Клеммы пластиковые
Клеммы пластиковые: классификация, конструкция, материалы и применение в электротехнике
Пластиковые клеммы представляют собой электроустановочные изделия, предназначенные для создания надежного, быстрого и безопасного электрического соединения проводов и кабелей. Их основная функция – обеспечение электрического контакта с заданным переходным сопротивлением и механической фиксации проводника, исключающей самопроизвольное отсоединение. В отличие от керамических или карболитовых аналогов, пластиковые клеммы широко используют современные полимерные материалы, что определяет их эксплуатационные характеристики, стоимость и область применения.
Классификация пластиковых клемм
Классификация проводится по нескольким ключевым признакам: назначению, способу монтажа, типу зажима и конструктивному исполнению.
По назначению и конструктивному исполнению
- Клеммные колодки (блоки): Модульные изделия, состоящие из корпуса с несколькими изолированными друг от друга точками подключения. Монтируются на DIN-рейку, монтажную плату или непосредственно на поверхность.
- Клеммные наконечники и гильзы (втулочные, кольцевые, штыревые): Предназначены для оконцевания многопроволочных жил с последующим присоединением к винтовым зажимам аппаратуры. Состоят из металлической гильзы и пластиковой изолирующей манжеты.
- Соединительные изолированные зажимы (СИЗ): Колпачки с конической пружиной, предназначенные для скрутки и изоляции проводов малого сечения.
- Разъемные соединители (Wago, прокалывающие зажимы и т.д.): Устройства для быстрого соединения проводов без инструмента или с помощью специального инструмента, часто использующие пружинный или рычажный зажим.
- Барьерные клеммники: Имеют металлическую шину, разделенную пластиковыми барьерами для предотвращения замыкания. Применяются в силовых цепях.
- Винтовые: Контакт создается за счет прижима проводника винтом к токоведущей шине или другой жиле. Наиболее распространенный и универсальный тип.
- Пружинные (безвинтовые): Фиксация осуществляется с помощью постоянного давления пружины. Обеспечивают постоянное усилие зажима, не подвержены ослаблению из-за вибрации.
- Ножевые (прокалывающие): При монтаже изоляция провода прокалывается, что обеспечивает контакт без предварительной зачистки. Используются в слаботочных и телекоммуникационных сетях.
- Рычажные (защелкивающиеся): Имеют подпружиненный рычаг, который открывает и закрывает контактное гнездо, обеспечивая удобный монтаж.
- Номинальное напряжение (Uн): Максимальное допустимое рабочее напряжение, определяющее толщину и материал изоляции. Стандартные ряды: 250В, 400В, 600В, 1000В.
- Номинальный ток (Iн): Максимальный длительный ток, который может протекать через клемму без перегрева. Зависит от сечения подключаемого провода и материала токоведущей части.
- Сечение подключаемого провода: Указывается в мм². Важно учитывать как минимальное, так и максимальное сечение. Использование провода меньше минимального может привести к ненадежному контакту.
- Класс защиты (IP): Определяет степень защиты от пыли и влаги. Для обычных распределительных щитов достаточно IP20, для уличного монтажа – не ниже IP44/IP65.
- Монтажное исполнение: Способ крепления – на DIN-рейку (TH35, TH15), на монтажную плату (пайка, винт), на шасси или свободно висящее соединение.
- Степень горючести (UL94): Показатель воспламеняемости материала. Наиболее распространенные классы: V2 (гаснет в течение 30 сек.), V1 (гаснет в течение 10 сек.), V0 (гаснет в течение 10 сек., не капает). Для ответственных применений требуется V0.
По типу зажимного механизма
Материалы корпуса и их характеристики
Выбор полимера определяет термостойкость, диэлектрическую прочность, механическую жесткость, стойкость к УФ-излучению и химическим веществам.
| Материал | Температурный диапазон (прим.) | Основные свойства | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| Полиамид (PA 6.6, Nylon) | -40°C до +105°C / +125°C | Высокая механическая прочность, износостойкость, стойкость к УФ, самозатухание. Гигроскопичен. | Универсальные клеммные колодки, корпуса разъемов, СИЗ. |
| Полипропилен (PP) | -20°C до +80°C | Хорошие диэлектрические свойства, стойкость к химикатам, негигроскопичен. Менее прочный, чем полиамид. | Клеммы для умеренных нагрузок, электроника, бытовая техника. |
| Поликарбонат (PC) | -50°C до +125°C | Высокая ударная вязкость, прозрачность, хорошие изоляционные свойства. Чувствителен к щелочам и УФ-старению. | Прозрачные крышки клеммников, корпуса в условиях ударных нагрузок. |
| Поливинилхлорид (PVC, ПВХ) | -5°C до +70°C | Гибкость, хорошая изоляция, низкая стоимость. Ограниченная термостойкость, выделяет HCl при горении. | Изолирующие манжеты наконечников, гибкие крышки. |
| Полиэтилен (PE) | -50°C до +80°C | Отличные диэлектрики, химическая стойкость, низкое водопоглощение. Подвержен растрескиванию под напряжением. | Изоляционные втулки, элементы слаботочных клемм. |
| Полифталамид (PPA) | -40°C до +150°C / +200°C | Высокая термостойкость, размерная стабильность, прочность. Дороже полиамида. | Клеммы для высоких температур (электродвигатели, отопительные приборы). |
Ключевые технические параметры и критерии выбора
При подборе пластиковой клеммы необходимо строго учитывать следующие параметры:
Конструктивные особенности и принципы монтажа
Конструкция винтовой клеммной колодки типична: литой пластиковый корпус с изолированными камерами, внутри которых расположена токоведущая шина (латунь, медь, сталь с покрытием). Шина имеет отверстия с резьбой для винтов и площадки для контакта с проводом. Качественные клеммы оснащаются антивыпадающими винтами и насечками под плоскую и крестовую отвертку. Пружинные клеммы содержат подпружиненный клин или пластину, которая зажимает зачищенный провод при его вставке. Монтаж требует строгого соблюдения правил: зачистка изоляции на рекомендованную длину, использование кабельных наконечников для многопроволочных жил, контроль момента затяжки винта (обычно 0.5–0.8 Н·м для сечений до 6 мм²), периодическая подтяжка в винтовых соединениях, особенно при использовании алюминиевых проводов.
Области применения и нормативная база
Пластиковые клеммы применяются повсеместно: в низковольтных распределительных устройствах (ЩР, ЩА, ГРЩ), в шкафах автоматики, в осветительных сетях, в бытовой и промышленной аппаратуре, в телекоммуникациях. Их использование регламентируется национальными и международными стандартами: ГОСТ Р МЭК 60947-7-1/-2/-4 (на клеммные колодки), ГОСТ 30849.5-2003 (аналогично), IEC 60947-7, UL 1059, VDE 0611. Стандарты устанавливают требования к электрическим, механическим параметрам и безопасности.
Преимущества и недостатки
Преимущества: Хорошие изоляционные свойства, малый вес, коррозионная стойкость, простота обработки и формовки, возможность цветовой маркировки, низкая стоимость при массовом производстве, диэлектрический корпус исключает необходимость дополнительной изоляции.
Недостатки: Ограниченная термостойкость по сравнению с керамикой, старение материала под воздействием УФ-излучения и температуры, потенциальная хрупкость при низких температурах (для некоторых пластиков), риск ползучести (крипа) под постоянным давлением винта, что может ослабить контакт.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается клеммная колодка на полиамиде от колодки на полипропилене?
Полиамид (PA 6.6) более прочный, износостойкий и термостойкий (до +105°C…+125°C), но может впитывать влагу, что в редких случаях может slightly ухудшить изоляционные свойства в условиях 100% влажности. Полипропилен (PP) обладает лучшими диэлектрическими характеристиками в условиях влажности, химически более инертен, но имеет более низкий температурный предел (обычно до +80°C) и менее прочен механически.
Можно ли соединять алюминиевые провода через пластиковые винтовые клеммы?
Да, но с обязательным соблюдением особых условий. Алюминий подвержен ползучести и окислению. Необходимо использовать клеммы, специально маркированные для работы с Al, или с антиоксидантной пастой. Винтовое соединение требует регулярной профилактической подтяжки (раз в 1-2 года). Предпочтительнее использовать пружинные клеммы, обеспечивающие постоянное давление, или переход на медь через специализированные гильзы.
Почему в некоторых клеммах есть прозрачное окно?
Прозрачное окно (обычно из поликарбоната) позволяет визуально контролировать глубину ввода проводника и его состояние без разборки соединения. Это важно для аудита и быстрой диагностики.
Что означает маркировка «V0» на корпусе клеммника?
Маркировка V0 – это наивысший класс воспламеняемости по стандарту UL94 (за исключением специальных классов 5VA/VB). Она означает, что материал гаснет в течение 10 секунд после удаления пламени, не образуя горящих капель. Это критически важно для применения в пожароопасных зонах и ответственных электроустановках.
Как правильно выбрать сечение клеммы под провод?
Номинальное сечение клеммы должно соответствовать сечению жилы провода. Нельзя зажимать провод меньшего сечения на максимально допустимом – контакт будет ненадежным. Для многопроволочных жил обязательно использование кабельных наконечников, соответствующих сечению и типу клеммы (вилочный, кольцевой, штыревой).
Чем пружинные клеммы предпочтительнее винтовых?
Пружинные клеммы обеспечивают постоянное, не зависящее от человеческого фактора, усилие зажима. Они не требуют обслуживания и подтяжки, более устойчивы к вибрациям, обеспечивают более быстрое и удобное соединение. Их рекомендуется использовать для алюминиевых проводов и в условиях вибрации. Винтовые клеммы часто выдерживают большие токи и более привычны для монтажников.
Каков срок службы пластиковых клемм?
Срок службы при соблюдении условий эксплуатации (температура, ток, влажность) составляет 15-20 лет и более. Основные причины выхода из строя – перегрев из-за перегрузки или плохого контакта, механическое повреждение, ультрафиолетовое старение (для наружных установок без защиты), хрупкость на морозе.