Соединение одножильных, многожильных и разнородных проводов с помощью клемм и клеммных колодок различных видов

Введение

Провода представляют собой тонкие металлические проводники для электричества. Они выпускаются в бухтах по 50, 100 и более метров. При создании электропроводки приходится разрывать целостность кабелей, собирая распределительные коробки, подключая провода к щитку и потребителям.

Подготовка проводов к соединению в коробке

Все соединения должны выполняться крайне ответственно, чтобы не возникало “узких мест”. Не допускается делать обычные скрутки или соединять провода из меди и алюминия напрямую, поскольку со временем металл окисляется, площадь поверхности соприкосновения уменьшается, сопротивление повышается и растет температура при нагрузках. В некоторых случаях это приводит к искрению и возгоранию, коротким замыканиям и другим малоприятным событиям, поэтому все нужно делать качественно, продуманно и основательно.

При сборке электропроводки провода нужно скреплять по цветам, спаивая их, используя винтовые зажимы для проводов или соединительные клеммы. Последний вариант считается оптимальным, поскольку он позволяет экономить время, обеспечивает качественное соединение и надежность контактов.

Большинство соединений в прошлом веке делались посредством скруток – два провода зачищались и скурчивались друг с другом, после чего изолировались при помощи изоленты. Подобное соединение нельзя назвать качественным, особенно если проводка собиралась в спешке и концы проводов не пропаивались.

Сегодня скрутки практически не применяются, но все же их нужно уметь правильно делать, ведь не всегда есть возможность купить клеммы для соединения. Что такое клеммы (клеммники)?Это специальные соединения, позволяющие сращивать концы проводов без спайки. Если соединяется кабель не в распределительной коробке, то концы соединяются на разном уровне (так, чтобы они не совпадали по вертикали). Место соединения хорошо пропаивается и изолируется сначала каждый провод, а затем – весь кабель.

Пропаянные соединения проводов

Чем длиннее скрутка, тем больше площадь соприкосновения элементов (пайка увеличивает площадь в 5-10 раз). Рекомендуется перекручивать провода плоскогубцами, чтобы как можно плотнее сжать их и улучшить контакт. Изоляцию металла надо проводить с запасом, накладывая изоленту в несколько слоев.

Как видите, ничего особо сложного в этом нет. Но со временем клеящий состав на изоленте высыхает, она начинает разматываться и возможно возникновение КЗ. Поэтому намного разумнее использовать клеммные колодки для соединения проводов, которые собраны из пластика, устойчивого к изменению температуры, ультрафиолету и не подвергающегося коррозии.

Подобные зажимы служат по 50-70 лет, не теряя своих качеств, их стоимость вполне доступна, а процесс соединения – прост и не требует наличия специнструмента. Для соединения проводов в распределительной коробке можно использовать специальные колпачки. Они похожи на маленькие стаканчики. Установка колпачков очень простая – два провода зачищаются на 10-15 мм, скручиваются вместе, а сверху на них надевается колпачок. Он закрывает оголенные контакты и скрепляет концы, улучшая контакт.

Приобретая колпачки, учитывайте особенности своего кабеля. Существуют колпачки для одножильных и многожильных проводов, для тонких и толстых, со специальной защитной пастой внутри, предотвращающей появление окисления поверхности металла. Помните, что соединять друг с другом медные и алюминиевые провода нельзя, поскольку они быстро окисляются.

Предотвращение окисления контактов зажима

Чаще всего окисление контактов в гнезде происходит из-за нарушения правил соединения разнородных металлов. Если зажим не предназначен для стыковки медного с алюминиевым проводом, то его для этих целей использовать нельзя, даже со специальными пастами. Однако даже провода из одного металла со временем покрываются оксидной пленкой. Она создает определенное сопротивление, что недопустимо для некоторого оборудования. Вот здесь на помощь придет специальная паста, устраняющая эту проблему.

В завершении обзора разных клеммников надо сказать, что каждое изделие рассчитано на допустимый ток

Это важно учесть при выборе изделия, чтобы избежать выгорания контактов

Применение соединителей для многожильных проводов

Многожильные провода также чувствительны к усилию, когда для них применяются соединительные клеммы с винтами. Чем тоньше жилка, тем легче она отламывается. Тем более что винт не только давит в направлении оси вращения, но еще и затрагивает жилки своим вращением, усиливая разрушающее воздействие. Если распределительная контактная панель с винтовыми соединениями и многожильными проводниками неоднократно монтировалась – демонтировалась, надо внимательно проверить состояние жил.

https://youtube.com/watch?v=AfdybUU-7tE

Если они пока еще целы, надо применить специальный аксессуар, который защитит жилки от разрушения. Этой принадлежностью является втулка-наконечник. Он состоит из металлической гильзы и пластиковой манжеты. Для удобства маркировки манжеты делаются разноцветными. В идеальном случае с небольшим натягом входят:

• гильза в соединитель;
• зачищенные от изоляции и параллельные жилки в гильзу;
• изоляционный слой в манжету.

После надевания на провод изоляция должна упираться в манжету, а жилки примерно на один миллиметр выступать за край гильзы. За правильным надеванием на проводник следует расплющивание гильзы пассатижами или пресс-клещами. Затем можно подбирать для наконечника колодку или клеммник.

Наконечники на многожильном проводе

Толстые соединительные провода лучше всего монтировать в специальных колодках. В них применяются пластины, которыми провод прижимается. Такое соединение исключает вредное вращательное воздействие винта на жилки. Они от сдавливания раздаются вширь, создавая большое по площади контактное пятно. Хороший контакт сохраняет возможность использования толстых проводов для токов порядка 40 А. Но конструктивно существуют только конкретные модели таких колодок, а не универсальные заготовки, предназначенные для разрезания по числу необходимых для монтажа клемм.

Колодка с прижимными пластинами

Колодки с прижимными пластинами широко применяются, и потому на них хороший спрос. Но как всегда бывает, товар, который востребован, присутствует на рынке в разном качестве. Потому в продаже много некачественных колодок. Однако подобные знания приходят с опытом после того, как при монтаже колодка трескается, срывается резьба или что-то еще разрушительное с ней происходит. Но поскольку это изделие весьма просто устроено, отличить продукт известного производителя от некачественной колодки непросто.

Чтобы не было проблем при монтаже проводов и кабелей при использовании не только таких колодок, но и прочих разъемных соединителей рекомендуем делать выбор продукции таких фирм, как:

• «Легранд»;
• «Тридоник»;
• «АВВ»;
• «Верит».

Помните: выполняя некачественный монтаж, вы реально играете с огнем. При плохом контакте он непременно появится и может не только испортить изоляцию проводов, но и распространиться за пределы монтажного приспособления с весьма печальными последствиями. Поэтому не следует экономить на соединителях сомнительного производства. В пользовании надо применять надежные соединители, которые проверены временем, как и выпускающие их бренды.

Принцип работы пружинных и ножевых зажимов

Пружинные клеммники

Клеммники Wago – пример совершенных пружинных клеммников. Принцип работы устройства довольно прост. Клеть состоит из прижимной пластины, ответной площадки, пружины и рычага.

Для того чтобы вставить в приёмное отверстие оголённый конец провода, рычаг приводят в вертикальное положение. Пластина поднимается вверх, освобождая проход. Когда проводник вставляют в отверстие, рычаг опускают. Пружина сжимается и давит на пластину, которая прижимает провод к ответной площадке. Таким образом, получается плотный и надёжный контакт.

Форма прижимной пластины изогнута так, что провод выдернуть из гнезда невозможно даже с большим усилием. В любой момент можно поднять рычажок и свободно вынуть провод. Пружинные клеммники настолько удобны, что по популярности намного обогнали КК других конструкций.

Пружинные соединения

Ножевые зажимы

Этот вид клемм в народе называют «папа – мама». Соединение проводов осуществляется вставкой одного в другой элемент. Первый имеет вид удлинённой площадки – ножа. Ответная деталь имеет по сторонам овальные продольные загибы, которые зажимают входящий «нож».

Оба элемента, помимо боковых зажимов, оснащены замком. В ноже сделан П-образный вырез. Благодаря этому, в центре площадки образуется пружинный лепесток. В ответной клемме тоже сделано отверстие. При входе «ножа» лепесток опускается в вырез встречной пластины. Образуется крепкий замок. Чтобы разнять элементы, достаточно поддеть острым предметом язычок и вытащить «нож».

Клеммы устанавливают на концах проводов специальным обжимником – кримпером. Им же очищают проводники от изоляции. На коннекторы одевают термоусаживаемые кембрики. Для усадки их можно нагреть обыкновенной зажигалкой.

Ножевые зажимы

Фиксатор или стопор клемм

После установки клеммы на рейку ее обязательно нужно зафиксировать на своем месте. В противном случае при затяжке винтов, клеммы будут разъезжаться во все стороны.

В этом деле вам потребуется концевой стопор, держатель или фиксатор, смотря кто как его называет. Таких торцевых фиксаторов на одну сборку нужно минимум 2 шт.

Если клеммников в щите на одной линейке много, такие стопоры можно использовать в качестве разделителей. Чем труднее защелкивается такой фиксатор, тем надежнее он выполняет свою функцию.

Для того, чтобы снять концевой стопор или саму клемму и не повредить ее при этом, аккуратно вставляете в верхнюю часть отвертку, приподнимаете изделие и вытаскиваете его без излома отдельных пластмассовых частей.

Торцевые фиксаторы даже одной фирмы могут выпускаться различных видов:

самозащелкивающиеся

под отвертку (BAM от ABB)

Вступление

DIN-рейки получили широкое распространение в электромонтаже распределительных щитов и шкафов всех типов. Популярность ДИН-рейки обусловлена простотой и удобством установки на неё электрических модульных устройств различного назначения.

Подробно о дин-рейках можно почитать тут, здесь напомню, что наиболее применяемы, дин-рейки U-типа. Иногда их называют дин-рейки омега-типа, а в стандарте РФ ГОСТ Р МЭК 60715-2003 она маркируетcя, как рейка ТН-35.

Говоря об удобстве монтажа модульных устройств, к которым относятся автоматы защиты, УЗО, реле, нельзя упустить, что на дин-рейку удобно монтировать специальные клеммные колодки. Особо важны клеммные колодки на DIN-рейки для щитов САУ (систем автоматического управления). В этих щитах большое количество контактных соединений и актуально быстрое подключение измерительной аппаратуры.

Типы клеммников для ДИН-рейки

Выделим два типа стандартных клеммников для ДИН-рейки.

• Клеммные колодки с винтовыми зажимами. Контакт в таких колодках обеспечивается винтом затягивающим контакты колодки;
• Клеммные колодки с пружинными зажимами. Контакт в таких колодках обеспечивается пружиной постоянно поджимающей контакты колодки.

Виды клеммных колодок для DIN-рейки

Различаются клеммные колодки по числу уровней. Увеличение уровней колодки позволяет увеличить количество подключений без увеличения габаритов колодки.

• В одноуровневых колодках соединение происходит на «одном этаже» колодки, сами колодки не высокие.
• Двухуровневая колодка позволяет сделать тройное разделение цепи.
• Есть в продаже и трехуровневые колодки.

Также различаются колодки по количеству подключаемых проводов, а именно:

• Однопроводные;
• Двухпроводные;
• Четырехпроводные.

Говоря о клеммах на дин-рейки, стоит обратить внимание на их скрытые возможности. Некоторые марки колодок, в частности пружинные колодки Wago и винтовые DEGSON  можно соединять в группы по 2-6 колодок, при помощи специальных гребенок. В пустые гнезда колодок можно вставлять щупы для проведения измерений

В пустые гнезда колодок можно вставлять щупы для проведения измерений.

Как выбрать клеммные колодки

Основное место установки клеммных колодок на дин-рейки это электрические щиты. Вам знакомо, как простые клеммные планки при помощи специальных креплений устанавливаются на дин-рейку.

Клеммные колодки выбираются по расчетам электрической цепи и сечениям соединяемых проводов. Нужно учитывать, что в характеристиках колодок указывается не точное сечение провода, а диапазон соединений. Например, от 0,4 до 2,5 мм2.

Клеммные колодки для заземления

Производители колодок, например DEGSON, выпускают специальные клеммники для контактов заземления. Контакты таких колодок физически соединяются с дин-рейкой винтом, что сразу обеспечивает контакт с  заземлением щита через рейку. Это уменьшает количество проводов в щите, что уже не плохо.

Монтаж колодок и соединение проводов

Устанавливаются колодки на установленные дин-рейки, нажатием. Колодка приставляется к рейке местом крепления и защелкивается. По ДИН-рейке колодка двигается почти свободно. Есть колодки с механизмом защелкивания, как у автоматов защиты.

Для соединения проводов в колодке, с конца провода снимется изоляция на 10-12 мм. Винт колодки, если она винтовая, обычно откручен. Защищенный конец провода вставляется в колодку, винт прочно затягивается. В пружинных колодках чтобы вставить провод в гнездо, нужно оттянуть зажим, вставить провод в контактное гнездо и отпустить зажим. Вместо зажима может использоваться поворотный рычаг.

Производители клеммных колодок для ДИН-рейки

• DEGSON (Degson Electronics Co., Ltd.) компания 1990 года с центральными офисами в КНР и Германии.
• WAGO (WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. Германия) в России с 2007 года работает дочерняя компания: ООО «ВАГО Контакт Рус».

Клеммы

Так что же такое клеммы? Это специальные приспособления для соединения кабелей и проводов. Клеммник (клеммная колодка) имеет в своем строении два или более металлических контакта, которые оснащены креплением для проводов. И все это находиться в корпусе из материала, не пропускающего электричество.

Постепенно, но очень уверенно клеммные соединения приходят на смену паяным соединениям. При их сравнение, можно обнаружить, что по своей надежности они практически равнозначны. Но в то же время клеммная колодка является более экономически и экологически оправданным устройством.

6 проблем клеемника

Можно использовать только для освещения

Производитель WAGO утверждает, что зажимы можно использовать для больших нагрузок (в пределах паспортных характеристик), подключая группы розеток. Однако практика показывает, что клеммники подходят исключительно для осветительных групп. Приведем пример:

Клеммник WAGO 222-413 для трех проводников рассчитан на провод 4 мм2 и номинальную нагрузку до 32 А. 32 А — это 7 кВт. Представим, что произойдет, если одновременно подать нагрузку на зажим в 7 кВт, например, включив бойлер на 2 кВт, обогреватель на 3 кВт и чайник на 2 кВт. Такой зажим будет очень сильно греться и со временем сгорит, как забытые в печке пирожки. Поэтому WAGO лучше использовать только для осветительных групп, но никак не в силовых ветках.

Нельзя зашивать в стену

Клеммики WAGO нуждаются в  обслуживании, поэтому к ним должен быть открытый доступ. По сути их можно (и нужно) размещать только в распредкоробках. Практика показала, что со временем контакты на прижимных пластинах ослабевают, поэтому нужно делать ревизию. Под штукатуркой зажим со временем может гореть — жди беды. Если необходимо спрятать в стену соединение, то лучше воспользоваться опрессовкой или сваркой.

Много подделок и аналогов

Существуют совершенно китайские подделки, которые довольно легко отличить от немецкого оригинала по отсутствию каких бы то ни было надписей, тогда как на оригинале указаны номинальное напряжение, сечение проводника и схема подключения. Плюс цена у них сильно разнится, поэтому можно сразу понять, настоящий это WAGO или копия.

Однако существуют еще так называемые аналоги — зажимы, похожие WAGO, где есть все надписи, как на оригинале. Однако начинка их может сильно отличаться. Например, пластины на оригинальных немецких зажимах изготавливают из аустенитной хром-никелиевой стали, покрытой оловянно-свинцовым сплавом в соотношении 60/40. Из чего состоят аналоги, неизвестно, но долговечность у них гораздо меньше. Также есть вероятность, что они будут гореть в самый неподходящий момент.

Высокое переходное контактное сопротивление

В предыдущей статье мы измеряли сопротивления разных соединений, и Ваго показал себя не с лучшей стороны. Не вдаваясь в цифры, отметим, что сопротивление у WAGO в 11 раз выше, чем у винтового клеммника, в 6,6 раз выше, чем у СИЗ и в 1,5 раз выше, чем у обычной скрутки. Конечно, на практике под воздействием внешних факторов каждое соединение может повести себя по-разному. Однако, чем выше сопротивление соединения, тем сильнее оно греется.

При больших нагрузках плавятся они, а не провода

Нельзя сказать, что это прям большая проблема, ведь именно соединения чаще всего греются, а не проводник. Однако в сети есть видео, где при нагрузке в 80 А сначала оплавляется изоляция, а ваговский зажим, как жидкий терминатор, плавится последним. Вероятнее всего оно снято самим производителем для популяризации зажима. На практике же все выходит совершенно наоборот. Зачастую именно пластины в клеммнике сильно разогреваются, из-за чего начинает плавиться корпус, а изоляция на проводах в последнюю очередь.

Высокая цена

Одна из главных проблем клеммников WAGO — это высокая цена на зажимы. В среднем один зажим двухпроводного WAGO 222-412 стоит порядка 20 рублей. Учитывая то, что эти зажимы часто применяются для временных построек, и после их демонтажа в большинстве своем выбрасываются (есть зажимы многоразового использования), цена возрастает еще сильней (в соотношении цена/срок службы). Также невозможность (или корректнее «нежелательность») их использования для групп розеток делает их очень дорогими по сравнению с другими видами соединений.

Достоинства клеммников

Wago клеммники обладают внушительным рядом преимуществ:

1. Во время эксплуатации они не требуют никакого технического обслуживания.
2. Для каждого из соединяемых проводов имеется отдельный клеммный зажим.
3. Соединение не требует дополнительной изоляции.
4. Во время эксплуатации самозажимные клеммники такого типа абсолютно безопасны, так как полностью исключают возможность прикосновения человека к токоведущим частям.
5. В месте контакта соединение газонепроницаемо, что исключает любую возможность окисления оголённых жил.
6. Для соединения проводов с помощью таких клеммников, электрику не нужно прилагать какие-то дополнительные усилия либо обладать специальными знаниями и навыками. Монтаж отличается быстротой и аккуратностью, не нужно пользоваться даже элементарной отвёрткой. Это является огромным преимуществом в тех случаях, когда проводку приходится монтировать в труднодоступных местах и больших объёмах, либо работать в условиях плохой освещённости.
7. Зажим соединительный Ваго обладает компактными размерами.
8. При необходимости соединение можно с лёгкостью переделать.
9. За счёт пружин клеммники Вагo обладают ударопрочностью и высокой виброустойчивостью.
10. Выдерживают избыточную влажность, воздействие агрессивной среды (к примеру, ГСМ) и высокую температуру (так как изготавливаются из материалов категории трудновоспламеняемых).
11. Так как пружинные клеммы подстроены под определённое сечение жилы, то прилагаемое зажимное усилие является оптимальным. Благодаря этому исключена вероятность температурной деформации или повреждения проводов. Таким образом, клеммы Wago обеспечивают надёжное контактное соединение на весь период эксплуатации.
12. В распределительной коробке с такими соединителями всегда гарантированы порядок и эстетичный вид.
13. Ну и, конечно же, плюс, которым обладают все клеммники – возможность соединения проводов из разных металлов (к примеру, медь+алюминий).

Единственным минусом можно назвать то, что соединители должны располагаться в местах, доступных для осмотра и работ в любое время. Но таким недостатком обладают не только ваговские клеммы, он присущ абсолютно всем разъёмным соединениям.

Это интересно: Драйвер для светодиодов — подбор и измерение характеристик