Google+

Poznaj rozwiązania dla nowoczesnej energetyki - Phoenix Contact zaprasza na ENERGETAB 12-14 września 2017 - Pawilon G, Stoisko 24

W oferowanych na rynku złączkach, które stosuje się w instalacjach elektrycznych wykorzystuje się trzy podstawowe rodzaje połączeń: śrubowe, ze sprężyną oraz samozaciskowe złącza sprężynowe.

Fot. 1. Złączka śrubowa pojedyncza. Fot.: ENSTO Fot. 1. Złączka śrubowa pojedyncza. Fot.: ENSTO

Złączki są elementami elektroinstalacyjnymi o konstrukcji jedno- lub wielotorowej. Stosuje się je do łączenie torów prądowych tworzonych przez odcinki przewodów elektroenergetycznych niskiego napięcia. Połączenie wykorzystuje zaciski lub inne elementy przyłączeniowe umieszczane na końcach każdego toru. Tory znajdują się na podstawie izolacyjnej lub na obudowie. Złączki nabyć można w wykonaniu przelotowym, separującym oraz separującym przewód neutralny. Oprócz tego wykorzystać można złączki kombinowane do urządzeń wykonawczych, do czujników, rozdzielające, bezpiecznikowe, uziemiające oraz piętrowe, rzędowe do tablic i rzędowe bezszynowe.
Za podstawę w zakresie złączek można uznać złączki jednotorowe montowane na szynie montażowej. Pozwalają one na łączenie przewodów giętkich i sztywnych. W przypadku przewodów wielodrutowych należy zastosować końcówkę tulejkową zaciskaną np. za pomocą specjalnych narzędzi (prasek). W praktyce końcówki przewodów tego typu bardzo często są lutowane. Specjalne złączki mają wbudowane układy z przekaźnikiem lub diodami prostowniczymi.

Zalety połączenia śrubowego

Fot. 2. Złączka śrubowa podwójna. Fot.: ENSTO Fot. 2. Złączka śrubowa podwójna. Fot.: ENSTO

Jako zalety połączenia śrubowego wymienia się duży docisk zestyku, a co za tym idzie, bezpieczeństwo kontaktu i niski spadek napięcia. Drut jest dociskany do szyny stykowej pośrednio za pomocą śruby oraz płytki pośredniczącej zacisku. Złączki z połączeniami śrubowymi pozwalają na wykonywanie połączeń wieloprzewodowych.
Najprostszy rodzaj zacisków śrubowych to złączki śrubowe klatkowe bez ochrony przed deformacją przewodu. Najczęściej znajdują one zastosowanie w podłączeniach kabli jednożyłowych. Oprócz tego montowane są złączki klatkowe z ochroną przed deformacją, a także zaciski śrubowe, które mają element dociskowy od góry lub od dołu. W takich rozwiązaniach funkcja odpowiedzialna za tworzenie siły docisku jest oddzielona od funkcji przepływu prądu. Gdy wzrasta moment obrotowy na śrubie, rośnie również siła tarcia w połączeniu gwintowym. Wynika to z odkształcenia sprężystego izolatora zacisku. Tym samym zabezpiecza się docisk wzdłużny w połączeniu. Zakres połączeń obejmuje przewody o przekroju mieszczącym się pomiędzy 0,08 a 240 mm2.

Materiały wykonania izolatorów

Fot. 3. Złączka śrubowa potrójna. Fot.: ENSTO Fot. 3. Złączka śrubowa potrójna. Fot.: ENSTO

Części izolowane złączek najczęściej wykonuje się z bakelitu, materiałów ceramicznych, poliamidu i PCW. Materiałem izolacyjnym jest również guma silikonowa oraz materiał PTFE. Zastosowanie materiałów tego typu zapewnia dobre właściwości elektryczne również przy wysokich temperaturach i częstotliwościach. Części styku pokrywa się materiałami, które mają zapewnić mniejszą wartość rezystancji połączenia. Chodzi głównie o cynę, pallad, nikiel i miedź. W zależności od zastosowanej technologii pokrycie może być jedno- i wielowarstwowe oraz stopowe. Styki bardzo często wykonuje się ze stopu złota i niklu, co zapewnia niską rezystancję, długookresową stabilność oraz wytrzymałość mechaniczną. Warto podkreślić, że stopy twarde są odporne na zużycie, ale osiągają wyższe rezystancje styku przy przepływie prądu o niższych wartościach. Z kolei złącza stosowane w sprzęcie audio pokrywa się złotem, po to, aby osiągnąć możliwie najniższą wartość rezystancji. Wadą złota jestjednak niska temperatura topnienia przy przepływie większych prądów, dlatego też w wielu przypadkach korzystniejsze będzie posrebrzanie styków. Ważne jest przy tym ograniczanie (przerywanie) przepływu dużego prądu przez styki posrebrzane. Łuk elektryczny może być przyczyną topnienia srebra.
Materiałem wykonania zarówno zacisku z odciążeniem, jak i śruby połączeniowej najczęściej jest hartowana stal nawęglana. Dla zapewnienia dodatkowej ochrony powierzchnie są cynkowane i chromowane. Połączenie, jakie powstaje pomiędzy drutem a szyną stykową jest gazoszczelne. Przy produkcji styków stosuje się również, mosiądz oraz fosforobrąz. Materiały te mają dobre właściwości sprężyste. Oprócz tego jako materiał wykonania styków stosuje się miedź z domieszką berylu.

Zaciski silnoprądowe

Fot. 4. Złączka śrubowa nieizolowana. Fot.: LEGRAND Fot. 4. Złączka śrubowa nieizolowana. Fot.: LEGRAND

Specjalne zaciski znajdują zastosowanie w aparatach niskonapięciowych, takich jak rozłączniki i podstawy bezpiecznikowe, a także rozłączniki izolacyjne. Zaciski tego typu stosuje się również w szynach prądowych, po to, aby umożliwić przyłączenie żył kabli sektorowych wielodrutowych, sektorowych pełnych, okrągłych wielodrutowych i okrągłych pełnych za pomocą klucza imbusowego. Zaciski umożliwiają przyłączenie bezpośrednio do szyny prądowej i PEN. Zastosowanie obejmuje tworzenie giętkich połączeń pomiędzy szynami prądowymi poszczególnych faz. Warto podkreślić przy tym wysoki poziom wytrzymałości mechanicznej oraz dobrą przewodność elektryczną w efekcie słabego nagrzewania.
Zaciski silnoprądowe niejednokrotnie wykonuje się ze stopu mosiądzu lanego. Zastosowanie tego materiału w połączeniu z odpowiednią konstrukcją zapewnia dużą wytrzymałość prądową (znamionową i zwarciową), a także wytrzymałość mechaniczną zwłaszcza na zginanie i wyciąganie. Ważna jest przy tym odporność na przyrost temperatury. Oprócz tego należy podkreślić duży moment dokręcania wynoszący do 40 Nm oraz odporność na zużycie i korozję.
Zaciski mosiężne osiągają lepsze parametry w porównaniu do zacisków aluminiowych. Typowy zacisk ma śrubę z gniazdem na klucz oraz z odpowiednio wyprofi lowanym dociskiem umożliwiającym wprowadzenie żył kabla o przekrojach 35-240 mm² i 70-300 mm².

Słupkowe bloki zacisków

Fot. 5. Złączka śrubowa przewodu ochronnego. Fot.: LEGRAND Fot. 5. Złączka śrubowa przewodu ochronnego. Fot.: LEGRAND Fot. 6. Złączki śrubowe w różnych kolorach. Fot.: LEGRAND Fot. 6. Złączki śrubowe w różnych kolorach. Fot.: LEGRAND

Słupkowe bloki zacisków ze śrubą dwustronną znajdują zastosowanie przy podłączeniach obwodów zasilających i rozdzielczych w instalacjach energetycznych. Jako zalety elementów tego typu należy wymienić oszczędność miejsca w szafi e lub rozdzielnicy w efekcie niewielkich rozmiarów bloków zacisków z jedną śrubą dwustronną. Zwiększa się również bezpieczeństwo okablowania dzięki połączeniom zabezpieczonym przed wyciągnięciem. Można podłączyć przewody o przekroju od 4 do 120 mm², wykorzystując technologie słupek, słupek -słupek, słupek-śruba. Wykorzystuje się końcówki kablowe oczkowe zgodne z normą NF C 20130 oraz DIN 46234. Ważne jest przy tym zapewnienie ciągłości obwodu dzięki końcówkom przewodów zabezpieczającym przed wyciągnięciem w połączeniu z zaciskiem sprężynowym i tulejką haczykową.

Wyposażenie dodatkowe

Jako wyposażenie dodatkowe złączki można zastosować zwieracze, które pozwalają na zwieranie torów prądowych. Ważne jest, aby na etapie doboru zwieraczy uwzględnić przede wszystkim liczbę zwieranych złączek. Przydatne rozwiązanie stanowią oznaczniki przeznaczone do oznaczania torów prądowych. Oznaczniki tego typu to najczęściej białe paski lub żółte taśmy profi lowane z czarnym nadrukiem. Jeżeli opis będzie wykonywany za pomocą pisaków, to można zastosować oznaczniki bez nadruku. Łatwe odrywanie pojedynczych oznaczników umożliwiają nacięcia na taśmie.
Oprócz tego przy montażu złączek można zastosować osłonki, podstawki montażowe oraz przegrody i osłony złączek mocowanych na trzymaczach. Z kolei płytki skrajne umożliwią zakończenie szeregu złączek, które są osadzone na szynie montażowej. Jeżeli miejsce montażu złączki nie przewiduje szyny montażowej, to można przewidzieć konstrukcje złączek przeznaczone do instalowania bezpośrednio do podłoża. Istotną rolę w takich rozwiązaniach stanowią stopy oraz wypusty, które pozwalają na zestawianie bloków bazujących na kilku złączkach. W zależności od konstrukcji złączki może być potrzebna płytka zamykająca.

Alternatywa dla zaprasowywania

Fot. 7. Złączki śrubowe firmy Hager. Fot.: HAGER Fot. 7. Złączki śrubowe firmy Hager. Fot.: HAGER

Specjalne złączki i końcówki śrubowe nabyć można jako alternatywę dla technologii zaprasowywania złączek i końcówek rurowych w przewodach o napięciu od 1 do 36 kV. Konstrukcja złączek tego typu zawiera śruby zrywalne, po to, aby zapewnić wykorzystanie jednej złączki lub końcówki dla różnych rodzajów i przekroju kabli. Zyskuje się również szybki, pewny i łatwy montaż.
Śruby zrywalne cechuje zrywanie przy określonym momencie dokręcania, a więc podczas prac montażowych nie jest potrzebny klucz dynamometryczny. Śruby tego typu wykonuje się z uwzględnieniem szeregu rowków umieszczonych na wspólnym rdzeniu. Tym sposobem zyskuje się poprawne urwanie śruby dla konkretnego przekroju żyły. Zaletą takiego rozwiązania jest również możliwość użycia złączki/ końcówki dla szerokiego zakresu przekroju (budowy) żyły kablowej. Dokręcenie śruby z tym samym momentem w efekcie zastosowania specjalnych rowków jest gwarancją powtarzalności montażowej, wpływając na niezawodność połączenia. Warto również wspomnieć, że w miejscu styku kabla znajduje się linia śrubowa pozwalająca na przebicie utlenionej powierzchni styku odizolowanego przewodu.
Odpowiednie złączki dobiera się w zależności od średnicy i budowy żył kabla – do 36 kV o przekroju żył w zakresie 16–300 mm2 (budowa żył kabla: RM, RE, SM, SE, RMC), do 36 kV o przekroju żył w zakresie 16–300 mm2 (budowa żył kabla: RM, RE, SM, SE, RMC), do 6 kV o przekroju żył w zakresie 16–240 mm2 (budowa żył kabla: RM, RE,SM, SE).

Podsumowanie

Jak pokazuje praktyka instalatorska, siła docisku użyta podczas przykręcania przewodu w zacisku śrubowym w największym stopniu wpływa na jakość uzyskanego połączenia. Ważne jest więc, aby po zakończeniu prac przy instalacji elektrycznej lub sterującej dokładnie sprawdzić stan połączeń poprzez dokręcenie zacisków śrubowych. Jest to szczególnie istotne w przypadku maszyn i urządzeń elektrycznych, które są narażone na działanie wibracji. Jednak siła używana podczas przykręcenia zacisku nie może być zbyt duża, bowiem dojdzie do deformacji przewodu, wygięcia lub zmniejszenia jego przekroju.

Wacław Jakubowski