Główną przyczyną straty czasu przy budowie szaf sterowniczych i rozdzielczych jest okablowanie urządzeń łączeniowych i automatyki. Konstruktorzy szaf sterowniczych mają do dyspozycji trzy technologie łączenia. Większość urządzeń sterujących łączy się za pomocą zacisków śrubowych. Wielu użytkowników jest przyzwyczajonych do tego sposobu - wiedzą, z jaką siłą i momentem dokręcili zacisk. Dwie pozostałe możliwości to zaciski sprężynowe Cage Clamp i zaciski wtykowe Push-in. Obie zapewniają bezpieczeństwo redukują nakład pracy. Dziś skupimy się na tej ostatniej opcji.
Czytaj dalej, by dowiedzieć się:
- jakie są dostępne technologie łączenia styków,
- jakie są cechy każdej z nich,
- na czym polega przewaga wtyków Push-in nad pozostałymi rozwiązaniami.
Czas to pieniądz – ta stara prawda sprawdza się w wielu dziedzinach życia i tworzenie okablowania szafy sterowniczej nie stanowi tu wyjątku. Wybór odpowiedniej technologii połączeń jest jednym ze sposobów na zoptymalizowanie tego procesu. Dzięki zaciskom wtykowym Push-in wykonywanie okablowania urządzeń jest nie tylko szybkie i łatwe, ale również bezpieczne. Zaciski tego tyu zapewniają sprawny montaż, a także oferują korzyści na wszystkich etapach cyklu życia aparatury łączeniowej lub urządzeń automatyki.
Pełna wolność wyboru
Konstruktorzy szaf sterowniczych oraz producenci maszyn, rozdzielnic i paneli mają obecnie swobodę wyboru w zakresie technologii połączeń, ponieważ topowi producenci, tacy jak firma Eaton, oferują komponenty z różnymi technologiami zacisków. Międzynarodowe dopuszczenia, napięcie zasilania, opcje montażu, a nawet wielkość lub wymiary podstawy – wszystkie te czynniki są obecnie niezależne od wyboru technologii połączeń.
Sprawdź ofertę produktów Eaton z serii Push-in
Porównanie łatwości obsługi różnych opcji zacisków zasilających
Istnieją jednak różnice podczas montażu, zwłaszcza w zakresie kosztów okablowania, zależne od zastosowanej technologii zacisków. Zaciski śrubowe są nadal najczęściej stosowaną technologią połączeń dla wyłączników silnikowych. Ich użycie komplikuje jednak proces okablowania, ponieważ dla każdego typu i rozmiaru zacisku należy zastosować właściwy moment dokręcenia. Podczas montażu instalator musi więc za każdym razem zmieniać moment obrotowy lub używać innego narzędzia.
Zaciski sprężynowe typu Cage Clamp znacznie ułatwiają wykonanie okablowania, ponieważ do podłączenia i rozłączenia przewodów wymagane jest tylko jedno narzędzie, zazwyczaj standardowy wkrętak. Montaż takich zacisków nie jest jednak pozbawiony ryzyka – użytkownik może pomylić otwór zacisku z gniazdem narzędzia roboczego lub użyć niewłaściwego narzędzia, powodując nieodwracalne uszkodzenie sprężyny. Zbyt mały śrubokręt nie otworzy z kolei całkowicie połączenia, przez co nie będzie można zmieścić podanego przekroju nominalnego. Szczególnie przy przewodach elastycznych, jak linka bez tulejek, może to prowadzić do problemów z odłamywaniem się pojedynczych żył, co negatywnie wpłynie na parametry pracy elektrycznej.
Łatwość montażu z technologią Push-in
W porównaniu z zaciskami śrubowymi i sprężynowymi Cage Clamp, zaciski wtykowe Push-in są jedyną technologią połączeń, która pozwala na montaż bez użycia narzędzi, aczkolwiek pod warunkiem, że stosowane są sztywne przewody albo że końcówki przewodów zostały poddane obróbce, np. poprzez wyposażenie ich w końcówki z tulejkami. W takich przypadkach przewód może być wprowadzony bezpośrednio do zacisku bez użycia narzędzi, co oznacza, że daje się go podłączyć jedną ręką.
Aby zweryfikować zakres wzrostu wydajności podczas procesu tworzenia okablowania, firma Eaton połączyła siły z firmą HPS (Hanseatic Power Solutions). HPS projektuje i produkuje rozdzielnice oraz systemy sterowania do zastosowań przemysłowych, budowlanych, morskich i przybrzeżnych. Zestaw testowy składał się z dziesięciu styczników, z których każdy wyposażono w zaciski śrubowe, Cage Clamp i Push-in. Każdy typ stycznika musiał być podłączony do łącznie 100 punktów zaciskowych za pomocą przewodów zaprasowanych o przekrojach od 1 do 2,5 mm². W sześciu testach, z których każdy wykonywany był przez innego pracownika, rejestrowano i uśredniano czas potrzebny do podłączenia kabli.
Wynik: porównanie technologii Push-in z połączeniami śrubowymi wykazało oszczędność czasu o 50%. Nawet w porównaniu z zaciskiem sprężynowym, HPS był w stanie określić oszczędność czasu na 40% dzięki technologii Push-in.
Transport i uruchamianie
Po okablowaniu szafy sterowniczej należy ją dostarczyć do klienta. Podczas transportu komponenty będą narażone na wstrząsy i wibracje. Szczególnie w przypadku połączeń śrubowych często zalecane jest dokręcanie połączeń podczas rozruchu, co generuje znaczny koszt i nakład czasu. Dzięki zaciskom wtykowym Push-in czas rozruchu jest zredukowany do minimum, ponieważ ten rodzaj zacisków wytrzymuje większe siły wyciągania niż konwencjonalne zaciski sprężynowe, a jednocześnie jest bardzo odporny na wstrząsy i wibracje.
Aby to potwierdzić, I²PS, niezależne laboratorium badawcze, przeprowadziło test mający sprawdzić, jak różne technologie połączeń firmy Eaton zachowują się pod wpływem wibracji. Wynik: stała siła sprężyny zacisków wtykowych Push-in zapewnia długotrwałe bezpieczeństwo połączeń, dlatego spełniają one również kryteria wytrzymałości na drgania i wibrację zgodnie z normą IEC 61373/10.2011. Nie ma więc potrzeby późniejszego sprawdzania lub dokręcania śrub połączeń.
Sprawdź ofertę produktów Eaton z serii Push-in
Połączenia bezobsługowe
Aby zapewnić bezpieczną eksploatację przez wiele lat, aparatura łączeniowa i systemy automatyki muszą być regularnie serwisowane, a czas i nakład pracy zależy w dużej mierze od rodzaju zastosowanej techniki przyłączeniowej. Zaciski śrubowe należy regularnie dokręcać, ponieważ siła zacisku zmniejsza się z upływem czasu ze względu na przewodzenie prądu w miedzianym przewodniku. Zaciski śrubowe powinny być częściej sprawdzane, jeśli są narażone na wibracje, które mogą spowodować poluzowanie połączenia, co z kolei zwiększa rezystancję styku, a tym samym ryzyko pożaru. Z drugiej strony, konwencjonalne zaciski sprężynowe i wtykowe Push-in uważane są za bezobsługowe.
Potwierdzona niezawodność
Dodatkowo, Eaton zlecił I²PS przetestowanie niezawodności połączeń elektrycznych zacisków wtykowych Push-in. W tym procesie urządzenie sterujące z zaciskami Push-in było stale narażone na działanie mgły solnej przez kilka dni. Wyniki pokazały, że to ekstremalnie korozyjne środowisko nie spowodowało żadnych znaczących zmian w rezystancji styku. Uzyskano potwierdzenie, że zaciski wtykowe Push-in umożliwiają niezawodne, gazoszczelne połączenie elektryczne nawet w trudnych warunkach.
Ośrodek I²PS zmierzył również wzrost temperatury w zaciskach Push-in i zaciskach śrubowych. Badanie przeprowadzono podczas pracy trójfazowej przy jednoczesnym pomiarze temperatury na zaciskach głównych zabezpieczenia rozrusznika silnikowego. Wykazało ono, że wzrost temperatury w przypadku zacisków wtykowych był taki sam, jak w przypadku zacisków śrubowych, a w niektórych przypadkach nawet niższy.
Trzeci test potwierdził wysokie bezpieczeństwo mechaniczne technologii Push-in. W tym celu zmierzono siły wyciągania zacisków sprężynowych Push-in i konwencjonalnych zacisków sprężynowych. Badanie przeprowadzono na przewodzie o przekroju 1,5 mm² z tulejką, który został podłączony do dwóch zacisków stycznika – jednego wyposażonego w technologię Push-in i jednego wyposażonego w technologię sprężynową. Przewody były poddawane ciągłemu zwiększaniu siły, aż do wyrwania ich z zacisku. Podczas gdy w przypadku konwencjonalnego zacisku sprężynowego przewód można było wyciągnąć z zacisku już przy 56 N, w przypadku zacisku wtykowego Push-in nastąpiło to dopiero przy 173 N. Jest to wartość znacznie powyżej 35 N wymaganych przez normę, co oznacza, że zaciski wtykowe Push-in oferują bezpieczeństwo mechaniczne na wyjątkowo wysokim poziomie. Różnica na korzyść zacisku wtykowego wynika z jego konstrukcji – do pewnej granicy siła zacisku na przewodzie wzrasta proporcjonalnie do siły przyłożonej do przewodu.
Odpowiednie dla użytku międzynarodowego
Technologia Push-in jest zatwierdzona do użytku na całym świecie. Ważne jednak, aby zaciski były dopuszczone do stosowania zgodnie z przeznaczeniem (szczególnie w odniesieniu do zastosowań UL), co obejmuje również zgodność z regulacjami odnośnie odpowiednich przekrojów AWG (American Wire Gauge). Styczniki wymagają specjalnego zatwierdzenia dla niektórych zastosowań, takich jak sterowanie sprężarkami, windami lub systemami grzewczymi.
Jeżeli wyłączniki silnikowe IEC mają być używane w aplikacjach UL, wymagają one aprobaty UL typu E. W tym celu urządzenia muszą mieć zazwczywaj odpowiednie akcesoria, takie jak przegrody, które zapewniają zgodność z przepisami narzucającymi odpowiednie odstępy międzyfazowe wymagane do certyfikacji. Tylko w ten sposób można uniknąć konieczności stosowania dodatkowego zabezpieczenia przeciwzwarciowego. Stosowanie urządzeń z aprobatą UL typu E jest więc podstawowym wymogiem dla europejskich producentów zamierzających oferować jednolite projekty szaf sterowniczych na całym świecie.
Łatwa wymiana urządzeń
Urządzenie osiąga ostatni etap swojego cyklu życia, gdy staje się wadliwe i wymaga wymiany. Kiedy już okazuje się to konieczne, zaciski wtykowe również ujawniają swoje zalety w porównaniu z innymi typami zacisków. Aby wyjąć przewód, wystarczy po prostu otworzyć sprężynę zaciskową poprzez naciśnięcie (zazwyczaj za pomocą wsunięcia zwykłego śrubokręta płaskiego). Ogólnie rzecz biorąc, stosowanie aparatury łączeniowej z zaciskami Push-in znacznie skraca czas przestojów związanych z wymianą uszkodzonych urządzeń w porównaniu z innymi opcjami połączeń.
Zaciski Push-in są coraz popularniejsze
Obecnie istnieje wyraźna tendencja do coraz szerszego stosowania technologii wtykowej. Zalety w postaci oszczędności czasu, obsługi bez użycia narzędzi i niezawodności styków są po prostu zbyt duże, aby je zignorować. Ponadto, elastyczne przewody z końcówkami są coraz częściej stosowane w okablowaniu, co dodatkowo przemawia na korzyść zacisków Push-in. Nie stwierdzono przy tym żadnej drugiej strony medalu – opisywana tu technologia łączenia wykazuje liczne zalety nad innymi rozwiązaniami, a przy tym pozbawiona jest wad, które by ją dyskwalifikowały lub choćby nakazywały rozważyć zasadność jej stosowania. Eaton przewiduje więc, że zaciski wtykowe Push-in zastąpią konwencjonalne zaciski sprężynowe w ciągu kilku lat, przejmując jednocześnie udział w rynku od zacisków śrubowych.