Elektriske tests De elektriske tests fokuserer hovedsageligt på strømflowet i klemmerne. Der simuleres forskellige scenarier for at teste klemmerne for f.eks. maksimale kortslutningsstrømme og opvarmning ved mærkestrøm. Derudover testes spændingsfaldet for at sikre effektiviteten, og den elektriske isolering testes for elektrisk gennemslag, krybestrækning og isoleringsegenskaber.
Testopsætning til undersøgelse af strømværdien med PP-H-2,5/5-COMBI tilslutningsstikkene som eksempel
Derating-tilslutningsstik (DIN EN 60512-5-2)
Strømværdikurven angiver en komponents strømværdi afhængigt af omgivelsestemperaturen og nabokontakterne. Den påvirkes af kontaktmaterialerne og isolationshuset. Til bestemmelse af strømværdien for stikbare rækkeklemmer vælges generelt en flerpolet enhed, der er serieforbundet med ledere med samme tværsnit. Til en praksisorienteret fastlæggelse af derating-kurver beregnes strømværdien for de stikbare rækkeklemmer ifølge DIN EN 60512‑5‑1. Ved belastning med forskellige strømstyrker måles – efter indstilling af temperaturligevægten – den temperaturforøgelse, der maks. optræder på testemnerne. Under hensyntagen til den øvre temperaturgrænse for isolationsmaterialet (både her og almindeligvis antaget at være 100°C) er resultatet en strømværdikurve, der er afhængig af omgivelsestemperaturen, den såkaldte "basiskurve". I henhold til DIN EN 60512-5-2 oprettes en korrigeret belastningskurve, nemlig strømværdikurven. Efter denne standard er den tilladte belastningsstrøm 0,8 gange den pågældende basisstrøm. Reduktionsfaktoren "tager højde for eksemplarspredninger i tilslutningsstiks kontaktsystem. Desuden tager den højde for usikkerheder ved temperaturmåling og i måleanordningen". For stikbare rækkeklemmer fra Phoenix Contact angives strømværdikurven med 2-, 5-, 10- og 15-polede anordninger.
Temperaturstigningstest
Temperaturstigningstest (IEC 60947-7-1/2 og UL 1059)
En rækkeklemmes opvarmning med elvarme skal holdes så lav som muligt. For at opnå dette skal overgangsmodstanden helst være lav. I denne test dokumenteres opvarmningen ved rumtemperatur under belastning med prøvestrøm.
IEC 60947-7-1/-2
Her monteres fem klemmer horisontalt på en skinne og seriekobles med ledningssløjfer på 1 m eller 2 m med dimensioneringstværsnittet. Rækkeklemmerne belastes med en prøvestrøm, som svarer dimensioneringstværsnittets strømværdi. Opvarmningen påvises på den midterste klemme. Med udgangspunkt i en rumtemperatur på ca. 20 °C er en opvarmning på maks. 45 K (kelvin) tilladt i klemmen. Endelig skal der udføres en spændingsfaldstest på rækkeklemmen.
UL 1059
Proceduren svarer i alt væsentligt til IEC-testen, dog afviger ledningslængderne. Ved brug af UL 1059 monteres tre klemmer horisontalt ved siden af hinanden. Målingen sker ved 25 °C omgivelsestemperatur, hvor en maksimal opvarmning på 30 K (helst målt i nærheden af tilslutningspunktet) er tilladt. Takket være de førsteklasses kontaktmaterialer i Phoenix Contact-rækkeklemmerne har alle tilslutningsteknikker lavere opvarmningsværdier end krævet i de nævnte normer. Kobbermaterialer af høj kvalitet og pålidelige kontaktovergange garanterer lav kontaktmodstand i klemmerne.
Isolationstest med maksimal driftsspænding (IEC 60947-7-1/2 og UL 1059)
Denne elektriske test bruges til dokumentation for krybestrækningers tilstrækkelighed. De tilstrækkelige strækninger mellem potentialerne for to naboklemmer samt mellem rækkeklemme og montageskinne testes ved at tilføre en tilsvarende testspænding. Definition: Mærkeisolationsspænding (Ui) er den effektiv- eller jævnspændingsværdi, som højst må optræde vedvarende ved formålsbestemt anvendelse. Testspændingen holdes over 60 sekunder. Som grundlag gælder den sammenkædning, der fremgår af tabellen.
IEC 60947-7-1/-2
Der må ikke finde overslag eller gennemslag sted under testen. Krybestrømme skal forblive under 100 mA.
UL 1059
Testspænding = 1000 V plus to gange mærkeisolationsspænding Ui. Phoenix Contact-rækkeklemmer med 800 V isolationsmærkespænding består gennemgående isolationstesten med 2.000 V ~.
Testværdier fra isolationstesten
Nedenstående tabel viser testværdierne fra isolationstesten. Her sammenkædes testspændingen med mærkeisolationsspændingen.
Testspænding (effektiv) [V] | |
---|---|
Mærkeisolationsspænding Ui [V] | |
Ui <= 60 | 1000 |
60 < Ui <= 300 | 1500 |
300 < Ui <= 690 | 1890 |
690 < Ui <= 800 | 2000 |
800 < Ui <= 1000 | 2200 |
1000 < Ui <= 1500 |
Høj kontaktsikkerhed, også ved ekstrem overbelastning
Korttidsstrømsikkerhed (IEC 60947-7-1/-2)
Rækkeklemmer skal i praksis også ubeskadiget kunne modstå kortslutningsstrømme, indtil den pågældende beskyttelsesanordning frakobler strømmen. Dette kan tage et par tiendedele af et sekund og forekomme på et niveau, der er flere gange mærkestrømmen. Til testen monteres en rækkeklemme på monteringsfladen og fortrådes med dimensioneringstværsnittets leder. Jordklemmer belastes i tre omgange i 1 sekund med en strømtæthed på 120 A/mm² af dimensioneringstværsnittet. Kravene er opfyldt, hvis der efter testen ikke kan konstateres skader på enkeltdelene og anvendelse fortsat kan finde sted. Før og efter testen skal rækkeklemmen bestå en spændingsfaldstest. Spændingsfaldet må før og efter testen ikke overskride 3,2 mV pr. rækkeklemme og 1,5 gange den værdi, som blev målt før testen. Ved en 240 mm²-stærkstrømsklemme fra Phoenix Contact ledes et prøvestrømstød på 28.800 A gennem klemmen i et sekund uden kvalitetstab.
Krybestrækning
Luft- og krybestrækninger (IEC 60664-1)
Den målbare kontrol af luft- og krybestrækninger påviser tilstrækkelige elektriske isolationsegenskaber med hensyn til
- konstruktionen
- forventet forurening
- forventede omgivelser
Dokumentationen gennemføres mellem to naborækkeklemmer samt mellem strømførende metaldele og monteringsfladen, hvor der tages hensyn til de korteste afstande. På den ene side betragtes luftens isolering som en luftstrækning og på den anden side afstanden langs overfladen som en krybestrækning. Minimumstrækningerne er fastlagt i IEC 60947-1.
For luftstrækningen gælder:
Det er den korteste vej mellem to elektriske potentialer gennem luften. Rækkeklemmens dimensionerings-stødspænding, overspændingskategori og forventede forureningsgrad er afgørende for minimum-luftstrækningens dimensionering. Dimensionerings-stødspændingen er afledt af neutrallederens spænding i forhold til overspændingskategorien. Medmindre andet er dokumenteret, antages overspændingskategori III for rækkeklemmer. Kategorien beskriver materiel i faste installationer og i tilfælde, hvor der stilles særlige krav til pålidelighed og tilgængelighed. Den tilhørende luftstrækning beskrives i tabel 2 (uddrag) i IEC 60664-1. Yderligere specifikationer er her det generelt inhomogene område for anvendelsen og forureningsgrad 3 (ledende forurening forekommer, eller se tabel 2 i IEC 60664-1: En ikke-ledende forurening, der bliver ledende, fordi kondens kan forventes).
For krybestrækningen gælder:
Det er den korteste vej mellem to potentialer langs overfladen af isoleringen. Den effektive værdi af jævn- eller vekselstrømssystemet (leder til leder, leder til jord, leder til neutralleder) er afgørende for bestemmelse af den mindste krybestrækning, se tabeller 3a og 3b i IEC 60664-1. Tabel 4 i IEC 60664-1 viser forholdet mellem spændingens effektive værdi, forureningsgraden (3) og isolationsmaterialegruppen (I.) for rækkeklemmehuset.
Overspændingskategorier
Overspændingskategorier opdelt efter nulleder-lederspænding
Overspændingskategori I | Overspændingskategori II | Overspændingskategori III | Overspændingskategori IV | |
---|---|---|---|---|
Nulleder-lederspænding [V] | ||||
300 | 1500 V | 2500 V | 4000 V | 6000 V |
600 | 2500 V | 4000 V | 6000 V | 8000 V |
1000 | 4000 V | 6000 V | 8000 V | 12000 V |
Forureningsgrad if. betingelse A: Inhomogent felt
I tabellen er forureningsgraden kædet sammen med den nødvendige mærkeimpulsholdespænding. Her gælder forureningsgraden if. betingelse A: Inhomogent felt.
Forureningsgrad 1 | Forureningsgrad 2 | Forureningsgrad 3 | |
---|---|---|---|
Nødvendig mærkeimpulsholdespænding | |||
4000 V | 3,0 mm | 3,0 mm | 3,0 mm |
5000 V | 4,0 mm | 4,0 mm | 4,0 mm |
6000 V | 5,5 mm | 5,5 mm | 5,5 mm |
8000 V | 8,0 mm | 8,0 mm | 8,0 mm |
Isolationsmaterialegruppe for forureningsgrad 3
I tabellen er isolationsmaterialegrupperne for forureningsgrad 3 kædet sammen med spændingens effektivværdi.
Isolationsmaterialegruppe I | Isolationsmaterialegruppe II | Isolationsmaterialegruppe III | |
---|---|---|---|
Effektivværdi af spændingen | |||
500 V | 6,3 mm | 7,1 mm | 8,0 mm |
630 V | 8,0 mm | 9,0 mm | 10,0 mm |
800 V | 10,0 mm | 11,0 mm | 12,5 mm |
1000 V | 12,5 mm | 14,0 mm | 16,0 mm |
Luft- og krybestrækninger (UL 1059)
UL 1059 har en anden tilgang med hensyn til sammenkædningen af luft- og krybestrækninger. Selv om definitionerne for luft- og krybestrækninger fysisk er de samme, gælder her særlige strækningstabeller samt en sammenkædning efter brugsgrupper og spændingsområder. Ved brugsgruppe C handler det i dette tilfælde om standardindstillingen.
Luftstrækninger (UL 1059)
Afstandene for luftstrækninger i inches og mm mellem uisolerede potentialer.
Applikation | Mærkespænding | Luftstrækning (inch) | Luftstrækning (mm) | |
---|---|---|---|---|
USE GROUP | ||||
A | Betjeningselementer, konsoller, serviceudrustning o.l. | 51 V … 150 V | 1/2 | 12.7 |
A | 151 V … 300 V | 3/4 | 19.1 | |
A | 301 V … 600 V | 1 | 25.4 | |
B | Gængse enheder i handelen, inkl. kontor- og elektroniske databehandlingsenheder o.l. | 51 V … 150 V | 1/16 | 1.6 |
B | 151 V … 300 V | 3/32 | 2.4 | |
B | 301 V … 600 V | 3/8 | 9.5 | |
C | Industrielle applikationer uden begrænsninger | 51 V … 150 V | 1/8 | 3.2 |
C | 151 V … 300 V | 1/4 | 6.4 | |
C | 301 V … 600 V | 3/8 | 9.5 | |
D | Industrielle applikationer, materiel med begrænsede effektdata (limited rating) | 151 V … 300 V (10A) | 1/16 | 1.6 |
D | 301 V … 600 V (5A) | 3/16 | 4.8 | |
E | Rækkeklemmer med mærkespænding 601 V - 1500 V | 601 V … 1000 V | 0.55 | 14.0 |
E | 1001 V … 1500 V | 0.70 | 17.8 | |
F | Brug af industrielle enheder med alternativ tilgang til afstande | 51 V … 1500 V | Som fundet ved vurdering | Som fundet ved vurdering |
G | LED-belysning | 51 V … 300 V | 1/16 | 1.6 |
G | 301 V … 600 V | 1/16 - 3/16 | 1.6 - 4.8 |
Krybestrækninger (UL 1059)
Afstandene for krybestrækninger i inches og mm mellem uisolerede potentialer.
Applikation | Mærkespænding | Krybestrækninger (inch) | Krybestrækninger (mm) | |
---|---|---|---|---|
USE GROUP | ||||
A | Betjeningselementer, konsoller, serviceudrustning o.l. | 51 V … 150 V | 3/4 | 19,1 |
A | 151 V … 300 V | 1-1/4 | 31,8 | |
A | 301 V … 600 V | 2 | 50,8 | |
B | Gængse enheder i handelen, inkl. kontor- og elektroniske databehandlingsenheder o.l. | 151 V … 300 V | 1/16 | 1,6 |
B | 51 V … 150 V | 3/32 | 2,4 | |
B | 301 V … 600 V | 1/2 | 12,7 | |
C | Industrielle applikationer uden begrænsninger | 51 V … 150 V | 1/4 | 6,4 |
C | 151 V … 300 V | 3/8 | 9,5 | |
C | 301 V … 600 V | 1/2 | 12,7 | |
D | Industrielle applikationer, materiel med begrænsede effektdata (limited rating) 151 | 151 V … 300 V | 1/8 | 3,2 |
D | 301 V … 600 V | 3/8 | 9,5 | |
E | Rækkeklemmer med mærkespænding 601 V - 1500 V | 601 V ... 1000 V | 0,85 | 21,6 |
E | 1001 V ... 1500 V | 1,20 | 30,5 | |
F | Industrielle enheder, der anvender den alternative tilgang til afstande | 51 V ... 1500 V | Som fundet ved vurdering | Som fundet ved vurdering |
G | LED-belysning | 51 V … 300 V | 1/8 | 3,2 |
G | 301 V … 600 V | 1/8 - 3/8 | 3,2 - 9,5 |
Højspændingslaboratorium
SCCR-rating (NEC og UL 508 A)
Siden april 2006 har det været påkrævet at angive kortslutningssikkerheden for industristyringer ifølge NEC (National Electrical Code). Beregningen af disse SCCR-værdier (Short Circuit Current Rating) kan ske ved hjælp af UL 508 A. I USA skal beregningen være sammenfattende angivet på effektskiltet i alle industritavleanlæg, for alle hovedstrømkredse og for styrespændingsforsyningens fødning. I UL 508 A (tabel SB 4.1) er standardværdierne for ikke-specificerede komponenter anført. For rækkeklemmer angives her en standardværdi på 10 kA. Denne SCCR-værdi beskriver den nominelle kortslutningsstrøm for et anlæg eller en komponent, hvor der angives en isolationsmærkespænding. Dette er den maksimalt tilladte, symmetriske fejlstrøm, der ikke fører til nogen væsentlig skade, der evt. kan forringe brugen eller føre til risikobehæftet håndtering. For et komplet anlæg er SCCR-værdien baseret på den svageste installerede komponent i det tilhørende fordelings- eller forsyningskredsløb. Rækkeklemmerne i CLIPLINE complete-systemet er dokumenteret med 100 kA SCCR i UL-filen XCFR2_ E60425. De hjælper dig med at skabe effektive anlæg med højere vurderede SCCR-værdier.
For kredsløb, hvor installationen af bedre dokumenterede komponenter ikke er mulig, kan hele strømkredsen opgraderes ved at tilslutte en tilsvarende sikringsklemme med stærk strøm. Sikringsklemmerne UK 10,3-CC HESI N muliggør opgradering af SCCR for efterkoblede strømkredse til 200 kA.
Testopsætning: Spændingsfaldstest
Spændingsfaldstest (IEC 61984)
I alle tilslutningspunkter i en rækkeklemme kontakteres afhængigt af tilslutningsteknikken en eller flere ledninger. Strømoverførslen påvirkes kraftigt af den elektriske modstand mellem ledning og strømbjælke. Førsteklasses kontakter frembringer en gastæt forbindelse. Således kan der garanteres en vedvarende og pålidelig forbindelse. Denne elektriske test beregner derfor spændingsfaldet på en rækkeklemme (to tilslutningspunkter), hvorefter der kan drages konklusioner om kontaktmodstanden og kontaktkvaliteten. Rækkeklemmerne fortrådes med dimensioneringstværsnittet. Ved målingerne belastes klemmerne med en testjævnstrøm, som svarer til 0,1 gange strømværdien af dimensioneringstværsnittet. Spændingsfaldet realiseres ved en afstand ≤ 10 mm fra tilslutningspunktets midte (se skitse). Ved en rumtemperatur på ca. +20 °C må spændingsfaldet før og efter testen ikke overskride 3,2 mV og 1,5 gange den værdi, som blev målt i begyndelsen af testen. Phoenix Contact-rækkeklemmer ligger op til 60 % under de normativt krævede grænseværdier.
Spændingsfaldstest
Testværdier for spændingsfaldstest
Strømværdi [A] | Dimensioneringstværsnit AWG | Strømværdi [A] | |
---|---|---|---|
Dimensioneringstværsnit [mm²] | |||
0,2 | 4 | 24 | 4 |
0,5 | 6 | 20 | 8 |
0,75 | 9 | 18 | 10 |
1 | 13,5 | - | - |
1,5 | 17,5 | 16 | 16 |
2,5 | 24 | 14 | 22 |
4 | 32 | 12 | 29 |
6 | 41 | 10 | 38 |
10 | 57 | 8 | 50 |
16 | 76 | 6 | 67 |
35 | 125 | 2 | 121 |
50 | 150 | 0 | 162 |
95 | 232 | 0000 | 217 |
150 | 309 | 00000 | 309 |
240 | 415 | 500 MCM | 415 |
Stikcykler (IEC 61984)
IEC 61984 leverer et komplet testscenarie for tilslutningsstik i effektområdet 50-1.000 V med en strømværdi på op til 500 A. Til dette formål klassificeres og specificeres konstruktive beskyttelsesegenskaber (f.eks. IP-klasse) samt mekaniske og elektriske egenskaber afhængigt af applikationen. Der testes i grupperne A-E (se tabel). En væsentlig erklæring fra testgruppe A er angivelsen af stikcyklusser som en levetidstest. Foretrukne cyklusser for tilslutningsstik uden brydeeffekt (COC) og med brydeeffekt (CBC) er 10, 50, 100, 500, 1.000, 5.000. I testen med brydeeffekten gennemføres tre til fire stikcyklusser i minuttet. Hastigheden er indstillet til 0,8 ± 0,1 m/s. Efter testen skal det sikres, at der ikke er sket skader, der kan forringe den videre brug. Dette inkluderer en visuel inspektion af antikorrosionsbelægningen og en spændingsfaldstest. Rækkeklemmer og stik fra COMBI-serierne i CLIPLINE complete er generelt kvalificerede til 100 stikcyklusser.
Testgruppe B | Testgruppe C | Testgruppe D | Testgruppe E | |
---|---|---|---|---|
Testgruppe A | ||||
Mekaniske tests | Levetidstests | Termiske tests | Klimatiske tests | Kapslingsklasse tests |
En stødspændingsimpuls' tidsmæssige forløb
Stødspændingstest (IEC 60947-7-1/2)
Ved hjælp af en stødspændingstest påvises tilstrækkeligt store luftstrækninger mellem to nabopotentialer. Testen gennemføres fem gange med overspændingen ved hver polaritet afhængigt af mærkeisolationsspændingen. Tidsafstandene ligger her på mindst 1 s. Strækningen mellem naborækkeklemmer eller mellem rækkeklemme og skinne observeres. Utilsigtede overslag må ikke finde sted under testen. Dimensionerings-stødspændinger for rækkeklemmer fra Phoenix Contact ligger på 6 eller 8 kV iht. IEC 60664. Den respektive højde er afledt af mærkespændingen. Klemmernes dokumenterede driftsspændinger afprøves dermed effektivt med hensyn til deres driftssikre anvendelse. Kategori III i overspændingskategori 4 repræsenterer standardindstillingen.
Stødspændingstabel
Kategori III i overspændingskategori 4 repræsenterer standardindstillingen.
Strømforsyningens mærkespænding (net) iht. IEC 60038 - 1-faset [V] | Spænding leder til neutralleder afledt af mærkeveksel- eller mærkejævnspænding til og med inkl. [V] | Dimensionerings-stødspænding [V] | |
---|---|---|---|
Strømforsyningens mærkespænding (net) iht. IEC 60038 - 3-faset | |||
- | 120-240 | 50 | 800 |
- | 120-240 | 100 | 1500 |
- | 120-240 | 150 | 2500 |
230/400 | 277/480 | 120-240 | 300 | 4000 |
400/690 | 120-240 | 600 | 6000 |
1000 | 120-240 | 1000 | 8000 |