Elektriske tester De elektriske testene fokuserer hovedsakelig på strømflyten i klemmene. Ulike scenarier simuleres for å teste klemmene for eksempel for maksimale kortslutningsstrømmer og oppvarming ved nominell strøm. I tillegg testes spenningsfallet for å sikre effektiviteten, og den elektriske isolasjonen testes for elektrisk sammenbrudd, krypavstander og isolasjonsegenskaper.
Testoppbygging for fastsettelse av strømledeevne med PP-H-2,5/5-COMBI-pluggen som eksempel
Derating pluggforbindere (DIN EN 60512-5-2)
Strømbelastningskurven gjengir strømbelastningen til en komponent avhengig av omgivelsestemperatur og nabokontakter. De påvirkes gjennom kontaktmaterialene og isolasjonshuset. For å fastsette strømbelastningen til pluggbare rekkeklemmer tar man i bruk anordninger med ulike poler som er koblet elektrisk i serie med ledere med samme tverrsnitt. For å få en best mulig, praksisorientert fastsetting av strømbelastningskurvene bestemmes strømbelastningen for de pluggbare rekkeklemmene i henhold til DIN EN 60512‑5‑1. I denne sammenheng belastes testobjektene med ulike strømstyrker, og temperaturlikevekten innstilles, før maksimal temperaturøkning på testobjektene måles. Ved å ta hensyn til isolasjonsmaterialets øvre grensetemperatur (her alltid antatt som 100 °C), gir disse verdiene en strømbelastningskurve som er avhengig av omgivelsestemperaturen ("basiskurven"). Man får en korrigert belastningskurve i henhold til DIN EN 60512‑5‑2, en "strømbelastningskurve". I overensstemmelse med denne standarden er tillatt belastningsstrøm 0,8 ganger respektive basisstrøm. I henhold til standarden tar reduksjonsfaktoren hensyn til eksemplardispersjoner i pluggforbindernes kontaktsystem. Videre hensyntas usikkerheter ved temperaturmålingen og i måleutstyret. For pluggbare rekkeklemmer fra Phoenix Contact angis strømbelastningskurver med 2-, 5-, 10- og 15-polede anordninger.
Oppvarmingstest
Oppvarmingstest (IEC 60947-7-1/2 og UL 1059)
Oppvarming av en rekkeklemme via strømvarme skal begrenses i størst mulig grad. Overgangsmotstanden må være lavest mulig. I denne testen fastsettes oppvarmingen ved romtemperatur under belastning med teststrøm.
IEC 60947-7-1/-2
Fem klemmer monteres horisontalt på en skinne, og seriekobles med 1 m eller 2 m lange ledersløyfer i merketverrsnitt. Rekkeklemmene belastes med en teststrøm på høyde med merketverrsnittets strømledeevne. Oppvarmingen på midterste klemme er den som dokumenteres. Med utgangspunkt i ca. 20 °C romtemperatur er maks. tillatt oppvarming av klemmen 45 K (kelvin). Avslutningsvis skal det foretas en spenningsfalltest på rekkeklemmen.
UL 1059
Forløpet tilsvarer i all vesentlighet IEC-testen, men lederlengdene avviker. Ved UL 1059 monteres tre klemmer monteres horisontalt ved siden av hverandre. Målingen foretas ved 25 °C omgivelsestemperatur, der en maksimal oppvarming på 30 K (målt nærmest mulig tilkoblingspunktet) er tillatt. På grunn av den høye kvaliteten i kontaktmaterialene til rekkeklemmene fra Phoenix Contact, har alle tilkoblingsteknikker lavere oppvarmingsverdier enn i nevnte standarder. Kobbermaterialer i høy kvalitet og pålitelige kontaktoverganger sørger for lave overgangsmotstander i rekkeklemmene.
Isolasjonstest med holdevekselspenning (IEC 60947-7-1/2 og UL 1059)
Denne elektriske testen brukes for å påvise tilstrekkelige krypavstander. Tilstrekkelige avstander mellom potensialene til to naborekkeklemmer samt mellom rekkeklemme og monteringsskinne testes ved at tilsvarende testspenning kobles til. Definisjon: Merkeisolasjonsspenning (Ui) tilsvarer den effektiv- eller likespenningsverdien som maksimalt kan oppstå ved varig korrekt bruk. Testspenningen holdes i over 60 sekunder. Som utgangspunkt gjelder tilordningen i henhold til vist tabell.
IEC 60947-7-1/-2
I den forbindelse skal overslag eller gjennomslag ikke forekomme under testen. Krypstrøm må ligge under 100 mA.
UL 1059
Testspenning = 1000 V pluss to ganger merkeisolasjonsspenning Ui. Phoenix Contact-rekkeklemmene med 800 V merkeisolasjonsspenning består isolasjonstesten med 2000 V ~.
Isolasjonstestens testverdier
Tabellen nedenfor viser isolasjonstestens testverdier. Her tilordnes testspenningens merkeisolasjonsspenning.
Testspenning (effektiv) [V] | |
---|---|
Merkeisolasjonsspenning Ui [V] | |
Ui <= 60 | 1000 |
60 < Ui <= 300 | 1500 |
300 < Ui <= 690 | 1890 |
690 < Ui <= 800 | 2000 |
800 < Ui <= 1000 | 2200 |
1000 < Ui <= 1500 |
Høy kontaktsikkerhet, også ved ekstrem overlast
Korttidsstrømsikkerhet (IEC 60947-7-1/-2)
Frem til verneanordningen kobler ut strømmen, må rekkeklemmene i praksis også tåle kortslutningsstrøm uten å bli skadet. Dette kan ta noen tiendedels sekunder, og oppstå i en størrelsesorden på mange ganger nominell strøm. I forbindelse med testen monteres en rekkeklemme på festeunderlaget og kobles opp med en leder med merketverrsnitt. Jordingsrekkeklemmer belastes med en strømtetthet på 120 A/mm² av merketverrsnittet i 1 sekund og i tre omganger. Hvis det ikke har oppstått noen form for skader på enkeltkomponentene etter testingen, og de kan benyttes videre, betraktes kravene som oppfylt. Før og etter testen må rekkeklemmene bestå spenningsfalltesten. I den sammenheng skal spenningsfallet før og etter testen ikke overskride 3,2 mV pr. rekkeklemme, og ikke overskride 1,5 ganger målt verdi før testingen. Ved bruk av en 240 mm² sterkstrømsrekkeklemme fra Phoenix Contact ledes et prøvestrømstøt på 28 800 A i ett sekund gjennom rekkeklemmen, uten at kvaliteten blir redusert.
Krypavstand
Luft- og krypavstander (IEC 60664-1)
Kontroll av luft- og krypavstander bekrefter tilstrekkelige elektriske isolerende egenskaper med hensyn til
- konstruksjon
- forventet forurensning
- forventede omgivelsesforhold
Bekreftelsen følger på bakgrunn av avstanden mellom to naborekkeklemmer samt mellom strømførende metalldeler og festeunderlaget, med utgangspunkt i korteste avstander. I den forbindelse betraktes isolasjonen av luften som luftavstand, og avstanden langs overflaten som krypavstand. Minimumavstandene er definert i IEC 60947-1.
For luftavstanden gjelder følgende:
Den er den korteste veien mellom to elektriske potensialer gjennom luften. Avgjørende for målingen av minimum luftavstand er merkestøtspenningen, rekkeklemmens overspenningskategori og forventet forurensningsgrad. Merkestøtspenningen fremgår av nullederspenningen med utgangspunkt i overspenningskategorien. Hvis annet ikke er dokumentert, antas overspenningskategori III for rekkeklemmer. Kategorien definerer driftsmidler i faste installasjoner og for tilfeller hvor det stilles spesielle krav til pålitelighet og tilgjengelighet. Tilhørende luftavstand er definert i tabell 2 (utdrag) i IEC 60664-1. Ytterligere spesifikasjoner i den sammenheng er det generelt inhomogene feltet for anvendelsen og forurensningsgrad 3 (ledende forurensning forekommer, se også tabell 2 i IEC 60664-1: ikke-ledende forurensning som blir ledende som følge av forventet kondens)
For krypavstand gjelder følgende:
Den er den korteste veien mellom to potensialer langs isolasjonens overflate. Avgjørende for fastsetting av minimum krypavstand er like- eller vekselspenningssystemets effektivverdi (leder til leder, leder til jord, leder til nulleder), se tabell 3a og 3b i IEC 60664-1. Tabell 4 i IEC 60664-1 viser sammenhengen mellom spenningens effektivverdi, forurensningsgrad (3) og isolasjonsmaterialgruppe (v.) i rekkeklemmehuset.
Overspenningskategorier
Overspenningskategorier tilordnet de forskjellige nulleder-lederspenningene
Overspenningskategori I | Overspenningskategori II | Overspenningskategori III | Overspenningskategori IV | |
---|---|---|---|---|
Nulleder-lederspenning [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 |
Forurensningsgrad etter betingelse A: inhomogent felt
I tabellen er forurensningsgraden tilordnet nødvendig høyeste spenningsstøt som isolasjonen kan motstå. Forurensningsgrad etter betingelse A, gjelder: inhomogent felt.
Forurensningsgrad 1 | Forurensningsgrad 2 | Forurensningsgrad 3 | |
---|---|---|---|
Nødvendig høyeste spenningsstøt som isolasjonen kan motstå | |||
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 |
Isolasjonsmaterialgrupper for forurensningsgrad 3
I tabellen er isolasjonsmaterialgruppene i forurensningsgrad 3 tilordnet spenningens effektivverdi.
Isolasjonsmaterialgruppe I | Isolasjonsmaterialgruppe II | Isolasjonsmaterialgruppe III | |
---|---|---|---|
Spenningens effektivverdi | |||
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 krypavstander (UL 1059)
Ved tilordning av luft- og krypavstander går UL 1059 andre veier. Selv om definisjonen av luft- og krypavstander er fysisk like, gjelder her egne avstandstabeller samt tilordning etter Use groups og spenningsområder. Use group C er i dette tilfellet standardinnstilling.
Luftavstander (UL 1059)
Luftavstandenes strekninger i inch og millimeter mellom uisolerte potensialer.
Applikasjon | Nominell spenning | Luftavstand (inch) | Luftavstand (mm) | |
---|---|---|---|---|
USE GROUP | ||||
A | Betjeningselementer, konsoller, serviceutstyr m.m. | 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 | Vanlig utstyr, inkludert kontor- og elektronisk databehandlingsutstyr 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 | Industriell bruk, uten begrensninger | 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 | Industriell bruk, driftsmidler med begrensede effektdata (Limited Rating) | 151 V … 300 V (10 A) | 1/16 | 1.6 |
D | 301 V … 600 V (5 A) | 3/16 | 4.8 | |
E | Rekkeklemmer med nominell spenning 601 V - 1500 V | 601 V … 1000 V | 0.55 | 14.0 |
E | 1001 V … 1500 V | 0.70 | 17.8 | |
F | Bruk industrielle enheter med alternativ tilnærming for avstander | 51 V … 1500 V | Som fastsatt gjennom evaluering | Som fastsatt gjennom evaluering |
G | LED-belysning | 51 V … 300 V | 1/16 | 1.6 |
G | 301 V … 600 V | 1/16 - 3/16 | 1.6 - 4.8 |
Krypavstander (UL 1059)
Krypavstandenes strekninger i inch og millimeter mellom uisolerte potensialer.
Applikasjon | Nominell spenning | Krypavstander (inch) | Krypavstander (mm) | |
---|---|---|---|---|
USE GROUP | ||||
A | Betjeningselementer, konsoller, serviceutstyr m.m. | 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 | Vanlig utstyr, inkludert kontor- og elektronisk databehandlingsutstyr 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 | Industriell bruk, uten begrensninger | 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 | Industriell bruk, driftsmidler med begrensede effektdata (Limited Rating) 151 | 151 V … 300 V | 1/8 | 3,2 |
D | 301 V … 600 V | 3/8 | 9,5 | |
E | Rekkeklemmer med nominell spenning 601 V - 1500 V | 601 V ... 1000 V | 0,85 | 21,6 |
E | 1001 V ... 1500 V | 1,20 | 30,5 | |
F | Industrielle enheter med alternativ tilnærming for avstander | 51 V ... 1500 V | Som fastsatt gjennom evaluering | Som fastsatt gjennom evaluering |
G | LED-belysning | 51 V … 300 V | 1/8 | 3,2 |
G | 301 V … 600 V | 1/8 - 3/8 | 3,2 - 9,5 |
Høyspenningslaboratorium
SCCR-rating (NEC og UL 508 A)
I NEC (National Electrical Code) ble det i april 2006 påkrevet å angi kortslutningssikkerhet for industrikontrollere. Disse SCCR-verdiene (Short Circuit Current Rating) kan beregnes ved hjelp av UL 508 A. I USA må beregningen angis sammenfattet på typeskiltet i alle industrikoblingsanlegg, for alle hovedstrømkretser samt for tilførselen av styrespenningsforsyningen. I UL 508 A (tabell SB 4.1) er standardverdier angitt for komponenter som ikke er spesifisert. For rekkeklemmer angis det her en standardverdi på 10 kA. Denne SCCR-verdien beskriver kortslutningsmerkestrømmen i et anlegg eller komponent ved angivelse av en merkespenning. Det er den maksimalt tillatte, symmetriske feilstrømmen som ikke fører til signifikant skade som eventuelt påvirker bruken eller fører til farlig håndtering. Med utgangspunkt i et komplett anlegg baseres SCCR-verdien på den svakeste komponenten som er installert i den tilhørende fordeler- eller forsyningskretsen. Rekkeklemmer i CLIPLINE complete-systemet er dokumentert i UL-File XCFR2_ E60425 med 100 kA SCCR. Den hjelper deg med å opprette ytelsessterke anlegg med høye målte SCCR-verdier.
For strømkretser som komponenter med høyere dokumentasjon ikke kan installeres i, kan den komplette strømkretsen oppgraderes ved å forankoble en sikringsklemme som er oppført tilsvarende høyohmsk. Sikringsklemmene UK 10,3-CC HESI N åpner for oppgradering av SCCR for etterkoblede strømkretser til 200 kA.
Testoppbygging: spenningsfalltest
Spenningsfalltest (IEC 61984)
I hvert tilkoblingspunkt i en rekkeklemme tilkobles en eller flere ledere, avhengig av tilkoblingsteknikk. Strømoverføringen påvirkes i stor grad av den elektriske motstanden mellom leder og strømbjelke. Kontakter i høy kvalitet gir gasstette forbindelser. Slik får man en permanent pålitelig tilkobling. Denne elektriske testen fastsetter derfor spenningsfallet på en rekkeklemme (to tilkoblingspunkter), der konklusjoner kan trekkes om overgangsmotstand og kontaktkvalitet. Rekkeklemmene kobles til med merketverrsnitt. I forbindelse med målingene belastes rekkeklemmene med en testlikestrøm som tilsvarer 0,1 ganger merketverrsnittets strømledeevne. Spenningsfallet måles ved en avstand på ≤ 10 mm fra tilkoblingspunktets midte (se skissen). Ved ca. 20 °C romtemperatur skal spenningsfallet før og etter testen ikke overskride 3,2 mV og 1,5 ganger verdien som ble målt da testen startet. Phoenix Contact-rekkeklemmene underskrider foreskrevne grenseverdier med opptil 60 %.
Spenningsfalltest
Spenningsfalltestens testverdier
Strømledeevne [A] | Merketverrsnitt AWG | Strømledeevne [A] | |
---|---|---|---|
Merketverrsnitt [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 |
Pluggsykluser (IEC 61984)
IEC 61984 leverer et komplett testscenario for pluggforbindere på effektområdet 50 V – 1000 V med opptil 500 A strømledeevne. I den forbindelse klassifiseres konstruktive beskyttelsesegenskaper (f.eks. IP-klasse) samt mekaniske og elektriske egenskaper, og spesifiseres etter anvendelse. Testing foregår i gruppene A-E (se tabell). En vesentlig verdi fra testgruppe A er angivelsen av pluggsykluser som levetidstest. Foretrukne sykluser for pluggforbindere uten koblingseffekt (COC) og også med koblingseffekt (CBC), er 10, 50, 100, 500, 1000, 5000. Ved testing med koblingseffekt foretas tre til fire pluggsykluser pr. minutt. Hastigheten er innstilt på 0,8 ± 0,1 m/s. Etter testen må det kontrolleres at det ikke har oppstått skader som påvirker videre bruk. Det omfatter en optisk kontroll av korrosjonsbeskyttelsessjiktet og en spenningsfalltest. Rekkeklemmer og plugger fra CLIPLINE complete-COMBI-seriene er generelt kvalifisert for 100 pluggsykluser.
Testgruppe B | Testgruppe C | Testgruppe D | Testgruppe E | |
---|---|---|---|---|
Testgruppe A | ||||
Mekaniske tester | Levetidstester | Termiske tester | Klimatiske tester | Beskyttelsesgrad tester |
Tidsforløpet til en støtspenningsimpuls
Støtspenningstest (IEC 60947-7-1/2)
Ved hjelp av en støtspenningstest bekreftes tilstrekkelig store luftavstander mellom to nabopotensialer. Testen foretas med støtspenning for hver polaritet avhengig av merkeisolasjonsspenningen, og da fem ganger. Tidsavstandene tilsvarer minst 1 s. Avstanden mellom naborekkeklemmer eller mellom rekkeklemme og skinne evalueres. Utilsiktede overslag skal ikke kunne forekomme under testen. Merkestøtspenninger for rekkeklemmer fra Phoenix Contact ligger på 6 til 8 kV etter IEC 60664. Respektive høyde avledes fra den nominelle spenningen. Rekkeklemmenes dokumenterte driftsspenning kontrolleres slik effektivt med hensyn til sikker bruk i praksis. Kategori III i overspenningskategori 4 tilsvarer standardinnstillingen.
Støtspenningstabell
Kategori III i overspenningskategori 4 tilsvarer standardinnstillingen.
Strømforsyningssystemets nominelle spenning (nett) etter IEC 60038 - enfaset [V] | Spenning fra leder til nulleder, avledet fra nominell veksel- eller likespenning til inkludert [V] | Merkestøtspenning [V] | |
---|---|---|---|
Strømforsyningssystemets nominelle spenning (nett) etter IEC 60038 - trefaset | |||
- | 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 |