Mechanické zkoušky řadových svornic

Tato mechanická zkouška definuje připojení běžných vodičů podle údajů o výrobci. Řadové svornice musí být vytvořeny tak, aby mohly být vodiče
dokumentovaného jmenovitého průřezu připojeny s připojovací jmenovitou kapacitou. Výrobce uvádí údaje v metrických (mm²) a angloamerických hodnotách (AWG). Jmenovitý průřez je hodnota maximálního průřezu všech připojitelných vodičů (pružných a jedno- nebo vícedrátových), na kterou se vztahují tepelné, mechanické a elektrické požadavky. Jmenovitá kapacita připojení je rozsah od největšího po nejmenší připojitelný průřez (min. o 2 stupně) a počet připojitelných vodičů, pro které byla řadová svornice konstruována. Při zkoušce se řadové svornice zapojují se jmenovitým průřezem a jmenovitou kapacitou připojení. Alternativně lze jmenovitý průřez prokázat také pomocí měrek (viz obr.). Vodiče nebo měrky musí být možné bez překážky zasunout nebo připojit do otevřeného bodu připojení. Svornice od společnosti Phoenix Contact nabízejí rozměry výrazně překračující požadavky normy pro deklarovaný jmenovitý průřez. Na základě odpovídajících konstrukčních opatření lze u všech řadových svornic systému CLIPLINE complete připojit jmenovité průřezy také s dutinkou vodiče a izolačním límcem.

Elektrické instalace a zařízení musí zaručovat vysoký stupeň bezpečnosti i při servisu, měření nebo zkouškách. Norma BGV A3 předepisuje pro obecné práce v blízkosti aktivních dílů příslušných částí nízkonapěťového zařízení do 1 000 V AC a 1 500 V DC stav bez napětí. Za účelem prevence proti zásahu elektrickým proudem musí být aktivní díly zajištěny zakrytím nebo přehrazením proti přímému dotyku. Řadové svornice od společnosti Phoenix Contact proto nabízí kvalifikovaným elektrikářům a poučeným osobám ochranu proti dotyku v souladu s normou EN 50274. U zkoušek podle normy EN 50274 se zkušební sondy přivádějí z provozního směru ke zkušebnímu objektu. Nesmí se vytvořit elektrický kontakt mezi zkušebními sondami a díly pod napětím. Ochrana proti dotyku prstem se testuje zkušební silou 10 N a ochrana proti dotyku hřbetem ruky při 50 N. Řadové svornice od společnosti Phoenix Contact jsou vytvořeny převážně podle normy DIN EN 50274. Přesnější informace najdete v dokumentaci k produktům.

Odborně propojené řadové svornice musí poskytovat vysokou míru mechanické bezpečnosti. K tomu patří spolehlivé upevnění vodiče. Pro tyto účely se provádějí zkoušky s tuhými a pružnými vodiči nejmenších průřezů, jmenovitých průřezů a maximálních průřezů. Svisle upevněná svornice se zapojí s vodičem. Na konec vodiče se zavěsí zkušební hmotnost odpovídající průřezu. Vodič se vede otvorem umístěným 37,5 mm od středu rotující podložky a 135krát se otočí kolem své osy. V oblasti svornice se nesmí objevit žádná poškození na vodiči. Kontakt musí poté obstát ve zkoušce vytažení vodiče. Řadové svornice od společnosti Phoenix Contact jsou konstruovány tak, aby byl vodič připojen ke svornici šetrně. Vodiče a kontaktní místa tak zůstanou neporušené a budou vykazovat stejné vlastnosti i po opakovaném zapojení.

Zkouška pádu v bubnu je zkouška nárazem, která simuluje v normovaném rotujícím bubnu 50násobný pád zkušebního objektu z výšky 500 mm. Tato zkouška se provádí na jednotlivých řadových svornicích. Nesmí se vyskytnout žádné vady, které by zabránily dalšímu použití svornice. Počítají se všechna poškození, která ovlivňují pevné usazení na nosné liště, a úlomky i trhliny, které nepříznivě ovlivňují izolaci nebo vzdušné vzdálenosti a dráhy plazivých proudů. U řadových svornic od společnosti Phoenix Contact je navíc díky této zkoušce zaručeno pevné usazení namontovaných jednotlivých dílů v pouzdře, na pozadí zčásti dlouhých přepravních tras zabalených řadových svornic až k instalaci.

V praxi mohou během propojení nebo provozu působit na svornice tažné síly. Proto musí odborně propojené řadové svornice nabízet vysokou míru mechanické bezpečnosti. Ke zkoušce zatížení bodu připojení tahem je třeba, aby bod připojení na 60 s odolal určené tažné síle závisející na průřezu. Tento test se provádí v návaznosti na zkoušku ohybem. Přímou posloupnost zkoušek je přitom třeba vidět jako zpřísnění požadavků. Vodič se zatěžuje v bodu připojení tažnou silou. Vodič musí zůstat nepoškozen. Tažná síla AWG se řídí podle zkoušeného průřezu (viz tabulku). Výsledky zkoušky řadových svornic od společnosti Phoenix Contact jsou až 150 % nad požadovanými minimálními hodnotami.

Mechanická pevnost bodu připojení se ověřuje v praktickém pokusu. Body připojení řadových svornic musí být možné propojit ve svorkovém spojení opakovaně bez kvalitativních ztrát. Podle údajů výrobce se svornice pětkrát propojí a zase rozpojí pevnými vodiči jmenovitého průřezu. Spojení probíhá na prostřední z pěti svornic. Před testem a po něm musí svornice projít zkouškou poklesu napětí. Bod připojení musí vydržet opakované zapojování bez patrného poškození. Pokles napětí nesmí před zkouškou překročit hodnotu 3,2 mV. Pokles napětí po zkoušce nesmí překročit 1,5násobek hodnoty naměřené na počátku zkoušky. Řadové svornice od společnosti Phoenix ‍Contact jsou vhodné k opakovanému zapojování bez patrné ztráty kvality. Šířka pásma možného zapojení dosahuje podle technologie připojení až 5 000 cyklů.

Norma IEC 62262 popisuje postup zkoušky při zjištění stupně ochrany (IK hodnota) před mechanickým namáháním. Tento stupeň ochrany se zjišťuje především u pouzder a boxů. Během této zkoušky naráží definovaný nárazový prvek (kladivo) ve svislém směru pětkrát za sebou na různých místech na vodorovně namontovaný zkušební objekt s přesně definovanou energií. Oblast nárazu nárazového prvku má tvar půlkruhu. Nárazové prvky pro různé zkušební úrovně jsou rozděleny do šesti kategorií. Pouzdra konektoru CLIPLINE complete pro konstrukční řadu Push-in COMBI vykazují stupeň ochrany IK5.

Nárazová zkouška používá pro testování a dokumentaci odolnosti svorkového spojení vůči nepravidelně se vyskytujícím rázům (s různou energií). Při simulaci zatížení v železniční dopravě se převezmou zkušební úrovně z normy DIN EN 50155, popř. IEC 61373 (mezinárodní norma pro železniční aplikace). K definici rázu se zadává zrychlení a doba trvání. Podle normy IEC 60068-2-27 jsou předepsány vždy tři kladné a záporné rázy ve všech třech prostorových osách (X, Y, Z). Simulovaná zrychlení dosahují hodnoty 50 m/s² při době trvání rázu 30 ms. Na spojení svornic se nesmí projevit žádné poškození, které by ovlivňovalo další použití. Na zkušebních kusech se sleduje chování kontaktu během zkoušky. Při použití normy pro železniční aplikace není přípustné přerušení kontaktů na dobu delší než 1 µs. Řadové svornice společnosti Phoenix Contact procházejí tímto rázovým zatížením úspěšně, a hodí se proto pro aplikace v prostředí se silnými
otřesy.

V technologii procesů často dochází k rychlým změnám teploty v blízkosti procesních zdrojů tepla a chladu. Na základě této zkoušky se dokládá trvale vysoká kvalita kontaktů v bodech připojení i za rychlého střídání teplot. Pro zkoušku se na upevňovací podklad namontuje pět řadových svornic a zapojí s vodičem o jmenovitém průřezu. Instalace je pomocí dvoukomorového systému vystavena rychlým změnám teplot. Teploty jsou na horní a dolní hranici rozpětí teplot dané řadové svornice. Zpravidla se jedná o teplotní rozsah od −60 °C do +100 °C. Doba prodlevy v klimatizační komoře činí vždy 45 sekund, přičemž změna proběhne během několika málo sekund. Tato změna se provádí ve více něž 100 cyklech. Požadavky jsou splněny, pokud po zkoušce není zjištěno žádné poškození jednotlivých dílů a je zaručeno další použití.

V mnoha instalacích bývají řadové svornice vystaveny vibracím a otřesům. Toto rušení není vždy harmonické, pravidelné, ani nemívá stálou frekvenci. Takové vibrace mohou být vyvolány např. montáží do dopravních prostředků, jako jsou kolejová vozidla. Podobná zatížení se vyskytují ve výrobních strojích nebo těžebních technologiích. První místo v definici zkušební úrovně vibrační zkoušky však zaujímají železniční aplikace. Norma DIN EN 50155 uvádí, že není-li stanoveno jinak, platí požadavky normy EN 61373, kategorie 1, třída B. Z toho vyplývají následující paramety (viz tabulku). K napodobení skutečných vibrací v laboratorních podmínkách se zkušební objekty vystavují širokopásmovým rušivým kmitům. Na řadové svornici a připojeném vodiči tak dochází ke stejnému zrychlení jako v praxi. Aby směs signálů odpovídala realitě, musí být zaručen určitý rozvod zrychlení a amplitudy. Při zkoušce kategorie 1 B se prochází frekvenčním rozsahem 5 Hz až 150 Hz. Efektivní hodnota zrychlení činí až 5,72 m/s². Zkušební objekty se testují ve třech osách (X, Y, Z) každé 5 hodiny. Jako další zátěž k vibracím se elektrický kontakt během zkoušky sleduje z hlediska přerušení. Na řadových svornicích se nesmí během této doby projevit žádné poškození, které by negativně ovlivňovalo jejich další používání. Během zkoušky není navíc přípustné žádné přerušení kontaktů delší než 1 µs. Průchozí odpor se měří před zkouškou a po ní. Odpor musí být ≤ 1,5násobku počáteční hodnoty. Řadové svornice pro všechny technologie připojení od společnosti Phoenix Contact splňují tyto normami stanovené požadavky bez nepřípustného přerušení kontaktu. Proto se hodí především pro náročné aplikace, při kterých musí být zaručena funkce svorkového spojení i během otřesů.

Tato zkouška slouží k prokázání odolnosti vůči vibracím u svorkového spojení při působení trvalých vibrací, které mohou vyvolat např. rotující hmoty. Takové vibrace se vyskytují např. v elektrárenských turbínách a generátorech, ve větrných elektrárnách, u motorů a pohonů. Na zkušební vibrační systém (vibrační stůl) se na zkušební objekt přenáší harmonické sinusové vibrace pro simulaci rovnoměrně vibrujících sil. Zkouška probíhá v každém cyklu ve frekvenčním rozsahu 5 Hz až 150 Hz a poté zpět na 5 Hz. Při tom se do 25 Hz amplituda vychýlení na vibračním stole udržuje na stejné hodnotě. Nad touto hodnotou zůstává zrychlení dílu naopak konstantní. Efektivní hodnota zrychlení činí maximálně 50 m/s². Frekvence se mění rychlostí 1 oktávy za minutu, tzn. každých 60 sekund se frekvence zdvojnásobí nebo sníží o polovinu. Zkušební objekty se testují ve třech osách (X, Y, Z) každé 2 hodiny. Na řadových svornicích se nesmí během této doby projevit žádné poškození, které by negativně ovlivňovalo jejich další používání. Během zkoušky není navíc přípustné žádné přerušení kontaktů (> 1 µs). Průchozí odpor se měří před zkouškou a po ní. Odpor musí být ≤ 1,5násobku počáteční hodnoty. Všechny technologie připojení splňují tyto normami stanovené požadavky bez nepřípustného přerušení kontaktu. Proto se hodí především pro náročné aplikace, při kterých musí být zaručena funkce svorkového spojení i během otřesů.