مشخصات گشتاور بلوک ترمینال: جلوگیری از آسیب ناشی از سفت کردن بیش از حد در نصب‌های میدانی

خلاصه سریع: مشخصات گشتاور بلوک ترمینال برای ایجاد تعادل بین دو حالت خرابی وجود دارد که هر دو خطرناک اما در جهت مخالف هستند. سفت کردن بیش از حد به بلوک ترمینال از نظر مکانیکی آسیب می‌رساند و برگشت‌ناپذیر است. سفت کردن کم، یک اتصال با مقاومت بالا ایجاد می‌کند که بیش از حد گرم می‌شود و می‌تواند باعث آتش‌سوزی شود. گشتاور صحیح برای یک بلوک ترمینال فشاری معمولی مانند J-Guang PCT-211 برای محرک گیره پیچ، 0.5 تا 0.8 نیوتن متر است. در نصب میدانی باید از یک پیچ‌گوشتی محدودکننده گشتاور کالیبره شده با محدوده 0.1 تا 1.0 نیوتن متر استفاده شود و مقدار گشتاور باید در هر ترمینال برای قابلیت ردیابی ثبت شود.

چرا گشتاور بلوک ترمینال بیش از آنچه اکثر برقکاران تصور می‌کنند اهمیت دارد؟

بلوک‌های ترمینال اجزای ساده و فریبنده‌ای هستند. آن‌ها شبیه گیره‌های کوچکی هستند که سیم را در جای خود نگه می‌دارند و روش نصب آن‌ها مانند سفت کردن یک پیچ به نظر می‌رسد. واقعیت این است که گشتاور اعمال شده به پیچ تعیین می‌کند که آیا اتصال برای 20 سال آینده به طور قابل اعتمادی عمل خواهد کرد یا اینکه ظرف چند ماه در حین کار از کار خواهد افتاد.

گشتاور، نیروی گیره روی هادی را تعیین می‌کند، که مقاومت تماس در محل اتصال را تعیین می‌کند، که دمای محل اتصال تحت بار را تعیین می‌کند، که عمر مفید را تعیین می‌کند. این رابطه به خوبی در ... اثبات شده است. استاندارد UL 1059 برای بلوک‌های ترمینال و به طور معادل استاندارد IEC 60947-7-1 برای تابلوهای برق فشار ضعیف و بلوک‌های ترمینال کنترل‌کننده.

برای پیمانکاران نصب میدانی، مفهوم عملی این است که هر بلوک ترمینال در هر پنل باید با یک ابزار کالیبره شده با گشتاور صحیح محکم شود و مقدار گشتاور برای قابلیت ردیابی ثبت شود. این یک الزام کنترل کیفیت است که برای هر ترمینال چند دقیقه هزینه دارد اما هزینه خرابی پنل یا حادثه آتش سوزی بعدی را کاهش می‌دهد.

سفت کردن بیش از حد: حالت خرابی که بلوک ترمینال را خراب می‌کند

سفت کردن بیش از حد بلوک‌های ترمینال باعث سه نوع آسیب می‌شود. اولین مورد، ساییدگی رزوه پیچ است که باعث می‌شود بلوک ترمینال قادر به حفظ نیروی گیره روی هادی نباشد و نیاز به تعویض داشته باشد. مورد دوم، تغییر شکل قفس گیره است که سطح تماس بین قفس و هادی را کاهش داده و مقاومت اتصال را افزایش می‌دهد. مورد سوم، ترک خوردگی محفظه است که قطعات برق‌دار را در معرض دید قرار می‌دهد و خطر ایمنی ایجاد می‌کند. هر سه حالت آسیب می‌توانند به طور همزمان در یک ترمینال بیش از حد سفت شده رخ دهند.

حالت خرابی نوار رزوه پیچ رایج‌ترین و پرهزینه‌ترین حالت است. پس از جدا شدن رزوه پیچ، بلوک ترمینال قابل استفاده مجدد نیست و باید تعویض شود. در تابلویی با چند صد بلوک ترمینال، هزینه تعویض ترمینال‌های آسیب‌دیده به علاوه نیروی کار برای سیم‌کشی مجدد آنها می‌تواند از هزینه کل تابلوی اصلی بیشتر شود.

حالت خرابی ناشی از تغییر شکل قفس مهاربندی، نامحسوس‌تر است. قفس، قطعه فلزی است که هنگام سفت شدن پیچ، هادی را در بر می‌گیرد. سفت کردن بیش از حد، قفس را فراتر از حد الاستیک آن فشرده می‌کند و باعث می‌شود که به طور دائم تغییر شکل دهد. قفس تغییر شکل یافته، نیروی تماس کمتری روی هادی نسبت به قفسی که به درستی سفت شده است، دارد، که به معنای مقاومت اتصال بالاتر و عمر مفید کوتاه‌تر است. بلوک ترمینال ممکن است در پایان نصب، آزمایش تأیید گشتاور را با موفقیت پشت سر بگذارد، اما به دلیل فرار حرارتی، در حین کار از کار می‌افتد.

سفت کردن کمتر از حد: حالت خرابی رایج‌تر و خطرناک‌تر

سفت کردن کمتر از حد معمول، رایج‌ترین حالت خرابی در محل اتصال است و از بسیاری جهات خطرناک‌تر از سفت کردن بیش از حد است. یک بلوک ترمینال کم سفت شده، مقاومت تماسی بالایی در محل اتصال دارد که باعث می‌شود اتصال تحت بار گرم شود. گرما سطوح تماس را اکسید می‌کند که مقاومت را در یک حلقه بازخورد مثبت بیشتر افزایش می‌دهد. در موارد شدید، اتصال می‌تواند به دمایی برسد که عایق اطراف را ذوب کند یا مواد قابل احتراق مجاور را مشتعل کند و خطر آتش‌سوزی ایجاد کند.

حالت خرابی ناشی از فرار حرارتی به خوبی در [مطالب] مستند شده است. NFPA 70 کد ملی برق (NEC) مطالعات موردی خطای سیم‌کشی و در تحقیقات خطر جرقه قوس الکتریکی IEEE 1584. شل بودن بلوک ترمینال یکی از علل اصلی آتش‌سوزی‌های الکتریکی در تأسیسات صنعتی است و حالت خرابی آن به ویژه موذیانه است زیرا اتصال می‌تواند از بازرسی بصری و آزمایش پیوستگی عبور کند اما به دلیل چرخه حرارتی همچنان در حین کار از کار می‌افتد.

راه حل مشکل کم سفت کردن پیچ‌ها همان راه حل مشکل بیش سفت کردن پیچ‌ها است: یک ابزار گشتاورسنجی کالیبره شده و یک مقدار گشتاور ثبت شده. یک پیچ گوشتی محدود کننده گشتاور به نصاب اجازه نمی‌دهد پیچ‌ها را کمتر از مقدار تعیین شده سفت کند، که این امر خطای انسانی را که شایع‌ترین علت کم سفت کردن پیچ‌ها است، از بین می‌برد.

مشخصات گشتاور برای بلوک‌های ترمینال فشاری در مقابل بلوک‌های ترمینال پیچی

برای بلوک‌های ترمینال فشاری مانند PCT-211 از J-Guang، مشخصات گشتاور معمول برای محرک گیره پیچی، بسته به سطح مقطع هادی، 0.5 تا 0.8 نیوتن متر است. مقدار دقیق روی محفظه بلوک ترمینال چاپ شده یا در برگه اطلاعات محصول ارائه شده است و نباید از آن تجاوز شود.

برای ترمینال‌های پیچی سنتی، مشخصات گشتاور معمولاً بالاتر و بین ۱.۰ تا ۲.۵ نیوتن متر است که به اندازه پیچ و سطح مقطع هادی بستگی دارد. ترمینال‌های پیچی به گشتاور بالاتری نیاز دارند زیرا از یک گیره زینی استفاده می‌کنند که هادی را به سطح صاف فشار می‌دهد، در حالی که ترمینال‌های فشاری از یک قفس فنری استفاده می‌کنند که هادی را با نیروی گیره کمتری می‌گیرد.

برای بلوک‌های ترمینال قفس فنری (که با نام IDC یا کانکتورهای جابجایی عایق نیز شناخته می‌شوند)، مشخصات گشتاور فقط برای پیچ محرک اعمال می‌شود، نه برای نیروی وارد کردن هادی. طراحی قفس فنری، نیروی گیره ثابتی را در طیف وسیعی از مقاطع هادی فراهم می‌کند، که باعث می‌شود نسبت به طرح‌های پیچی یا فشاری، تغییرات کوچک در گشتاور نصب را بیشتر تحمل کند.

انتخاب و کالیبراسیون ابزار گشتاور

ابزار مناسب برای گشتاور، یک پیچ‌گوشتی یا آچار گشتاور کالیبره شده با محدوده گشتاور شامل گشتاور نامی بلوک ترمینال است. برای کاربردهای 0.5 تا 0.8 نیوتن متر، یک پیچ‌گوشتی گشتاور با محدوده گشتاور 0.1 تا 1.0 نیوتن متر و یک سر شش گوش 4 میلی‌متری یا 6.3 میلی‌متری مناسب است. برای کاربردهای گشتاور بالاتر از 2.5 نیوتن متر، یک آچار گشتاور با محدوده گشتاور 1.0 تا 5.0 نیوتن متر مناسب است.

این ابزار باید سالانه در برابر یک استاندارد مرجع کالیبره شود و گواهی کالیبراسیون باید در محل نصب برای ممیزی‌های تضمین کیفیت در دسترس باشد. استاندارد ISO 6789 برای کالیبراسیون ابزار گشتاور تلرانس و فاصله کالیبراسیون مجدد را تعیین می‌کند، و اکثر برنامه‌های تضمین کیفیت، انطباق با استاندارد ISO 6789 را برای ابزارهای گشتاورسنجی مورد استفاده در تاسیسات دارای گواهینامه الزامی می‌دانند.

برای مشتریان OEM و سازندگان پنل که می‌خواهند موجودی ابزار گشتاور را کاهش دهند، J-Guang می‌تواند انواع بلوک ترمینال را با محرک‌های محدودکننده گشتاور تنظیم‌شده توسط کارخانه ارائه دهد. این مدل‌ها یک سر پیچ‌گوشتی استاندارد را می‌پذیرند، اما خود محرک گشتاور اعمالی را به مقدار نامی محدود می‌کند. این امر نیاز به کالیبراسیون ابزار گشتاور را از بین می‌برد و زمان نصب را به ازای هر ترمینال کاهش می‌دهد.

روش نصب میدانی و تضمین کیفیت

روش نصب میدانی برای بلوک‌های ترمینال باید شامل مراحل زیر باشد. ابتدا، مدل بلوک ترمینال و گشتاور نامی را از روی برگه اطلاعات محصول یا علامت‌گذاری محفظه بررسی کنید. دوم، بررسی کنید که ابزار گشتاورسنج در تاریخ کالیبراسیون خود قرار دارد و روی مقدار گشتاور صحیح تنظیم شده است. سوم، هادی را به طول مشخص شده در برگه اطلاعات، معمولاً ۸ تا ۱۰ میلی‌متر برای بلوک‌های ترمینال فشاری، لخت کنید. چهارم، هادی را به طور کامل در ترمینال قرار دهید و پیچ را تا گشتاور نامی محکم کنید.

پنجم، پس از سفت کردن، با کشیدن آرام هادی، از محکم بودن آن اطمینان حاصل کنید. هادی نباید تحت نیروی کششی 10 نیوتن در ترمینال حرکت کند. ششم، مقدار گشتاور، شماره سریال بلوک ترمینال، شناسه هادی و نام نصاب را در گزارش نصب ثبت کنید. این گزارش، سابقه ردیابی است که از ممیزی تضمین کیفیت و گواهینامه نظارتی پشتیبانی می‌کند.

برای نصب‌های بزرگ با چندین هزار بلوک ترمینال، این روش باید با بررسی‌های کیفی دوره‌ای در طول نصب تکمیل شود. یک روش معمول این است که پس از نصب اولیه، ۱ درصد از ترمینال‌ها که به صورت تصادفی انتخاب شده‌اند، دوباره گشتاوردهی شوند و تأیید شود که گشتاور در محدوده مجاز است. این بررسی کیفی آماری، خطاهای سیستماتیک در تنظیم ابزار گشتاور یا تکنیک نصب را قبل از انتشار در کل نصب، شناسایی می‌کند.

گشتاور مجدد دوره‌ای: چه زمانی و چرا

برای نصب بلوک‌های ترمینال که در معرض چرخه حرارتی، ارتعاش یا شوک مکانیکی قرار دارند، گشتاوردهی مجدد دوره‌ای توصیه می‌شود. فاصله زمانی گشتاوردهی مجدد به محیط کاربرد بستگی دارد. برای پنل‌های کنترل در اتاق‌های برق با دمای کنترل‌شده، معمولاً گشتاوردهی مجدد در فواصل ۵ ساله کافی است. برای نصب در فضای باز که در معرض نوسانات دمای روزانه قرار دارند، گشتاوردهی مجدد در فواصل ۲ ساله توصیه می‌شود. برای نصب روی تجهیزات ارتعاشی مانند موتورها یا کمپرسورها، گشتاوردهی مجدد در فواصل ۱ ساله توصیه می‌شود.

روش گشتاوردهی مجدد، اعمال گشتاور نامی به هر ترمینال و تأیید کلیک ابزار گشتاور در مقدار نامی است. اگر ابزار در مقدار کمتری کلیک کند، ترمینال شل شده و باید دوباره تا مقدار نامی سفت شود. اگر ابزار در مقدار نامی کلیک نکند (زیرا پیچ از قبل در گشتاور نامی قرار دارد)، ترمینال سالم است و نیازی به تنظیم ندارد.

برای تاسیساتی که مشمول گواهینامه تابلو برق ولتاژ پایین IEC 61439، روش گشتاور مجدد باید در دفترچه راهنمای تعمیر و نگهداری مستند شود و سوابق آن باید برای ممیزی صدور گواهینامه در دسترس باشد. J-Guang می‌تواند در صورت درخواست، یک بخش نمونه از دفترچه راهنمای تعمیر و نگهداری برای روش‌های گشتاور مجدد بلوک ترمینال ارائه دهد. استاندارد اروپایی مربوطه به شرح زیر است: EN 60947-7-1که به عنوان یک استاندارد هماهنگ CENELEC منتشر شده و توسط کشورهای عضو اتحادیه اروپا پذیرفته شده است.

مستندسازی و قابلیت ردیابی برای اهداف حسابرسی

مستندسازی، اساس تضمین کیفیت نصب بلوک ترمینال است. برای هر نصب، بسته مستندات باید شامل مدل و شماره سریال بلوک ترمینال، گواهی کالیبراسیون ابزار گشتاور، مقدار گشتاور اعمال شده به هر ترمینال، نام نصاب و تاریخ صدور گواهینامه و سابقه گشتاور مجدد در هر بازه زمانی تعمیر و نگهداری باشد. کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) چارچوب استانداردهای بین‌المللی برای مستندات نصب برق را منتشر می‌کند، و اقتباس‌های ملی مربوطه (مانند مقررات سیم‌کشی IET انگلستان BS 7671 یا NEC ایالات متحده) الزامات منطقه‌ای بیشتری را ارائه می‌دهند.

این مستندات، مدرکی دال بر انجام صحیح نصب است و در صورت بروز هرگونه نقص، مبنای ادعای گارانتی محسوب می‌شود. برای مشتریان OEM، این مستندات همچنین از گواهینامه نظارتی کل پنل یا سیستم پشتیبانی می‌کند و سابقه‌ای است که نهاد صدور گواهینامه در طول ممیزی نظارتی آن را بررسی خواهد کرد.

J-Guang هر مدل بلوک ترمینال را با یک برگه مشخصات که گشتاور نامی، محدوده سطح مقطع هادی، طول نوار، اندازه مته ابزار و انواع سیم‌های قابل استفاده را فهرست می‌کند، ارائه می‌دهد. این برگه مشخصات همچنین در قالب PDF در صفحه محصول J-Guang موجود است. برای مشتریان OEM، J-Guang همچنین می‌تواند برگه‌های مشخصات سفارشی با شماره قطعه و لوگوی OEM ارائه دهد و ما می‌توانیم مقدار گشتاور را برای مراجعه آسان در محل، از قبل روی محفظه بلوک ترمینال چاپ کنیم.

منابع مرتبط

برای خوانندگانی که می‌خواهند بیشتر بررسی کنند، منابع تولیدکننده زیر مشخصات اضافی، یادداشت‌های کاربردی و داده‌های کاتالوگ محصول را ارائه می‌دهند:

• nbjge.com
• nbjge.com//pct-211-din-rail-push-in-wire-terminal-block-conn
• nbjge.com//محصولات