Przepusty linii prądowych do urządzeń elektrycznych i elektronicznych

Rys. 1. Złącze typu PC 35 potrafi przenieść 125 A bezpośrednio na PCB

Wybór właściwego przepustu nie zawsze jest łatwy. Na rynku dostępna jest szeroka gama takich elementów, a producent urządzenia musi wiedzieć, co konkretnie będzie potrzebne już na początku etapu projektowania. Istotny jest sposób przyłączania przewodu, jego przekrój czy inne specyficzne wymagania techniczne i środowiskowe.

Jeśli szukane są rozwiązania dla dużych prądów i dużych przekrojów przewodów, okazuje się, że dostawcy niewiele mają w swojej ofercie. Dlatego niektórzy producenci w wyniku zaistniałej konieczności zaprojektowali własne rozwiązania. Niemniej jednak taka opcja prowadzi często w ślepy zaułek.

Problemy występują szybko i najczęściej związane są z właściwą ochroną przed bezpośrednim dotykiem elementów pod napięciem czy odpowiednim izolowaniem potencjału od obudowy. Kolejnym problemem dla producentów urządzeń jest uzyskanie odpowiednich certyfikatów. Jeśli urządzenie przeznaczone jest do użytku ogólnoświatowego, wymagane są certyfikaty IEC 61800-5-1 i UL 1059.

Przez brak odpowiednich certyfikatów wielu producentów nowych urządzeń niestety zamknęło sobie zagraniczne rynki zbytu. Dlatego firma Phoenix Contact oferuje i rozwija szeroką gamę przepustów (terminali) przyłączeniowych dla różnych aplikacji, łącznie z elementami zdolnymi do przenoszenia dużych prądów.

Asortyment zawiera zarówno rozwiązania rozłączne, jak i terminale dla stałego przyłączenia przewodów. Systemy rozłączne zapewniają szybką wymianę, sprawiając, że urządzenie staje się łatwo serwisowalne. Dodatkowo przewody przyłączeniowe mogą zostać przygotowane przed zainstalowaniem urządzenia. Prostsze terminale do stałego przyłączenia przewodów są za to rozwiązaniem bardziej ekonomicznym.

Terminale przepustowe dla stałych połączeń

Przepusty tego typu znajdują się w ofercie Phoenix Contact od ponad trzech dekad. Obecnie firma oferuje szeroki asortyment przepustów w nowoczesnym i kompaktowym wykonaniu. Producent urządzenia ma możliwość wyboru systemu przyłącza przewodu: szybki system Push-In, standardowe przyłącze śrubowe lub śrubę do końcówki oczkowej (rys. 2).

Zakres możliwych do użycia przekrojów kabla zawiera się w granicach od 0,2 do 150 mm², a obciążalność prądowa sięga 309 A. Elementy te dostępne są w wersji standardowej i uszczelnianej, pozwalającej na zalanie wnętrza urządzenia żywicą po przyłączeniu terminalu od wnętrza obudowy. Przyłączanie przewodu z zewnątrz można realizować pionowo lub poziomo, w zależności od wybranej wersji.

Zakres produktów zapewnia różnorodność opcji gwarantującej oszczędność miejsca w każdej możliwej aplikacji. To oznacza, że projektant może swobodnie wybrać interesujący go system przyłącza, kierunek odejścia przewodu czy przekrój używanego przewodu. Przepusty instalowane są poprzez zatrzaśnięcie ich w przygotowanych wcześniej wycięciach obudowy, bez konieczności używania narzędzi.

Dostępne są także dodatkowe opcje mocujące, dla spodziewanych większych obciążeń mechanicznych - nakrętki/śruby lub otwory pod nity od wewnątrz urządzenia. Jeśli wewnątrz brak jest wystarczającej ilości miejsca, na bokach bloku można zamocować akcesoryjne uchwyty, za pomocą których element może być ustabilizowany od zewnątrz.

Terminale do połączeń stałych w wykonaniu pojedynczym mają wypusty umożliwiające łączenie ich w bloki. Elementy bez wypustów pozwalają na gładkie zakończenie zestawu. Terminale mają deklarację CE oraz pozytywnie przeszły certyfikację UL dla grupy C do 600 V przy prądzie 309 A. Zgodnie z normą IEC 60947-7-1 mogą być używane do napięcia 1000 V przy 309 A. Dzięki temu mogą być używane na całym świecie.

Systemy przepustów rozłącznych

Rys. 2. Projektanci mają możliwość wybrania spośród przyłącza sprężynowego Push-In, standardowej śruby lub kołka do końcówek oczkowych

Przepusty rozłączne składają się z gniazda oraz elementu wtykowego. Gniazda dostępne są w wersji do bezpośredniego przylutowania do PCB lub z przyłączem przewodu od wnętrza urządzenia. W tym systemie dostępne są złącza o przekroju od 0,2 do 35 mm² i maksymalnej obciążalności prądowej wynoszącej 125 A (rys. 1).

Elementy dostępne są z konwencjonalnym przyłączem śrubowym lub szybkim przyłączem sprężynowym. Gniazda mogą zostać osadzone w obudowie przy wykorzystaniu śrub lub zatrzasków niewymagających używania narzędzi. W celu spełnienia wymagań ochrony przed zaburzeniami elektromagnetycznymi dostępne są wersje EMC.

Złącza w takim wykonaniu mają metalowe elementy, które zrównują potencjał ekranu kabla z potencjałem obudowy urządzenia lub odpowiednim punktem styku z PCB. System wtyków odwróconych stosowany jest natomiast tam, gdzie zależy na wyprowadzeniu dużego napięcia z urządzenia przy zachowaniu bezpieczeństwa przed bezpośrednim dotykiem elementów pod napięciem.

Wszystkie wtyki przeznaczone do prądu powyżej 16 A mają zintegrowaną sprężynującą klatkę (wykonaną ze stali nierdzewnej) dociskającą styki po wpięciu do gniazda, co gwarantuje pewność połączenia. Dzięki temu nie korodują, a rezystancja styku jest stała nawet w warunkach dużych wahań temperatury czy przy wibracjach.

Niezależnie od tego, siły wymagane do podłączania/rozłączania pozostają na tyle nieduże, że korzystanie z systemu jest bardzo wygodne. Za pomocą dostępnych krzywych redukcyjnych można łatwo określić, który typ złącza jest najbardziej odpowiedni do danej aplikacji. Wykres pokazuje prostą zależność maksymalnego prądu przy zadanej temperaturze otoczenia, od liczby biegunów w złączu i przekroju użytego przewodu.

System rozłączny także ma dopuszczenie UL dla 600 V oraz IEC dla 1000 V. Nowy sposób blokowania wtyku w gnieździe typu PC5 nie tyko jest bardziej ekonomiczny, szybszy i kompaktowy, ale także znacząco zwiększa bezpieczeństwo aplikacji.

Blokada tego typu pozytywnie przeszła certyfikację VDE zgodnie z normą DIN EN 50155. Użycie właściwego elementu sprawia, że urządzenie staje się odporne na wibracje, dzięki czemu można je z powodzeniem stosować np. w kolejnictwie.

Właściwe rozwiązanie dla każdej aplikacji

Wybór właściwego rozwiązania o opracowywanej aplikacji nie odnosi się wyłącznie do przekroju planowanego przewodu i maksymalnego prądu. Terminale przyłączeniowe należy rozważać także w pełnym zakresie: rozmiaru, sposobu przyłączenia przewodów oraz posiadanych certyfikatów.

Janina Goltermann
Piotr Andrzejewski
Phoenix Contact
www.phoenixcontact.pl