Клеммы соединительные

Клеммы соединительные: классификация, конструкция, применение и стандарты

Соединительные клеммы представляют собой электроустановочные изделия, предназначенные для создания надежного, разъемного или неразъемного электрического и механического контакта между проводниками, а также для подключения проводников к электрооборудованию, аппаратам защиты и управления. Основная функция – обеспечение стабильного переходного сопротивления, механической прочности соединения и безопасности при эксплуатации.

Классификация соединительных клемм

Клеммы классифицируются по множеству признаков, определяющих их область применения и технические характеристики.

По способу зажима проводника

• Винтовые зажимы: Контакт создается за счет прижима проводника винтом к токоведущей шине или гильзе. Наиболее универсальный и распространенный тип. Требуют периодической проверки и подтяжки из-за риска ослабления контакта (особенно для алюминиевых проводов и при вибрациях).
• Пружинные зажимы (безвинтовые): Контакт обеспечивается силой упругой деформации пружины (обычно из высококачественной стали). Бывают малогабаритные (для слаботочных цепей) и мощные, с рычажным или вводным инструментальным механизмом. Не требуют обслуживания, устойчивы к вибрациям.
• Ножевые (штыревые) зажимы: Контакт создается вставлением оголенного проводника в узкую щель, где он обжимается пружинящими контактными ламелями. Применяются для быстрого подключения в слаботочных и сигнальных цепях, в электронике.
• Болтовые зажимы: Используют болт, гайку и шайбы для обжатия проводников или наконечников. Применяются для соединения шин, кабелей большого сечения (от 16 мм² и выше), где требуются высокие контактные усилия.
• Втычные (зажимные) соединения: Провод с наконечником вставляется в гнездо, где фиксируется подпружиненным или фрикционным механизмом. Характерны для клеммных колодок в автоматических выключателях и некоторых типах разъемов.

По назначению и конструкции

• Клеммные колодки (блоки): Модульные изделия, объединяющие несколько изолированных друг от друга точек подключения на диэлектрическом основании (полиамид, поликарбонат, полипропилен). Могут быть одно-, двух- и многоярусными.
• Проходные клеммы: Имеют два контактных входа, электрически соединенных внутри. Используются для разрыва цепи, ответвления или перемычки между соседними цепями.
• Барьерные клеммы: Имеют высокие изолирующие барьеры между контактами, что предотвращает короткое замыкание. Предназначены для силовых цепей, цепей управления с разными потенциалами.
• Монтажные (многоярусные) клеммы: Позволяют компактно разместить большое количество соединений в шкафах управления. Часто имеют встроенные или съемные перемычки для организации шин питания (PE, N, L+).
• Клеммы для печатных плат (PCB terminals): Предназначены для пайки или установки в плату, служат интерфейсом для подключения внешних проводов к электронному устройству.
• Соединительные изолированные зажимы (СИЗ): Представляют собой пластиковый колпачок с конической пружиной внутри. При накручивании на скрутку проводов пружина обжимает и фиксирует их. Не являются основным средством соединения по ПУЭ, требуют дополнительной изоляции.
• Кабельные сжимы (ответвительные зажимы): Предназначены для ответвления от магистрального провода без его разрезания («орехи»). Имеют плашку с пазами и обжимной механизм.

Конструктивные особенности и материалы

Надежность клеммы определяется свойствами материалов ее ключевых компонентов.

Контактная группа

• Материал: Латунь (универсальная, хорошая проводимость и обрабатываемость), медь (высшая проводимость, дороже), бронза (пружинные свойства), сталь оцинкованная или нержавеющая (для пружин и высоких механических нагрузок). Для улучшения характеристик часто применяется лужение (покрытие оловом или сплавами олова) для защиты от окисления и улучшения паяемости.
• Конструкция: Форма контактной площадки, наличие насечек для повышения давления в точке контакта, форма прижимной пластины (прямая, седловидная). В пружинных клеммах критична геометрия и материал пружины.

Корпус (изолятор)

• Материал: Полиамид 6.6 (PA66) с наполнителями – высокая температура воспламенения, стойкость к УФ, хорошие диэлектрические и механические свойства. Поликарбонат (PC) – высокая ударная вязкость. Полипропилен (PP) – стойкость к химическим воздействиям. Керамика – для сверхвысоких температур.
• Свойства: Температурный диапазон эксплуатации (обычно от -35°C до +110°C), степень защиты (IP), группа горючести (UL94 V-0, V-2), цветовая маркировка (часто по функциям: PE – желто-зеленый, N – синий, L – черный/серый/коричневый).

Ключевые технические параметры и стандарты

Выбор клеммы осуществляется на основе строгих технических характеристик, регламентированных национальными и международными стандартами (ГОСТ, IEC/EN, UL).

Параметр	Описание	Стандарты (пример)
Номинальное напряжение (Un)	Максимальное длительно допустимое напряжение (переменного или постоянного тока), при котором клемма может эксплуатироваться.	IEC/EN 60947-7-1, ГОСТ Р 50043.1
Номинальный ток (In)	Максимальный длительный ток, который может протекать через клемму без превышения допустимой температуры. Зависит от сечения проводника и материала контакта.	IEC/EN 60947-7-1, ГОСТ Р 50043.1
Сечение подключаемого проводника	Диапазон сечений жил (в мм²), для которых предназначена клемма. Указывается для одного и двух проводников (при возможности).	IEC/EN 60947-7-1
Момент затяжки (для винтовых)	Рекомендуемый крутящий момент для затяжки винта (в Н·м). Превышение ведет к повреждению резьбы или проводника, недостаток – к плохому контакту.	Указан производителем
Степень защиты (IP)	Класс защиты от проникновения твердых тел и воды. Для открытых клеммных блоков обычно IP20, для специальных – IP65, IP67.	IEC/EN 60529
Температурный класс	Диапазон температур окружающей среды, при котором гарантируется работоспособность.	IEC/EN 60947-7-1
Сопротивление изоляции	Должно быть не менее 100 МОм (при 500 В DC) между соседними контактами и контактом/землей.	IEC/EN 60947-7-1
Электрическая прочность изоляции	Способность выдерживать без пробоя испытательное напряжение (например, 3000 V AC, 50 Гц, 1 мин).	IEC/EN 60947-7-1

Особенности монтажа и эксплуатации

Правильный монтаж – залог долговечности и безопасности соединения.

• Подготовка проводника: Длина зачистки изоляции должна строго соответствовать требованиям производителя клеммы. Не допускаются надрезы и повреждения токоведущей жилы. Для многопроволочных жил обязательна опресска наконечником (гильзой).
• Затяжка винтов: Использование калиброванного динамометрического инструмента. Проверка затяжки через определенные промежутки времени (техническое обслуживание). Для алюминиевых проводников – обязательное использование пасты-смазки для предотвращения окисления и ползучести металла.
• Защита: В условиях агрессивной среды (влажность, химические пары, солевой туман) необходимо использовать клеммы с соответствующей степенью защиты IP или размещать их в защищенных шкафах.
• Маркировка: Каждая клемма и провод должны быть промаркированы в соответствии со схемой соединений.
• Токовые нагрузки: Нельзя превышать номинальный ток клеммы. При параллельном соединении нескольких проводников в одну клемму их суммарный допустимый ток не должен превышать номинал клеммы.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличаются винтовые и пружинные клеммы?

Винтовые клеммы обеспечивают контакт за счет внешнего усилия, приложенного при монтаже, которое со временем может ослабнуть. Пружинные клеммы создают постоянное, не зависящее от человеческого фактора контактное давление, которое компенсирует температурную деформацию и вибрацию, что делает их более надежными для динамичных нагрузок и алюминиевых проводников.

Можно ли подключать алюминиевые проводники в стандартные клеммы?

Да, но с существенными оговорками. Многие современные клеммы сертифицированы для работы с Al. Однако необходимо: 1) Использовать специальную кварце-вазелиновую пасту для защиты от окисления; 2) Регулярно (раз в 1-2 года) проверять и подтягивать винтовые соединения из-за явления «ползучести» алюминия; 3) Предпочтительнее использовать пружинные клеммы, специально предназначенные для Al. В любом случае необходимо сверяться с маркировкой производителя.

Как правильно выбрать клемму по сечению провода?

Сечение жилы должно находиться в диапазоне, указанном на клемме или в техническом каталоге. Нельзя зажимать провод меньшего сечения на максимально допустимом – контактная площадь будет недостаточной. Для провода большего сечения контакт будет ненадежным. Идеально, когда сечение провода находится в средней трети диапазона клеммы.

Что такое «момент затяжки» и почему его важно соблюдать?

Момент затяжки – это величина крутящего момента, прикладываемого к винту, измеряемая в Ньютон-метрах (Н·м). Слишком слабая затяжка ведет к высокому переходному сопротивлению, перегреву и разрушению контакта. Слишком сильная – к срыву резьбы, деформации или разрушению корпуса клеммы, перелому жилы. Соблюдение момента, указанного производителем, гарантирует оптимальное контактное давление.

Допустимо ли подключение двух проводников в одну клемму?

Только если это прямо разрешено маркировкой на клемме (например, значок «два провода» или указание двух диапазонов сечений). В противном случае подключение двух проводников в один зажим недопустимо, так как невозможно гарантировать равномерное и достаточное прижатие обоих. Для этого следует использовать специальные проходные или ответвительные клеммы.

Каковы признаки некачественной клеммы?

• Хрупкий, легко деформируемый корпус из низкокачественной пластмассы.
• Контактная группа из тонкого, нелуженого металла, подверженного коррозии.
• Отсутствие четкой маркировки по току, напряжению, сечению, моменту затяжки.
• Некачественная резьба, винт «ходит» туго или с люфтом.
• Отсутствие сертификатов соответствия (например, декларации ТР ТС).

Заключение

Соединительные клеммы являются критически важным элементом любой электрической системы. Их корректный выбор, основанный на понимании классификации, материалов, технических параметров и стандартов, а также профессиональный монтаж с соблюдением всех регламентов, являются обязательным условием для создания безопасного, надежного и долговечного электротехнического соединения. Пренебрежение этими правилами ведет к росту переходного сопротивления, перегреву, возгоранию и, как следствие, к аварийным ситуациям и финансовым потерям.