Клеммы WAGO: соединил и забыл

Электроника до сих пор остается в первую очередь «наукой о контактах»: с 90%-й вероятностью в любой неисправности электронного блока виновато отсутствие контакта в нужном месте или его наличие в ненужном. Именно поэтому опытные инженеры выбирают клеммы и разъемы иногда даже с большей тщательностью, чем другие компоненты. Наборы требований к клеммным соединителям в разных областях применения могут значительно различаться, однако на первом месте всегда будет стоять надежность электрического соединения. Очень часто требуется обеспечивать гарантированные параметры соединения в течение длительного времени, в условиях воздействия вибраций или агрессивных сред. Существуют немаловажные требования, например, к прочности электрической изоляции, пожаробезопасности, теплоустойчивости. Являясь на первый взгляд достаточно простым компонентом, клеммные соединители представляют собой результаты многих лет работы специалистов в различных областях науки и технологий.

Каков выбор?

Если на первое место ставить качество и технические характеристики клемм, выбор становится достаточно ограничен. Всевозможные дешевые решения юго-восточных и польских «скороспелых» производителей не выдерживают никакой критики с точки зрения надежности, стабильности и электрических параметров. Остаются проверенные «монстры клеммостроения», в число которых входит и немецкая фирма WAGO Kontakttechnick Gmbh. Кроме знаменитого немецкого качества, главной чертой клемм WAGO является отсутствие в них традиционного винтового зажима. Остальные особенности конструкции этого соединителя будут рассмотрены далее, а пока отметим главные преимущества данной технологии:

Оптимизированное пропорционально сечению зажимное усилие без повреждения проводника;
Газонепроницаемое соединение в месте контакта;
Высокая виброустойчивость и ударопрочность;
Многократная экономия времени при монтаже;
Независимость качества контакта от квалификации обслуживающего персонала;
Отсутствие необходимости последующего технического обслуживания.

CAGE CLAMP: как она устроена

Принцип соединения проводников в клеммах WAGO показан на рис. 1 и основан на прижимании проводника к токонесущей шине посредством пружины специальной формы. Пружина изготавливается из хромоникелевой (CrNi) стали, которая позволяет получить достаточно высокое усилие зажима. Оно автоматически изменяется в соответствии с сечением проводника. Иными словами, в клемме, рассчитанной на работу с проводниками с сечением 0,2–16 мм², можно зажимать проводники, сечение которых различается на порядок, не опасаясь повреждения тонких и недожима или выскальзывания толстых проводников.

Принцип соединения проводников на основе пружины CAGE CLAMP

Рис. 1. Принцип соединения проводников на основе пружины CAGE CLAMP

Токонесущая шина изготавливается из электролитной меди. Этот материал обладает оптимальной электропроводностью, химической устойчивостью и инертностью к коррозионному растрескиванию. Поверхность шины дополнительно защищается оловянно-свинцовым покрытием, одновременно обеспечивающим газонепроницаемость переходного контакта специальной формы. Под действием высокого удельного поверхностного давления в точке контакта в зажиме CAGE CLAMP выпуклая поверхность проводника вдавливается в мягкий оловянно-свинцовый слой в контактной зоне. Это также обеспечивает долговременную коррозионную защиту.

Итак, чего лишается потребитель, применяя клеммы WAGO?

Недожима или пережима проводника, часто происходящего с винтовыми клеммами.
Ослабления вплоть до исчезновения контакта вследствие отворачивания винтового зажима под воздействием вибраций.
Необходимости раз в полгода проводить регламентные работы по обслуживанию клеммных соединителей.

На рис. 2 показана технология подключения проводника к типичной клемме WAGO на основе пружины CAGE CLAMP. Все, что необходимо сделать для подключения проводника, это:

Вставить отвертку в технологическое отверстие для отжатия пружины.
Вставить проводник в клемму.
Вынуть отвертку, после чего пружина автоматически зажмет проводник.

Технология подключения проводника к клемме WAGO

Рис. 2. Технология подключения проводника к клемме WAGO

Сравнив эти простые действия с подключением провода к традиционной винтовой клемме, можно легко увидеть, откуда берется экономия времени при монтаже и почему обслуживающий персонал не должен иметь специальных навыков для работы с клеммами WAGO.

Необходимо заметить, что успешной разработке конструкции пружины Cage Clamp предшествовали 9(!) лет поисков и экспериментов инженеров фирмы WAGO. Между прочим, станок-автомат для производства только одного типа пружин Cage Clamp стоит около $500 тыс. Это и называется «ноу-хау», которое невозможно украсть или быстро повторить. Сразу после прекращения действия несколько лет назад патента на клеммы такого типа они появились у всех основных их производителей. Однако к совершенству и разнообразию клемм WAGO путь им предстоит неблизкий.

Основные типы клемм WAGO

Мир клемм WAGO огромен, достаточно сказать, что полный каталог продукции этой фирмы насчитывает около 700 страниц. Однако, чтобы на качественном уровне разобраться с основными типами и назначением клемм WAGO, объема журнальной статьи вполне достаточностаточно. Все клеммы WAGO разделены на две большие группы по типу применяемой пружины.

Первая группа — клеммы на основе плоскопружинного зажима (рис. 3). Этот тип является оптимальным для одножильных проводников диаметром от 0,5 до 4 мм2 и наиболее часто применяется в телефонии, строительном электромонтаже и системах охраны зданий.

Пример клеммы на основе плоскопружинного зажима

Рис. 3. Пример клеммы на основе плоскопружинного зажима

Вторая группа — клеммы на основе зажима CAGE CLAMP (рис. 4). Этот тип идеально подходит как для одножильных, так и для многожильных проводников. Особо следует отметить, что концевые втулки/наконечники для проводников при использовании CAGE CLAMP не являются необходимым условием высококачественного соединения. В этом году у WAGO появилась еще одна разновидность клемм — FIT-CLAMP (рис. 5), в основе которой лежит врезной контакт. Для работы с FIT-CLAMP не требуется предварительная зачистка проводника от изоляции, что еще сильнее упрощает и ускоряет монтажные работы.

Пример клеммы на основе пружины CAGE CLAMP

Рис. 4. Пример клеммы на основе пружины CAGE CLAMP

Клеммы на основе FIT-CLAMP

Рис. 5. Клеммы на основе FIT-CLAMP

По способу установки в оборудование клеммы WAGO разделяются на следующие группы:

Для установки на несущие шины типа DIN 35 (рис. 6).

Рис. 6. Установка клемм на несущие шины DIN35
Для установки на монтажные панели (рис. 7).

Рис. 7. Установка клемм на монтажные панели
Для монтажа на печатных платах (рис. 8).

Рис. 8. Клеммы для печатных плат

Для всех трех групп производится большое количество вспомогательных аксессуаров, включая средства маркировки (рис. 9), всевозможные замыкатели, тестовые щупы, инструмент для обрезки/зачистки проводников (рис. 10) и т. п.

Инструмент WAGO для оберзки/зачистки проводников