Технические характеристики момента затяжки клеммной колодки: предотвращение повреждений от чрезмерной затяжки при монтаже на месте.

Краткое резюме: спецификации по моменту затяжки клеммных блоков существуют для балансировки двух опасных, но противоположных по направлению отказов. Чрезмерная затяжка механически повреждает клеммный блок и необратима. Недостаточная затяжка создает высокоомное соединение, которое перегревается и может привести к пожару. Правильный момент затяжки для типичного вставного клеммного блока, такого как J-Guang PCT-211, составляет от 0,5 до 0,8 Нм для винтового зажимного привода. При монтаже на месте следует использовать калиброванную отвертку с ограничением момента затяжки в диапазоне от 0,1 до 1,0 Нм, а значение момента затяжки следует записывать на каждом клеммном блоке для обеспечения прослеживаемости.

Почему момент затяжки клеммной колодки важнее, чем считают большинство электриков?

Клеммные колодки — это обманчиво простые компоненты. На вид они похожи на небольшие зажимы, удерживающие провод на месте, а процедура установки кажется похожей на затягивание винта. На самом деле, крутящий момент, приложенный к винту, определяет, будет ли соединение надежно работать в течение следующих 20 лет или выйдет из строя в течение нескольких месяцев.

Крутящий момент определяет усилие зажима проводника, которое определяет контактное сопротивление в соединении, которое определяет температуру соединения под нагрузкой, а это, в свою очередь, определяет срок службы. Эта взаимосвязь хорошо изучена. Соответствует стандарту UL 1059 для клеммных блоков. и в эквивалентном Стандарт IEC 60947-7-1 для низковольтных распределительных устройств и клеммные колодки блока управления.

Для подрядчиков, занимающихся монтажом на местах, это означает, что каждая клеммная колодка в каждом распределительном щите должна быть затянута с правильным моментом затяжки с помощью калиброванного инструмента, а значение момента затяжки должно быть зафиксировано для обеспечения прослеживаемости. Это требование контроля качества, которое занимает всего несколько минут на каждую клемму, но позволяет избежать затрат на ремонт распределительного щита или предотвращение пожара в будущем.

Чрезмерное затягивание: причина поломки клеммной колодки.

Чрезмерное затягивание клеммных колодок приводит к трем типам повреждений. Первый — это срыв резьбы, из-за чего клеммная колодка не может удерживать проводник и требует замены. Второй — деформация зажимной клетки, которая уменьшает площадь контакта между клеткой и проводником и увеличивает сопротивление соединения. Третий — растрескивание корпуса, которое обнажает токоведущие части и создает угрозу безопасности. Все три вида повреждений могут возникнуть одновременно на одной чрезмерно затянутой клемме.

Наиболее распространенной и дорогостоящей причиной является повреждение резьбы. После повреждения резьбы клеммная колодка становится непригодной для повторного использования и требует замены. В панели с несколькими сотнями клеммных колодок стоимость замены поврежденных клемм плюс затраты на их переподключение могут превысить стоимость всей первоначальной панели.

Деформация зажимного кожуха приводит к более тонкому механизму разрушения. Кожух — это металлическая часть, которая удерживает проводник при затягивании винта. Чрезмерное затягивание сжимает кожух за пределы его предела упругости, вызывая его необратимую деформацию. Деформированный кожух имеет меньшую силу контакта с проводником, чем правильно затянутый кожух, что означает более высокое сопротивление соединения и меньший срок службы. Клеммная колодка может пройти проверку момента затяжки в конце монтажа, но выйдет из строя в процессе эксплуатации из-за теплового разгона.

Недостаточное затягивание: наиболее распространенный и более опасный вид поломки.

Недостаточная затяжка является наиболее распространенным видом отказа в полевых условиях и во многих отношениях опаснее, чем чрезмерная затяжка. Недостаточно затянутая клеммная колодка имеет высокое контактное сопротивление в месте соединения, что приводит к нагреву соединения под нагрузкой. Нагрев окисляет контактные поверхности, что еще больше увеличивает сопротивление в цепи положительной обратной связи. В тяжелых случаях соединение может достигать температуры, достаточной для расплавления окружающей изоляции или воспламенения соседних горючих материалов, создавая опасность пожара.

Режим отказа, связанный с тепловым разгоном, хорошо задокументирован в литературе. Национальный электротехнический кодекс (NEC) NFPA 70 В исследованиях рассматриваются случаи неисправностей проводки, а также опасность возникновения электрической дуги, описанная в стандарте IEEE 1584. Неплотно прилегающая клеммная колодка является одной из основных причин возгораний электропроводки на промышленных предприятиях, и этот тип отказа особенно коварен, поскольку соединение может пройти визуальный осмотр и проверку целостности цепи, но все равно выйдет из строя в процессе эксплуатации из-за термических циклов.

Решение проблемы недостаточной затяжки такое же, как и решение проблемы чрезмерной затяжки: калиброванный динамометрический ключ и задокументированное значение крутящего момента. Отвертка с ограничителем крутящего момента не позволит монтажнику затянуть болты ниже заданного значения, что исключает человеческую ошибку, которая является наиболее распространенной причиной недостаточной затяжки.

Технические характеристики момента затяжки для клеммных блоков вставного и винтового типа.

Для клеммных блоков с вставным креплением, таких как PCT-211 от J-Guang, типичный момент затяжки винтового зажимного механизма составляет от 0,5 до 0,8 Нм в зависимости от сечения проводника. Точное значение указано на корпусе клеммного блока или приведено в техническом описании изделия, и его нельзя превышать.

Для традиционных винтовых клеммных блоков требуемый крутящий момент обычно выше и составляет от 1,0 до 2,5 Нм в зависимости от размера винта и сечения проводника. Винтовые клеммные блоки требуют большего крутящего момента, поскольку в них используется седловидный зажим, прижимающий проводник к плоской поверхности, в то время как в нажимных клеммных блоках используется подпружиненная клетка, которая захватывает проводник с меньшим усилием зажима.

Для клеммных блоков с пружинным механизмом (также известных как IDC или разъемы с прогибом изоляции) указанный момент затяжки относится только к винту привода, а не к усилию вставки проводника. Конструкция с пружинным механизмом обеспечивает постоянное усилие зажима для проводников различного сечения, что делает ее более устойчивой к небольшим колебаниям момента затяжки по сравнению с винтовыми или вставными конструкциями.

Выбор и калибровка динамометрического инструмента.

Для затяжки следует использовать калиброванную отвертку или динамометрический ключ с ограничением крутящего момента, диапазон которого включает номинальный крутящий момент клеммной колодки. Для затяжки с крутящим моментом от 0,5 до 0,8 Нм подойдет динамометрическая отвертка с диапазоном от 0,1 до 1,0 Нм и шестигранной битой 4 мм или 6,3 мм. Для затяжки с более высоким крутящим моментом (выше 2,5 Нм) подойдет динамометрический ключ с диапазоном от 1,0 до 5,0 Нм.

Прибор следует ежегодно калибровать по эталонному стандарту, а сертификат калибровки должен быть доступен на месте установки для проведения проверок качества. Стандарт ISO 6789 для калибровки динамометрических инструментов. устанавливает допуск и интервал повторной калибровки, и большинство программ обеспечения качества требуют соответствия стандарту ISO 6789 для динамометрических инструментов, используемых при сертифицированных установках.

Для OEM-заказчиков и производителей панелей, желающих сократить запас динамометрического инструмента, компания J-Guang может поставлять варианты клеммных колодок с заводскими ограничителями крутящего момента. Эти варианты совместимы со стандартными отвертками, но сам ограничитель крутящего момента ограничивает его номинальным значением. Это исключает необходимость калибровки динамометрического инструмента и сокращает время установки каждой клеммы.

Процедура монтажа на объекте и обеспечение качества.

Процедура установки клеммных колодок на месте эксплуатации должна включать следующие шаги. Во-первых, проверьте модель клеммной колодки и номинальный крутящий момент по техническому описанию изделия или маркировке корпуса. Во-вторых, убедитесь, что динамометрический инструмент находится в пределах срока его калибровки и установлен на правильное значение крутящего момента. В-третьих, зачистите проводник на длину, указанную в техническом описании, обычно от 8 до 10 мм для клеммных колодок с защелкивающимся креплением. В-четвертых, полностью вставьте проводник в клемму и затяните винт с номинальным крутящим моментом.

В-пятых, после затяжки убедитесь в надежной фиксации проводника, осторожно потянув за него. Проводник не должен смещаться в клемме под усилием 10 Н. В-шестых, запишите в журнал установки значение крутящего момента, серийный номер клеммной колодки, идентификационный номер проводника и имя установщика. Этот журнал является отслеживающим документом, который поддерживает аудит обеспечения качества и сертификацию регулирующих органов.

Для крупных установок, содержащих несколько тысяч клеммных блоков, процедуру следует дополнять периодическими проверками качества во время монтажа. Распространенной практикой является повторная затяжка случайно выбранного 1% клемм после первоначальной установки и проверка соответствия момента затяжки допустимым значениям. Эта статистическая проверка качества позволяет выявить систематические ошибки в настройке динамометрического инструмента или в технике монтажника до того, как они распространятся на всю установку.

Периодическая повторная затяжка: когда и почему.

Для клеммных блоков, подверженных термическим циклам, вибрации или механическим ударам, рекомендуется периодическая подтяжка. Интервал подтяжки зависит от условий эксплуатации. Для панелей управления в электрощитовых с регулируемым климатом обычно достаточно подтяжки каждые 5 лет. Для наружных установок, подверженных ежедневным колебаниям температуры, рекомендуется подтяжка каждые 2 года. Для установок на вибрирующем оборудовании, таком как двигатели или компрессоры, рекомендуется подтяжка каждые 1 год.

Процедура повторной затяжки заключается в приложении номинального момента затяжки к каждой клемме и проверке того, что динамометрический инструмент щелкает при номинальном значении. Если инструмент щелкает при меньшем значении, клемма ослабла и ее необходимо повторно затянуть до номинального значения. Если инструмент не щелкает при номинальном значении (поскольку винт уже затянут с номинальным моментом затяжки), клемма исправна и не требует регулировки.

Для установок, которые подлежат Сертификация низковольтных распределительных устройств по стандарту IEC 61439Процедура повторной затяжки должна быть задокументирована в руководстве по техническому обслуживанию, и записи должны быть доступны для сертификационного аудита. Компания J-Guang может по запросу предоставить шаблон раздела руководства по техническому обслуживанию, описывающего процедуры повторной затяжки клеммных блоков. Соответствующий европейский стандарт: EN 60947-7-1который опубликован в виде согласованного стандарта CENELEC и принят государствами-членами ЕС.

Документирование и отслеживаемость для целей аудита

Документация является основой обеспечения качества установки клеммных блоков. Для каждой установки пакет документации должен включать модель и серийный номер клеммного блока, сертификат калибровки динамометрического инструмента, значение крутящего момента, приложенного к каждому клеммному блоку, имя установщика и дату сертификации, а также историю повторной затяжки при каждом плановом техническом обслуживании. Международная электротехническая комиссия (МЭК) публикует международные стандарты для документации по электромонтажу, а соответствующие национальные нормативные акты (такие как британские правила электромонтажа BS 7671 IET или американские NEC) содержат дополнительные региональные требования.

Документация подтверждает правильность выполнения установки и служит основанием для предъявления гарантийного иска в случае возникновения неисправности. Для OEM-клиентов документация также подтверждает сертификацию всей панели или системы соответствующими регулирующими органами и является тем документом, который орган по сертификации будет проверять в ходе надзорного аудита.

Компания J-Guang поставляет каждую модель клеммной колодки с техническим паспортом, в котором указаны номинальный крутящий момент, диапазон сечения проводника, длина зачистки, размер бита и применимые типы проводов. Технический паспорт также доступен в формате PDF на странице продукции J-Guang. Для OEM-заказчиков J-Guang может также предоставлять индивидуальные технические паспорта с номером детали и логотипом OEM-производителя, а также предварительно наносить значение крутящего момента на корпус клеммной колодки для удобства использования в полевых условиях.

Дополнительные ресурсы

Для читателей, желающих получить более подробную информацию, следующие ресурсы производителя содержат дополнительные технические характеристики, примечания по применению и данные из каталога продукции:

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