Elektrische tests De elektrische tests hebben hoofdzakelijk betrekking op de stroom in de aansluitklemmen. Er worden verschillende scenario's gesimuleerd om de aansluitklemmen bijv. te testen op maximale kortsluitstromen en opwarming bij nominale stroom. Bovendien wordt de spanningsval getest om de efficiëntie te waarborgen en wordt de elektrische isolatie getest op elektrische doorslag, kruipwegen en isolatie-eigenschappen.

De stroombelastbaarheidscurve geeft de stroombelastbaarheid van een component weer als functie van de omgevingstemperatuur en de aangrenzende contacten. Het wordt beïnvloed door de contactmaterialen en de isolatiebehuizingen. Voor het bepalen van de stroombelastbaarheid van steekbare aansluitklemmen worden er aansluitingen met een verschillend aantal polen gekozen, die met aders met dezelfde doorsnede elektrisch in serie zijn geschakeld. Voor een praktische bepaling van de stroombelastbaarheidscurven wordt de stroombelastbaarheid van de steekbare aansluitklemmen overeenkomstig DIN EN 60512-5-1 bepaald. Hierbij wordt bij belasting met verschillende stroomsterkten en na instelling van het thermische evenwicht, de maximaal optredende temperatuurverhoging bij de testexemplaren gemeten. Rekening houdend met de bovenste grenstemperatuur van de isolatiestof s (hier meestal verondersteld op 100 °C) kan een van de omgevingstemperatuur afhankelijke stroombelastbaarheidscurve worden samengesteld (de 'basiscurve'). Volgens DIN EN 60512-5-2 wordt een gecorrigeerde belastbaarheidscurve opgesteld, de stroombelastbaarheidscurve. In overeenstemming met deze norm bedraagt de toelaatbare belastingsstroom hierbij het 0,8-voudige van de betreffende basisstroom. De reductiefactor „houdt rekening met mogelijke verstrooiingen in het contactsysteem van connectoren. Verder houdt de factor rekening met onzekerheden bij de temperatuurmeting en in de meetopstelling“. Stroombelastbaarheidscurven met 2-, 5-, 10- en 15-polige opstellingen zijn gespecificeerd voor steekbare modulaire aansluitklemmen van Phoenix Contact.

De verwarming van een aansluitklem door stromingswarmte moet zo laag mogelijk gehouden worden. Hiertoe dient de overgangsweerstand zo laag mogelijk te zijn. In deze test wordt de verwarming bij omgevingstemperatuur onder belasting met teststroom gedocumenteerd.

IEC 60947-7-1/-2
Hierbij worden vijf klemmen horizontaal op een rail bevestigd en met 1 m resp. 2 m lange kabellussen met nominale aansluitdoorsnede in serie geschakeld. De aansluitklemmen worden belast met een teststroom die ongeveer net zo hoog is als de stroombelastbaarheid van de nominale aansluitdoorsnede. De verwarming bij de middelste klem wordt vastgelegd. Uitgaande van ongeveer +20 °C omgevingstemperatuur, zijn maximaal 45 K (kelvin) verwarming in de klem toegestaan. Ten slotte moet er een spanningsvaltest op de aansluitklem worden uitgevoerd.

UL 1059
Het verloop komt in principe overeen met de IEC-test, echter de aderlengten zijn afwijkend. Bij UL 1059 worden drie klemmen horizontaal naast elkaar gemonteerd. De meting vindt plaats bij een omgevingstemperatuur van 25 °C, waarbij een maximale verwarming van 30 K (zo dicht mogelijk bij de aansluitpunt gemeten) toelaatbaar is. Vanwege de hoogwaardige contactmaterialen in de aansluitklemmen van Phoenix Contact bieden alle aansluittechnieken geringere verwarmingswaarden dan in de genoemde normen is vereist. Hoogwaardige kopermaterialen en betrouwbare contactovergangen garanderen lage contactweerstanden in de aansluitklemmen.

Aansluitklemmen dienen in de praktijk ook kortsluitstromen onbeschadigd te doorstaan, tot het bijbehorende beveiligingssysteem de stroom uitschakelt. Dit kan enkele tienden van een seconde duren en optreden bij het meervoudige van de nominale stroom. Ten behoeve van de test wordt één aansluitklem op de bevestigingsplaats gemonteerd en met een ader met nominale aansluitdoorsnede aangesloten. Aardleidingen aansluitklemmen worden in drie cycli van 1 s belast met een stroomdichtheid van 120 A/mm² van de nominale aansluitdoorsnede. Aan de eisen is voldaan wanneer er na de test geen beschadiging aan de afzonderlijke delen is opgetreden en verder gebruik is gewaarborgd. Voor en na de test dient de aansluitklem de spanningsvaltest te ondergaan. Daarbij mag de spanningsval voor en na de test niet hoger zijn dan 3,2 mV per aansluitklem en het 1,5-voudige van de waarde die aan het begin van de test is gemeten. In geval van een 240 mm² klem voor hoge stromen van Phoenix Contact wordt gedurende een seconde een teststroomstoot van 28.800 A door de aansluitklem gevoerd, zonder dat dit kwaliteitsverlies mag opleveren.

De kwaliteitscontrole van de lucht- en kruipwegen waarborgt voldoende elektrische isolatie-eigenschappen met betrekking tot

• Engineering
• Te verwachten verontreiniging
• Te verwachten omgevingsomstandigheden

De afstanden worden aangetoond aan de hand van de kortste afstand tussen twee naast elkaar liggende aansluitklemmen en tussen stroomvoerende metalen onderdelen en de bevestigingsplaats. Enerzijds wordt de isolatie van de lucht beschouwd als luchtweg en anderzijds wordt de afstand langs het oppervlak beschouwd als de kruipweg. De minimumafstanden zijn vastgelegd in IEC 60947-1.

Het volgende geldt voor de luchtweg:
Het is de kortste weg tussen twee elektrische potentialen door de lucht. De nominale stootspanning, de overspanningscategorie van de aansluitklem en de te verwachten vervuilingsgraad zijn doorslaggevend voor de dimensionering van de minimale luchtweg. De nominale stootspanning wordt afgeleid van de spanning van de nulader in relatie tot de overspanningscategorie. Tenzij anders gedocumenteerd, wordt voor aansluitklemmen overspanningscategorie III aangenomen. De categorie beschrijft bedrijfsmiddelen in vaste installaties en is bestemd voor gevallen waarin bijzondere eisen worden gesteld aan de betrouwbaarheid en beschikbaarheid van de apparatuur. De bijbehorende luchtweg wordt beschreven in tabel 2 (uittreksel) van IEC 60664-1. Verdere specificaties zijn het in het algemeen inhomogene veld voor de toepassing en de vervuilingsgraad 3 (er treedt geleidende vervuiling op of zie tabel 2 van IEC 60664-1: een niet-geleidende vervuiling die geleidend wordt omdat condens te verwachten is).

Het volgende geldt voor de kruipweg:
Het is de kortste weg tussen twee potentialen langs het oppervlak van de isolatie. Doorslaggevend voor het bepalen van de minimale kruipwegafstand, is de effectieve waarde van het gelijk- of wisselspanningssysteem (ader naar ader, ader naar aarde, ader naar nulader), zie tabel 3a en 3b van IEC 60664-1. Tabel 4 van IEC 60664-1 geeft het verband aan van de effectieve waarde van de spanning, de vervuilingsgraad (3) en de isolatiemateriaalgroep (I.) van de modulaire aansluitkast.

In de NEC (National Electrical Code) zijn sinds april 2006 voor industriële besturingen gegevens m.b.t. de kortsluitvastheid vereist. De berekening van deze SCCR-waarden (Short Circuit Current Rating) kan met behulp van de UL 508A plaatsvinden. In de Verenigde Staten moet deze berekening zowel voor alle hoofdstroomcircuits als voor de voeding van de stuurspanningsvoorziening op de typeplaat van elke industriële schakelkast worden vermeld. In UL 508A (tabel SB 4.1) worden standaardwaarden voor niet-gespecificeerde componenten vermeld. Voor aansluitklemmen wordt hier een standaardwaarde van 10 kA gespecificeerd. Deze SCCR-waarde beschrijft de nominale kortsluitstroom van een installatie of component onder specificatie van een nominale spanning. Dit is de maximaal toelaatbare symmetrische foutstroom die niet tot aanzienlijke schade leidt, mogelijk het gebruik belemmert of tot gevaarlijke handelingen leidt. Op het deel van een volledige installatie is de SCCR-waarde gebaseerd op het zwakste geïnstalleerde onderdeel in het bijbehorende distributie- of voedingscircuit. Aansluitklemmen van het CLIPLINE complete-systeem zijn gedocumenteerd met 100 kA SCCR in de UL-file XCFR2_ E60425. Ze helpen u om installaties met hoge prestaties te creëren met hogere nominale SCCR-waarden.

Voor stroomcircuits waar de installatie van componenten met een hogere nominale stroomsterkte niet mogelijk is, kan het gehele stroomcircuit worden opgewaardeerd door stroomopwaarts een geschikte zekeringsklem met een hoge nominale stroomsterkte aan te sluiten. Met de UK 10,3-CC HESI N zekeringsklemmen kan de SCCR voor stroomafwaartse circuits worden verhoogd tot 200 kA.

Afhankelijk van de aansluittechniek worden in elke aansluitpunt van een aansluitklem één of meerdere aders aangesloten. De stroomoverdracht wordt sterk beïnvloed door de elektrische weerstand tussen ader en stroomrail. Hoogwaardige contacten zorgen voor een gasdichte aansluiting. Dit garandeert een duurzame en betrouwbare verbinding. Deze elektrische test bepaalt dus de spanningsval op een aansluitklem (twee aansluitpunten), waaruit conclusies worden getrokken over de contactweerstand en de contactkwaliteit. De aansluitklemmen worden met de nominale aansluitdoorsnede aangesloten. Ten behoeve van de metingen worden de klemmen belast met een testgelijkstroom die overeenkomt met het 0,1-voudige van de stroombelastbaarheid van de nominale aansluitdoorsnede. De spanningsval wordt bij een afstand van ≤ 10 mm vanaf het middelpunt van het aansluitpunt gemeten (zie schets). Bij een omgevingstemperatuur van ca. +20°C mag de spanningsval voor en na de test niet hoger zijn dan 3,2 mV per aansluitklem en de 1,5-voudige waarde die aan het begin van de test is gemeten. De aansluitklemmen van Phoenix Contact hebben grenswaarden die maximaal 60 % lager liggen dan de in de norm vereiste waarden.

Voldoende grote luchtwegen tussen twee aangrenzende potentialen worden gecontroleerd door middel van overspanningstests. Hiertoe wordt de test met overspanning bij elke polariteit, afhankelijk van de nominale isolatiespanning, vijfmaal uitgevoerd. De tijdsafstanden zijn daarbij minstens 1 s. Bekeken wordt de afstand tussen naast elkaar liggende aansluitklemmen resp. tussen aansluitklem en rail. Tijdens de test mag er geen overslag optreden. De nominale stootspanningen voor aansluitklemmen van Phoenix Contact liggen bij 6 tot 8 kV conform IEC 60664. De respectieve hoogte wordt afgeleid van de nominale spanning. Hierdoor wordt de bedrijfszekere toepassing van de vastgelegde bedrijfsspanningen van de klemmen effectief gecontroleerd. Categorie III van overspanningscategorie 4 is de standaardinstelling.