Электрические испытания клеммных блоков

У Вас есть вопросы по указанным испытаниям качества электрических параметров клеммных блоков?
Нет никаких проблем. Напишите нам, и мы с удовольствием Вам поможем.


Стойкость к кратковременным токам на винтовой клемме

Электрические испытания

Электрические испытания в основном выполняются для проверки протекания тока в клемме. Для этого имитируются различные сценарии, при которых клеммы тестируются на максимально допустимые токи короткого замыкания или нагревание при номинальном токе. Чтобы гарантировать эффективность использования клемм, проверяется также падение напряжения. Чтобы обеспечить достаточную электрическую изоляцию, клеммы также тестируются на электрический пробой изоляции, пути утечки и изоляционные свойства.
На этой странице представлены различные электрические испытания клеммных блоков.

Схема испытания для определения максимальной нагрузочной способности по току

Схема испытания для определения максимальной нагрузочной способности по току на примере штекерного соединителя COMBI PP-H-2,5/5

Ограничение рабочих характеристик штекерного соединителя (DIN EN 60512-5-2)

Кривая зависимости силы тока от окружающей температуры описывает максимальную нагрузочную способность по току компонента в зависимости от температуры окружающей среды и соседних контактов. На ее характеристику влияет материал контактов и изоляционный корпус. Для определения максимальной нагрузочной способности по току штекерные клеммные блоки с различным количеством контактов последовательно соединяют проводниками одинакового сечения. При практическом расчете кривых зависимости силы тока от окружающей температуры максимальная нагрузочная способность по току штекерных клеммных блоков измеряется согласно DIN EN 60512‑5‑1. При этом максимальное повышение температуры объектов тестирования определяется после подачи тока требуемого значения и установления температурного равновесия. С учетом верхнего предела температуры изоляционного материала s (здесь и обычно принимается 100 °C) получается кривая зависимости силы тока от окружающей температуры («базовая кривая»). Скорректированная кривая допустимой нагрузки («кривая зависимости силы тока от окружающей температуры») составляется в соответствии с DIN EN 60512-5-2. При этом согласно этому стандарту допустимый ток нагрузки рассчитывается как 0,8 от соответствующего базового тока. Этот коэффициент «... учитывает утечки в контактах разъемов, а также погрешности измерения температуры, вносимые измерительными устройствами». Для штекерных клеммных блоков Phoenix Contact указываются кривые зависимости силы тока от окружающей температуры для 2-, 5-, 10- и 15-контактных вариантов.

Испытание на нагрев клеммного блока

Испытание на нагрев

Испытание на нагрев (МЭК 60947-7-1/2 и UL 1059)

Нагревание клеммного блока электрическим теплом должно быть по возможности низким. Для этого должно быть низким переходное сопротивление. В данном тесте документируется нагревание при комнатной температуре под нагрузкой контрольным током.

МЭК 60947-7-1/-2
При этом устанавливают пять клемм горизонтально на одну рейку и соединяют в ряд при помощи проводов расчетного сечения длиной 1 м или 2 м. Для проведения измерений на клеммы подается контрольный ток в соответствии с максимальной нагрузочной способностью по току расчетного сечения. Документируется нагревание средней клеммы. Исходя из температуры помещения приблизительно +20 °C допускается нагревание клеммы до 45 K (Кельвина). Затем клемму необходимо проверить на падение напряжения.

UL 1059
Данный метод по большей части соответствует испытанию МЭК, но с другой длиной проводников. Согласно UL 1059 устанавливаются три клеммы горизонтально относительно друг друга. Измерение производится при температуре окружающей среды 25 °C, при этом допустимо максимальное нагревание в 30 K (измеряется как можно ближе к точке подключения). Благодаря высококачественным материалам контактов в клеммных блоках Phoenix Contact все технологии подключения показывают меньшие значения нагревания, чем это определено в указанных стандарте. Высококачественные материалы на основе меди и надежные переходы контактов гарантируют низкие переходные сопротивления в клеммных блоках.

Испытание изоляции при помощи выдерживаемого напряжения промышленной частоты (МЭК 60947-7-1/2 и UL 1059)

Это электрическое испытание служит для подтверждения достаточности путей утечки. Достаточность путей утечки между потенциалами двух соседних клеммных блоков, а также между клеммным блоком и монтажной рейкой проверяется подачей соответствующего испытательного напряжения. Определение:
Номинальное напряжение изоляции (Ui) — это значение эффективного или постоянного напряжения, появление которого допускается в течение долгого времени при условии надлежащего использования. Испытательное напряжение поддерживается в течение 60 секунд. За основу берется соответствие из приведенной таблицы.

МЭК 60947-7-1/-2
При проведении испытания не должно возникать пробоя изоляции. Токи поверхностной утечки должны составлять менее 100 мА.

UL 1059
Испытательное напряжение = 1000 В плюс двойное номинальное напряжение изоляции Ui. Клеммные блоки Phoenix Contact, обладающие номинальным напряжением изоляции 800 В, полностью выдерживают испытание изоляции при 2000 В~.

Контрольные значения испытания изоляции

Следующая таблица показывает контрольные значения испытания изоляции. Здесь представлена зависимость испытательного напряжения и номинального напряжения изоляции.

Испытательное напряжение (эффективное) [В]

Номинальное напряжение изоляции Ui [В]
Ui <= 60 1000
60 < Ui <= 300 1500
300 < Ui <= 690 1890
690 < Ui <= 800 2000
800 < Ui <= 1000 2200
1000 < Ui <= 1500
Испытание на стойкость к кратковременным токам на клеммном блоке push-in

Высокая безопасность контактирования даже при экстремальной перегрузке

Стойкость к кратковременным токам (МЭК 60947-7-1/-2)

На практике клеммные блоки должны выдерживать также и токи коротких замыканий, пока защитное устройство не отключит подачу тока. Это может длиться несколько десятых долей секунды в размере нескольких номинальных токов. Для проведения испытания клеммный блок устанавливают на крепежное основание и подключают к нему проводник расчетного сечения. На заземляющие клеммы три раза по одной секунде подают ток плотностью 120 A/мм² расчетного сечения. Требования считаются выполненными, если после испытания остаются неповрежденными отдельные части и возможно дальнейшее использование. Перед испытанием и после него необходимо проверить клеммный блок на падение напряжения. При этом падение напряжения до и после испытания не должно превышать 3,2 мВ на каждый клеммный блок, а также в 1,5 раза превышать измеренное до начала испытания значение. Силовые клеммы 240 мм² компании Phoenix Contact выдерживают контрольный токовый импульс в 28 800 A в течение одной секунды без изменения качества клеммы.

Путь утечки на примере рисунка

Путь утечки

Воздушные зазоры и пути утечки (МЭК 60664-1)

Соответствующий контроль воздушных зазоров и путей утечки подтверждает наличие достаточных электрических изолирующих характеристик в отношении

  • конструкции,
  • ожидаемого загрязнения,
  • ожидаемых условий окружающей среды.

Испытание проводится между двумя соседними клеммными блоками, а также между токоведущими металлическими деталями и крепежным основанием при учете минимальных расстояний. При этом, с одной стороны, воздушная изоляция рассматривается в качестве воздушного зазора, а с другой стороны, протяженность вдоль поверхности − в качестве пути утечки. Минимальные пути утечки определены в МЭК 60947-1.

Для воздушных зазоров верно следующее:
Они представляют собой самый короткий путь по воздуху между двумя электрическими потенциалами. При измерении минимального воздушного зазора необходимо учитывать расчетное импульсное напряжение, категорию перенапряжения клеммного блока и ожидаемую степень загрязнения. Расчетное импульсное напряжение рассчитывается на основе напряжения нейтрали в зависимости от категории перенапряжения. Если нет другой информации, то для клеммных блоков предполагается категория перенапряжения III. Данная категория описывает электрооборудование, используемое в стационарных системах, в случае, когда к нему предъявляются особые требования в части надежности и готовности. Соответствующий воздушный зазор описывается в таблице 2 (выдержка) стандарта МЭК 60664-1. Другими критериями при этом являются неоднородное в целом поле для приложения и степень загрязнения 3 (наличие проводящего загрязнения или см. таблицу 2 МЭК 60664-1: непроводящее загрязнение, которое становится проводящим, так как можно ожидать образование конденсата).

Для пути утечки верно следующее:
Он представляет собой самый короткий путь между двумя потенциалами вдоль поверхности изоляции. Для определения минимального пути утечки необходимо учитывать эффективное значение системы постоянного или переменного тока (провод-провод, провод-земля, провод-нейтраль), см. таблицу 3a и 3b МЭК 60664-1. Таблица 4 МЭК 60664-1 показывает зависимость между эффективным значением напряжения, степенью загрязнения (3) и группой изоляционных материалов (I.) корпуса клеммного блока.

Категории перенапряжения

Категории перенапряжения, относящиеся к соответствующему напряжению нейтрали

Категория перенапряжения I

Категория перенапряжения II

Категория перенапряжения III

Категория перенапряжения IV

Напряжение нейтрали [В]
300 1500 В 2500 В 4000 В 6000 В
600 2500 В 4000 В 6000 В 8000 В
1000 4000 В 6000 В 8000 В 12000 В

Степень загрязнения согласно условию A: неоднородное поле

В таблице степень загрязнения соответствует необходимому номинальному импульсному выдерживаемому напряжению. Применяется степень загрязнения согласно условию A: неоднородное поле.

Степень загрязнения 1

Степень загрязнения 2

Степень загрязнения 3

Требуемое номинальное импульсное выдерживаемое напряжение
4000 В 3,0 мм 3,0 мм 3,0 мм
5000 В 4,0 мм 4,0 мм 4,0 мм
6000 В 5,5 мм 5,5 мм 5,5 мм
8000 В 8,0 мм 8,0 мм 8,0 мм

Группа изоляционных материалов степени загрязнения 3

В таблице группы изоляционных материалов степени загрязнения 3 соответствуют эффективному значению напряжения.

Группа изоляционных материалов I

Группа изоляционных материалов II

Группа изоляционных материалов III

Эффективное значение напряжения
500 В 6,3 мм 7,1 мм 8,0 мм
630 В 8,0 мм 9,0 мм 10,0 мм
800 В 10,0 мм 11,0 мм 12,5 мм
1000 В 12,5 мм 14,0 мм 16,0 мм

Воздушные зазоры и пути утечки (UL 1059)

Стандарт UL 1059 описывает другие способы распределения воздушных зазоров и путей утечки. Если определения воздушных зазоров и путей утечки одинаковы с физической точки зрения, то здесь все равно применяются разные таблицы расстояний, а также разное распределение по группам использования и диапазонам напряжения. В этом случае по умолчанию используется группа C.

Воздушные зазоры (UL 1059)

Расстояния воздушных зазоров в дюймах и миллиметрах между неизолированными потенциалами.

Применение

Номинальное напряжение

Воздушный зазор (дюймы)

Воздушный зазор (мм)

USE GROUP
A Элементы управления, консоли, сервисное оснащение и т. п. 51 В … 150 В 1/2 12.7
A 151 В … 300 В 3/4 19.1
A 301 В … 600 В 1 25.4
B Стандартные приборы, включая офисное оборудование, электронные устройства обработки данных и т. п. 51 В … 150 В 1/16 1.6
B 151 В … 300 В 3/32 2.4
B 301 В … 600 В 3/8 9.5
C Промышленное применение без ограничений 51 В … 150 В 1/8 3.2
C 151 В … 300 В 1/4 6.4
C 301 В … 600 В 3/8 9.5
D Промышленные системы, электрооборудование с ограниченными рабочими характеристиками (ограниченные параметры) 151 В … 300 В (10 A) 1/16 1.6
D 301 В … 600 В (5 A) 3/16 4.8
E Клеммные блоки с номинальным напряжением 601–1500 В 601 В … 1000 В 0.55 14.0
E 1001 В … 1500 В 0.70 17.8
F Использовать промышленные устройства с альтернативным подходом для расстояний 51 В … 1500 В Как определено в результате оценки Как определено в результате оценки
G Светодиодное освещение 51 В … 300 В 1/16 1.6
G 301 В … 600 В 1/16 - 3/16 1.6 - 4.8

Пути утечки (UL 1059)

Расстояния путей утечки в дюймах и миллиметрах между изолированными потенциалами.

Применение

Номинальное напряжение

Пути утечки (дюймы)

Пути утечки (мм)

USE GROUP
A Элементы управления, консоли, сервисное оснащение и т. п. 51 В … 150 В 3/4 19,1
A 151 В … 300 В 1-1/4 31,8
A 301 В … 600 В 2 50,8
B Стандартные приборы, включая офисное оборудование, электронные устройства обработки данных и т. п. 151 В … 300 В 1/16 1,6
B 51 В … 150 В 3/32 2,4
B 301 В … 600 В 1/2 12,7
C Промышленное применение без ограничений 51 В … 150 В 1/4 6,4
C 151 В … 300 В 3/8 9,5
C 301 В … 600 В 1/2 12,7
D Промышленные системы, электрооборудование с ограниченными рабочими характеристиками (ограниченные параметры) 151 151 В … 300 В 1/8 3,2
D 301 В … 600 В 3/8 9,5
E Клеммные блоки с номинальным напряжением 601–1500 В 601 В ... 1000 В 0,85 21,6
E 1001 В ... 1500 В 1,20 30,5
F Промышленные устройства, которые используют альтернативный подход для расстояний 51 В ... 1500 В Как определено в результате оценки Как определено в результате оценки
G Светодиодное освещение 51 В … 300 В 1/8 3,2
G 301 В … 600 В 1/8 - 3/8 3,2 - 9,5
Лаборатория высокого напряжения для оценки SCCR

Лаборатория высокого напряжения

Оценка SCCR (NEC и UL 508 A)

Стандартом NEC (National Electrical Code) от апреля 2006 г. установлены требования по стойкости к короткому замыканию для промышленных систем управления. Расчет данных значений SCCR (Short Circuit Current Rating) можно произвести при помощи UL 508 A. В США точный результат расчетов должен быть указан на заводской табличке каждой промышленной коммутационной установки, включая все основные контуры и питание системы подачи управляющего напряжения. В UL 508A (таблица SB 4.1) указаны стандартные значения токов для компонентов, отсутствующих в спецификации. Для клеммных блоков здесь указано стандартное значение 10 кА. Это значение SCCR описывает рабочий ток короткого замыкания установки или компонента при указании рабочего напряжения. Это является максимально допустимым симметричным током утечки, не приводящим к значительным повреждениям, которые могут затруднить дальнейшее использование или стать причиной опасной работы. Значение SCCR базируется на самом слабом установленном компоненте в соответствующей цепи распределения или питания всей установки. В файле UL XCFR2_ E60425 указано 100 кА SCCR для клеммных блоков системы CLIPLINE complete. Они помогают создавать высокопроизводительные установки с более высокими рассчитанными значениями SCCR.

Для цепей, в которых не возможна установка компонентов с более высокими значениями, можно повысить оценку всей цепи, если подключить соответствующую клемму для предохранителя, указанную для высокого тока. Клеммы для предохранителя UK 10,3-CC HESI N позволяют повышать оценку SCCR для подключенных далее цепей до 200 кА.

Схема проверки: проверка падения напряжения

Схема проверки: проверка падения напряжения

Проверка падения напряжения (МЭК 61984)

К каждой точке подключения клеммы можно подсоединять от одного до нескольких проводников в зависимости от технологии подключения. Перенос тока сильно зависит от электрического сопротивления между проводником и токовой шиной. Высококачественные контакты обеспечивают газонепроницаемое соединение. Таким образом гарантируется долговечное и надежное соединение. Поэтому данное электрическое испытание определяет падение напряжения на клеммном блоке (две точки подключения), что можно использовать для оценки переходного сопротивления и качества контактов. К клеммам подсоединяют проводники расчетного сечения. Для проведения измерений на клеммы подают контрольный постоянный ток, соответствующий 0,1 от максимальной нагрузочной способности по току расчетного сечения. Падение напряжения измеряют на расстоянии ≤ 10 мм от середины точки подключения (см. рисунок). Примерно при температуре помещения +20 °C падение напряжения до и после испытания не должно превышать 3,2 мВ, а также не должно в 1,5 раза превышать измеренное до начала испытания значение. Значения для клеммных блоков Phoenix Contact меньше граничных значений, указанных в стандарте, до 60 %.

Проверка падения напряжения

Контрольный значения проверки на падение напряжения

Максимальная нагрузочная способность по току [A]

Расчетное сечение AWG

Максимальная нагрузочная способность по току [A]

Расчетное сечение [мм²]
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

Циклы подключения (МЭК 61984)

МЭК 61984 предлагает полный сценарий испытаний штекерных соединителей в диапазоне мощности 50–1000 В и для максимальной нагрузочной способности по току до 500 A. При этом систематизируются конструктивные защитные свойства (например, классы IP), а также механические и электрические характеристики, которые приводятся в зависимости от приложения. Испытание проводится в группах A–E (см. таблицу). Одним из основных результатов группы испытаний A является указание количества циклов подключения для определения долговечности. Предпочтительные циклы для штекерных соединителей без коммутационной способности (COC), а также с коммутационной способностью (CBC) составляют 10, 50, 100, 500, 1000, 5000. В процессе испытания с коммутационной способностью выполняется от трех до четырех циклов подключения в минуту. Скорость установлена на 0,8 ± 0,1 м/с. После испытания необходимо обратить внимание на отсутствие повреждения, которое могло бы затруднить дальнейшее использование. Для этого выполняется визуальная проверка слоя коррозионной защиты и тест на падение напряжения. Клеммные блоки и штекеры серий CLIPLINE complete-COMBI, как правило, рассчитаны на 100 циклов подключения.

Группа испытаний B

Группа испытания C

Группа испытания D

Группа испытания E

Группа испытаний A
Механические испытания Испытания на долговечность Термические испытания Климатические испытания Испытания на степень защиты
Диаграмма временной характеристики импульса перенапряжения при испытании импульсным напряжением

Временная характеристика импульса перенапряжения

Испытание импульсным напряжением (МЭК 60947-7-1/2)

Задача испытания импульсным напряжением заключается в том, чтобы получить подтверждение достаточности воздушного зазора между двумя соседними потенциалами. Для этого испытание импульсным напряжением проводится на каждом полюсе в зависимости от номинального напряжения изоляции пять раз. При этом временные интервалы составляют не менее 1 секунды. В ходе испытания рассматривают расстояние между соседними клеммными блоками или между клеммным блоком и шиной. Непреднамеренные пробои во время испытания не допускаются. Расчетное импульсное напряжение клеммных блоков Phoenix Contact составляет от 6 до 8 кВ согласно МЭК 60664. Соответствующая высота вычисляется при помощи номинального напряжения. Таким способом достигается эффективная проверка документированных значений рабочего напряжения клемм на предмет безопасности в эксплуатации. Категория III категории перенапряжения 4 представляет собой настройку по умолчанию.

Таблица перенапряжений

Категория III категории перенапряжения 4 представляет собой настройку по умолчанию.

Номинальное напряжение системы электропитания (сеть) согласно МЭК 60038 — однофазное [В]

Напряжение между проводом и нейтралью, полученное на основе номинального напряжения переменного или постоянного тока до [В]

Расчетное импульсное напряжение [В]

Номинальное напряжение системы электропитания (сеть) согласно МЭК 60038 — трехфазное
- 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
Эксперт в области технологий подключения - CLIPLINE quality
Брошюры
Клеммные блоки Phoenix Contact подвергаются испытаниям с требованиями, превышающими минимальные требования соответствующего стандарта. Применение соответствующих конструктивных мер и высококачественных материалов в производстве клеммных блоков обеспечивает существенное превышение требований стандартов.
Скачать сейчас бесплатно!
Контроль качества изделий в лаборатории и мониторинг результатов