Zdá se, že co může být jednodušší než terminálové připojení? Nicméně spolehlivost, životnost a účinnost všech druhů systémů závisí na parametrech svorkovnic. Kromě toho jsou pro svorkovnice důležité nejen elektrické parametry, ale také snadná instalace a údržba. Rozmanitost svorkovnic na trhu je obrovská. Jak se v tom neztratit, a bude diskutováno v článku.
Spojení dvou vodičů lze provést kroucením, krimpováním, pájením, svařováním a pomocí svorek. Kroucení drátů je nejstarší metoda. Pokud jde o silové vodiče, byl v naší zemi široce používán až do 90. let XX století. Moderní pravidla elektrické instalace (PUE) zakazují použití jednoduchého kroucení v elektrickém vedení. Na zákrut je třeba nasadit plastovou krytku s pružinou, která zajistí bezpečnou fixaci a těsnější přitlačení vodičů k sobě. Pro zajištění lepšího kontaktu byla krytka naplněna speciálním gelem, který zabraňuje oxidaci drátů. Přesto i v takto modernizované verzi ztrácí kroucení jak na spolehlivosti, tak na přechodové odolnosti vůči jiným způsobům připojení vodičů.
Pro zvláště kritická spojení se používá svařování drátem nebo pájení. Svařování však vyžaduje objemné vybavení a speciální podmínky, které nejsou vždy k dispozici, zejména při opravách dříve položených elektroinstalací. Pájení silových vodičů vyžaduje hodně pájky a relativně vysoké mzdové náklady, takže pájení je v tomto případě příliš drahé. Krimpovací vodiče umožňují získat spolehlivé spojení s vysokými elektrickými charakteristikami. Tento proces však vyžaduje vysokou kulturu výroby. Stačí povolit malou chybu a drát nebude pevně upevněn v objímce. Proto je používání svorkovnic stále běžnější.
Svorky jsou zařízení pro připojení vodičů, obvykle upínací. Svorkovnice je elektroinstalační produkt určený pro připojení vodičů, sestávající ze dvou nebo více kovových kontaktů s body pro připojení vodičů v dielektrickém pouzdře. Slangové svorkovnice se nazývají svorkovnice. A přestože jsou oba názvy navzájem identické, slovo „svorkovnice“ často označuje zařízení velké velikosti a „svorkovnice“ – malé.
Použití svorkovnic v elektrotechnice je již více než století. Pokud se však dřívější svorkovnice používaly v omezených případech, například pro paralelní připojení několika elektrických vedení nebo pro připojení lampy k síti, nyní svorkovnice z velké části nahradily kroucení. Nyní probíhá proces částečného přemístění pájených spojů svorkovnicemi. Ve srovnání s pájením se svorkovnice často ukazují jako levnější a ekologičtější způsob připojení (bez tavidla nebo pájky). Zároveň se z hlediska spolehlivosti moderní svorkovnice blíží pájení.
Způsoby, jak opravit drát
Podle způsobu upevnění drátu jsou svorkovnice klasifikovány takto:
Se šroubovací svorkou – kontakt drátu se svorkovnicí se provádí pod tlakem, který zajišťuje kroucený šroub.
S pružinovou svorkou (zasouvací) – kontakt je zajištěn bez šroubů, zaskakovacími pružinami. Moderní verzí takových svorek jsou tzv. samosvorné, automaticky fixující do nich vložené vodiče.
S nožovou svorkou – spojení se provádí pomocí vodivého nože, který řeže izolaci a přiléhá k vodivému jádru.
Mezi výhody šroubových svorek patří možnost hustého elektrického kontaktu velké plochy mezi vodičem a svorkovnicí. Toho je dosaženo díky vysoké upínací síle. V případě potřeby lze navíc sevřený vodič rychle vyjmout ze šroubové svorkovnice.
Tento typ svorkovnice má však značné nevýhody. Připojení vodičů vyžaduje určitou zručnost a určitou dobu delší než u pružinových svorkovnic. Svorka se může v důsledku vibrací uvolnit. A konečně, šrouby použité ve svorkovnici mají tu nešťastnou vlastnost, že někdy vypadnou ze zařízení a jsou silně vyšroubovány. Tyto problémy jsou však řešitelné. Například šroubové svorkovnice vyráběné ruskou společností PLCSystems používají speciální opatření, aby se zabránilo uvolnění spojení v důsledku vibrací. Také svorkovnice vyráběné touto společností používají speciální šrouby, které z přístroje nevypadnou, i když jsou zcela vyšroubovány.
Pružinové svorkovnice umožňují rychlé připojení vodičů, kvalita připojení podle návodu prakticky nezávisí na lidském faktoru, tedy na zručnosti montéra. Pružinové svorkovnice jsou zpravidla odolné vůči vibracím. Nevýhodou pružinových svorkovnic ve srovnání se šroubovými svorkami je vyšší cena a nižší dovolený trvalý proud.
Opakovaně použitelná samosvorná svorkovnice Wago
Samosvorné svorkovnice jsou nyní velmi oblíbené, lídrem v tomto segmentu trhu je německá společnost Wago. V takových zařízeních je vodič automaticky sevřen, jakmile je zasunut do svorkovnice. Existují samosvorné svorkovnice jednorázové a opakovaně použitelné. Jednorázové svorkovnice nemají polohu, ve které by uvolňovaly dříve upnutý drát. V zásadě lze z takové svorkovnice vyjmout vodič tak, že za ni zatáhnete a začnete vodiči otáčet vzhledem ke svorkovnici. Zároveň se ale sníží upínací síla ve svorkovnici, takže drát, který se bude vkládat na místo vyjmutého, nebude tolik sevřen se všemi z toho plynoucími důsledky. Opakovaně použitelné samosvorné svorkovnice mají většinou speciální rukojeť, kterou otočením uvolníte automaticky sevřený drát, a to lze provést mnohokrát bez poškození svorkovnice. V některých opakovaně použitelných samosvorných svorkovnicích je místo naznačené rukojeti v těle otvor, kam je třeba vložit elektrický šroubovák a stisknout jej, aby se drát uvolnil.
V literatuře se často můžete setkat s termínem „blade terminal“, který označuje typ konektoru, který se často používá v automobilovém vybavení a řadě dalších aplikací. Nemělo by se zaměňovat s pojmem “svorkovnice nožů” – jsou to zcela odlišná zařízení.
Nožové svorkovnice jsou méně běžné než jiné typy svorkovnic. V silnoproudých systémech se nejčastěji používají k připojení na „neutrální“ vodič, který nelze z bezpečnostních důvodů přestřihnout. V poslední době se na trhu začaly objevovat nožové svorkové svorkovnice pro další aplikace v silnoproudé technice, umožňují připojit vodiče ještě rychleji než pružinové. Kromě toho mají svorkovnice s nožovou svorkou zvýšenou elektrickou bezpečnost, protože jejich konstrukce eliminuje situaci, kdy ze svorkovnice vyčnívá část drátu, ze kterého byla odstraněna izolace.
Svorkovnice nožů 3M Scotchlock
Pro nízkonapěťové aplikace se používají jednorázové nožové svorkovnice Scotchlok od 3M, které umožňují rychlé připojení více vodičů pouhým zatlačením na svorkovnici speciálním nástrojem, místo kterého jsou vhodné kleště.
Typy připojení
Neexistuje jediná klasifikace svorkovnic podle typu připojení. V literatuře lze nalézt různé možnosti takového zařazení, některé z nich odrážejí subjektivní pohled na význam určitých typů svorkovnic.
Průchozí svorkovnice Legrand
Podle autora je nejlogičtější následující klasifikace svorkovnic používaných v elektrotechnice podle typu připojení:
Kontrolní body – připojte vhodné vodiče z různých stran svorkovnice.
Křížové moduly – paralelní spojení více linek.
Terminál – připojte vodiče vstupující z jedné strany svorkovnice.
Závorová svorkovnice KLS
Bariéra – na jedné straně svorek propojky, na druhé straně – pájené spojení (včetně desky s plošnými spoji).
Odnímatelné – na jedné straně propojky je svorkovnice, na druhé straně – konektor.
materiály
Kontakty ve svorkovnicích jsou obvykle vyrobeny z mědi nebo jejích slitin. Pro zvětšení kontaktní plochy musí být materiál, ze kterého jsou vodivé části vyrobeny, měkčí. Proto je povrch měděného kontaktu u vysoce kvalitních svorek pocínován, tedy pokryt vrstvou cínu nebo jeho slitin. Čistý cín se prakticky nepoužívá pro známý efekt tvorby mikrojehliček na jeho povrchu. Nejčastěji používanou slitinou je 60 % cínu a 40 % olova. Dražší variantou, která je zároveň kvalitnější a šetrnější k životnímu prostředí, je potažení kontaktů slitinou cínu a vanadu.
V pružinových svorkovnicích je drát přitlačen na pocínovanou vodivou měděnou desku. Pro upnutí se používá pružina z elastického materiálu. Nejlepší možností je chromniklová ocel.
Dielektrické části pouzdra svorkovnice jsou obvykle vyrobeny z plastu nebo vzácněji z porcelánu. Nejdůležitějším požadavkem na materiál, ze kterého je svorkovnice vyrobena, je požární odolnost. Pokud se kontakt z jednoho nebo druhého důvodu zhorší, i když není jiskra, může se svorkovnice zahřát a dokonce se vznítit. Nejlepší možností je samozhášivý plast, který nepodporuje hoření. Existuje dokonce speciální plast zvaný „terminal polyamid“, který se používá ve šroubovacích svorkovnicích francouzské firmy Legrand a některých dalších výrobců.
Oxidace a kontaktní koroze kovů
Vlivem oxidace povrchu měděných a hliníkových drátů dochází ke zvýšení přechodového odporu. V případech, kdy je vyžadován velmi nízký odpor, jsou kontakty svorkovnice potaženy speciální pastou, která odstraňuje oxidový film z vodičů a zabraňuje následné oxidaci. Mnoho modelů svorkovnic je dodáváno s pastou již nanesenou na kontakty.
Při kontaktu vodiče a kontaktů z různých materiálů ve svorkovnici může v některých případech dojít k elektrochemické (kontaktní) korozi, která v dlouhodobém horizontu nejen zvýší odolnost spoje, ale také povede ke snížení síla vodičů ve svorkovnici. Nejsilněji se projevuje při styku mědi a hliníku. Při kontaktu mědi nebo hliníku s pocínovaným povrchem není kontaktní koroze prakticky pozorována.
Aby se zabránilo kontaktní korozi, je nutné přísně dodržovat požadavky pokynů pro svorkovnici, pokud jde o to, jaké kovové vodiče je povoleno připojit. Pokud se připojované vodiče dotýkají uvnitř svorkovnice, musí být vyrobeny ze stejného kovu.
Přípustný trvalý proud
Protože spoj dvou vodičů má nenulový odpor, vzniká na něm teplo. Čím větší proud, tím silnější zahřívání. U svorkovnic je přípustný trvalý proud normalizován, při překročení se svorkovnice zahřeje nad určitou teplotu. Je třeba mít na paměti, že přípustný trvalý proud je uveden pro případ, že jsou splněny všechny požadavky pokynů pro použití svorkovnice. Pokud je svorkovnice použita pro připojení vodičů s průřezem, který je mimo povolené limity nebo je vyrobena z kovu nedoporučovaného výrobcem, pak je skutečná hodnota povoleného trvalého proudu snížena. Z bezpečnostních důvodů je lepší zvolit svorkovnici s trvalým jmenovitým proudem, který je větší než maximální krátkodobý proud v zátěži, která je přes ni připojena. Měli byste také uvést aktuální marži pro případ budoucího zvýšení zatížení.
Alexej Vasiljev
Přihlaste se k odběru Elec.ru. Jsme v Telegramu, VKontakte a Odnoklassniki
