В статье рассматривается эволюция пружинного зажима, изобретённого специалистами фирмы WAGO. На конкретных примерах показаны технические решения, позволившие этой фирме занять и более полувека успешно удерживать лидирующие позиции среди крупнейших производителей клемм для электромонтажа.
До второй половины прошлого века в электромонтаже господствовали винтовые клеммные соединители. Их конструкция постоянно совершенствовалась, однако от некоторых «врождённых» недостатков не удалось избавиться до сих пор. Главный из них — зависимость качества монтажа от квалификации персонала: усилие, с которым следует зажать в клемме проводник, монтажник определяет буквально на ощупь.
С появлением пружинных клемм качество монтажа перестало напрямую зависеть от умения обращаться с отвёрткой. Более того, для работы со многими из этих клемм отвёртка не требуется вовсе.
Уже первая пружинная клемма (рис. 1), запатентованная в 1951 году фирмой WAGO Kontakttechnik GmbH (Германия), позволяла монтировать одножильные провода без помощи инструмента: очищенный от изоляции конец провода просто вставлялся в отверстие в её корпусе. Расположенная внутри корпуса плоская пружина из хромоникелевой (CrNi) стали прижимала проводник к медной токонесущей шине.
Параметры пружины были подобраны таким образом, чтобы сила давления на проводник оставалась оптимальной независимо от его сечения. В результате исключалось влияние «человеческого фактора»: винт, которым можно было бы «недожать» или «пережать» проводник, в конструкции просто отсутствовал.
Такая клемма не требует периодического технического обслуживания: пружина автоматически компенсирует влияние ударов, вибрации и температурных колебаний на качество контакта. Благодаря пластичному оловянно-свинцовому покрытию токонесущей шины (60% Sn, 40% Pb) между ней и проводником образуется газонепроницаемый контакт, обеспечивающий долговременную антикоррозионную защиту.
Конструкция оказалась настолько удачной, что за последовавшие полвека на её основе было разработано множество клеммных соединителей для разных областей применения. На рис. 2 схематично показано устройство некоторых из них.
Условные обозначения: 1 — провод; 2 — пружина; 3 — токонесущая шина.
Пружинный зажим клеммы серии 235 (рис. 2а), на первый взгляд, мало отличается от прототипа 1951 года. Однако в нём реализован принцип, ставший обязательным для всех клемм WAGO: пружина и токонесущая шина выполнены в виде единого узла, благодаря чему прижимное усилие от пружины не передаётся на пластиковые детали корпуса.
Другой пример — клеммы серии 273 (рис. 2б), широко используемые в строительной индустрии многих европейских стран. В основе конструкции общая токонесущая шина, к которой плоскими пружинами могут прижиматься до 8 проводников. Можно использовать медные и алюминиевые проводники в любом сочетании — конструкция клеммы исключает возникновение электрохимической коррозии. При необходимости корпус может быть заполнен контактной пастой, которая в процессе подключения проводника снимает с него окисную плёнку и смазывает, защищая от повторного окисления.
Более технологичным и дешёвым воплощением тех же идей стали клеммы серии 773 (рис. 2в). Часть из них имеет прозрачный корпус для визуального контроля качества соединения. Это не единственное средство контроля — во всех клеммах WAGO имеются тестовые гнезда, защищённые от случайного прикосновения.
Ещё один пример экономичного решения – компактные клеммы серии 243 (рис. 2г). В них токонесущая шина вовсе отсутствует – её функции выполняет сама пружина. Это несколько ухудшает электрические характеристики изделия, но позволяет существенно снизить его стоимость и габариты.
Несмотря на различия в размерах и форме, все плоскопружинные клеммы объединяет чрезвычайная простота использования: для подключения провода достаточно вставить его в соответствующее отверстие в корпусе.
В некоторых клеммах (в частности, в образце 1951 года — рис. 1) имеется рычаг для сжатия пружины. Он облегчает демонтаж, однако извлечь провод можно и проще: достаточно его потянуть, слегка при этом поворачивая. Именно так и следует действовать при работе с показанными на рис. 2 строительными клеммами, не имеющими рычагов. После извлечения провода клемма может быть использована повторно.
Как было сказано, клеммы на основе плоской пружины позволяют без применения инструмента соединять одножильные провода. Для работы с многожильными проводами в 1977 году разработчиками фирмы WAGO был предложен другой зажим — CAGE CLAMP® (рис. 3).
Правда, при этом им пришлось сделать «шаг назад» — фиксация проводника в зажиме производится при помощи отвёртки. Впрочем, используется она нетрадиционным образом: не для закручивания винтов, а в качестве рычага, сжимающего пружину (рис. 4).
Отвёртка вставляется в специально предназначенное для этого отверстие в корпусе клеммы, пружина при этом сжимается, и в ней приоткрывается прямоугольное «окно», в которое вставляется очищенный от изоляции провод. При извлечении отвёртки «окно» закрывается и проводник оказывается плотно прижатым пружиной к поверхности токонесущей шины.
При таком подходе сохраняется основное достоинство пружинного зажима: усилие, с которым фиксируется провод, не зависит от квалификации и добросовестности персонала.
Скорость монтажа при таком использовании отвёртки в несколько раз выше, чем при обычном затягивании винтов, особенно если применить инструмент (отвёрткой его уже не назовешь), показанный на рис. 5.
И всё же идея электромонтажа без отвёртки оставалась настолько привлекательной, что попытки её реализации не прекращались: на протяжении нескольких лет был создан ряд «вариаций» на тему CAGE CLAMP®, в которых, как в плоскопружинном прототипе 1951 года, пружина сжимается голыми руками при помощи различных кнопок и рычагов. Два характерных примера показаны на рис. 6.
Впрочем, из-за малых размеров этих клемм нажимать на рычаги все же удобнее отвёрткой, пинцетом или другим подручным инструментом. Следующие два примера показывают, как можно полностью отказаться от использования инструментов
Экспресс-клемма серии 224 для подключения осветительных приборов (рис. 7) содержит два зажима: плоскопружинный для жёстких одножильных проводов с монтажной стороны (потолок или стенка) и CAGE CLAMP® для подключения многожильных проводов от светильника. Для сжатия пружины достаточно сдавить пальцами корпус клеммы, состоящий из двух подвижно соединённых частей.
Еще один пример — клеммы серии 222 для распределительных коробок (рис. 8). Каждое гнездо клеммы снабжено небольшим рычагом, при помощи которого можно сжать расположенную внутри пружину. В рабочем положении рычаги находятся в специальных пазах, что исключает их случайное перемещение и отсоединение провода. Габариты клеммы невелики, так как в ней применена компактная версия зажима CAGE CLAMP®.
К сожалению, использование рычагов и кнопок не всегда оказывается оправданным: «лишние детали» увеличивают габариты и стоимость клеммы. Поиск более дешёвого решения продолжался, и в 2000 году специалистами WAGO был предложен зажим CAGE CLAMP®S, который совмещает универсальность CAGE CLAMP® с простотой использования плоскопружинного зажима.
Один из примеров использования CAGE CLAMP®S – соединители для строительного электромонтажа WINSTA® (рис. 9).
Основное его отличие от CAGE CLAMP® в том, что «окно» для фиксации проводника выполнено не в пружине, а в токонесущей шине. Кромки окна несколько скошены и образуют подобие воронки или ловителя. В результате клеммы с CAGE CLAMP®S допускают подключение без отвёртки любых жёстких проводников:
одножильных;
многожильных с ультразвуковым уплотнением;
многожильных с наконечниками.
Более наглядно эта особенность конструкции видна на примере другой модификации зажима, используемой c 2003 года в клеммах TOP JOB®S (рис. 10).
Из рисунка также видно, что зажим CAGE CLAMP®S обладает ещё одним достоинством: клеммы на его основе занимают на 30% меньше места, чем аналогичные изделия с «классическим» CAGE CLAMP®.
К сожалению, как видно из таблицы 1, иллюстрирующей возможности пружинных зажимов, при всех достоинствах CAGE CLAMP®S один вопрос остался нерешённым: для подключения тонкопроволочных проводников по-прежнему требуется отвёртка.
Впрочем, и здесь выручают давно опробованные рычаги и кнопки. Например, как это сделано в клеммах серии 862 (рис. 11) и 218 (рис. 12).
Разумеется, отказ от отвёртки не является самоцелью – это лишь один из путей снижения трудоёмкости и повышения качества электромонтажа. Вместе с тем, рассматривая более чем полувековую историю развития пружинного зажима, можно сделать вывод, что фирма WAGO (как, впрочем, и её многочисленные подражатели) считает избавление от «отвёрточной зависимости» весьма перспективным направлением.
За дальнейшим развитием событий в этой области можно следить по материалам, регулярно публикуемым на www.wago.ru, а также www.prosoft.ru. ●
Автор — сотрудник фирмы ПРОСОФТ
Телефон: (812) 325-3790
Факс: (812) 325-3791
E-mail: bel@spb.prosoft.ru
Однофазные источники бесперебойного питания Systeme Electric
Почти все современные сферы промышленности, IT-инфраструктура, а также любые ответственные задачи и проекты предъявляют повышенные требования к питающей сети – электропитание должно быть надёжным, стабилизированным и обеспечивать бесперебойную работу. В данной статье мы рассмотрим решения по однофазному бесперебойному питанию от российской компании Systeme Electric. 28.12.2023 СТА №1/2024 1061 0 0Однопроводный канал телеметрии по PLC
В статье рассматриваются методы реализации однопроводных каналов передачи данных по силовым электросетям в жилых зданиях, загородных и промышленных помещениях. В качестве информационного провода предлагается использовать проводник «нейтраль» электропроводки. Приводятся анализ возможных конфигураций каналов передачи данных этого типа и результаты экспериментальных проверок. Рассматриваются преимущества новых методов по сравнению с традиционными PLC и области возможного применения данной технологии. 28.12.2023 СТА №1/2024 1168 0 0BioSmart Quasar 7 — мал да удал
Компания BIOSMART в пандемийном 2020 году весьма своевременно представила свой первый лицевой терминал Quasar (рис. 1) с диагональю экрана 10 дюймов. Уже в следующем, 2021 году был представлен бесконтактный сканер рисунка вен ладони PALMJET (рис. 2). Ну а в текущем 2023 году компания представила новую уменьшенную модель лицевого терминала Quasar 7 (рис. 3), который смог в компактном корпусе объединить обе передовые технологии бесконтактной биометрической идентификации. 28.12.2023 СТА №1/2024 1088 0 0Открытые сетевые платформы — когда сети и вычисления в одном устройстве
Открытая сетевая платформа (ONP) – это мощное средство для реализации как простых, так и масштабных сетей, а также инструмент, который позволяет в одном высокопроизводительном устройстве реализовать целый вычислительный комплекс, объединяющий внутри себя коммутаторы, маршрутизаторы, межсетевые экраны, а также сам сервер обработки данных. Используя все преимущества данной архитектуры, компания AAEON разработала своё решение, сетевую платформу FWS-8600, на базе высокопроизводительных процессоров Intel Xeon Scalable 2-го поколения. В статье раскрыты детали и особенности ONP, характеристики FWS-8600, а также почему использование процессоров Intel Xeon Scalable 2-го поколения значительно увеличивает потенциал платформы. 28.12.2023 СТА №1/2024 1353 0 0