ЖУРНАЛ СТА №2/2023

В строительном электромонтаже, си- стемах промышленной автоматиза- ции, коммутационном оборудовании и шкафах управления в большинстве случаев используются медные одно- жильные, многожильные или тонко- проволочные проводники различного поперечного сечения (рис. 3). Как пра- вило, проводники изготавливаются из меди по причине её малого электри- ческого сопротивления (меньше толь- ко у серебра) и высокой коррозионной стойкости. Технология пружинного соединения позволяет подключать проводники лю- бого типа после снятия изоляции и из- бегать при этом расслаивания и дефор- мации многожильных проводников, что особенно актуально при необходи- мости их многократного повторного подключения. Применение специ- альных кабельных обжимных нако- нечников (рис. 4) также предотвраща- ет расслаивание и защищает провод- ник от коррозии в агрессивных газо- вых средах или в условиях морского соляного тумана, впрочем, чаще всего в такого рода защитных мерах нет необходимости. Механическая конструкция пружинных клемм Все современные пружинные клем- мы для проводников сечением от 0,08 до 95 мм² состоят из трёх основных ча- стей – изолирующего корпуса, токове- дущей шины и зажимной пружины. На рис. 5 хорошо видна конструкция 4-проводной клеммы с клеточной на- тяжной пружиной с фронтальным подключением проводников, установ- ленная на стандартном 35-мм DIN-рель- се, её токоведущая шина и пружины, образующие автономный независи- мый контактный блок, который не передаёт усилие пружин на пластико- вый изолирующий корпус клеммы и может быть извлечён из последнего целиком. Открытая сторона клеммы примы- кает к изолированной стороне сосед- ней клеммы или закрывается изоли- рующей торцевой пластиной. Усилие пружины и давление в зоне контакта Всем известно физическое явление, описываемое законом Гука, согласно которому сила упругости пружины пропорциональна величине её дефор- мации. В пружинных зажимах она называ- ется усилием сжатия или контактным усилием, и она же качественно харак- теризует клеммное соединение. Важный параметр – давление в зо- не контакта, или сила, приходящаяся на единицу площади. Если усилие сжатия – величина постоянная, то чем меньше площадь контакта, тем больше давление в зоне контакта. Усилие извлечения и усилие удержания проводника Рассмотрим физику работы наиболее популярного зажима с клеточной на- тяжной пружиной. Усилие извлече- ния и усилие удержания проводника в клемме не являются первоочеред- ными для обеспечения качественного электрического контакта, но это важ- нейший критерий правильного мон- тажа соединения, поэтому их мини- мально необходимые значения регла- ментированы стандартами (например, IEC 60999-1). Усилие извлечения проводника – это сила, которая должна быть приложена для извлечения проводника из закры- того зажима клеммы. Соответственно, усилие удержания проводника равно по величине и противоположно по на- правлению усилию извлечения про- водника, в результате чего проводник остаётся неподвижным. В отличие от упомянутых сил, дей- ствующих вдоль оси проводника, прижимное усилие пружины действу- ет в перпендикулярном направлении (рис. 6). Кромка зажимной пружины оказывает дополнительное давление на проводник в направлении под неко- торым углом к нему. Таким образом, при попытке извлечь проводник уве- личивается прижимное усилие пружи- ны, а вместе с ним усилие извлечения проводника из клеммы, но при этом повреждение проводника не происхо- дит до тех пор, пока усилие извлечения не превысит прочность на разрыв са- мого проводника, и он не разорвется. Давление в зоне контакта: N мм 2 ⎡ ⎣⎢ ⎤ ⎦⎥ = Площадь Сила мм N 2 [ ] ⎡⎣ ⎤⎦ . СТА 2/2023 34 www.cta.ru ОБ ЗОРЫ Прижимное усилие пружины Усилие удержания проводника Усилие извлечения проводника Прихват Проводник Клеточный зажим Рис. 6. Действующие в пружинном соединении усилия Рис. 3. Основные типы проводников Рис. 4. Подготовка многожильных и тонкопроволочных проводников к подключению: обжимной наконечник – опрессовка – лужение Рис. 5. Конструкция 4-проводной клеммы заземления на основе зажима с клеточной натяжной пружиной Одножильный Многожильный Тонкопроволочный Зажимная пружина Токоведущая шина Изолирующий корпус Тонкопроволочный проводник с концевой втулкой Тонкопроволочный проводник с опрессованными жилами Тонкопроволочный проводник с покрытием оловом (лужение)