-либо специального инструмента. Провод зачищается, вводится внутрь колодки до упора и далее удерживается пружиной. Для извлечения жилы достаточно оттянуть рычажок в обратную сторону. Самые современные модели обладают самозажимной функцией. Надежное соединение пружинных клемм обеспечило им широкую популярность среди электриков и электротехников. Корпус устройства изготовлен из различных полимеров, а контакты представляют собой две латунные пластины.
3.
4.
- Клеммные колодки, используемые в распределительных коробках (рис. 3). В этих местах, с большим количеством соединений, применяются конструкции, заключенные в пластмассовый корпус, с несколькими отверстиями под проводники. Они оборудуются пружинным устройством и токоведущей шиной. Чтобы выполнить подключение, проводник вставляется в клемму до упора, после чего, фиксируется пружинным механизмом.
- Ножевые клеммники (рис. 4). Используются с заземляющими проводниками и в системах зануления. С помощью этих устройств выполняется врезка отводов в магистральные линии. Провод зачищать не нужно, достаточно вставить его в клеммник и обжать специальным рычагом. Благодаря конструкции клеммника, монтажные работы проводятся быстро, а соединения получаются надежными и безопасными.
Требования к клеммным колодкам
Для того чтобы соединительные устройства в полной мере выполняли свое предназначение, они должны соответствовать определенным требованиям и техническим условиям.
В первую очередь клеммная колодка должна обладать термоустойчивостью. Материал, используемый для изготовления клеммы, должен быть устойчивым к высоким температурам и возгораниям. При нагреве деформация корпуса полностью исключается, а защитную крышку следует изготавливать из негорючих материалов.
Клеммные соединения должны обеспечивать прочную фиксацию проводников, без излишних усилий. В этом случае жилы не требуют какой-то отдельной подготовки или скрутки. Контактные пластины расположены таким образом, чтобы исключить коррозию, особенно электрохимическую, при использовании разнородных проводников. Каждый соединитель должен нести маркировку, в которой указывается диаметр жил и величина допустимого напряжения в электрической сети.
Как выбрать клеммник правильно
Многие начинающие специалисты нередко сталкиваются с определенными трудностями при выборе устройств для соединения проводов.
Перед покупкой клеммников нужно тщательно обследовать кабель или провод, который подлежит подключению. Основным параметром является сечение, указанное в маркировке. Далее следует обратить внимание на качество материала, обеспечивающего достаточную жесткоую изоляцию клеммы. Предпочтительно, чтобы винтовые элементы и скобки соединителя были стальными. Размеры клемм должны быть компактными, поскольку довольно часто большое количество соединений одновременно размещается в ограниченном пространстве.
Клеммники для соединения проводов должны быть удобными для монтажа и последующего обслуживания. У многих таких изделий устанавливается направляющий конус и специальный флажок, обозначающий место ввода проводника. В клеммах с сечением, не превышающим 16 мм2 имеется лишь односторонняя изоляция. При монтаже их нужно правильно устанавливать, во избежание замыканий. Желательно, чтобы поверхность изделия подходила для нанесения дополнительной маркировки, которая нередко требуется в процессе эксплуатации. Внутренняя часть некоторых моделей заполняется специальным гелем, предотвращающим окисление и повышающим надежность контактов.
Выбор клеммников нередко осуществляется по материалу корпусов:
- Керамическая клеммная колодка применяется в электрооборудовании, работающем в особом температурном режиме. Это могут быть нагревательные устройства или силовые шины.
- Полипропилен является прочным материалом, обладающий пластичностью. Он хорошо выдерживает разные нагрузки и не подвержен деформации. Применяется в основном вместе с бытовыми осветительными приборами.
- Клеммники из полиамида имеют высокие технические характеристики и способны выдерживать повышенные нагрузки.
Существуют и другие клеммы, изготовленные из материалов, наиболее подходящих в конкретных условиях эксплуатации. Например, карболит устойчив к вибрациям, а поливинилхлорид чаще всего применяется в слаботочных соединениях. Клеммные колодки также могут быть текстолитовыми и эбонитовыми.
Особенности монтажа
Соединение проводов и кабелей с помощью клеммника, дело достаточно простое, не требующее каких-то специальных навыков. Подбирается нужная колодка с ячейкой наиболее подходящего размера, после чего внутрь вставляются жилы, зажимаемые винтами.
Предварительно с концов жил снимается изоляция, на расстоянии 5-7 мм, после чего вся токопроводящая поверхность тщательно зачищается. Многосекционные колодки при необходимости разрезаются на требуемое количество сегментов. В винтовые устройства не рекомендуется зажимать алюминиевые провода, поскольку такие жилы могут быть передавлены винтом.
Если же все-таки возникла необходимость соединения и подключения алюминиевых жил именно этим способом, в этом случае при затягивании винтов нужно соблюдать особую осторожность. Следует учитывать, что алюминий считается текучим материалом, и через некоторое время под действием значительного давления контакт ухудшается и постепенно пропадает совсем. В такой ситуации велика вероятность перегрева и даже возгорания проводника. В связи с этим, рекомендуется все соединения с алюминиевыми жилами подтягивать не реже одного раза в год.
Положительные и отрицательные стороны клеммных соединений
Широкую популярность в электротехнике клеммные колодки приобрели благодаря своим несомненным преимуществам:
- Максимально простые способы соединения от двух и более проводников с различным сечением типом металла. Для проводов предусмотрено отдельное гнездо, а в случае необходимости она легко извлекается из него. При других способах коммутации контакты были бы полностью разрушены в процессе разъединения, и все скрутки, пайку или сварку нужно выполнять заново.
- Безопасные соединения, благодаря качественным изолирующим материалам. Удар током исключается даже при непосредственном касании места соединения.
- Нет необходимости в специальном инструменте. Весь монтаж можно выполнить одной отверткой.
- Надежные крепления устойчивы к механическим и температурным нагрузкам, растяжениям и вибрациям.
- Эстетичные соединения смотрятся намного аккуратнее, чем намотанная изолента. Небольшие размеры дают возможность свободного размещения в распределительной коробке.
Существенным недостатком клеммных колодок считается их сравнительно высокая стоимость, в среднем от 10 до 12 рублей за единицу. В отдельном случае это не будет иметь значения, однако при больших объемах электромонтажных работ для приобретения соединителей потребуются более существенные затраты. По прогнозам, этот недостаток очень скоро исчезнет, благодаря развитию технологий и высокой конкуренции на рынке электротехнических материалов.
Определенные трудности могут возникнуть при монтажных работах в труднодоступных местах, куда свободно не просовывается не только рука, но даже пальцы. Однако этот недостаток касается не только клеммников, но и других видов соединений.
Не реже одного раза в год требуется подтягивание винтов. В противном случае площадь контакта будет уменьшаться, а сопротивление, наоборот, возрастет и вызовет нагрев места соединения. В результате искрения возникает коррозия металлических контактов и постепенная потеря проводимости.