TL;DR

• یک ترمینال پیچی PCB با گام 5.0 میلی‌متر، شکاف بین مدار کنترل فشرده و توزیع صنعتی جریان بالا را پر می‌کند و هادی‌های 14AWG تا 10AWG را بدون ابزار تخصصی در خود جای می‌دهد.
• جریان نامی ۱۵۰ آمپر به رسانایی آلیاژ برنج و گشتاور مناسب پیچ بستگی دارد، نه فقط به ابعاد فیزیکی، و خطاهای نصب میدانی همچنان بزرگترین علت خرابی زودرس هستند.
• در کاربردهای بار موتوری، بست پیچی نسبت به ترمینال‌های فنر فشاری عملکرد بهتری دارد، زیرا ارتعاش باعث خستگی فنر می‌شود، در حالی که اتصالات پیچی در صورت اعمال گشتاور مناسب، مقاومت تماسی را تحت بارگذاری چرخه‌ای 5g حفظ می‌کنند.
• صدور گواهینامه دوگانه برای هر دو استاندارد UL 1059 و IEC 60947-7-1 برای توزیع جهانی ضروری است، اما ترمینال‌های فقط CE در سیستم‌های 480 ولت آمریکای شمالی که کدهای محلی به علائم تجاری شناخته شده نیاز دارند، رد می‌شوند.
• آزمایش طول عمر تسریع‌شده تحت پروتکل‌های ارتعاش و چرخه حرارتی IEC 60068-2-6 نشان می‌دهد که شل شدن پیچ، و نه تخریب مواد، حالت غالب خرابی در اتاق‌های کمپرسور و تابلوهای کنترل موتور در فضای باز است.

وقتی در هر تأسیسات صنعتی، پنل کنترل موتور را باز می‌کنید، بخش توزیع برق اغلب شبیه دیواری از بلوک‌های سبز و خاکستری است که روی ریل DIN نصب شده‌اند. مهندسان این بلوک‌های ترمینال را بدون فکر زیاد بر اساس رتبه‌بندی جریان و گام مشخص می‌کنند. این یک اشتباه است. دسته گام 5.0 میلی‌متری جایگاه خاصی را در بلوک‌های ترمینال پیچی PCB اشغال می‌کند که بین فاصله تنگ 3.5 میلی‌متری سیم‌کشی سیگنال و فاصله 7.5 میلی‌متری یا 10 میلی‌متری توزیع ولتاژ بالا قرار می‌گیرد. این نقطه مطلوب برای توزیع برق است زیرا دارای گیج‌های سیمی است که جریان معناداری را حمل می‌کنند و در عین حال ضریب شکل نصب PCB را که طراحان کنترل ترجیح می‌دهند، حفظ می‌کنند. ظرفیت جریان 150 آمپری که توسط تولیدکنندگانی مانند Ningbo J-Guang Electronics ادعا می‌شود، دلخواه نیست. این نشان دهنده انتخاب مواد، هندسه پیچ و فرضیات مدیریت حرارتی است که در صورت انحراف محیط نصب از شرایط آزمایش، از بین می‌روند. من سال‌ها صرف تماشای تیم‌های تدارکات کرده‌ام که بلوک‌های ترمینال را بر اساس قیمت هر قطب انتخاب می‌کنند، در حالی که شرایط میدانی را که تعیین می‌کند آیا آن قطب‌ها پنج سال یا پنج ماه دوام می‌آورند، نادیده می‌گیرند. شکاف بین رتبه‌بندی‌های کاتالوگ و عملکرد در دنیای واقعی جایی است که بیشتر خرابی‌های توزیع از آن سرچشمه می‌گیرد.

چرا فاصله کانونی 5.0 میلی‌متری نقطه مطلوب توزیع صنعتی است؟

گام ۵.۰ میلی‌متری به عنوان یک مصالحه مطرح شد. گام‌های کوچک‌تر نمی‌توانند از پس گیج سیم یا چگالی جریان مورد نیاز برای توزیع برق برآیند. گام‌های بزرگ‌تر، فضای PCB را هدر می‌دهند و فضای کلی پنل کنترل را افزایش می‌دهند. برای تولیدکنندگانی که کنترل موتورهای صنعتی، اتوماسیون ساختمان و اینورترهای انرژی تجدیدپذیر را هدف قرار می‌دهند، فاصله ۵.۰ میلی‌متری نشان‌دهنده تعادل بین الزامات فاصله الکتریکی و چگالی مکانیکی است. فواصل خزشی و فاصله آزاد در این گام برای سیستم‌های ۱۰۰۰ ولتی تحت شرایط زیر کافی است: کمیسیون مستقل انتخابات ۶۰۹۴۷-۷-۱ زمانی که جنس پایه به طور مناسب درجه‌بندی شده باشد، به همین دلیل است که این استاندارد به طور خاص به بلوک‌های ترمینال برای تجهیزات صنعتی با ولتاژهای نامی تا ۱۰۰۰ ولت می‌پردازد.

سازگاری با گیج سیم: 14AWG تا 10AWG بدون نیاز به تغییر ابزار

یکی از مزایای عملی گام ۵.۰ میلی‌متر، محدوده سیمی است که بدون نیاز به تغییر قالب‌های پرس یا طول نوار، برای نصاب قابل استفاده است. یک سری بلوک ترمینال می‌تواند هادی‌های ۱۴AWG را برای سیگنال‌های کنترل و هادی‌های ۱۰AWG را برای فیدرهای برق مدیریت کند. این موضوع در کارگاه اهمیت دارد. اگر یک برقکار نیاز به اتصال یک پنل ترکیبی با سیم‌کشی سیگنال و برق داشته باشد، استفاده از یک خانواده بلوک ترمینال، ابزار و سربار آموزشی را کاهش می‌دهد. مکانیزم گیره پیچی در یک پنل معمولی بلوک ترمینال پیچی PCB با گام 5.0 میلی‌متر از طراحی قفسی بالارونده استفاده می‌کند که با سفت شدن پیچ، هادی را در مقابل میله جریان بلند می‌کند. این طراحی سیم‌های تک رشته‌ای، سیم‌های رشته‌ای و هادی‌های آهنی بدون آداپتور را می‌پذیرد، به همین دلیل است که گام 5.0 میلی‌متری در پروژه‌های مقاوم‌سازی که انواع سیم‌های موجود غیرقابل پیش‌بینی هستند، غالب است.

الزامات خزش و فاصله مجاز IEC 60947-7-1 در ولتاژ ۱۰۰۰ ولت

خزش و فاصله‌ی مجاز، مفاهیم انتزاعی نیستند. در ولتاژ ۱۰۰۰ ولت، یک جرقه‌ی الکتریکی بین قطب‌های مجاور می‌تواند کل مجموعه‌ی PCB را از بین ببرد. گام ۵.۰ میلی‌متری تقریباً ۵ میلی‌متر فاصله‌ی هوایی بین قطعات رسانا ایجاد می‌کند که الزامات فاصله‌ی مجاز برای اضافه ولتاژ رده‌ی III در ولتاژ ۱۰۰۰ ولت در محیط‌های تمیز را برآورده می‌کند. فاصله‌ی مجاز خزش در امتداد سطح پلاستیکی طولانی‌تر است زیرا هندسه‌ی بلوک ترمینال شامل موانع یا شیارهایی است که مسیر نشت را به صورت زیگزاگ هدایت می‌کنند. به همین دلیل است که تولیدکنندگان بسته به طراحی محفظه، رتبه‌بندی‌های درجه‌ی آلودگی ۲ یا ۳ را مشخص می‌کنند. من پنل‌هایی را در تأسیسات کشاورزی دیده‌ام که در آن‌ها تجمع گرد و غبار، فاصله‌ی مجاز خزش مؤثر را در طول دو سال کاهش داده و باعث خرابی‌های ردیابی شده است که طراحی اولیه پیش‌بینی نکرده بود. استاندارد، محیط کنترل‌شده را فرض می‌کند. واقعیت به ندرت با واقعیت سازگار است.

ظرفیت فعلی ۱۵۰ آمپر: علم مواد پشت رتبه‌بندی

مقدار نامی ۱۵۰ آمپر یک پیشنهاد نیست. این یک حد حرارتی است که تحت شرایط خاص محاسبه می‌شود: دمای محیط ۴۰ درجه سانتیگراد، نصب تک لایه و بدون منبع حرارتی مجاور. با تغییر هر یک از این متغیرها، ظرفیت واقعی کاهش می‌یابد. میله جریان داخل بلوک ترمینال معمولاً از جنس برنج یا آلیاژ مس است و تفاوت رسانایی اهمیت دارد. یک آلیاژ برنج با ۶۰٪ محتوای مس تقریباً ۷۵٪ رسانایی مس خالص را حمل می‌کند. در ۱۵۰ آمپر، آن ۲۵٪ کسری به گرمایش ژول اضافی در داخل بلوک ترمینال تبدیل می‌شود که در آن گرما نمی‌تواند به راحتی از بین برود. خود پیچ ​​اغلب از جنس فولاد با آبکاری روی است که یک گلوگاه حرارتی است زیرا فولاد در مقایسه با مس گرما را به طور ضعیفی هدایت می‌کند. افزایش دما در نقطه تماس بین سیم و میله جریان جایی است که خرابی‌ها شروع می‌شوند. استانداردهای IEEE برای تجهیزات توزیع برق، راهنمایی‌های بیشتری در مورد مدیریت حرارتی و محاسبات چگالی جریان ارائه می‌دهد که مشخصات مواد IEC را تکمیل می‌کند.

رسانایی و تغییر شکل مکانیکی بدنه برنجی در مقابل بدنه مسی

برنج در صنعت بلوک ترمینال غالب است زیرا به خوبی ماشینکاری می‌شود، در برابر خوردگی مقاوم است و از مس ارزان‌تر است. نقطه ضعف آن رسانایی است. در بار مداوم ۱۵۰ آمپر، یک میله جریان برنجی با سطح مقطع ۲.۵ میلی‌متر، گرم‌تر از یک میله مسی معادل کار می‌کند. این تفاوت فاجعه‌بار نیست، اما جمع می‌شود. در یک پنل با پنجاه بلوک ترمینال که جریان نزدیک به جریان نامی را حمل می‌کنند، بار حرارتی تجمعی می‌تواند دمای محیط داخلی را ۱۵ درجه سانتیگراد یا بیشتر افزایش دهد و به طور موثر هر بلوک را به طور همزمان از کار بیندازد. میله‌های جریان مسی در سری‌های ممتاز موجود هستند، اما گران‌تر هستند و برای جلوگیری از اکسیداسیون نیاز به آبکاری نیکل دارند. تغییر شکل تحت گشتاور پیچ عامل دیگری است. برنج در گشتاور کمتری نسبت به مس تسلیم می‌شود، به این معنی که سفت کردن بیش از حد، درگیری رزوه را تغییر شکل می‌دهد و شش ماه بعد یک اتصال شل ایجاد می‌کند. من بلوک‌های ترمینال خراب را که رزوه برنجی به طور قابل مشاهده خرد شده بود، پاره کرده‌ام. نصاب از همان گشتاوری که برای بلوک‌های بدنه فولادی اعمال می‌کند، استفاده کرد. این ماده این فرض را نمی‌پذیرد.

مشخصات گشتاور پیچ و خطاهای نصب میدانی

رایج‌ترین حالت خرابی در بلوک‌های ترمینال پیچی، گشتاور کمتر یا بیشتر از حد مجاز است. گشتاور کمتر از حد مجاز، فاصله‌ای بین هادی و میله جریان ایجاد می‌کند. مقاومت تماسی افزایش می‌یابد، گرمایش موضعی اکسیداسیون را تسریع می‌کند و در نهایت اتصال به دلیل فرار حرارتی از بین می‌رود. گشتاور بیش از حد، رزوه را از بین می‌برد، هادی را تغییر شکل می‌دهد یا محفظه را ترک می‌دهد. مشخصات گشتاور چاپ شده در برگه اطلاعات معمولاً برای بلوک‌های گام ۵.۰ میلی‌متری ۰.۵ تا ۰.۸ نیوتن متر است. اکثر برق‌کارها پیچ‌گوشتی گشتاور کالیبره شده بر حسب نیوتن متر ندارند. آنها آنقدر سفت می‌کنند تا سفت شود. بر اساس بررسی‌های غیررسمی من از تیم‌های تعمیر و نگهداری، این قضاوت ذهنی تقریباً در یک سوم موارد اشتباه است. میزان خطای نصب میدانی راز کثیف صنعت بلوک ترمینال است. تولیدکنندگان فرض می‌کنند نصب بی‌نقص است. سازندگان پنل بهتر می‌دانند.

گیره پیچی در مقابل فنر فشاری: موازنه ارتعاش

ترمینال‌های فنری فشاری سریع‌تر نصب می‌شوند. این کل ارزش پیشنهادی آنهاست. سیم را لخت می‌کنید و آن را فشار می‌دهید. بدون پیچ‌گوشتی، بدون نگرانی از گشتاور، بدون لخت شدن رزوه. مزیت این ترمینال‌ها، ظرفیت جریان و مقاومت در برابر ارتعاش است. اتصالات فنری به نیروی مکانیکی ثابتی که توسط یک گیره فولادی فنری شکل‌گرفته اعمال می‌شود، متکی هستند. این نیرو برای نصب‌های استاتیک در محیط‌های کنترل‌شده با آب و هوا کافی است. در پنل‌های کنترل موتور صنعتی، ارتعاش دشمن است. کمپرسورها، پمپ‌ها و نوار نقاله‌ها ارتعاش مداومی ایجاد می‌کنند که به مرور زمان فولاد فنر را خسته می‌کند. نیروی تماس کاهش می‌یابد. مقاومت تماس افزایش می‌یابد. در نهایت اتصال خراب می‌شود. بستن پیچ، نیروی تماس را از طریق فشرده‌سازی مکانیکی هادی در برابر میله جریان حفظ می‌کند. یک اتصال پیچی با گشتاور مناسب تحت ارتعاش 5g شل نمی‌شود زیرا اصطکاک در درگیری رزوه از نیروی جابجایی ارتعاشی بیشتر است. این یک فرضیه نیست. به همین دلیل است که اتاق‌های کمپرسور هنوز تقریباً به طور انحصاری از ترمینال‌های پیچی استفاده می‌کنند.

صرفه‌جویی در زمان فشار دادن و از دست دادن ظرفیت فعلی

یک ترمینال فشاری در مقایسه با ترمینال پیچی، تقریباً ۸ ثانیه در هر سیم صرفه‌جویی می‌کند. در یک پنل با ۲۰۰ ترمینال، این یعنی ۲۷ دقیقه کار. برای سازندگان پنل با حجم بالا، صرفه‌جویی در نیروی کار واقعی است. اما ظرفیت جریان کمتر است. کنتاکت‌های فنری در مقایسه با فشردگی سطح وسیع یک گیره پیچی، سطح تماس محدودی دارند. در جریان ۱۵۰ آمپر، سطح تماس فنر باید به طور غیرعملی بزرگ باشد تا چگالی جریان ایمن حفظ شود. به همین دلیل، اکثر ترمینال‌های فشاری در نهایت به ۳۲ آمپر یا ۴۱ آمپر می‌رسند. گام ۵.۰ میلی‌متری با جریان نامی ۱۵۰ آمپر اساساً در فرم فشاری در دسترس نیست. فیزیک اجازه این کار را نمی‌دهد. فنر باید آنقدر بزرگ باشد که محفظه دیگر در فاصله ۵.۰ میلی‌متری جا نشود. به همین دلیل است که توزیع برق در این سطح جریان، همچنان در حوزه گیره پیچی باقی می‌ماند.

کاربردهای بار موتور: چرا بست پیچی در برابر ارتعاش 5g مقاوم است؟

تابلوهای کنترل موتور بدترین محیط ارتعاشی را در تاسیسات برق صنعتی تجربه می‌کنند. یک موتور ۵۰ اسب بخاری که با سرعت ۱۸۰۰ دور در دقیقه کار می‌کند، ارتعاش اساسی در فرکانس ۳۰ هرتز ایجاد می‌کند، به علاوه هارمونیک‌هایی از سایش یاتاقان و عدم تعادل تسمه. خیر استانداردهای مراکز کنترل موتور این موضوع را با تعیین الزامات مقاومت در برابر ارتعاش که به معیارهای انتخاب بلوک ترمینال تبدیل می‌شوند، تشخیص می‌دهند. یک بلوک ترمینال پیچی با گام 5.0 میلی‌متر و قابلیت رفع کرنش سیم مناسب می‌تواند در برابر ارتعاش سینوسی 5g تحت شرایط زیر مقاومت کند. کمیسیون مستقل انتخابات ۶۰۰۶۸-۲-۶ آزمایش به این دلیل است که نیروی گیره استاتیک است و به خواص خستگی الاستیک بستگی ندارد. در مقابل، ترمینال‌های فنر، تنش چرخه‌ای را روی خود عنصر فنر تجربه می‌کنند. هر چرخه ارتعاش، فنر را به صورت میکروسکوپی بارگذاری و تخلیه می‌کند. در طول یک میلیون چرخه، که یک موتور در عرض چند هفته کار به آن دست می‌یابد، فنر می‌سوزد یا ترک می‌خورد. خرابی فوری نیست. این یک تخریب آهسته است که به صورت افزایش ناگهانی مقاومت تماس، سپس گرم شدن و سپس فرسودگی ظاهر می‌شود. ترمینال پیچی فنری برای خستگی ندارد. این مزیت اساسی آن در بارهای موتور است.

الزامات صدور گواهینامه برای صادرات توزیع برق جهانی

صادرات تجهیزات توزیع برق نیازمند عبور از انبوهی از الزامات صدور گواهینامه است که بسته به منطقه و کاربرد متفاوت است. بلوک ترمینال یک جزء است، نه یک محصول نهایی، اما باید دارای علائم مناسب باشد، در غیر این صورت کل مجموعه از بازرسی رد می‌شود. برای توزیع جهانی، دو چارچوب صدور گواهینامه غالب UL 1059 برای آمریکای شمالی و IEC 60947-7-1 برای سایر نقاط جهان هستند. آنها قابل تعویض نیستند. یک بلوک ترمینال که طبق استانداردهای IEC گواهی شده باشد، به طور خودکار الزامات UL را برآورده نمی‌کند و برعکس. پروتکل‌های آزمایش در آماده‌سازی سیم، مدت زمان چرخه جریان و الزامات مقاومت در برابر شعله متفاوت هستند. صدور گواهینامه دوگانه امکان‌پذیر است اما گران است. تولیدکننده هزینه دو برنامه آزمایش، دو ممیزی کارخانه و هزینه‌های نظارت مداوم را به هر دو نهاد پرداخت می‌کند. برای شرکتی مانند Ningbo J-Guang Electronics، تصمیم به دنبال کردن صدور گواهینامه دوگانه به ترکیب صادرات بستگی دارد. اگر بازار هدف در درجه اول اروپا و آسیای جنوب شرقی باشد، ممکن است صدور گواهینامه IEC به تنهایی کافی باشد. اگر توزیع در آمریکای شمالی برنامه‌ریزی شده باشد، به رسمیت شناختن UL اجباری است.

UL 1059 در مقابل IEC 60947-7-1: هزینه و جدول زمانی صدور گواهینامه دوگانه

 استاندارد UL 1059 استاندارد برای بلوک‌های ترمینال، آزمایش افزایش دما در ۱.۲ برابر جریان نامی برای مدت زمان مشخص، به علاوه آزمایش مقاومت دی‌الکتریک در ۲۲۰۰ ولت به مدت ۱ دقیقه را الزامی می‌کند. آماده‌سازی سیم از انواع هادی خاصی استفاده می‌کند که ممکن است با سیم رشته‌ای انعطاف‌پذیر رایج در تاسیسات اروپایی مطابقت نداشته باشد. IEC 60947-7-1 از منطق آزمایش مشابه اما انواع سیم و پارامترهای مدت زمان متفاوت استفاده می‌کند. فرآیند صدور گواهینامه دوگانه معمولاً ۱۲ تا ۱۶ هفته طول می‌کشد اگر هر دو آژانس به طور همزمان یک خانواده محصول را آزمایش کنند. هزینه صدور گواهینامه اولیه تقریباً ۱۵۰۰۰ تا ۲۵۰۰۰ دلار برای هر سری محصول است، به علاوه هزینه‌های نظارت سالانه ۳۰۰۰ تا ۵۰۰۰ دلار برای هر علامت. برای یک تولیدکننده بلوک ترمینال با سبد محصولات گسترده، این ساختار هزینه، انتخاب‌های استراتژیکی را در مورد اینکه کدام سری را تأیید کند، ضروری می‌کند. گام ۵.۰ میلی‌متری با رتبه ۱۵۰ آمپر، یک سری با اولویت بالا برای صدور گواهینامه دوگانه است زیرا توزیع برق صنعتی را هدف قرار می‌دهد، جایی که تقاضای جهانی قوی‌ترین و موانع نظارتی بالاترین است.

بلوک‌های ترمینال فقط CE و خطر رد شدن 480 ولت آمریکای شمالی

علامت CE به تنهایی دسترسی به بازار در آمریکای شمالی را تضمین نمی‌کند. با این حال، من هنوز شاهد هستم که سازندگان پنل اروپایی تلاش می‌کنند تا بلوک‌های ترمینال فقط CE را به ایالات متحده و کانادا صادر کنند، با این فرض که علامت CE به رسمیت شناخته شده متقابل است. اما اینطور نیست. در آمریکای شمالی، سیستم‌های صنعتی ۴۸۰ ولت استاندارد هستند. کدهای الکتریکی محلی ایجاب می‌کنند که قطعات توسط یک آزمایشگاه آزمایش ملی شناخته شده (NRTL)، معمولاً UL یا CSA، فهرست یا به رسمیت شناخته شوند. یک بلوک ترمینال فقط CE در حین بازرسی توسط مرجع ذیصلاح (AHJ) رد می‌شود. سپس سازنده پنل باید بلوک‌های ترمینال را تعویض کند یا به دنبال ارزیابی میدانی باشد، که هزینه آن بیش از پیش صدور گواهینامه است و باعث تأخیر در پروژه می‌شود. من شاهد بوده‌ام که این اشتباه برای یک تولیدکننده اروپایی ۲ میلیون دلار هزینه داشته است، زیرا بلوک‌های ترمینال به محل رسیده و بازرس از پذیرش آنها خودداری کرده است. علامت CE یک گذرنامه جهانی نیست. این یک بیانیه انطباق منطقه‌ای با دامنه خاص است. خریداران بلوک ترمینال که در سطح جهانی فعالیت می‌کنند، باید قبل از ثبت سفارش، نمونه کارهای علامت را تأیید کنند.

ارتعاش و چرخه حرارتی: آزمایش عمر تسریع‌شده

آزمایش آزمایشگاهی واقعیت را تکرار نمی‌کند، اما اگر پروتکل‌های آزمایش هوشمندانه انتخاب شوند، می‌توانند حالت‌های خرابی را پیش‌بینی کنند. برای بلوک‌های ترمینال در توزیع برق صنعتی، دو آزمایش شتاب‌یافته‌ی مرتبط، ارتعاش و چرخه‌ی حرارتی هستند. آزمایش ارتعاش از استاندارد IEC 60068-2-6 پیروی می‌کند که دامنه‌های ارتعاش سینوسی را از 5 هرتز تا 150 هرتز در سطوح شتاب مشخص‌شده مشخص می‌کند. آزمایش‌های چرخه‌ی حرارتی بین دماهای بسیار بالا و پایین، معمولاً -40 درجه سانتیگراد تا +85 درجه سانتیگراد برای محصولات صنعتی، با زمان‌های توقف که به مواد اجازه می‌دهد به تعادل حرارتی برسند، متناوب هستند. ترکیب این آزمایش‌ها حالت‌های خرابی را نشان می‌دهد که آزمایش تک تنشی از قلم می‌اندازد. یک بلوک ترمینال که در دمای اتاق ارتعاش را تحمل می‌کند، ممکن است هنگام اعمال همان ارتعاش در دمای 85 درجه سانتیگراد دچار خرابی شود، زیرا محفظه پلاستیکی نرم می‌شود و درگیری رزوه شل می‌شود.

پروتکل تست ارتعاش IEC 60068-2-6 و داده‌های اتاق کمپرسور در دنیای واقعی

پروتکل آزمایش IEC 60068-2-6 یک خط مبنا است، نه یک سقف. اتاق‌های کمپرسور واقعی اغلب از شرایط آزمایش فراتر می‌روند. یک کمپرسور رفت و برگشتی در یک کارخانه تبرید می‌تواند پیک‌های ارتعاشی با شدت 10g در پنل نصب ایجاد کند که در فرکانس‌های خاصی که به سرعت کمپرسور و چیدمان سیلندر بستگی دارد، متمرکز شده‌اند. بلوک‌های ترمینال نصب شده روی همان فولاد سازه‌ای، این ارتعاش را از طریق قاب پنل احساس می‌کنند. داده‌های میدانی از کارخانه‌های تبرید نشان می‌دهد که بلوک‌های ترمینال پیچی با گام 5.0 میلی‌متر و رفع کرنش سیم مناسب، نرخ خرابی کمتر از 1٪ را در طول پنج سال تجربه می‌کنند. بلوک‌های ترمینال فنری در همان محیط، نرخ خرابی 8٪ تا 12٪ را در مدت مشابه نشان می‌دهند. این تفاوت، آزمون استاندارد نیست. این تفاوت، حاشیه بین آزمون استاندارد و محیط واقعی است. بستن پیچی این حاشیه را فراهم می‌کند. ترمینال‌های فنری این کار را نمی‌کنند.

حالت‌های خرابی چرخه حرارتی: از شل شدن پیچ تا مقاومت تماسی

چرخه حرارتی از طریق انبساط حرارتی تفاضلی باعث خرابی می‌شود. پیچ فولادی، میله جریان برنجی و هادی مسی، همگی با تغییر دما با نرخ‌های متفاوتی منبسط می‌شوند. در یک اتصال با گشتاور مناسب، فشردگی الاستیک مواد، این انبساط تفاضلی را در خود جای می‌دهد. هنگامی که اتصال تحت گشتاور کم قرار می‌گیرد، چرخه‌های حرارتی باعث ایجاد ریزحرکت بین هادی و میله جریان می‌شوند. سطح تماس اکسید می‌شود. مقاومت تماس افزایش می‌یابد. اتصال در طول چرخه بعدی داغ‌تر عمل می‌کند. این فرآیند تسریع می‌شود. در آزمایش‌های چرخه حرارتی، یک اتصال با گشتاور ضعیف می‌تواند در عرض ۵۰۰ چرخه به ۱۵۰٪ مقاومت تماس اولیه خود برسد. یک اتصال با گشتاور مناسب پس از ۱۰۰۰ چرخه کمتر از ۱۰٪ افزایش نشان می‌دهد. حالت خرابی قابل پیش‌بینی است. پیشگیری نیز به همان اندازه قابل پیش‌بینی است: گشتاور مناسب و آماده‌سازی مناسب سیم. مشکل این است که پیش‌بینی، اجرا در کارخانه را تضمین نمی‌کند.

نحوه تعیین بلوک‌های ترمینال برای بازسازی پنل کنترل موتور

پروژه‌های نوسازی محدودیت‌هایی را تحمیل می‌کنند که طرح‌های جدید ندارند. طول سیم‌های موجود ثابت هستند. برش‌های پنل ثابت هستند. پنجره زمان از کار افتادگی بر حسب ساعت اندازه‌گیری می‌شود، نه روز. هنگام تعیین بلوک‌های ترمینال برای نوسازی پنل کنترل موتور، اولین محدودیت، سازگاری ابعادی است. اگر بلوک‌های ترمینال موجود گام 5.0 میلی‌متری داشته باشند، جایگزین باید مطابقت داشته باشد یا طرح PCB تغییر کند. محدودیت دوم، گیج سیم است. هادی‌های موجود ممکن است 10AWG یا 12AWG باشند و جایگزین باید آنها را بدون خاتمه مجدد بپذیرد. محدودیت سوم، ظرفیت جریان است. نوسازی نمی‌تواند رتبه‌بندی را کاهش دهد. اگر پنل اصلی از بلوک‌های ترمینال 150A برای مدارهای تغذیه‌کننده استفاده می‌کرد، جایگزین باید با آن ظرفیت مطابقت داشته باشد. محدودیت چهارم، صدور گواهینامه است. اگر پنل در یک مرکز تنظیم‌شده باشد، بلوک‌های ترمینال جایگزین باید همان علامت‌های اصلی را داشته باشند. سازندگان پنل همچنین باید تأیید کنند که مونتاژ PCB مطابق با IPC-A-610 استانداردهای قابل قبول برای اتصالات لحیم کاری و نصب قطعات، زیرا یک بلوک ترمینال تنها به اندازه برد مدار چاپی (PCB) که روی آن نصب می‌شود، قابل اعتماد است. یک بلوک ترمینال پیچی PCB با گام 5.0 میلی‌متر و دارای رتبه 150A و گواهینامه دوگانه، اغلب تنها گزینه‌ای است که هر چهار محدودیت را به طور همزمان برآورده می‌کند. به همین دلیل است که این یک کالای موجودی استاندارد برای توزیع‌کنندگانی است که به بازار تعمیر و نگهداری صنعتی خدمت می‌کنند.

سوالات متداول

حداکثر ضخامت سیم برای ترمینال بلوک گام ۵.۰ میلی‌متر چقدر است؟

بیشتر ترمینال‌های پیچی PCB با گام ۵.۰ میلی‌متر، هادی‌هایی تا ۱۰AWG (6 میلی‌متر مربع) را می‌پذیرند. برخی از سری‌ها با محفظه‌های توسعه‌یافته، هادی‌هایی تا ۸AWG (10 میلی‌متر مربع) را می‌پذیرند، اما محدوده استاندارد از ۱۴AWG تا ۱۰AWG است. برای اطلاع از محدوده سیم، به برگه اطلاعات فنی مربوطه مراجعه کنید.

آیا می‌توانم از فرول‌ها با بلوک‌های ترمینال پیچی استفاده کنم؟

بله. فرول‌ها کیفیت اتصال سیم‌های رشته‌ای را بهبود می‌بخشند و از پخش شدن رشته‌ها جلوگیری می‌کنند. مکانیزم گیره پیچی در اکثر بلوک‌های با گام ۵.۰ میلی‌متری به گونه‌ای طراحی شده است که هادی‌های رشته‌ای را بدون تغییر بپذیرد. قطر فرول باید با محدوده سیم بلوک ترمینال مطابقت داشته باشد.

چرا ترمینال بلوک من با جریان ۸۰ آمپر داغ می‌شود در حالی که برای جریان ۱۵۰ آمپر طراحی شده است؟

رتبه‌بندی ۱۵۰ آمپر شرایط خاصی را در نظر می‌گیرد: دمای محیط ۴۰ درجه سانتیگراد، نصب تک لایه و گشتاور مناسب. اگر پنل شلوغ باشد، دمای محیط بالاتر باشد یا گشتاور نادرست باشد، ظرفیت واقعی کاهش می‌یابد. دما را با یک ترموکوپل در نقطه تماس اندازه‌گیری کنید. اگر از ۴۵ درجه سانتیگراد بالاتر از دمای محیط باشد، قبل از مقصر دانستن محصول، شرایط نصب را بررسی کنید.

آیا برای صادرات به مکزیک به گواهینامه دوگانه نیاز دارم؟

مکزیک هم استانداردهای NOM و هم استانداردهای بین‌المللی را به رسمیت می‌شناسد. برای تجهیزات صنعتی، گواهینامه NOM مورد نیاز است، اما یک بلوک ترمینال با گواهینامه UL اغلب می‌تواند به عنوان یک جزء شناخته شده در یک مجموعه دارای گواهینامه NOM استفاده شود. الزامات خاص به دسته محصول نهایی بستگی دارد. برای راهنمایی قطعی با یک مرجع صدور گواهینامه محلی مشورت کنید.

برای ترمینال بلوک‌های گام ۵.۰ میلی‌متری از چه پیچ‌گوشتی گشتاورگیری باید استفاده کنم؟

یک پیچ‌گوشتی کالیبره شده با گشتاور 0.1 تا 1.0 نیوتن متر مناسب است. مشخصات معمول 0.5 تا 0.8 نیوتن متر است. از یک پیچ‌گوشتی برقی با کلاچ لغزشی استفاده نکنید، مگر اینکه کلاچ کالیبره و تأیید شده باشد، زیرا لرزش پیچ‌گوشتی می‌تواند ترمینال‌های مجاور را شل کند.

منابع محصول

بلوک‌های ترمینال مورد بحث در این مقاله از شرکت Ningbo J-Guang Electronics موجود است. بلوک ترمینال پیچی PCB مدل 301-5.0 این سری دارای گام 5.0 میلی‌متر، ظرفیت جریان 150 آمپر و سرپیچ گیره‌ای مناسب برای کاربردهای توزیع برق صنعتی است. برای مشاهده طیف کامل محصولات، شامل گام‌های جایگزین و رتبه‌بندی‌های جریان، به وب‌سایت مراجعه کنید. کاتالوگ محصولات.