Essais électriques pour les blocs de jonction

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Capacité de charge de courte durée d'un bloc de jonction à vis

Essais électriques

Les tests électriques se réfèrent principalement à la circulation du courant dans le bloc de jonction. À cette fin, divers scénarios sont imités dans lesquels les blocs de jonction sont testés pour les courants de court-circuit max. admissibles ou pour l'échauffement à l'intensité nominale. Pour s'assurer de l'efficacité des blocs de jonction, la chute de tension est testée. Pour assurer une isolation électrique suffisante, les claquages, les lignes de fuite et les propriétés d'isolement des blocs de jonction sont également testés.
Sur cette page, vous trouverez différents tests électriques sur le thème des blocs de jonction.

Montage d'essai pour déterminer le courant admissible

Montage d'essai pour déterminer le courant admissible à l'aide de l'exemple des connecteurs COMBI PP-H-2,5/5

Déclassement connecteurs (DIN EN 60512-5-2)

La courbe de capacité de charge représente le courant admissible d'un composant en fonction de la température ambiante et des contacts adjacents. Elle est influencée par les matériaux de contact et les boîtiers isolants. Pour déterminer le courant admissible des blocs de jonction enfichables, on fait le choix de montages à plusieurs pôles montés en série avec des conducteurs de même section. Le courant admissible des blocs de jonction selon DIN EN 60512-5-1 est déterminée pour définir, d'une manière orientée vers la pratique, les courbes de capacité de charge. L'augmentation de température maximale observée sur les échantillons de test est mesurée sous charge avec différentes intensités après avoir réglé l'équilibre thermique. Compte tenu du seuil supérieur de la température limite de l'isolant s (ici et en règle générale supposé à 100 °C) dans ce cas, on obtient une courbe de capacité de charge dépendante de la température ambiante (la « courbe de base »). Selon la norme DIN EN 60512‑5‑2, une courbe de capacité de charge admissible corrigée est créée. Conformément à cette norme, le courant de charge autorisé est de 0,8 fois le courant de base. Le facteur de réduction « tient compte des dispersions type dans le système de contact des connecteurs. Il continue d'exister des incertitudes dans la mesure des températures et dans le dispositif de mesure. » Des courbes de capacité de charge avec des dispositions à 2, 5, 10 et 15 pôles sont spécifiées pour les blocs de jonction enfichables de Phoenix Contact.

Essai d'échauffement sur un bloc de jonction

Essai d'échauffement

Essai d'échauffement (CEI 60947-7-1/2 et UL 1059)

L'échauffement d'un bloc de jonction par chauffage électrique doit rester aussi réduit que possible. Pour cela, la résistance de contact doit être la plus faible possible. Cet essai documente l'échauffement à température ambiante sous l'influence du courant d'essai.

CEI 60947-7-1/-2
Pour cela, cinq blocs de jonction sont montés à l'horizontale sur un profilé et raccordés en série à l'aide de boucles conductrices de 1 ou 2 m de long de la section nominale. Un courant d'essai à hauteur du courant admissible de la section de référence est appliqué aux blocs de jonction. L'échauffement du bloc de jonction central est documenté. En supposant une température ambiante de +20 °C, l'échauffement maximal admissible du bloc de jonction est de 45 K (kelvin). De plus, le bloc de jonction doit encore subir un essai de chute de tension.

UL 1059
Le déroulement correspond essentiellement à l'essai selon CEI, seules les longueurs des conducteurs varient. Selon la norme UL 1059, trois blocs de jonction sont montés juxtaposés à l'horizontale. La mesure est effectuée à une température ambiante de 25 °C, un échauffement maximal de 30 K (mesure effectuée au plus près du point de connexion) étant alors admissible. Grâce aux matériaux de qualité des blocs de jonction de Phoenix Contact, toutes les technologies de raccordement offrent des valeurs d'échauffement inférieures à celles exigées par les normes mentionnées. Des matériaux en cuivre de haute qualité et des transitions de contact fiables garantissent de faibles résistances de contact dans les blocs de jonction.

Essai d'isolement avec tension alternative maximale de fonctionnement (CEI 60947-7-1/2 et UL 1059)

Cet essai électrique permet d'apporter la preuve de lignes de fuite suffisantes. La suffisance des lignes entre les potentiels de deux blocs de jonction juxtaposés et entre bloc de jonction et profilé est testée en appliquant une tension d'essai correspondante. Définition : la tension assignée d'isolement (Ui) est la valeur de tension efficace ou continue maximale pouvant être appliquée durablement pour un usage conforme. La tension d'essai est appliquée pendant 60 secondes. La base est l'affectation conformément au tableau.

CEI 60947-7-1/-2
Aucune décharge ni aucun claquage ne doivent intervenir pendant l'essai. Les courants superficiels doivent rester inférieurs à 100 mA.

UL 1059
Tension d'essai = 1 000 V + 2 x tension assignée d'isolement Ui. Les blocs de jonction de Phoenix Contact avec tension assignée d'isolement de 800 V supportent de façon continue l'essai d'isolement avec 2 000 V~.

Valeurs de l'essai d'isolement

Le tableau suivant indique les valeurs de l'essai d'isolement. Ici, la tension d'essai est affectée à la tension assignée d'isolement.

Tension d'essai (effective) [V]

Tension assignée d'isolement Ui [V]
Ui <= 60 1 000
60 < Ui <= 300 1 500
300 < Ui <= 690 1 890
690 < Ui <= 800 2 000
800 < Ui <= 1000 2 200
1000 < Ui <= 1500
Contrôle de la capacité de charge de courte durée d'un bloc de jonction Push-in

Sécurité de contact maximale, même en cas de surcharge extrême

Capacité de charge de courte durée (CEI 60947-7-1/-2)

Dans la pratique, les blocs de jonction doivent également supporter sans dommage des courants de court-circuit jusqu'à ce que l'équipement de protection coupe le courant. Cela peut prendre quelques dixièmes de seconde et se produire à hauteur de plusieurs fois le courant nominal. Pour cet essai, un bloc de jonction est monté sur un support de fixation et câblé avec un conducteur de la section nominale. Les blocs de jonction à conducteur de protection sont soumis en trois traversées à une densité de courant de 120 A/mm² de la section nominale pendant une seconde. Les exigences sont satisfaites lorsqu'après l'essai, les pièces ne sont pas endommagées et peuvent être encore utilisées. Avant et après l'essai, le bloc de jonction doit subir un essai de chute de tension. Dans ce cadre, la chute de tension avant et après l'essai ne doit pas dépasser 3,2 mV par bloc de jonction et 1,5 fois la valeur mesurée avant l'essai. Pour les blocs de jonction de puissance de 240 mm² de Phoenix Contact, une impulsion de courant d'essai de 28 800 A peut être subie pendant une seconde sans perte de qualité.

Ligne de fuite à l'aide d'un schéma

Ligne de fuite

Distances dans l'air et lignes de fuite (CEI 60664-1)

Le contrôle des distances dans l'air et lignes de fuite requiert des propriétés d'isolement électrique suffisantes

  • Étude
  • Pollution attendue
  • Conditions ambiantes prévues

L'essai est réalisé sur deux blocs de jonction adjacents, entre les éléments métalliques conducteurs et le support de fixation, en observant les écarts les plus réduits possible. D'une part, l'isolement de l'air est considéré comme la distance dans l'air et, d'autre part, la distance le long de la surface du matériel est considérée comme la ligne de fuite. La norme CEI 60947-1 définit les lignes minimales.

Ce qui suit s'applique à la distance dans l'air :
Il s'agit du chemin le plus court entre deux potentiels électriques à travers l'air. La tension de choc assignée, la catégorie de surtension du bloc de jonction et le degré de pollution attendu sont déterminants pour le calcul de la distance minimale dans l'air. La tension de choc assignée est dérivée de la tension du conducteur de neutre en fonction de la catégorie de surtension. Sauf indication contraire, la catégorie de surtension III, s'applique aux blocs de jonction. Cette catégorie décrit les équipements des installations fixes. mais également répondant à des exigences particulières en matière de la fiabilité et de la disponibilité des équipements. La distance dans l'air associée est décrite dans le tableau 2 (extrait) de la norme CEI 60664-1. D'autres spécifications sont le champ généralement inhomogène pour l'application et le degré de pollution 3 (une pollution conductrice se produit ou voir tableau 2 de la norme CEI 60664-1 : une pollution non conductrice qui devient conductrice parce qu'il faut s'attendre à de la condensation).

Les dispositions suivantes s'appliquent à la ligne de fuite :
Il s'agit de la distance la plus courte entre deux potentiels le long de la surface de l'isolement. La valeur efficace du système de tension continue ou alternative (conducteur à conducteur, conducteur à la terre, conducteur au neutre) détermine la ligne de fuite minimale, voir les tableaux 3a et 3b de la CEI 60664-1. Le tableau 4 de la CEI 60664-1 montre la relation entre la valeur efficace de la tension, le degré de pollution (3) et le groupe d'isolants (I.) du boîtier de bloc de jonction.

Catégories de surtension

Catégories de surtension attribuées à la tension respective du conducteur de neutre

Catégorie de surtension I

Catégorie de surtension II

Catégorie de surtension III

Catégorie de surtension IV

Tension du conducteur de neutre [V]
300 1 500 V 2 500 V 4 000 V 6 000 V
600 2 500 V 4 000 V 6 000 V 8 000 V
1 000 4 000 V 6 000 V 8 000 V 12 000 V

Degré de pollution selon la condition A : champ inhomogène

Dans le tableau, le degré de pollution est associé à la tension de tenue aux chocs requise. Le degré de pollution appliqué est selon la condition A : champ inhomogène.

Degré de pollution 1

Degré de pollution 2

Degré de pollution 3

Tension de tenue aux chocs nécessaire
4 000 V 3,0 mm 3,0 mm 3,0 mm
5 000 V 4,0 mm 4,0 mm 4,0 mm
6 000 V 5,5 mm 5,5 mm 5,5 mm
8 000 V 8,0 mm 8,0 mm 8,0 mm

Groupes d'isolants du degré de pollution 3

Dans le tableau, les groupes d'isolants du degré de pollution 3 sont affectés à la valeur efficace de la tension.

Groupe d'isolants I

Groupe d'isolants II

Groupe d'isolants III

Valeur efficace de la tension
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
1 000 V 12,5 mm 14,0 mm 16,0 mm

Distances dans l'air et lignes de fuite (UL 1059)

La norme UL 1059 adopte une approche différente pour l'affectation des distances dans l'air et lignes de fuite. Bien que les définitions de la distance dans l'air et de la ligne de fuite soient physiquement les mêmes, des tableaux de distance distincts s'appliquent ici ainsi qu'une affectation en fonction des groupes d'utilisation et des plages de tension. Dans ce cas, le groupe d'utilisation C est le paramètre par défaut.

Distances dans l'air (UL 1059)

Distances dans l'air en pouces et millimètres entre les potentiels non isolés.

Application

Tension nominale

Distance dans l'air (pouces)

Distance dans l'air (mm)

USE GROUP
A Contrôles, consoles, équipements de service, etc. 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 Appareils usuels, y compris ordinateurs de bureau et autres appareils électroniques de traitement des données, etc. 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 Applications industrielles sans restrictions 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 Applications industrielles, équipement avec caractéristiques de puissance limitées (valeurs nominales limitées) 151 V … 300 V (10A) 1/16 1,6
D 301 V … 600 V (5A) 3/16 4,8
E Blocs de jonction avec tension nominale 601 V-1 500 V 601 V … 1 000 V 0,55 14,0
E 1 001 V … 1 500 V 0,70 17,8
F Utilisation d'équipements industriels avec une approche alternative des distances 51 V … 1 500 V Comme déterminé par l'évaluation Comme déterminé par l'évaluation
G Éclairage LED 51 V … 300 V 1/16 1,6
G 301 V … 600 V 1/16 - 3/16 1,6-4,8

Lignes de fuite (UL 1059)

Distances des lignes de fuite en pouces et millimètres entre les potentiels non isolés.

Application

Tension nominale

Lignes de fuite (pouces)

Lignes de fuite (mm)

USE GROUP
A Contrôles, consoles, équipements de service, etc. 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 Appareils usuels, y compris ordinateurs de bureau et autres appareils électroniques de traitement des données, etc. 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 Applications industrielles sans restrictions 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 Applications industrielles, équipement avec caractéristiques de puissance limitées (valeurs nominales limitées) 151 151 V … 300 V 1/8 3,2
D 301 V … 600 V 3/8 9,5
E Blocs de jonction avec tension nominale 601 V-1 500 V 601 V ... 1 000 V 0,85 21,6
E 1 001 V ... 1 500 V 1,20 30,5
F Dispositifs industriels utilisant l'approche alternative pour l'espacement 51 V ... 1 500 V Comme déterminé par l'évaluation Comme déterminé par l'évaluation
G Éclairage LED 51 V … 300 V 1/8 3,2
G 301 V … 600 V 1/8 - 3/8 3,2 - 9,5
Laboratoire haute tension pour l'indice SCCR

Laboratoire haute tension

Cote SCCR (NEC et UL 508 A)

L'indication de tenue aux courts-circuits est exigée dans le National Electrical Code (code électrique national) depuis avril 2006 pour les automates industriels. Le calcul de ces valeurs SCCR (Short Circuit Current Rating) peut être effectué à l'aide de la norme UL 508 A. Aux États-Unis, un récapitulatif du calcul doit être indiqué sur la plaque signalétique de chaque installation de commutation industrielle pour tous les circuits principaux et pour l'alimentation en tension de commande. Le tableau SB 4.1 de l'UL 508 A indique les valeurs par défaut pour les composants non spécifiés. Pour les blocs de jonction, une valeur standard de 10 kA est spécifiée ici. Cette valeur SCCR décrit le courant nominal de court-circuit d'une installation ou d'un composant sous la spécification d'une tension de référence. Il s'agit du courant de défaut symétrique maximal admissible qui n'entraîne pas de dommages importants, susceptibles de nuire à l'utilisation ou d'entraîner une manipulation dangereuse. Côté installation complète, cette valeur SCCR est basée sur les composants les plus faibles, mal conçus, dans un répartiteur ou un circuit électrique d'alimentation. Les blocs de jonction du système CLIPLINE complete sont documentés avec des valeurs SCCR de 100 kA dans le fichier UL XCFR2_ E60425. Ils vous aident à créer des installations de haute performance avec des valeurs SCCR nominales plus élevées.

Pour les circuits électriques qui ne nécessitent pas de montage de composants étant davantage décrits, l'ensemble du circuit électrique peut être revalorisé via le montage en amont d'un bloc de jonction porte-fusible du circuit électrique global, qui soit correspondant et listé à courant fort. Les blocs de jonction porte-fusibles UK 10,3-CC HESI N permettent de revaloriser la SCCR pour les circuits électriques en aval à 200 kA.

Montage d'essai : essai de chute de tension

Montage d'essai : essai de chute de tension

Essai de chute de tension (CEI 61984)

Chaque point de connexion d'un bloc de jonction contacte, selon la technologie de raccordement, un ou plusieurs conducteurs. Le transfert de courant est fortement influencé par la résistance électrique entre les conducteurs et les barres conductrices. Des contacts de qualité permettent une connexion étanche aux gaz. Cela garantit une connexion durable et fiable. Ce test électrique détermine donc la chute de tension au niveau d'un bloc de jonction (deux points de connexion), ce qui permet de tirer des conclusions sur la résistance et la qualité du contact. Les blocs de jonction sont câblés conformément à la section nominale. Pour les mesures, le courant continu d'essai appliqué aux blocs de jonction correspond à 0,1 fois le courant admissible de la section nominale. La chute de tension est prise à une distance ≤ 10 mm du centre du point de connexion (voir dessin). À une température ambiante d'env. +20 °C, la chute de tension avant et après l'essai ne doit pas dépasser 3,2 mV et 1,5 fois la valeur mesurée au début de l'essai. Les blocs de jonction de Phoenix Contact offrent des valeurs inférieures de 60 % maximum par rapport aux valeurs limites normatives requises.

Essai de chute de tension

Valeurs de l'essai de chute de tension

Courant admissible [A]

Section nominale AWG

Courant admissible [A]

Section nominale [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

Cycles d'enfichage (CEI 61984)

La norme CEI 61984 fournit un scénario d'essai complet pour les connecteurs dans la gamme de puissance de 50 V à 1 000 V avec un courant admissible allant jusqu'à 500 A. À cette fin, les propriétés de protection constructives (p. ex. la classe IP) ainsi que les caractéristiques mécaniques et électriques sont classées et spécifiées en fonction de l'application. Les épreuves sont organisées dans les groupes A - E (voir tableau). Une déclaration essentielle du groupe d'essai A est la spécification des cycles d'enfichage en tant qu'essai de durée de vie. Les cycles préférés pour les connecteurs sans puissance de commutation (COC) ainsi qu'avec puissance de commutation (CBC) sont 10, 50, 100, 500, 1 000, 5 000. Lors de l'essai avec puissance de commutation, trois à quatre cycles d'enfichage par minute sont réalisés. La vitesse est réglée sur 0,8 ±0,1 m/s. Il faut s'assurer après l'essai qu'aucun dommage affectant l'utilisation ultérieure n'est survenu. Cela comprend un contrôle visuel du revêtement anticorrosion et un test de chute sous contrainte. Les blocs de jonction et les connecteurs des gammes COMBI CLIPLINE complete sont généralement qualifiés pour 100 cycles d'enfichage.

Groupe d'essais B

Groupe d'essais C

Groupe d'essais D

Groupe d'essais E

Groupe d'essais A
Essais mécaniques Essais de durée de vie Essais thermiques Essais climatiques Essais de l'indice de protection
Schéma de l'évolution dans le temps d'une impulsion de tension de choc pendant un essai de tension de choc

Déroulement dans le temps d'une impulsion de tension de choc

Essai de tension de choc (CEI 60947-7-1/2)

Des distances dans l'air suffisamment grandes entre deux potentiels adjacents sont vérifiés au moyen d'essais de tension de choc. Pour réaliser cet essai, on applique cinq fois la tension de choc sur chaque polarité en relation avec la tension assignée d'isolement. Les laps de temps sont d'au moins 1 seconde. Est considérée la distance entre les blocs de jonction juxtaposés ou entre le bloc de jonction et le profilé. Aucun claquage inattendu ne doit survenir au cours de l'essai. La tension de choc assignée pour les blocs de jonction de Phoenix Contact est comprise entre 6 et 8 kV selon la norme CEI 60664. La hauteur respective est dérivée de la tension nominale. La tension de service documentée pour les blocs de jonction est ainsi adaptée à votre application de sécurité de fonctionnement. La catégorie III de la catégorie de surtension 4 représente le réglage par défaut.

Tableau des tensions de choc

La catégorie III de la catégorie de surtension 4 représente le réglage par défaut.

Tension nominale du système d'alimentation (secteur) selon la norme CEI 60038 - monophasée [V]

Tension conducteur vers conducteur N, dérivée de la tension alternative nominale ou de la tension continue nominale jusqu'à [V]

Tension de choc assignée [V]

Tension nominale du système d'alimentation (secteur) selon la norme CEI 60038 - triphasée
- 120-240 50 800
- 120-240 100 1 500
- 120-240 150 2 500
230/400 | 277/480 120-240 300 4 000
400/690 120-240 600 6 000
1 000 120-240 1 000 8 000
La compétence en technologie de raccordement - CLIPLINE quality
Brochure
Les blocs de jonction de Phoenix Contact sont soumis à différents tests et normes plus approfondis que ceux prévus par la norme applicable aux blocs de jonction standard. Les mesures de conception adaptées et l'utilisation de matériaux de grande qualité permettent aux blocs de jonction de surpasser largement les exigences des normes.
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