Клеммы WAGO: соединил и забыл

Электроника до сих пор остается в первую очередь «наукой о контактах»: с 90%-й вероятностью в любой неисправности электронного блока виновато отсутствие контакта в нужном месте или его наличие в ненужном. Именно поэтому опытные инженеры выбирают клеммы и разъемы иногда даже с большей тщательностью, чем другие компоненты. Наборы требований к клеммным соединителям в разных областях применения могут значительно различаться, однако на первом месте всегда будет стоять надежность электрического соединения. Очень часто требуется обеспечивать гарантированные параметры соединения в течение длительного времени, в условиях воздействия вибраций или агрессивных сред. Существуют немаловажные требования, например, к прочности электрической изоляции, пожаробезопасности, теплоустойчивости. Являясь на первый взгляд достаточно простым компонентом, клеммные соединители представляют собой результаты многих лет работы специалистов в различных областях науки и технологий.

Каков выбор?

Если на первое место ставить качество и техниче­ские характеристики клемм, выбор становится до­статочно ограничен. Всевозможные дешевые реше­ния юго-восточных и польских «скороспелых» про­изводителей не выдерживают никакой критики с точки зрения надежности, стабильности и элект­рических параметров. Остаются проверенные «мон­стры клеммостроения», в число которых входит и немецкая фирма WAGO Kontakttechnick Gmbh. Кроме знаменитого немецкого качества, главной чертой клемм WAGO является отсутствие в них тра­диционного винтового зажима. Остальные особен­ности конструкции этого соединителя будут рассмо­трены далее, а пока отметим главные преимущества данной технологии:

1. Оптимизированное пропорционально сечению зажимное усилие без повреждения проводника;
2. Газонепроницаемое соединение в месте контакта;
3. Высокая виброустойчивость и ударопрочность;
4. Многократная экономия времени при монтаже;
5. Независимость качества контакта от квалифика­ции обслуживающего персонала;
6. Отсутствие необходимости последующего техни­ческого обслуживания.

CAGE CLAMP: как она устроена

Принцип соединения проводников в клеммах WAGO показан на рис. 1 и основан на прижимании проводника к токонесущей шине посредством пружины специальной формы. Пружина изготавливает­ся из хромоникелевой (CrNi) стали, которая позво­ляет получить достаточно высокое усилие зажима. Оно автоматически изменяется в соответствии с се­чением проводника. Иными словами, в клемме, рассчитанной на работу с проводниками с сечением 0,2-1б мм2, можно зажимать проводники, сечение которых различается на порядок, не опасаясь повреждения тонких и недожима или вы­скальзывания толстых проводников. Токоне­сущая шина изготавливается из электролитной меди. Этот материал обладает оптимальной электропроводностью, химической устойчивостью и инертностью к коррозионному растрескиванию. Поверхность шины допол­нительно защищается оловянно-свинцовым покрытием, одновременно обеспечивающим газонепроницаемость переходного контакта специальной формы. Под действием высоко­го удельного поверхностного давления в точ­ке контакта в зажиме CAGE CLAMP выпуклая поверхность проводника вдавливается в мяг­кий оловянно-свинцовый слой в контактной зоне. Это также обеспечивает долговремен­ную коррозионную защиту.

Рис. 1. Принцип соединения

Итак, чего лишается потребитель, применяя клеммы WAGO?

1. Недожима или пережима проводника, час­то происходящего с винтовыми клеммами.
2.Ослабления вплоть до исчезновения кон­такта вследствие отворачивания винтового зажима под воздействием вибраций.
3. Необходимости раз в полгода проводить регламентные работы по обслуживанию клеммных соединителей.

На рис. 2 показана технология подключе­ния проводника к типичной клемме WAGO на основе пружины CAGE CLAMP. Все, что необ­ходимо сделать для подключения проводни­ка, это:

1. Вставить отвертку в технологическое от­верстие для отжатия пружины.
2. Вставить проводник в клемму.
3. Вынуть отвертку, после чего пружина авто­матически зажмет проводник.

Рис. 2. Технология подключения проводника к клемме WAGO

Сравнив эти простые действия с подключе­нием провода к традиционной винтовой клемме, можно легко увидеть, откуда берется экономия времени при монтаже и почему об­служивающий персонал не должен иметь специальных навыков для работы с клемма­ми WAGO.

Необходимо заметить, что успешной разра­ботке конструкции пружины Cage Clamp пред­шествовали 9(!) лет поисков и экспериментов инженеров фирмы WAGO. Между прочим, ста­нок-автомат для производства только одно­го типа пружин Cage Clamp стоит около $500 тыс. Это и называется «ноу-хау», кото­рое невозможно украсть или быстро повто­рить. Сразу после прекращения действия не­сколько лет назад патента на клеммы такого типа они появились у всех основных их про­изводителей. Однако к совершенству и раз­нообразию клемм WAGO путь им предстоит неблизкий.

Основные типы клемм WAGO

Мир клемм WAGO огромен, достаточно ска­зать, что полный каталог продукции этой фирмы насчитывает около 700 страниц. Од­нако, чтобы на качественном уровне разо­браться с основными типами и назначением клемм WAGO, объема журнальной статьи впол­не достаточно. Все клеммы WAGO разделены на две большие группы по типу применяемой пружины.
Первая группа — клеммы на основе пло­скопружинного зажима (рис. 3). Этот тип является оптимальным для одножильных проводников диаметром от 0,5 до 4 мм2 и наи­более часто применяется в телефонии, строи­тельном электромонтаже и системах охраны зданий.

Рис. 3.Пример клеммы на основе плоскопружинного зажима

Вторая группа — клеммы на основе зажи­ма CAGE CLAMP (рис. 4). Этот тип идеально подходит как для одножильных, так и для многожильных проводников. Особо следует отметить, что концевые втулки/наконечники для проводников при использовании CAGE CLAMP не являются необходимым условием высококачественного соединения.

Рис. 4. Пример клеммы на основе пружины CAGE CLAMP

В этом го­ду у WAGO появилась еще одна разновид­ность клемм — FIT-CLAMP (рис. 5), в основе которой лежит врезной контакт. Для работы с FIT-CLAMP не требуется предварительная зачистка проводника от изоляции, что еще сильнее упрощает и ускоряет монтажные ра­боты.

Рис. 5. Клеммы на основе FIT-CLAMP

По способу установки в оборудование клеммы WAGO разделяются на следующие группы:

1. Для установки на несущие шины типа DIN 35 (рис. б).

Рис. 6.Установка клемм на несущие шины DIN 35

2. Для установки на монтажные панели (рис. 7).

Рис. 7.Установка клемм на монтажные панели

3. Для монтажа на печатных платах (рис. 8).

Рис. 8. Клеммы для печатных плат

Для всех трех групп производится большое количество вспомогательных аксессуаров, включая средства маркировки (рис. 9),

Рис. 9. Система маркировки для клемм WAGO

все­возможные замыкатели, тестовые щупы, ин­струмент для обрезки/зачистки проводников (рис. 10) и т. п.

Инструмент WAGO для резки медных и алюминиевых проводников размером Инструмент WAGO для резки медных и алюминиевых проводников размером Рис. 10. Инструмент WAGO для резки медных и алюминиевых проводников размером до 35 мм2 (бокорезы) до 35 мм2 (бокорезы)

Для полноты картины стоит привести некоторые максимальные технические параметры клемм WAGO:
1. Гарантируемый максимальный пропускаемый ток - 232 А
2. Гарантируемое максимальное напряжение -1000 В
3. Максимальное сечение проводника - 95 мм2
4. Допустимое пиковое напряжение - 8 кВ

По материалам статьи Андрея Кузнецова "Клеммы WAGO: соединил и забыл"