Что такое клеммы в электрической цепи

От винта: пружинные клеммы как основа надёжных электрических соединений

В статье рассматриваются конструкция и принципы действия основных типов электрических клемм с пружинным зажимом проводников и преимущества их использования в различных отраслях промышленности и на транспорте. Наряду с этим приводятся некоторые теоретические основы работы пружинных зажимов.

Введение

Существование надёжного, защищённого от случайного прикосновения и при этом разборного электрического соединения проводников между собой или с различными устройствами на первый взгляд кажется парадоксальным. Вместе с тем одновременное обеспечение надёжности, долговечности, вибропрочности, коррозионной стойкости электрических соединений при сохранении возможности их многократной сборки и разборки отнюдь не является утопией.

Соединения проводников при помощи пайки или сварки чрезвычайно прочны, но при этом являются неразборными, требуют, чтобы проводники были изготовлены из однородного материала и существенно не отличались по толщине (поперечному сечению). Кроме того, эти технологии в принципе не подходят для соединения проводников из алюминия, которые всё ещё применяются достаточно широко. Что касается традиционных винтовых клеммных зажимов (рис. 1), то их надёжность и другие эксплуатационные характеристики зависят от квалификации и добросовестности монтажников и другого обслуживающего персонала, а также наличия в его распоряжении качественного динамометрического инструмента.

Электрическое винтовое соединение не может считаться надёжным, если винт не затянут с требуемым моментом, который, в свою очередь, зависит от поперечного сечения подключаемого проводника. При недостаточном моменте затяжки контакт может непроизвольно ослабнуть, находясь, например, под воздействием ударных нагрузок или вибрации. Напротив, если момент затяжки слишком велик, то тонкий проводник может с лёгкостью обломиться в зоне максимального сжатия винтом, или через некоторое время может произойти пластическая деформация (усадка) проводника и, как следствие, износ контакта (как если бы он находился под воздействием высоких температур), и качество соединения при этом нарушится.

Следует также отметить, что использование клемм с винтовым зажимом требует серьёзных трудозатрат и занимает значительное время, если, конечно, речь идет не о подключении электросчётчика в квартире, а о системе АСУ ТП, обрабатывающей многие тысячи сигналов.

Новым этапом в технологии соединения проводников стало изобретение в 1951 году немецкой компанией WAGO Kontakttechnik Gmbh первой электрической клеммы, в которой проводник удерживался не винтом, а усилием сжатой пружины. Встреченная электротехническим сообществом на первых порах с недоверием, инновационная технология шла вперёд благодаря упорству компании WAGO, которая на протяжении многих лет экспериментировала с различными вариантами конструкции клеммных зажимов, подбирала наиболее подходящие материалы для пружин, токоведущих шин и изолирующих материалов.

Настоящим прорывом в технологии пружинных клемм стало изобретение в 1977 году клеммного зажима с клеточной натяжной пружиной, о котором будет подробно рассказано ниже.

С этого момента началось массовое распространение пружинных клемм во многих областях применения, и на сегодняшний день все крупные европейские и азиатские производители клемм предлагают своим клиентам их разнообразные виды для подключения любых типов проводников. Благодаря мгновенному лёгкому монтажу с использованием самого простого инструмента или вообще без него, высокому качеству и надёжности контакта, отсутствию необходимости в обслуживании и требований к квалификации обслуживающего персонала, а кроме того, виброустойчивости и разборности полученного соединения пружинные клеммы стали незаменимыми в промышленности, на транспорте и в других отраслях.

История развития клемм с пружинным зажимом

На рис. 2 показаны основные этапы развития пружинного зажима, начиная от первой простейшей двухпроводной клеммы с плоскопружинным зажимом, предназначенной для подключения только одножильных проводников, до триумфальной презентации на Ганноверской промышленной ярмарке в 1977 году первых клеммных соединений с клеточной натяжной пружиной из хромоникелевой стали для всех типов проводников сечением до 16 мм².

Шли годы, на основе первых прототипов пружинных клемм был разработан ряд модификаций. В рамках данной статьи будут подробно рассмотрены наиболее распространённые из них: плоскопружинный зажим (push-wire), зажимы с клеточной натяжной пружиной и гибридные соединения.

Основные типы проводников и их подготовка к подключению

Несмотря на то что проводники не являются частью клеммных соединений, их физические свойства и конструкция существенно влияют на качество электрического контакта и конструкцию пружинных зажимов. Поэтому кратко рассмотрим их основные типы.

В строительном электромонтаже, системах промышленной автоматизации, коммутационном оборудовании и шкафах управления в большинстве случаев используются медные одножильные, многожильные или тонкопроволочные проводники различного поперечного сечения (рис. 3).

Как правило, проводники изготавливаются из меди благодаря её малому электрическому сопротивлению (меньше только у серебра) и высокой коррозионной стойкости.

Технология пружинного соединения позволяет подключать проводники любого типа после снятия изоляции и избегать при этом расслаивания и деформации многожильных проводников, что особенно актуально при необходимости их многократного повторного подключения. Применение специальных кабельных обжимных наконечников (рис. 4) также предотвращает расслаивание и защищает проводник от коррозии в агрессивных газовых средах или в условиях морского соляного тумана, впрочем, чаще всего в такого рода защитных мерах нет необходимости.

Механическая конструкция пружинных клемм

Все современные пружинные клеммы для проводников сечением от 0,08 до 95 мм² состоят из трёх основных частей – изолирующего корпуса, токоведущей шины и зажимной пружины.

На рис. 5 хорошо видна конструкция 4-проводной клеммы с клеточной натяжной пружиной с фронтальным подключением проводников, установленная на стандартном 35-мм DIN-рельсе, её токоведущая шина и пружины, образующие автономный независимый контактный блок, который не передаёт усилие пружин на пластиковый изолирующий корпус клеммы и может быть извлечён из последнего целиком.

Открытая сторона клеммы примыкает к изолированной стороне соседней клеммы или закрывается изолирующей торцевой пластиной.

Усилие пружины и давление в зоне контакта

Всем известно физическое явление, описываемое законом Гука, согласно которому сила упругости пружины пропорциональна величине её деформации. В пружинных зажимах она называется усилием сжатия или контактным усилием, и она же качественно характеризует клеммное соединение.

Важный параметр – давление в зоне контакта, или сила, приходящаяся на единицу площади. Если усилие сжатия – величина постоянная, то чем меньше площадь контакта, тем больше давление в зоне контакта.

Давление в зоне контакта .

Усилие извлечения и усилие удержания проводника

Рассмотрим физику работы наиболее популярного зажима с клеточной натяжной пружиной. Усилие извлечения и усилие удержания проводника в клемме не являются первоочередными для обеспечения качественного электрического контакта, но это важнейший критерий правильного монтажа соединения, поэтому их минимально необходимые значения регламентированы стандартами (например, IEC 60999-1).

Усилие извлечения проводника – это сила, которая должна быть приложена для извлечения проводника из закрытого зажима клеммы. Соответственно, усилие удержания проводника равно по величине и противоположно по направлению усилию извлечения проводника, в результате чего проводник остаётся неподвижным.

В отличие от упомянутых сил, действующих вдоль оси проводника, прижимное усилие пружины действует в перпендикулярном направлении (рис. 6). Кромка зажимной пружины оказывает дополнительное давление на проводник в направлении под некоторым углом к нему. Таким образом, при попытке извлечь проводник увеличивается прижимное усилие пружины, а вместе с ним усилие извлечения проводника из клеммы, но при этом повреждение проводника не происходит до тех пор, пока усилие извлечения не превысит прочность на разрыв самого проводника, и он не разорвется.

Формирование зоны контакта

Как было сказано выше, чем меньше площадь зоны контакта проводника с токоведущей шиной пружинного зажима, тем больше давление в этой зоне. Для обеспечения дополнительного давления на проводник токоведущая шина в зоне прилегания клеточной натяжной пружины имеет специальный выступ (рис. 7).

Медь отлично проводит электричество, но абсолютной устойчивостью к коррозии не обладает, и медные проводники имеют этот же недостаток. Нанесение более мягкого оловянного покрытия (лужение) на токоведущую шину создаёт в зоне контакта коррозионно-устойчивое пятно контакта в слое мягкого олова, который незначительно деформируется под давлением проводника, прижатого пружиной (рис. 8).

Если слой олова достаточно плотный, соединение остаётся газонепроницаемым, и переходное сопротивление в зоне контакта даже в химически агрессивной среде остаётся постоянным.

Сочетание газонепроницаемости контакта с постоянным усилием сжатия проводника пружиной, а также высокое качество используемых материалов в клеммных зажимах с клеточной натяжной пружиной обеспечивает высокую виброустойчивость и отсутствие необходимости в техническом обслуживании соединения в течение длительного времени, без снижения качества контакта и повреждения проводника.

Геометрия пружины

Форма пружины и материал, из которого она изготовлена, определяют её нагрузочную характеристику, в которой величина усилия сжатия пружины соответствует смещению (рис. 9).

Если материал и геометрическая форма пружины тщательным образом подобраны, то происходит автоматическая адаптация усилия сжатия пружины к диаметру проводника, и его постепенная пластическая деформация под воздействием постоянной нагрузки автоматически компенсируется.

В особенности это актуально для гибких проводников с лужёными концами, которые нельзя использовать в соединениях с винтовыми зажимами как раз из-за их самопроизвольной усадки.

Основные материалы, используемые при изготовлении пружинных клемм

Токоведущая шина изготовлена из электролитической меди с покрытием оловом, так как даже невысокий, на первый взгляд, процент (2–4%) содержания примесей (цинка, железа, серебра и золота) в черновой меди может существенно отразиться на электропроводности металла и качестве будущего контакта. Медь, полученная методом электролитического рафинирования, содержит менее 0,1% примесей, химически нейтральна и устойчива к коррозионному растрескиванию (комбинированному воздействию коррозионной среды и растягивающего напряжения). Последующей механической и термической обработкой достигают требуемого уровня твёрдости и упругости материала.

В 1950-х годах пружины для зажимов делались из обычной углеродистой стали, были хрупкими и не выдерживали даже небольших механических усилий. Современные аустенитные хромоникелевые стали вполне обеспечивают требуемый уровень прочности и износостойкости. Пружина, изготовленная из такой стали, устойчива к воздействию морского соляного тумана, промышленных загрязнений (диоксида серы или сероводорода), устойчива к коррозии даже в химически агрессивных средах 30%-ных растворов солей и фосфорной кислоты (при температуре 20°C).

За все годы использования не было ни одного примера появления гальванической коррозии между хромоникелевой сталью пружины и подключённым к ней медным проводником. Вне зависимости от перепадов температур, если спустя годы и годы длительной эксплуатации заменить в клемме проводник на другой с меньшим диаметром, пружинный зажим обеспечивает необходимое усилие зажима по всему поперечному сечению. Перепады температуры, как и её увеличение до 105°C, не оказывают существенного влияния на усилие зажима в течение долгого времени. Образцы с нагрузкой 500 Н/мм² при температуре 250°C демонстрируют ослабление всего на 1,5%.

Корпус, в котором размещаются компоненты под напряжением, обеспечивает защиту от случайного контакта, но требования к материалу, из которого он изготовлен, не ограничиваются его характеристиками хорошего изолятора. Он должен быть термостойким, высокопрочным, устойчивым к ультрафиолетовому излучению и химически агрессивным средам, и вдобавок трудновозгораемым и самозатухающим.

Корпуса пружинных зажимов классической конструкции (в них автономный блок из токоведущей шины и зажимных пружин не передаёт усилия зажима на изолирующий корпус) изготавливаются из полиамида (PA6.6), отвечающего всем этим требованиям. Компактные размеры корпуса оставляют возможность для оптимизации зазоров и минимизации токов поверхностной утечки (рис. 10).

Появление ещё более механически прочных изолирующих материалов, армированных стекловолокном (PAA-GF), предоставляет возможность облегчить конструкцию отдельных видов пружинных клемм, отказавшись от автономного контактного блока. В них зажимная пружина опирается непосредственно на изолирующий корпус, и конструкция становится ещё более компактной (рис. 11).

Основные варианты конструкций пружинных клемм и их применение

Плоско-пружинный зажим

В плоско-пружинных зажимах (рис. 12) используется свойство сопротивления изгибу одножильных и жёстких многожильных проводников диаметром от 0,5 до 4 мм². После зачистки проводник легко вводится в клемму и автоматически в ней фиксируется. Извлечение проводника выполняется легким попеременным вращением проводника влево-вправо с одновременным вытягиванием (рис. 13).


В клемме для каждого проводника предусмотрено отдельное клеммное место с отдельным лепестком пружины, что позволяет подключать в одну клемму проводники разного сечения (рис. 14 а).

Воронкообразные отверстия для ввода проводника исключают риск случайного подключения нескольких проводников к одному зажимному узлу и предотвращают механический контакт проводников друг с другом (рис. 14 б).

Клеммы этого типа используются в основном в распределительных коробках при монтаже электропроводки, систем освещения и сигнализации внутри зданий.

Особенности плоскопружинных зажимов

• Не предназначен для подключения гибких многожильных проводников.
• Нет необходимости в использовании специальных инструментов.

Зажим с клеточной натяжной пружиной

Зажимы с клеточной натяжной пружиной подходят для всех типов проводников, но подключение проводников производится при помощи простых инструментов типа отвёртки определённого размера (рис. 15).

Иногда для размыкания зажима в клемму встраивают специальный пластиковый рычаг, в этом случае дополнительный инструмент не требуется. Необходимо сначала отжать пружину, после чего ввести зачищенный проводник до упора, убрать инструмент, и проводник будет надёжно зафиксирован в зажиме с автоматически регулируемым в соответствии с диаметром проводника усилием (рис. 16). Пружинные зажимы, в отличие от винтовых, исключают вероятность того, что проводник останется незакреплённым либо окажется повреждённым после извлечения. Такие клеммы обычно устанавливаются в электротехнических шкафах и используются в различных отраслях промышленности и энергетики для подключения как силовых, так и сигнальных цепей.

Этот тип клемм предпочтителен также для установки на транспортные средства, такие как поезда, морские и речные суда, автомобили, так как имеет высокую стойкость к воздействию вибрации и других неблагоприятным условиям внешней среды.

Особенности зажимов с клеточной натяжной пружиной

• Подходит для всех типов проводников.
• Обеспечивает надёжный газонепроницаемый электрический контакт.
• Зажим приводится в действие инструментом.
• Имеет максимальную стойкость к воздействию вибрации.

Гибридный пружинный зажим

Гибридный пружинный зажим (рис. 17) так же, как и зажим с клеточной натяжной пружиной, подходит для всех типов проводников. Его особенность в том, что достаточно жёсткие одножильные медные проводники сечением от 0,5 до 4 мм² и многожильные проводники с обжимным наконечником подключаются простым вставлением в клемму, в то время как многожильные и гибкие проводники подключаются с предварительным отжатием пружины при помощи монтажного инструмента (рис. 18). Для извлечения проводника из клеммы в любом случае необходимо использовать инструмент.


Сфера применения клемм с гибридным зажимом в целом аналогична сфере применения клемм с клеточной натяжной пружиной. Клеммы с гибридным зажимом могут быть рекомендованы для монтажа систем с большим количеством сигналов в случае, если необходимо сократить время и трудозатраты на монтаж и большинство подключаемых проводников одножильные и имеют достаточную жёсткость.

Особенности гибридных пружинных зажимов

• Подходит для любых типов проводников.
• Жёсткие одножильные проводники могут быть подключены быстро и без использования инструмента.

Зажим с витой нажимной пружиной

Несмотря на многочисленные достоинства клемм с клеточной натяжной пружиной, им присущ существенный недостаток – с ростом максимального сечения подключаемого проводника растут размеры зажима, а соответственно, и усилие, необходимое для отжатия ручным инструментом пружины при подключении проводника к клемме. Для проводников сечением более 35 мм² это усилие приводит к тому, что клемма отламывается от DIN-рельса, на котором она установлена, или разрушается её изолирующий корпус. Поэтому для проводников сечением от 35 до 95 мм² был разработан зажим с цилиндрической витой пружиной, сжатие которой производится при помощи силовой винтовой передачи.

Сжатие пружины для подключения проводника производится поворотом пластиковой втулки с наружной резьбой при помощи шестигранного ключа. Один оборот шестигранного ключа сжимает пружину с требуемым усилием, после чего она автоматически фиксируется в сжатом положении, освобождая руки монтажника для установки проводника в открывшееся отверстие между скобой и токоведущей шиной (рис. 19). После установки проводника и освобождения пружины проводник остаётся надёжно зафиксирован с требуемым усилием, автоматически подстраивающимся под сечение подключённого проводника. Извлечение проводника из клеммы производится в обратном порядке.

Таким образом, в отличие от простоты и строгого минимализма конструкции клемм с клеточной натяжной пружиной, конструкция такой системы более сложная и включает бо́льшее количество компонентов. Такие клеммы выдерживают ток в сотни ампер и применяются в системах распределения питания в шкафах управления в промышленности и энергетике.

Особенности клемм с витой нажимной пружиной

• Подходит для подключения всех типов проводников сечением от 35 до 95 мм².
• Зажимный механизм предварительно активируется при помощи шестигранного ключа.

Комбинированный зажим для подключения светильников

Для подключения светильников в зданиях часто необходимо соединить жёсткие одножильные провода, выходящие из стены или потолка, с тонкими многожильными проводами светильника. Для решения этой задачи был специально разработан зажим комбинированного типа, сочетающий в себе независимые друг от друга плоскопружинный зажим и зажим с клеточной натяжной пружиной, имеющие при этом общую токоведущую шину и единую пружину (рис. 20). Для подключения светильника необходимо с одной стороны вставить в клемму одножильный провод, а затем сжать её корпус и с противоположной стороны вставить многожильный провод от светильника.

Особенности клемм для подключения светильников

• Подходит для соединения одножильного и многожильного проводника.
• Не требует использования монтажного инструмента.

Заключение

Использование пружинных клемм предоставляет пользователю несомненные преимущества, такие как надёжность, долговечность, необслуживаемость и постоянство параметров электрического соединения, а также уменьшение трудовых и временны́х затрат на монтаж и обслуживание клеммных соединений, что особенно важно для больших распределённых систем управления и контроля в промышленности и энергетике. Весьма выгодным является применение пружинных клемм на транспортных средствах, особенно на подвижном составе железных дорог и в судостроении, где надёжность соединения особенно важна, и пружинные клеммы, особенно клеммы с клеточной натяжной пружиной, проявляют высокую стойкость к воздействию ударов, вибраций, морского соляного тумана и других провоцирующих коррозию факторов. ●

Все, что необходимо знать о клеммах

Клеммы — специальный зажим, устанавливающийся на провод. С помощью клеммников провод крепится к источнику питания. Другое название устройства — винтовой зажим.

На сегодняшний день это один из наиболее надежных способов крепления проводов. Клеммы не требуют применения дополнительных инструментов, в частности — пайки. Они легко устанавливаются и также легко снимаются.

Стандартизация соединительных механизмов привела к тому, что все клеммы крайне похожи друг на друга, с поправкой только на разные типы. Каждый тип клемм используется для своей цели.

Другое преимущество такого соединительного механизма — надежность. Пружинный механизм, применяемый в клеммах, отличается высокой долговечностью. Однако, если механизм не оправдает ожиданий и сломается, его можно будет легко заменить. Клеммы стоят недорого.

Где они используются

Любая современная электросеть не может обойтись без клеммников. Именно эти маленькие разъемные устройства обеспечивают наилучший электрический контакт. В то же время, плохой контакт — одна из основных причин неисправности в электротехнике.

Вне зависимости от типа электросети, клеммы можно встретить как в домах обычных людей, так и в крупных учреждениях и на промышленных предприятиях.

На сегодняшний день существует несколько основных типов таких устройств:

• Ножевые наконечники на провода. Применяются в автомобильной промышленности и других низковольтных сетях. Существует несколько типов ножевых наконечников. В частности, прямые и поворотные.
• Вилочные клеммы. Эти устройства коммутируют силовые и вторичные цепи. Особенность такого подключения в том, что обычно оно считается временным. Или, по крайней мере, нуждается в частой перепроверке работоспособности. Конструкция представляет собой особую вилочку с двумя зубчиками.
• Кольцевые клеммы. В отличие от вилочных, кольцо предлагает более надежное крепление. Используются практически в любых силовых кабелях. Инженеры по праву считают кольцевые клеммы крайне удачным решением.
• Быстрозажимные клеммы. Диэлектрический корпус с находящейся внутри него пружиной — отличительная особенность быстрозажимных устройств. Отличается надежностью монтажа, простотой установки.

Компании-производители

Поскольку клеммы — необходимый элемент любой электроники, такой товар обладает высоким спросом, и многие компании его производят.

К числу основных компаний-производителей клемм относятся:

• Weidmuller. Один из крупнейших производителей систем автоматизации и промышленных соединений. Сегодня клеммы от Weidmuller известны во многих странах мира, в том числе и в России. Компания является крупным международным холдингом и имеет представительства в более чем восьмидесяти странах мира.
• Phoenix Contact. В группу компаний входит двенадцать предприятий, имеются собственные производственные структуры. Компания отличается производством качественных клемм для высокого ценового сегмента. Этот изготовитель имеет представительства приблизительно в тридцати странах мира.
• WAGO Kontakttechnik. Один из крупнейших немецких производителей, предлагающий клеммы во многих странах мира. Является изобретателем зажима Cage Clamp, что стало причиной популярности во всем мире. Имеет собственные заводы, которые находятся в разных странах мира, в том числе, в Европе. Производитель предлагает товары высокого качества в премиум сегменте.

Существуют также другие компании-производители клемм и клеммников, но представленных выше трех компаний вполне достаточно, чтобы выбрать подходящее устройство. Разумно отдавать предпочтение продуктам известных производителей.

Клеммы для соединения проводов: какие клеммники лучше и как с ними работать

Обслуживание электрических сетей неизбежно сопровождается для электриков работой с клеммами. Это своего рода мелкая монтажная фурнитура, без использования которой трудно обходиться, выполняя соединения проводов между собой или с электрической аппаратурой.

Время исключило из практики устаревшие клеммы для соединения проводов, но стабильно дополняет базу электротехники новыми разработками – более совершенными.

Мы поможем вам разобраться в многообразии электротехнической фурнитуры. В статье рассмотрены разные виды клеммников, описаны их особенности применения и монтажа.

Виды электрических соединений клеммником

Рассматривая все выпускаемые промышленностью клеммы для соединения проводов, следует сразу оговориться и разделить продукцию на два вида: электрическую и электротехническую.

По сути, разница (по токовой нагрузке) между видами зачастую невелика, но всё-таки она имеется. Этот момент следует иметь в виду, подбирая электрические клеммы под монтаж, ремонт или прочие действия.

Столкнувшись с необходимостью подбора электрических клемм для проводов, начать лучше с простейших конструкций отечественного производства – надёжных, долговечных, проверенных в деле не один раз.

Различают следующие виды «зажимов»:

• ножевые;
• кольцевые;
• штыревые;
• муфтовые.

Соединения при устройстве электрических схем могут исполняться разной методикой и клеммы – это лишь один из вариантов. Однако именно такой вариант видится простейшим, удобным и даже экономичным по сравнению, к примеру, с пайкой, сваркой, в том числе холодной.

Вариант #1 — «ножны»

Это, пожалуй, наиболее распространённые конструктивные варианты изделий. Их часто можно встретить в составе электрических схем многих бытовых приборов: утюгов, холодильников, нагревательных устройств и т.д.

Но для соединения проводников силовой электрической разводки, например, в электрических квартирных щитках, они не предназначены.

Устанавливать этот вид электротехнических изделий допустимо на проводники (многожильные) сечением 0,26 – 6,0 мм методом силового обжима хвостовика.

Существует два вида таких продуктов: изолированные и неизолированные. Изоляция обычно окрашивается разным цветом (красным, синим, желтым) в зависимости от расчётной мощности клеммника. Применяются изделия парами в связке «папа-мама».

Вариант #2 — кольцевые

Кольцевые изделия имеют конфигурацию под винтовое крепление и представлены двумя группами. Обе группы классифицируются как неизолированные клеммы.

К первой группе относятся конструкции замкнутого кольца с хвостовиком. Вторую группу составляют конструкции вилочного типа с разрывом контура кольца, также с хвостовиком. И те и другие находят широкое применение в схемах электронной техники.

Кольцевые клеммники первого вида выпускаются в ассортименте более широком, чем второй вид. И возможности для их применения более обширные, учитывая технические характеристики.

Этот вид электротехнических изделий допускается устанавливать на электрические проводники сечением 0,25 – 16,8 мм. А вилочная конфигурация соединительных клемм для проводов рассчитана только на сечение провода 0,25 – 4,6 мм.

Вариант #3 — штыревые

Эта группа соединительных клемм для электрических проводов изготовлена по принципу разъёмной детали, состоящей из двух отдельных элементов – вилки и розетки.

Вилка маркируется символом «А», например, F2A. Розетка маркируется символом «В», например, F2B. Поддерживается монтаж на проводники сечением 1,25 – 6,64 мм. Главное предназначение штыревых клемм – обеспечение соединения электрических проводников.

Эта группа монтажной фурнитуры относится к изолированным изделиям. Хвостовая часть клемм закрывается изолирующим материалом. В зависимости от расчетной мощности клеммника для соединения проводов, изолятор имеет соответствующую окраску.

Изоляторы электрических клемм под проводники сечением до 2 мм окрашиваются в синий цвет, остальные (от 2 до 6,64 мм) — в жёлтый цвет.

Вариант #4 — муфтовые фиксаторы

Ещё одна разновидность соединительной арматуры – муфтовый контактный фиксатор, изготовленный в виде металлической трубки.

Соединительные муфты рассчитаны под монтаж на электрических проводниках сечением 0,25 – 16,78 мм.

Фиксация осуществляется методом силового обжима части трубки или при помощи болтов, вкручиваемых в отверстия с резьбой на корпусе муфты. Как правило, муфты обжимные не применяются под соединение одножильных проводов.

Продукты иностранного производства

В последние годы рынок наполнился клеммниками зарубежного производства. Нужно отдать должное: технологически иностранные конструкции выглядят более совершенными по сравнению с отечественными изделиями. С ними удобнее работать – быстрее и проще выполнять соединения.

Но с точки зрения надёжности выполненных соединений зарубежным продуктом не всё так однозначно. В этом плане отечественный продукт зачастую выглядит предпочтительнее. Однако рассмотрим некоторые примеры.

Заслуживают внимания электрические клеммы компании WAGO. Инженерами фирмы изобретены несколько привлекательных конструкций, где обычная клемма превращается в удобный интерфейс для подключения: Push wire, Power cage clamp, Cage clamp.

Соединитель #1 — Push Wire

Технология Push Wire основана на использовании свойств жёсткости электрического проводника, за счёт чего и получают вполне надёжный контакт.

Этот тип клеммников является наиболее подходящим для работы с одножильным проводом. Действительно, быстрый способ соединения Push Wire обеспечивает безоговорочно.

Достаточно лишь зачистить часть провода (на 10-15 мм) и небольшим усилием протолкнуть зачищенный конец внутрь клеммы. А чтобы так же быстро извлечь проводник, его нужно вытягивать с одновременной прокруткой вокруг своей оси.

Разработаны два вида соединителей типа Push Wire:

1. Под одиночный проводник.
2. Под группу проводников.

Конфигурация группового соединения рассчитана для работы с проводами меньшей жёсткости, чем в случае одиночного варианта. Здесь применяется несколько иная конструкция механического зажима.

Чтобы открыть доступ к отверстиям ввода проводника, необходимо приложить некоторое усилие к нажимной кнопке. Также есть модели Push wire без кнопки – под нажимное действие отвёрткой.

Соединитель #2 — универсальный Power cage clamp

Этот клеммник принадлежит к разряду универсальных разработок. Он изготовлен под любой тип электрического провода сечением 6 – 95 мм.

Конструктивно Power cage clamp представляет собой, так называемую двойную клетку, где имеется пружинный пресс и токонесущая шина.

Подсоединение электрических проводников к таким клеммам выполняется при помощи ключа-шестигранника. Вращением ключа пружина поджимается, конец провода вставляется под пресс, затем ключом делается оборот против часовой стрелки. В результате пресс опускается и надёжно прижимает вставленный конец провода.

Соединитель #3 — наборный Cage clamp

Это уникальный, запатентованный WAGO, продукт, получивший характеристику наборного клеммника для проводов. Наборные клеммники WAGO рассчитаны под установку на провода сечением 0,5 – 35 мм.

Они удачно подходят не только для работы с одножильным проводом, но также с проводами многожильными, независимо от степени тонкости отдельных жил.

Действует Cage clamp просто: при помощи отвёртки (или специального рычага в других модификациях) пружинистый зажим поднимают, вставляют провод под токонесущую шину, после чего опускают зажим на место. Это изделие относится к типу самозажимных клеммников.

Несмотря на простоту конструкции, производитель утверждает: усилие зажима на контакте регулируется автоматически и напрямую зависит от сечения провода.

Соединитель #4 — Cage clamp S

Вариант соединителя проводов, практически аналогичный выше описанному продукту. Но конструкция Cage clamp S всё-таки несколько иная. Особенность модификации «S» проявляется возможностью работать с клеммой этого типа без применения каких-либо инструментов электромонтёра.

Плюс к этому, наборный клеммник модификации «S» рассчитан под проводники достаточно высокой жёсткости – многожильные и одножильные. Также допустимо подключать на клемму провода с металлическими наконечниками.

Работать с Cage clamp S очень просто: концевая (зачищенная) часть проводника с некоторым усилием вставляется до упора, после чего соединение установлено.

Соединительным клеммам для проводов из серии Cage clamp S нашлось место практически во всех модификациях групповых многорядных клеммников.

Их удобно применять на монтаже многочисленных слаботочных электрических линий. Однако также успешно закрытая конструкция Cage clamp S применяется в цепях высоких токов.

Есть две модификации полностью закрытой в изоляцию конструкции «S». Одна предполагает закрепление провода при отжиме пластины на фронтальном направлении. Другая рассчитана на исполнение бокового нажима отвёрткой на пружинистую пластину.

Винтовые соединители проводов

Широко распространены в электрическом хозяйстве винтовые соединители, по сути, являющиеся вариацией трубчатого (муфтового) изделия. Они выполнены в виде трубки прямоугольной формы, но имеющей скруглённое (овальное) донышко.

На верхнем плато такой трубки имеются отверстия с резьбой, куда вкручиваются стопорные винты. Вся конструкция заключена в капроновую изоляцию. Для доступа к винтам в теле изоляции сделаны проходные каналы. Есть два вида таких клеммников для соединения проводов – одиночные и групповые.

Клеммникам винтовым для соединения проводов присущи:

• выраженная механическая прочность;
• возможность работы с кабелями сечением до 25 мм;
• использование в цепях слабых токов и силовых.

Работать с этим видом соединителей несложно.

Концевые части проводов вставляют внутрь латунной трубки и отвёрткой заворачивают стопорные винты (обычно два винта). В свою очередь, винты прижимают проводник к донной части металлической трубки.

Помимо клемм, для соединения проводов существуют альтернативные способы. Дополнительная информация по использованию клеммников и других методов без пайки представлена в этой статье.

Выводы и полезное видео по теме

Представленный видеоматериал расширит ваши знания о видах клемм и способах их монтажа.

Электромонтажные работы редко обходятся без применения описанных аксессуаров. Казалось бы, это мелкие детали, от которых легко отказаться, заменив технологичное соединение обычным скручиванием проводов.

Только вот практика электротехники отмечена массой случаев, когда именно банальная скрутка проводников вместо надёжного клеммного соединения приводит к трагическим последствиям.

Имеете опыт использования клемм для соединения проводов? Или остались вопросы по теме? Пожалуйста, делитесь своим мнением и оставляйте комментарии. Блок для связи расположен ниже.

Клеммы для соединения проводов

Работать с клеммами приходится всегда, когда дело касается обслуживания электросетей. Клеммы – это некая монтажная фурнитура маленького размера, без которой сложно соединить провода между собой или с электрическим оборудованием.

Электротехнической фурнитуры огромное количество. Как не запутаться при выборе? Разберем подробнее различные типы клеммников, их характеристики, область использования и специфику монтажа.

Какие существуют электрические соединения

Соединения с помощью клеммников можно разделить на 2 типа:

1. Электротехнические;
2. Электрические.

Они отличаются незначительно, но все же разница есть. Клеммы различаются по токовой нагрузке, и этот фактор стоит учитывать во время подбора изделий для монтажа, ремонта и иных действий.

ДЛЯ СПРАВКИ! Электромонтеры постоянно используют в работе клеммники. Без этих компонентов нельзя осуществить качественную работу.

Когда возникает вопрос о том, какие клеммы приобрести, то лучше всего будет начать с продукции, которую предлагает отечественный производитель. Такие изделия считаются надежными, проверенными временем и имеют хороший срок эксплуатации.

Клеммы бывают следующих видов:

• ножевые;
• кольцевые;
• муфтовые;
• штыревые.

Соединения при устройстве электрических схем могут выполняться разными методами и использование «зажимов» — один из способов. Этот вариант достаточно простой и удобный для работы. Кроме того, не требует больших финансовых затрат, ведь соединение сваркой или пайкой обойдется намного дороже.

Появление клемм значительно упростило работу электриков, а качество соединений сильно возросло. Благодаря клеммам можно быстро создать соединения, которые будут устойчивы к нагрузкам, также они защищены от пыли и попадания воды.

Клемма прижимает токопроводящую жилу к контактной площадке, что исключает повреждения и ослабления контакта. Использовать клеммники можно не только для создания линейных соединений, но и для подключения осветительных приборов и электропитания.

Начинающим электрикам и для тех, кто соединяет провода самостоятельно, применение клемм необходимо. С их помощью в случае ошибки можно выполнять подключение несколько раз.

Для соединения с помощью клеммников не требуются специальные устройства (паяльник, сварочный аппарат). Работы с этими изделиями производится руками, при этом сохраняется высокая точность и скорость работы. Клеммной колодкой можно соединить несколько линий при этом объединить провода в группы, что использовать электрическую проводку рационально.

Вид №1 – ножевой

Самый распространенный вариант конструкции, который часто встречается в электрических схемах большинства бытовой техники, например, холодильников, утюгов, систем нагревания и пр. Для того чтобы соединить провода нужно лишь вставить одну деталь в другую. Эти детали называются связкой «папа-мама» и всегда используются вместе.

ВАЖНО! Ножевые клеммы нельзя использовать для силовой электрической разводки в квартирных щитках.

Данное электротехническое изделие устанавливают на многожильные проводники сечением 0,026-0,6 см, используя для монтажа метод силового обжима хвостовика.

Различают два типа таких конструкций: с изоляционным слоем и без него. Изолированные, как правило, обозначаются разными цветами (красный, желтый, синий). Цвет зависит от мощности клеммника.

Вид №2 – кольцевые

Кольцевые соединения имеют структуру, предназначенную под винтовое крепление, представлены 2 группами, которые являются неизолированными.

Первая группа – изделия замкнутого кольца с хвостовиком. Вторая группа – конструкции вилочного типа с разрывом контура кольца и с хвостовиком. Обе группы довольно-таки часто используются в схемах электрических устройств.

Кольцевые клеммы первой группы выпускаются большим тиражом по сравнению со вторым видом. Отличительной особенностью является и сфера применения, которая у первой группы обширнее, с учетом технических особенностей. Такие клеммы используют на электрических проводниках с сечением 0,025-1,68 см. Клеммы вилочного типа применяют только для проводов сечением 0,025-0,46 см.

Вид №3 – муфтовые

Муфтовый фиксатор представлен в виде трубки из металла. Выпускается в разных конфигурациях, подходит и для силового обжима. Муфтовые клеммы предназначены для соединения проводников сечением 0,25-16,78 мм.

Соединение производится методом силового обжима части трубки или же с помощью болтов, которые вкручиваются в отверстия на корпусе фиксатора. Обычно такие клеммники не используют для проводов с одной токопроводящей жилой.

Вид №4 – штыревые

Штыревые клеммы изготовлены по принципу разъемной детали. Представлены в виде двух частей, у каждой из которых свое обозначение:

1. Розетка (имеет маркировку «В»);
2. Вилка (имеет маркировку «А»).

Штыревые клеммники используются для проводников сечением 1,25-6,64 мм. Основное назначение данных клемм – создание надежного соединения электропроводников.

ДЛЯ СПРАВКИ! Штыревые клеммы можно использовать в слаботочных схемах.

Штыревые клеммы производятся с изоляцией. Изоляционный материал присутствует на хвостовой части. Окраска изоляции зависит от расчетной мощности клеммника. Для проводников сечением до 2 мм изоляция окрашена в синий цвет, а для остальных – в желтый.

Изделия зарубежного производства

Технологии в сфере строительства развиваются и строительный рынок стал все больше снабжаться клеммниками иностранного производства. Если сопоставить изделия отечественного производства и иностранные, то последние выглядят более совершенно, а работать с ними удобнее и легче.

Но если рассматривать надежность конструкции, то иностранная продукция вызывает сомнения. Все-таки изделия отечественного производства более надежны. Однако и среди зарубежной продукции есть те изделия, на которые стоит обратить внимание.

Особое внимание стоит обратить на продукцию фирмы WAGO. Инженеры компании разработали несколько конструкций, в которых обычная клемма превратилась в удобное соединительное устройство:

• push wire;
• power cage clamp;
• cage clamp.

Концерн Ваго (Wago) поставляет на мировой рынок огромный ассортимент клемм и разъемов, которые часто используются при работе с электрической проводки. Клеммы и зажимы предназначены для постоянного поджима контакта, чтобы со временем контакт не ослабевал от пластических деформаций.

В пружинных клеммах от Ваго имеются две главные части: токонесущая шина и прижимная пружина. Так как клеммы имеют небольшие размеры, то они легко помещаются в монтажные коробки электрических приборов и электроустановок. Компания WAGO разрабатывает прозрачные изделия, благодаря чему можно визуально проконтролировать соединение.

Среди продукции фирмы имеются соединители с плоской пружиной. Такой тип изделия абсолютно исключает возможность случайно отсоединитьс проводник от контактной площадки.

ДЛЯ СПРАВКИ! Клеммником из серии WAGO 222-413 можно соединить многожильный и одножильный провода, сохранив при этом отличное качество соединения и обеспечив надежный контакт с токопроводящей шиной.

Соединитель 1 типа – Push wire

Суть данного соединителя в том, что он производится с помощью технологии Push wire, основанной на использовании жесткостных характеристик проводника. Благодаря чему получается прочное соединение.

Такой тип подходит для одножильных проводов. Работать с соединителем типа Push wire легко и быстро. Для этого часть провода (1-1,5 см) зачищается и проталкивается внутрь клеммы. Чтобы вытащить проводник, его вытягивают и в это же время прокручивают вокруг своей оси.

Существует два типа соединителей Push wire:

1. Для группы проводов;
2. Для одного провода.

Соединители под группу проводников предназначены для работы с изделиями меньшей жесткости, так как используется иной способ механического зажима. Для того чтобы получить доступ к отверстиям ввода провода, нужно приложить усилие к нажимной кнопке.

Соединитель 2 типа – Power cage clamp (универсальный)

Это универсальная конструкция, используемая для проводников сечением 6-95 мм. Имеет вид двойной клетки, в которой имеются пружинный пресс и токонесущая шина. Такая клемма имеет разное сечение, используется для монтажа линий различной мощности.

Присоединение к универсальным клемма происходит с помощью шестигранного ключа. Вращая ключ, пружина поднимается и хвостовая часть провода помещается под пресс, далее ключом совершается оборот против часовой стрелки. В итоге пресс опускается, а конец провода надежно прижимается.

Соединитель 3 типа – Cage clamp (наборный)

Данный продукт является уникальным и запатентованным концерном Ваго. Наборные клеммы подходят для проводников сечением 0,5 -35 мм. Причем их используют не только для проводов с одной жилой, но и для многожильных проводников, вне зависимости от диаметра отдельных жил.

Конструкция относится к самозажимным клеммникам. Работать с таким изделием легко: с помощью отвертки пружину поднимают и провод вставляется под токонесущую шину, далее зажим возвращают в исходное положение.

ДЛЯ СПРАВКИ! Сила, с которой зажимается проводник регулируется автоматически в зависимости от его размера сечения.

Соединитель 4 типа – Cage clamp S

Практически ничем не отличается от вышеуказанного типа, но имеет слегка измененную конструкцию. Отличие в том, что используя клеммник модификации «S» можно обойтись без специальных инструментов. Кроме того, такие клеммы рассчитаны для проводников большой жесткости как для проводов с одной жилой, так и с несколькими жилами. Можно присоединять провода с металлическими наконечниками.

Принцип работы с клеммой cage clamp S также простой: зачищенная часть провода до упора вставляется в клемму. Клеммники этой серии удобно использовать при монтаже многочисленных слаботочных электролиний. А закрытая конструкция применима для цепей с высоким током.

Существует два вида закрытой конструкции «S»:

1. Когда провод при отжиме пластины закрепляется на фронтальном направлении;
2. Когда производится боковой нажим на пружинистую пластину с помощью отвертки.

Винтовые соединители проводов

Очень часто встречаются в электрике и являются одним из видов муфтового фиксатора. Имеет форму прямоугольной трубки с донышком скругленной формы.

На верхней части трубки расположены резьбовые отверстия, куда вкручиваются стопорные винты. Конструкция изолируемая, имеет капроновую изоляцию. В изоляции сделаны проходные отверстия, чтобы обеспечить доступ к винтам. Винтовые клеммники бывают одиночные и групповые.

Особенности винтовых соединителей:

• высокая прочность;
• подходят для проводников сечением до 25 мм;
• можно использовать в слаботочных и силовых цепях.

Работа с такими соединителями не представляет труда. Концевые части помещаются внутрь трубки (из латуни), с помощью отвертки закручиваются стопорные винты. Винты прижимают проводник ко дну металлической трубки.

Вывод

Работы по электромонтажу сложно представить без использования клеммников. Хотя кажется что их можно заменить обычным скручиванием проводов. Однако, существует множество примеров, когда замена надежных клеммников на скрутку приводит к печальным последствиям.