Ensayos mecánicos
Los ensayos mecánicos se utilizan principalmente para probar partes activas de las bornas para carril, así como la carcasa aislante. Los ensayos se centran en una capacidad de conexión segura y la resistencia de las bornas para carril frente al movimiento y la extracción de los conductores. Asimismo, se comprueban la resistencia mecánica de las bornas y la influencia de las condiciones ambientales. Mediante estos ensayos le podemos garantizar los máximos estándares de calidad en lo relativo a las propiedades mecánicas. En esta página encontrará diversos ensayos mecánicos del ámbito de las bornas para carril. Para tener una buena y rápida visión general, a continuación se enumeran, una debajo de otra, los ensayos y las normas explicados en esta página.
Capacidad de conexión (IEC 60947-7-1/-2)
El ensayo mecánico define la conexión de conductores convencionales según indicaciones del fabricante. Las bornas para carril tienen que estar construidas de forma que puedan conectarse los conductores
de la sección transversal de dimensionamiento documentada y con la capacidad de conexión de dimensionamiento. Las especificaciones las documenta el fabricante en valores métricos (mm²), así como en valores angloamericanos (AWG). Sección transversal de dimensionamiento significa: valor de la sección transversal más grande posible de todos los conductores conectables (flexibles y unifilares o multifilares), a la cual se refieren determinados requisitos térmicos, mecánicos y eléctricos. Capacidad de conexión de dimensionamiento significa: campo de la sección transversal conectable de la más grande a la más pequeña, (reducida como mínimo 2 niveles), así como el número de los conductores conectables para los que se construyó la borna para carril. Durante el ensayo, las bornas para carril se conectan a la sección transversal de dimensionamiento y la capacidad de conexión de dimensionamiento. Como alternativa, la sección transversal de dimensionamiento también puede comprobarse con calibres. (véase fig.) Los conductores o los calibres deben poderse introducir y/o conectar sin dificultad en el punto de embornaje abierto. Las bornas de Phoenix Contact presentan dimensiones considerablemente superiores a las dimensiones de la normativa para la sección transversal de dimensionamiento comprobada. Debido a las medidas constructivas correspondientes, en todas las bornas para carril del sistema CLIPLINE complete las secciones transversales de dimensionamiento también pueden conectarse con puntera y collar aislante.
Tabla: Capacidad de conexión
Tabla de selección del calibre adecuado
Forma | Diámetro "a" | Forma | Diámetro "a" | |
---|---|---|---|---|
Conductor | ||||
1,5 mm² | A1 | 2,4 mm | B1 | 1,9 mm² |
2,5 mm² | A2 | 2,8 mm | B2 | 2,4 mm² |
4 mm² | A4 | 3,6 mm | B4 | 3,5 mm² |
6 mm² | A5 | 4,3 mm | B5 | 4,4 mm² |
10 mm² | A6 | 5,4 mm | B6 | 5,3 mm² |
16 mm² | A7 | 7,1 mm | B7 | 6,9 mm² |
35 mm² | A9 | 10,2 mm | B9 | 10,0 mm² |
50 mm² | A10 | 12,3 mm | B10 | 12,0 mm² |
70 mm² | A11 | 14,2 mm | B11 | 14,0 mm² |
95 mm² | A12 | 16,2 mm | B12 | 16,0 mm² |
150 mm² | A14 | 22,2 mm | B14 | 20,0 mm² |
240 mm² | A16 | 26,5 mm | B16 | 26,0 mm² |
Protección contra contactos accidentales (IEC 60529)
Las instalaciones y los equipos eléctricos deben brindar un elevado grado de seguridad, incluso en caso de servicio o para tareas de medición y ensayo. Para trabajos generales cerca de piezas activas, el reglamento BGV A3 prescribe un estado sin tensión de las partes de la instalación de baja tensión afectadas de hasta 1000 V AC y 1500 V DC. Para evitar una descarga eléctrica, las piezas activas se deben asegurar cubriéndolas o separándolas para evitar un contacto directo. Por ello, las bornas para carril de Phoenix Contact ofrecen a los técnicos electricistas y a los instructores una protección contra contactos accidentales acorde con la norma EN 50274. En las pruebas según EN 50274, se guían las sondas de prueba en la pieza de ensayo desde la dirección de mando. No debe producirse contacto eléctrico entre las sondas de prueba y las partes activas. La protección frente al contacto de los dedos se comprueba con una fuerza de prueba de 10 N y la protección contra contacto del dorso de la mano con 50 N. Las bornas para carril de Phoenix Contact están diseñadas principalmente según la norma DIN EN 50274. Para obtener información más detallada, consulte la documentación del producto.
Ensayo de flexión: Flexion Test (IEC 60947-7-1/-2)
Las bornas para carril cableadas de manera profesional deben ofrecer un alto grado de seguridad mecánica. Esto incluye una sujeción fiable del conductor. Para ello, se realizan ensayos con hilos rígidos y flexibles de la sección más pequeña, de la sección transversal de dimensionamiento y de la sección máxima. Una borna sujeta verticalmente se conecta con un conductor. En el extremo del conductor se suspende un peso de prueba correspondiente a la sección. El conductor se introduce en una abertura situada a 37,5 mm de la mitad de una arandela de rotación y se somete a un movimiento alrededor del eje propio 135 veces. Como resultado, no debe producirse ningún daño en la zona de sujeción del conductor. A continuación, el contacto debe superar un ensayo de extracción del conductor. Las bornas para carril de Phoenix Contact están construidas de forma que el conductor establece el contacto en la zona de sujeción de forma cuidadosa. De esta manera, el conductor y el punto de contacto permanecen intactos y siguen mostrando las mismas características después de una sujeción múltiple.
Parámetros del ensayo de flexión
Tabla para determinar los parámetros de ensayo.
AWG | Distancia H | Carga | |
---|---|---|---|
Sección | |||
0,2 mm² | 24 | 260 mm | 0,3 kg |
4 mm² | 12 | 279 mm | 0,9 kg |
240 mm² | 500 | 464 mm | 20,0 kg |
Prueba de caída libre (IEC 60068-2-32)
La prueba de caída libre es un ensayo de impacto que simula 50 caídas de una pieza de ensayo desde una altura de 500 mm en un tambor giratorio normalizado. Este ensayo se realiza en bornas para carril individuales. Al hacerlo, no deben producirse defectos que afecten al uso posterior de la borna. Esto incluye cualquier daño que influya en el firme asiento del carril DIN, así como astillamientos y roturas que afecten al aislamiento o a las líneas de fuga y distancias de aislamiento de aire. En las bornas para carril de Phoenix Contact, esta prueba garantiza además el firme asiento de las diferentes piezas montadas en la carcasa, con el trasfondo de las distancias de transporte a veces largas de las bornas para carril incluidas hasta la instalación.
Asiento firme de las bornas para carril (IEC 60947-7-1/-2)
Además del contacto fiable del conductor, la borna para carril debe poder absorber fuerzas por sí misma. Para comprobar el asiento firme, se monta una borna para carril sobre un carril DIN normalizado conforme a las indicaciones del fabricante. A continuación, se sujetan varillas de acero de 150 mm de longitud en los puntos de embornaje. Se aplican fuerzas de tracción y presión, según la sección transversal, sobre los puntos de embornaje y el bloqueo de la borna a través de un recorrido de palanca de 100 mm. La borna para carril no debe soltarse del carril DIN. Aparte de eso, no deben producirse daños inadmisibles en la carcasa. Gracias al diseño constructivo de las bornas para carril de Phoenix Contact, está garantizado el asiento firme y fiable en diferentes sistemas de carril DIN.
Sección (AWG) | Sección (N) | Sección de la varilla de acero (mm) | |
---|---|---|---|
Sección (mm²) | |||
0,75 | 18 | 1 | 1,0 |
1 | - | 1 | 1,0 |
1,5 | 16 | 1 | 1,0 |
2,5 | 14 | 1 | 1,0 |
4 | 12 | 1 | 1,0 |
6 | 10 | 5 | 2,8 |
10 | 8 | 5 | 2,8 |
35 | 2 | 10 | 5,7 |
50 | 0 | 10 | 5,7 |
240 | 500 kcmil | 20 | 20,5 |
Ensayo de extracción de conductores (IEC 60947-7-1/-2)
En la práctica, pueden actuar fuerzas de tracción sobre el punto de embornaje durante el cableado o durante el funcionamiento. Por este motivo, las bornas para carril cableadas de manera profesional deben ofrecer un alto grado de seguridad mecánica. Para el ensayo de la resistencia a la tracción de un punto de embornaje, este debe resistir una fuerza de tracción determinada según la sección transversal durante más de 60 s. Este ensayo se realiza después del ensayo de flexión. La sucesión directa del ensayo debe considerarse como un aumento de los requisitos. El conductor se carga en el punto de embornaje mediante la fuerza de tracción. El conductor debe mantenerse sin daños. La fuerza de tracción AWG se rige por la sección a comprobar (véase la tabla). Los resultados del ensayo para bornas para carril de Phoenix Contact se encuentran hasta un 150 % por encima de los valores mínimos exigidos.
Fuerzas de extracción de conductores
Fuerzas de extracción de conductores según IEC 60999/EN 60999/VDE 0609-1
AWG | Fuerza de tracción | |
---|---|---|
Sección | ||
0,2 mm² | 24 | 10 N |
4 mm² | 12 | 60 N |
300 mm² | 600 | 578 N |
Resistencia mecánica (IEC 60947-7-1/-2)
La resistencia mecánica del punto de embornaje se comprueba con un ensayo práctico. Para ello, los puntos de embornaje de las bornas para carril deben poder conectarse de forma múltiple, sin pérdidas en la conexión de apriete. Por tanto, una borna se conecta y desconecta cinco veces con conductores rígidos de la sección transversal de dimensionamiento según indicaciones del fabricante. Las conexiones se realizan en la borna central de un bloque de cinco. Antes y después de la prueba, las bornas deben superar un ensayo de caída de tensión. El punto de embornaje debe superar la reconexión sin mostrar daños visibles. Antes del ensayo, la caída de tensión no debe superar los 3,2 mV. Después del ensayo, la caída de tensión no debe superar 1,5 veces el valor medido al inicio del ensayo. Las bornas para carril de Phoenix Contact son apropiadas para la conexión múltiple sin pérdidas reconocibles de calidad. El ancho de banda de las posibles conexiones alcanza, según la tecnología de conexión, hasta 5000 ciclos.
Ensayo de impactos (código IK) (IEC 62262)
La norma IEC 62262 describe un método de ensayo para determinar el índice de protección (código IK) frente a la tensión mecánica. Este índice de protección se determina principalmente en relación con carcasas y cajas. En el ensayo, un elemento de impacto definido (martillo) cae en vertical, cinco veces seguidas y con una energía determinada, en diferentes puntos de la pieza de ensayo montada en horizontal. La zona de impacto del elemento de impacto es semicircular. Los elementos de impacto para los diferentes grados de intensidad se dividen en seis categorías. Las carcasas del conector CLIPLINE complete de la serie push-in COMBI tienen un índice de protección IK5.
Valores IK y datos asociados
La tabla ofrece un resumen de los valores IK y los correspondientes datos del ensayo de impactos.
Peso | Diámetro | Material | Altura de caída | |
---|---|---|---|---|
Categoría | ||||
IK01...IK05 | 0,2 kg | 10 mm | Poliamida | 200 mm |
IK06 | 0,5 kg | 10 mm | Poliamida | 200 mm |
IK07 | 0,5 kg | 25 mm | Acero | 400 mm |
IK08 | 1,7 kg | 25 mm | Acero | 295 mm |
IK09 | 5,0 kg | 25 mm | Acero | 200 mm |
IK10 | 5,0 kg | 25 mm | Acero | 400 mm |
Relación entre el código IK y la energía de trabajo
La tabla muestra la relación entre el código IK y la energía de trabajo. La relación entre el valor IK00 y la energía de trabajo no está protegida según la norma existente.
Energía de trabajo en joules | |
---|---|
Código IK | |
IK00 | - |
IK01 | 0,15 |
IK02 | 0,2 |
IK03 | 0,35 |
IK04 | 0,5 |
IK05 | 0,7 |
IK06 | 1 |
IK07 | 2 |
IK08 | 5 |
IK09 | 10 |
IK10 | 20 |
Ensayo de choque (IEC 60068-2-27)
El ensayo de choque se utiliza para comprobar y documentar la resistencia de una conexión de apriete frente a choques que se producen de modo irregular con distinto contenido energético. Para simular la carga en el transporte ferroviario, se recurre a grados de intensidad de la norma DIN EN 50155 y/o de la norma DIN EN 61373 (norma europea para aplicaciones ferroviarias). Para la definición del choque se fijan la aceleración y la duración. Según IEC 60068-2-27, en cada uno de los tres ejes espaciales (x, y, z) están prescritos tres choques positivos y negativos respectivamente. Las aceleraciones simuladas alcanzan los 50 m/s² en una duración de choque de 30 ms. En la conexión de apriete no puede producirse ningún daño que afecte a su uso posterior. En las piezas de ensayo, se monitoriza el comportamiento de contacto durante el ensayo. Según la norma ferroviaria, no se admite ninguna interrupción de contacto > 1 µs. Las bornas para carril de Phoenix Contact soportan esta carga de choque, por lo que también son adecuadas para aplicaciones con
fuertes sacudidas.
Ensayo de choque de temperatura (DIN EN 60352 T4)
En la ingeniería de procesos a menudo se producen cambios de temperatura bruscos cerca de fuentes de calor y frío relacionadas con el proceso. Mediante este ensayo, se comprueba la calidad elevada y constante de contacto de los puntos de embornaje, incluso con cambios de temperatura bruscos. Para el ensayo, se montan cinco bornas para carril sobre el soporte de fijación y se conectan a un conductor de la sección transversal de dimensionamiento. La construcción se expone a un cambio brusco de temperatura en un proceso de dos cámaras. Las temperaturas se encuentran en los límites superiores e inferiores de temperatura de la borna para carril. Generalmente, es un rango de temperatura de -60 °C a +100 °C. El tiempo de cada permanencia en la cámara climatizada es de 45 minutos; el cambio sucede en un lapso de pocos segundos. Este cambio se realiza a lo largo de 100 ciclos. Los requisitos se cumplen si, después del ensayo, no aparecen daños en las piezas sueltas y si el uso posterior sigue estando garantizado.
Ensayo de vibraciones señal de ruido (IEC 60068-2-64)
En numerosas aplicaciones, las bornas para carril están expuestas a vibraciones y sacudidas. Estas interferencias no siempre son armónicas, regulares o de frecuencia constante. Estas vibraciones pueden deberse, por ejemplo, al montaje en medios de transporte, como vehículos ferroviarios. Estas cargas también se presentan en máquinas de producción o en tecnología minera. Las aplicaciones ferroviarias están a la cabeza en la definición del grado de intensidad de los ensayos de vibraciones. La norma DIN EN 50155 establece que, a menos que se especifique lo contrario, rigen los requisitos de la norma EN 61373, categoría 1, clase B. De ellos resultan los siguientes parámetros (véase la tabla). Para la imitación basada en la práctica de la carga por sacudidas, las piezas de ensayo se exponen a oscilaciones de banda ancha en forma de ruido. De esta manera, aparecen aceleraciones análogas a las reales en la borna para carril y en el conductor conectado. Para que la mezcla de señales sea real, debe garantizarse una determinada distribución de aceleraciones y amplitudes. Para la prueba de la categoría 1 B se pasa por un rango de frecuencia de 5 Hz a 150 Hz. El valor efectivo de la aceleración asciende a 5,72 m/s². Las piezas de ensayo se examinan en los tres ejes (X, Y, Z) durante 5 horas respectivamente. Además de las sacudidas, durante el ensayo se supervisa si el contacto eléctrico se interrumpe. Entre tanto, en las bornas para carril no deben producirse daños que afecten a su uso posterior. Adicionalmente, no se permiten interrupciones de contacto de > 1 µs durante el ensayo. La resistencia de contacto se mide antes y después del ensayo. La resistencia debe ser ≤ 1,5 veces el valor inicial. Las bornas para carril de todas las tecnologías de conexión de Phoenix Contact cumplen este requisito estándar sin interrupciones de contacto no permitidas. Por ello, también son idóneas para aplicaciones exigentes en las que debe garantizarse un funcionamiento seguro de la conexión de apriete, incluso bajo el efecto de vibraciones.
Tabla: Valor efectivo de la aceleración en relación al eje
La tabla muestra el valor efectivo de la aceleración en relación a la categoría y al eje.
Orientación | Valor efectivo (m/s²) | |
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Categoría | ||
1B - carrocería del vehículo | vertical | 5,72 |
1B - carrocería del vehículo | transversal | 2,55 |
1B - carrocería del vehículo | longitudinal | 3,96 |
1B - bogie | vertical | 30,6 |
1B - bogie | transversal | 26,6 |
1B - bogie | longitudinal | 14,2 |
Ensayo de vibraciones sinusoidal (IEC 60068-2-6)
Este ensayo sirve para comprobar la resistencia a las vibraciones de una conexión de apriete bajo la influencia de vibraciones constantes, por ejemplo, como las que pueden producir masas en rotación. Este tipo de vibraciones se producen, por ejemplo, en turbinas y generadores de centrales eléctricas, en aerogeneradores y en motores o accionamientos. En el sistema de ensayo de vibraciones (mesa vibratoria), se transmiten vibraciones armónicas y sinusoidales a la pieza de ensayo para simular fuerzas uniformes y oscilantes. En cada ciclo, el ensayo pasa por una gama de frecuencias de 5 Hz a 150 Hz y luego vuelve a 5 Hz, manteniendo hasta 25 Hz la misma amplitud de desviación en la mesa vibratoria. Por encima de este valor, sin embargo, la aceleración del componente se mantiene constante. El valor efectivo de la aceleración es de máximo 50 m/s². La frecuencia cambia con una octava por minuto, es decir, cada 60 s la frecuencia se duplica o se reduce a la mitad. Las piezas de ensayo se examinan en los tres ejes (X, Y, Z) durante 2 horas respectivamente. Entre tanto, en las bornas para carril no deben producirse daños que afecten a su uso posterior. Adicionalmente, no se permiten interrupciones de contacto (>1 µs) durante el ensayo. La resistencia de contacto se mide antes y después del ensayo. La resistencia debe ser ≤ 1,5 veces el valor inicial. Todas las tecnologías de conexión cumplen este requisito estándar sin interrupciones de contacto no permitidas. Por ello, también son idóneas para aplicaciones exigentes en las que debe garantizarse un funcionamiento seguro de la conexión de apriete, incluso bajo el efecto de vibraciones.