Клеммы WAGO: устройство, применение, преимущества использования
Электротехнику иногда шутя называют «наукой о контактах» - согласно статистике, порядка 90% неисправностей в электроустановках приходится на контактные соединения – либо они прерываются (и ток не проходит), либо наоборот – появляются так, где их не должно быть (в этом случае нарушается требуемое движение тока).
При аварийных режимах в электрических сетях обрыв в первую очередь происходит в месте, где соединяется несколько проводников (проводов), обрыв в самом проводе – явление довольно редкое. Вызвано это, прежде всего, переходным сопротивлением, возникающим в месте спайки (соединения) нескольких проводов. Простая зависимость – чем лучше спайка (соединение), тем лучше контакт, тем меньше в этом месте переходное сопротивление, лучше проводимость и надежнее в целом электрическая цепь. Именно поэтому подбору разъемов и клемм придается большое значение, ведь они должны удовлетворять целому набору требований таких как: длительность эксплуатации, виброустойчивость, пожаробезопасность, электрическая изоляция, теплоустойчивость, а также отвечать параметрам (напряжение, сила тока) электросистемы.
Именно поэтому разработке и совершенствованию клеммных зажимов и разъемов уделяется не меньше внимания, чем остальной элементной базе. Идеи компании WAGO, заложенные в создании пружинных клемм в 1951 году, остаются фактически неизменными, совершенствуется только их техническое исполнение.
Историческая справка
Компания WAGO (полное название - WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG) основана Генрихом Нагелем и Фридрихом Гохорстом в 1951, сразу после того, как инженерами был запатентован пружинный зажим – первый, в котором полностью отказались от получения контакта за счет винтового соединения.
Проводники соединялись за счет сжатия силой пружины. В 1977 году компания патентует соединение CAGE CLAMP – пружинная технология, которая на многие годы опредила фактически стандарт для коммутации проводников. Сегодня WAGO – это компания с 4700 служащими, её производственные мощности расположены в Германии, США, Китае, Индии, Швейцарии и Польше, головной офис – Минден (Вестфалия). Сегодня линейка клеммников WAGO – это более 10 тысяч позиций, позволяющих решить любую электротехническую задачу.
Продукция WAGO:
- инсталляционные клеммы – классический вариант для проведения надежного и долговечного электропроводного монтажа. Разновидности – строительные клеммы, для монтажа на на DIN-рейку (допустимыое сечение проводника от 0,08 до 95 мм2), для установки на плоскую поверхность и печатные платы
- модульные штекеры и разъемы – для печатных плат, с возможностью кодировки, допустимый ток – 25А. Шлейф коммутируется при помощи двойного зажима, обеспечивают гарантированную защиту от ошибочного подключения
- интерфейсные модули – разделение на уровне функционирования и электромонтажа.
Клеммы WAGO: устройство и материалы
Клеммы на основе CAGE CLAMP – это плоско-пружинный зажим, изготовленный из пружинной СгNi-стали, создающей запрограммированное высокое усилие. Это усилие приводится автоматически в соответствие с используемым сечением проводника и на которое не влияет, насколько качественно проведена персоналом подготовка проводника к коммутации. CAGE CLAMP давит всей своей площадью на всю поверхность проводника, обеспечивая большую контактную площадь и не повреждая при этом сам провод. Именно высокая концентрация зажимной силы по всей контактной поверхности гарантирует низкое переходное сопротивление. Сама несущая рейка изготавливается из электролитной меди, имеющей мягкую луженную поверхность.
Высокое значение поверхностного удельного давления, приходящегося на точку контакта зажима CAGE CLAMP, позволяет уложить и прочно зафиксировать поверхность проводника в мягком свинцово-оловянном слое в оптимальном месте контактной зоны. С одной стороны, это делает подобный зажим виброустойчивым, с другой – обеспечивает надежную и качественную защиту от коррозионного воздействия места контакта.
Для производства токопроводящих элементов в клеммах WAGO, имеющих зажим CAGE CLAMP, применяется электролитная пружинно-твердая медь. Стандартным покрытием токопроводящих элементов в продукции WAGO выступает свинцово-оловянное покрытие (состоящее из свинца (40%) и олова (60%)), что обеспечивает долговременную стабильную коррозионную защиту.
В клеммниках WAGO для зажимной пружины используется тщательно проверенные, высококачественные сплавы аустенитной хромникелиевой стали, имеющей высокий предел прочности на растяжение. За более чем полувековую история эксплуатации клемм WAGO не было выявлено случаев появления контактной коррозии при взаимодействии пружинной хром-никелевой стали и прочих контактных материалов, в том числе – с коммутируемыми медными проводниками.
В качестве материала для изоляции в клеммниках WAGO преимущественно используется полиамид. Это коррозионнонейтральный материал, тяжело воспламеняемый и обладающий свойствами к самопогашению. Его верхний предел для кратковременного температурного воздействия равен 170 °С (клеммы типа 1) и 200 °С (тип 2). Для всех клеммников нижний температурный эксплуатационный предел приходится на -35 °С.
Клеммники WAGO: преимущества использования
Популярность и востребованность клемм WAGO вызвана тем, что по сравнению с другими методами коммутации (винтовой зажим или традиционная скрутка – кстати, в последней редакции правил устройства электроустановок (ПУЭ) такой метод коммутации вообще запрещен) они имеют ряд несомненных достоинств:
- простота монтажа – не надо проводить спайку проводов, а значит – не требуется дополнительное оборудование и материалы (паяльник, канифоль, припой). Достаточно очистить от изоляции часть (10-15 мм длиной) проводника и провести коммутацию
оптимальный усилие – при винтовом зажиме всегда остается опасность недожать (плохой контакт) или пережать (разрушается проводник) провод. В зажимах WAGO пружинная клемма адаптирует усилие под сечение проводника, обеспечивая оптимальное прижимание без разрушения проводника- надежная изоляция – устройство клеммника не требует проведения дополнительных операций по обеспечению изоляции, например, обматывания изолентой
- надежный контакт – со временем проводимость не ухудшается, исключены разогрев и короткие замыкания в точке контакта
- возможность безопасного и долговременного соединения медных и алюминиевых проводов – очень важный момент, ведь большинство домов советского периода постройки в качестве основной проводки имеет алюминиевый кабель, к которому приходится присоединять, например, люстры, с медными токоведущими проводами. Обыкновенная скрутка из таких проводов продержится недолго. Причина – особые свойства, характерные для этих металлов. Медь более пассивный металл, чем алюминий. Именно поэтому оксидная пленка быстрее появляется на поверхности алюминия, чем меди.
В отличие от «чистого» (исходного) алюминия, электропроводность оксида гораздо хуже, контакт ухудшается, переходное сопротивление увеличивается – соответственно, контакт начнет интенсивно нагреваться, риск возгорания резко возрастает. Это явление – электрохимическая несовместимость металлов, особенно опасно при попадании на скрутку влаги – она провоцирует процесс гидролиза, разрушающий контакт и превращающий соединение в потенциально опасный источник возгорания.
При контакте алюминия с медью первый разрушается быстрее – в процессе ежедневного нагревания/остывания в проводнике образовываются раковины и трещины, под влиянием влаги на поверхности контакта образуются соли и оксиды, начинает разрушаться изоляция, возникает токопроводящая копоть. Все это со временем приводит к полному разрушению контакта и пожару. Если «сухой», надежно изолированный контакт может разрушаться медленно, постепенно, годами, то во влажной среде (повышенной влажности) такой контакт может спровоцировать возгорание даже при небольших токах в течение нескольких недель. Клеммники WAGO позволяют коммутировать разнометаллические проводники (смешанный электромонтаж), не опасаясь их электрохимической несовместимости
- возможность надежной коммутации одножильного с многожильным проводом
- каждый проводник в клемме имеет свое отдельное собственное клеммное место
- скорость монтажа – особенно ощутима экономия времени, когда необходимо произвести подключение большого количества проводников
- возможность перекоммуникации – спайка и скрутка по своей сути – практически неразъемные соединения, в то время как клеммы WAGO позволят быстро и легко рассоединить провода при необходимости изменить схему или подключить еще одно устройство или дополнительную цепь
- разъемные клеммы позволяют провести измерения параметров цепи, не разрушая соединения
- клеммники WAGO отличаются большой ударопрочностью и виброустойчивостью
В дальнейшем соединения на основе не требуют ухода и специального обслуживания. Немаловажный факт – качество получаемого соединения практически не зависит от уровня профессионализма, аккуратности и подготовленности электромонтажника. Для использования в домашних условиях клеммников WAGO потребуется минимальный уровень знать по электротехнике. В отличие от «серой» китайской продукции, все фирменные изделия от WAGO прошли необходимые испытания и имеют соответствующие сертификаты от органов энергонадзора и стандартизации.
Монтаж при помощи клеммников WAGO
Для проведения коммутации проводов с использованием клеммы WAGO надо выполнить несколько простых операций:
соединяемые провода очистить от изоляции на 1 см- подняв вверх флажок-зажим, открыть клемму
- вставить в клемму провод, продвинув его до упора
- зажать в клемме провод, опустив в исходное положение флажок-зажим
Зажимы более дешевой серии – 733 служат для одноразового соединения проводников. Процесс коммутации аналогичен – необходимо зачистить провода и вставить их до упора. Но поскольку рычажок отсутствует, то фиксация происходит при помощи внутреннего замка – он «закусывает» провод и не дает ему выдвинуться обратно. Провод можно вынуть обратно, если приложить значительное усилие, прокручивая при этом проводник. В дальнейшем такой зажим не используется – при извлечении провода фиксирующий контакт деформируется.
Коммутация монолитных (одножильных) проводов. Для соединения подобных проводов рекомендуются клеммники серии 773, которые выпускаются с вариантами коммутации 2-8 проводов. Допустимое напряжение – до 400 В, ток – до 20А. Наличие на контактах защитной смазки позволяет коммутировать алюминиевые провода, при этом предварительно необходимо отчистить их контактную часть от оксида алюминия. Перед соединением концы проводов очищают от изоляции на 10-12 мм и с легким усилием просто вставляют в клеммник.
Соединение проводов с многопроволочными жилами.
Для коммутации проводников с многопроволочной жилой используют клеммники 222 серии (впрочем, можно использовать и для соединения монолитных жил). Они имеют оранжевые рычажки, которые в приподнятом состоянии отжимают пружинный зажим. Клеммы данной серии могут коммутировать 2, 3 или одновременно 5 проводов с максимальным сечением жилы до 2,5 мм2. Максимально допустимый ток – 24А. После зачистки (10 мм), провод вставляется в вводное отверстие, которое открывается за счет поднятия оранжевого рычажка.
Люстровые зажимы (клеммники для светильников).
Для подключения светильников или люстр часто приходится коммутировать монолитные (жесткие) провода квартирной разводки с гибкими проводами люстры (светильника). В большинстве случаев в комплект светильника входит винтовой зажим, но практика показывает, что воспользоваться им довольно проблематично. Завести жесткий провод квартирной разводки в клемму, удерживая его там, зажать отверткой проводник прижимным винтом клеммы. При этом операции зачастую приходится проводить одной рукой – вторая придерживает в этот момент люстру. По известному закону подлости, чем тяжелее люстра, тем тяжелее попасть проводом в отверстие и тем хуже закручивается винт. Клемники WAGO позволяют решить проблему коммутации гибких и жестких проводов просто. С одной стороны клеммы для гибких проводов есть отверстия с отжимаемым контактом, с другой – самозажимаемые контакты для подсоединения монолитного проводника.
