Fot. 1. W zacisku sprężynowym typu push-in siła docisku wytwarzana jest przez sprężynę ramieniową.Oferta producentów w tematyce złączek kablowych jest niezwykle obszerna. Dane modele i rodzaje produktów różnią się od siebie przeznaczeniem i obciążeniem prądowym, a w konsekwencji również konstrukcją i funkcjonalnością. Długą historię mają przede wszystkim modele bazujące na połączeniu śrubowym, dostępne są złączki oparte na mechanizmie sprężynowym oraz samozaciskowe ze sprężyną, jak również produkty przeznaczone specjalnie do instalacji aluminiowych lub miedzianych.
Złączki i końcówki kablowe aluminiowe łączą ze sobą oraz zakończają okrągłe lub sektorowe żyły aluminiowe. Aby system działał prawidłowo i był bezpieczny, musi być wykonany z materiałów przystosowanych do wykonywania połączeń elektro- energetycznych. Ponadto złączki posiadają pastę stykową we wnętrzu – poprawia ona jakość połączenia, zabezpiecza przed dopływem powietrza oraz przed tworzeniem się tlenków aluminium.
Fot. 2. Złaczki powinny być wytwarzane z materiałów przystosowanych do wykonywania połączeń elektro- energetycznych.Złączki cienkościenne współpracują z przewodami do 1 kV, na rynku dostępne są również produkty grubościenne oraz oferujące wysokiej jakości połączenia na napięcia do 30 kV (wybór pomiędzy dwoma ostatnimi rodzajami zależy przede wszystkim od posiadanych szczęk używanych do ich zaprasowania – są stosowane w zasadzie zamiennie). Najpopularniejsze przekroje przewodów to 16 - 240 mm2, dedykowane im złączki są więc najłatwiej dostępne. Końcówki wg standardu DIN oferowane są również na przewody o przekrojach od 300 do 625 mm2. Zakończenia kablowe dla różnych przekrojów wykonuje się z różnymi przekrojami oczek, dzięki czemu możliwe jest zamocowanie wszystkimi rozmiarami odpowiednich śrub (dotyczy to końcówek z różnych materiałów). Z kolei kable dla napięć 10÷30 kV mogą posiadać złączki o stożkowatych zakończeniach, które pozwalają na płynne przejście prądu przez materiał (wpływa to na zmniejszenie temperatur powstających podczas pracy na jej końcach).
Fot. 3. Powłoka cynowa w złączkach miedzianych zabezpiecza przed utlenieniem miedzi.W przypadku przewodów zawierających syciwo lub pracujących na powietrzu stosuje się złączki ze szczelna przegrodą, która zapobiega przed wnikaniem wilgoci do wewnętrznej części izolacji żyły. Interesującym rozwiązaniem są również stworznie stosowane do wykonywania tradycyjnych ceramicznych głowic kablowych na kablach z izolacją papierową, wykorzystywane np. w głowicach olejowych.
Złączki oraz zakończenia kablowe w przypadku produktów miedzianych dostępne są w dwóch wersjach – niecynowanej oraz cynowanej (powłoka cynowa zabezpiecza przed utlenieniem miedzi). Tu również znajdziemy końcówki i złączki dla przekrojów od 16 do 625 mm2. Zamiast tradycyjnych końcówek rurowych można zastosować końcówki wykonane z blachy miedzianej – z otwartym lub zamkniętym gniazdem przewodu. Umożliwia ona wykonanie lutowania. Istotnym usprawnieniem są również końcówki widełkowe w wersji rurowej wg standardu DIN (także z izolowanym gniazdem przewodu). W przypadku trudnodostępnych miejsc można wykorzystać końcówki kątowe, których nachylenie stopy do części rurowej wynosi 45 lub 90°.
Fot. 4. Zaciski sprężynowe do przewodów jedno-, wielodrutowych i linkowych. Montaż odbywa się przez wetknięcie.Złączki śrubowe wybierane są przede wszystkim ze względu na duży docisk zestyku, czyli w rezultacie bezpieczeństwo połączenia i niski spadek napięcia. Będą pomocne w przypadku przewodów o przekrojach od 0,08 do 24 mm2 Jak się okazuje, jakość zacisku śrubowego w dużej mierze zależy od instalatora oraz siły docisku. Po montażu a przed oddaniem instalacji do eksploatacji należy skontrolować stan połączeń, dokręcając wszystkie zaciski śrubowe, co minimalizuje ryzyko wystąpienia awarii – w wyniku wibracji może bowiem dojść do samoistnego odkręcenia śruby. Sprawdzenie połączeń może ochronić również przed ewentualną deformacją przewodu lub zmniejszenie jego przekroju (w przypadku mocno dokręconych zacisków przewody aluminiowe i miedziane mogą się wyginać). Najprostszym rodzajem zacisków śrubowych są złączki śrubowe klatkowe bez ochrony przed deformacją przewodu, przeznaczone praktycznie tylko do kabli jednożyłowych. W ofercie producentów znajdziemy następnie klatkowe z ochroną przed deformacją, zacisk śrubowy z elementem dociskowym od góry oraz system z dociskiem od dołu lub od góry (w którym to oddzielono funkcję tworzenia siły docisku od funkcji przepływu prądu elektrycznego – pozwala to na optymalne dobranie rodzaju materiału w zależności od funkcji - stal lub miedź - oraz samozakontrolowanie dokręcanej śruby).
Fot. 5. Jakość zacisku śrubowego w w dużej mierze zależy od instalatora oraz siły docisku.Popularne są również złączki sprężynowe, w których siła docisku automatycznie dostosowuje się do przekroju przewodu, umożliwiające beznarzędziowe podłączanie przewodów (sprężyna styku dociska przewód do przewodzącej prąd szyny). Zaciski sprężynowe są wybierane przez instalatorów przede wszystkim dzięki stosunkowo krótkiemu czasu montażu, szczególnie w porównaniu z zaciskami śrubowymi. Prawidłowo skonstruowane połączenia są ponadto odporne na wstrząsy, a deformacje przewodów są automatycznie niwelowane. Ponadto do minimum spada ryzyko popełnienia błędów, np. nieprawidłowego dokręcenia śrub lub całkowitego jego braku. Zaciski sprężynowe dostarczane są do użytkownika jako zamknięte - aby je zamocować, należy je najpierw otworzyć. Po wsunięciu przewodu i zluzowaniu sprężyny dochodzi do automatycznego zakleszczenia. Beznarzędziowe przyłączanie przewodów jest szczególnie korzystne w przypadku ograniczonych przestrzeni czy trudnodostępnych miejsc.
Fot. 6. Specjalne zaciski sprężynowe umożliwiają czołowy lub boczny montaż przewodu.Niektóre modele złączek sprężynowych są tak skonstruowane, że dociskają przewód niezwykle równomiernie, powierzchniowo, dzięki czemu nie dochodzi do jego uszkodzenia nawet podczas wielokrotnego montażu i demontażu. Na rynku dostępne są również dociski z zaprogramowaną siłą, dostosowaną do przekroju przewodu. Pozwala to na uniezależnienie jakości styku od staranności wykonania montażu, a ponadto skrócenie jego czasu.
W zacisku sprężynowym push-in z kolei siła docisku wytwarzana jest przez sprężynę ramieniową (np. z wytrzymałej stali sprężynowej chromowo-niklowej). Szacuje się, że przy użyciu nowoczesnych złączek potrzeba o 50% mniejszej siły do podłączenia przewodów zarówno sztywnych, jak i gęstych o przekroju 0,34 do 10 mm2. Ich kompaktowa konstrukcja sprawia, że zajmują nawet jedynie 5,2 mm miejsca na szynie.
Fot. 7. Zamiast kupować pojedyncze produkty warto zdecydować się na kompletny system jednego, renomowanego producenta.Warto zwrócić uwagę również na kompaktowe złączki rozłączne wyposażone w zaciski sprężynowe push-in z automatycznym zabezpieczeniem przekładnika pomiarowego. Ostatnio na rynku pojawiły się modele z wtyczką, która po jej wyciągnięciu automatycznie zwiera obwód przekładnika prądowego, zabezpieczając go przed uszkodzeniem, co zapewnia wysoki stopień bezpieczeństwa oraz niezawodność obwodów pomiarowych podczas pomiarów.
Szczególnie w instalacjach domowych zastosowanie znajdują złącza bezśrubowe, czyli tzw. szybkozłączki. W tym przypadku liczy się precyzja montażu oraz staranność – zbyt słaby docisk może skutkować brakiem zasilania lub przegrzaniem złącza, a nawet doprowadzić do pożaru. Najnowsze modele złączek realizowane są np. w technologii podwójnej sprężyny dociskowej. Pierwsza sprężyna umożliwia wprowadzenie przewodu przy wykorzystaniu najmniejszej możliwej siły (ważne zwłaszcza przy miękkich żyłach), druga zaś zapewnia dobre połączenie poprzez mocny docisk. Dostępne szybkozłączki pozwalają na łączenie przewodów zarówno jedno-, jak i wielodrutowych (do 7 drutów), a także łączenie przewodów o różnych przekrojach w tej samej złączce.
Fot. 8. Podczas wykonywania instalacji zacisk można otworzyć śrubokrętem. Po wprowadzeniu przewodu i zwolnieniu sprężyny zostaje on zakleszczony z siłą dostosowaną automatycznie do jego przekroju.Interesującym rozwiązaniem są połączenia zaciskowe przeznaczonych do w pełni zautomatyzowanego montażu. Połączenia realizuje się wtedy za pomocą pistoletu pneumatycznego – wstrzeliwuje się specjalną klamrę na odpowiedni pin przyłączeniowy o prostokątnym lub kwadratowym przekroju. Kilka połączeń może być realizowanych na jednym pinie przyłączeniowym. Demontaż również odbywa się za pomocą specjalistycznych narzędzi i prowadzi do zniszczenia klamry zacisku.
Inny rodzaj automatycznego połączenia zaciskowego realizowanego w sposób automatyczny wymaga stosowania specjalnego urządzenia z napędem elektrycznym. Przewód jednodrutowy zostaje tu nawinięty na pin przyłączeniowy. Połączenie jest w tym przypadku gazoszczelne.
Fot. 9. Beznarzędziowe przyłączanie przewodów jest szczególnie korzystne w przypadku ograniczonych przestrzeni czy trudnodostępnych miejsc.Zamiast kupować pojedyncze produkty warto przemyśleć wybór kompletnego, pełnego systemu, który umożliwi nam wykonanie skutecznych oraz wygodnych łączeń. Jeśli wybierzemy produkty jednego, renomowanego producenta, będziemy pewni, że wszystkie posiadają niezbędne certyfikaty i aprobaty. W systemie mogą się znaleźć np.: uniwersalne złączki śrubowe, złączki z zaciskami śrubowymi, złączki sprężynowe kompaktowe, szybkozłącza nożowe z przyłączami, przyłącza wtykowe, mocne złączki z zaciskami bolcowymi.
Iwona Bortniczuk
Na podstawie materiałów firm:
Wago, Phoenix Contact, Radpol