Káblová dutinka: Áno alebo nie?

Elektrotechnický priemysel dnes ponúka širokú škálu pripojovacích technológii vrátane rôznych inovatívnych, ktoré prinášajú užívateľom množstvo výhod. Aj napriek tomu mnohí zápasia s drobným detailom – je káblová lisovacia dutinka potrebná alebo dokonca nevyhnutná pre pripojenie vodiča?


Káblové dutinky stále poskytujú určite výhody

Prvá káblová dutinka bola vyrobená v 60-tych rokoch. Jej hlavným využitím bola ochrana medeného vodiča vo svorkovom spoji. Skrutka svorky zvyčajne vytvárala priamy kontakt s vodičom, čo viedlo k poškodeniu, niekedy až rozpojeniu okruhu. Kovový prstenec teda poskytoval mechanickú ochranu. Alternatívne sa konce lankových vodičov spájkovali.

Pôsobením tlaku a teploty sa však toto riešenie stávalo nespoľahlivým, čo viedlo až k zákazu takéhoto riešenia normou (skrutkové upínacie jednotky nie sú vhodné na pripojenie ohybných vodičov so spájkovanými koncami). Dokonca aj v moderných inovatívnych pripojovacích technológiách sa často využívajú lankové vodiče ukončené káblovými lisovacími dutinkami.

Dôvodom je, že dutinky stále poskytujú určité výhody. Navyše, proces úpravy vodičov – strihanie na požadovanú dĺžku, odizolovanie a lisovanie – umožňuje značný potenciál pre optimalizáciu a možnú úsporu.

V riadiacich obvodoch sú komponenty často pripájané vodičmi ukončenými káblovou dutinkou


Káblová dutinka:
Čo vyžaduje norma?

Lankový medený vodič nemusí byť osadený káblovou dutinkou.

Všetky skrutkové aj bezskrutkové svorky sú predmetom normy STN EN 60999-1/VDE 0609. Tato norma jasne uvádza, že mechanicky spoj vodiča, bez ohľadu na pripojovaciu technológiu, musí byť navrhnutý tak, aby bolo možne priamo pripojiť všetky neupravené typy vodičov bez akejkoľvek predprípravy.

Zároveň, ak nie je výrobcom stanovené inak, musí byť možné upevniť do upínacích jednotiek (svoriek) tuhé aj lankové vodiče. Norma sa zaoberá výlučne medenými vodičmi. Z pohľadu normy je káblová lisovacia dutinka iba možnou alternatívou predprípravy vodiča – druh spojovacej ochrany, ktorá napomáha pripojeniu lankového vodiča.

V skrutkovej aj bezskrutkovej pripojovacej technológii, z pohľadu STN EN 60999-1, použitie káblových dutiniek nie je predpísané ani vylúčené. Je to ponechané na rozhodnutí užívateľa. Norma STN EN 60947-7-1, zaoberajúca sa svorkami, tiež uvádza, že výrobca musí určiť akúkoľvek potrebnú úpravu konca vodiča.

Bežne dostupné svorky na našom trhu spĺňajú požiadavky noriem pre pripojenie všetkých typov vodičov – či už ukončených káblovou dutinkou alebo bez nej.

Radové svorky sú testované a určené pre pripojenie všetkých bežných typov vodičov


Výhody káblových lisovacích dutiniek

Okrem ochrany pred poškodením poskytujú káblové dutinky mechanické výhody počas pripájania tým, že zabraňujú roztiahnutiu, prípadne zohnutiu jednotlivých vlákien lankového vodiča. Predovšetkým, ak sa jedná o niekoľkonásobné prekáblovanie v rozvádzači. Krimpovací proces spája vlákna vodiča a dutinku pevne a trvalo.

V inštaláciách na ťažko dostupných a neprehľadných miestach môžu uvoľnené vlákna lankového vodiča znížiť izolačnú vzdialenosť, alebo dokonca spôsobiť preskok. Izolované káblové dutinky navyše poskytujú ochranu proti ohybu vodiča. Farebné kódovanie izolácie dutinky zasa určuje prierez ukončeného vodiča.

Káblové dutinky sú výhodné aj z pohľadu elektrického. Bežne dostupné dutinky sú vyrábané z vysoko vodivých medených materiálov. Z dôvodu ochrany pred oxidáciou je ich povrch zvyčajne pokrytý vrstvou cínu. Z fyzikálneho hľadiska však káblová dutinka predstavuje dodatočný prechodový bod v prúdovej dráhe a každý prechodový bod znamená aj dodatočný prechodový odpor, čomu sa v teoretickej rovine snažíme vyhnúť.

Farebné kódovanie izolácie dutinky určuje prierez ukončeného vodiča


Testovanie rôznych typov vodičov: Výsledky

Testy na rôznych typoch bežných vodičov sa rozhodla vykonať firma Phoenix Contact. Skušaný bol najpoužívanejší prierez vodiča 2,5 mm2. Výsledky boli analyzované z pohľadu poklesu napätia a hodnoty prechodového odporu kontaktu. Na základe testov bolo zistené, že ukončenie vodiča káblovou dutinkou prináša určité výhody.

Prechodový odpor neupraveného lankového vodiča je mierne vyšší ako u vodiča ukončeného káblovou lisovacou dutinkou. Dôvodom je oxidácia medi. Krátko po výrobnom procese sa na povrchu medi vytvorí trvalá, odolná a takmer neviditeľná ochranná vrstva hrúbky 2 až 4 μm. V závislosti od vlhkosti, teploty a samozrejme koncentrácie rôznych prvkov v okolitom prostredí táto vrstva oxidácie narastá – čo umožňuje medi vydržať stáročia.

Porovnanie vodičov: analýza pripojenia medených vodičov s prierezom 2.5 mm²

Čo je však v stavebníctve žiaduce a esteticky príťažlivé, je v elektrotechnike prekážkou. Mikroskopicky tenká vrstva oxidácie na každom vlákne lankového vodiča sa správa ako izolant. S narastajúcou hrúbkou izolačnej vrstvy rastie aj celkový prechodový odpor vodiča. Správnym lisovaním káblovej dutinky je tvrdá vrstva oxidácie mechanicky porušená a jednotlivé vlákna lankového vodiča sú stlačené do plynotesného spoja.

Samotný tvar krimpu – či už štvorec, šesťhran, alebo trapéz – má zanedbateľný vplyv na elektrické vlastnosti spoja. Spolu s použitím kvalitných komponentov, súhra medzi vodičom, káblovou dutinkou a lisovacím nástrojom sú nevyhnutnou podmienkou tejto analýzy. Trvalo spoľahlivé elektrické spojenie môže byť vytvorené len v prípade, že všetky prispievajúce činitele sú správne zladené.

Správne nakrimpovaný vodič je taký, keď je vytvorený pevný krimp s vysokou hustotou vlákien na jednotkovú plochu – vďaka vysokému tlaku počas procesu lisovania dochádza k deformácii jednotlivých vlákien vodiča, čím sú vytlačené vzduchové medzery medzi nimi.

Správne nakrimpovaný vodič: pevný krimp s vysokou hustotou vlákien na jednotkovú plochu

Štiepacie, alebo ploché kliešte nie sú vhodný lisovací nastroj. Kvalita predprípravy vodiča zohráva dôležitú úlohu, hlavne v prípade bezskrutkového typu pripojenia ako je napríklad pružinová svorka. V prípade skrutkového spoja by sme dostatočným uťahovaným momentom boli určite schopní „dotlačiť“ nedostatočný krimp. V každom prípade tento postup by bol nesprávny.

Kvalitné krimpovacie nástroje sú vybavené integrovaným tlakovým zámkom, ktorý zaručuje úplné dokončenie lisovacieho cyklu. K uvoľneniu zámku dôjde až v dôsledku vyvinutia potrebnej sily na správne zalisovanie. Plynotesnosť a ťahová sila je teda zabezpečená v každom cykle.

Kvalitné krimpovacie nástroje zabezpečia úplne dokončenie lisovacieho cyklu

Pri výrobe rozvádzačov tvorí cena prace veľkú časť z celkových nákladov. Z dôvodu optimalizácie procesu a zvýšenia efektivity si mnohí výrobcovia volia pružinovú technológiu pripojenia. Technológia pripojenia Push-in je založená na principe tlačnej pružiny.

Tuhý, alebo lankový vodič ukončený káblovou lisovacou dutinkou je možné pripojiť jednoduchým zatlačením vodiča do kontaktnej komory svorky bez použitia akéhokoľvek nástroja. Pripojenie je preto možné realizovať rýchlo, jednoducho a hospodárne, čo výrazne optimalizuje vyrobný proces.

Výrobcovia si často z dôvodu optimalizácie procesu volia pružinovú technológiu pripojenia


Záver

Použitie káblových lisovacích dutiniek v elektrických zariadenia ponúka množstvo výhod – z mechanického aj elektrického pohľadu. Použitie kvalitných komponentov a nástrojov, a presný proces lisovania sú základným predpokladom pre optimálny a cenovo úsporný výsledok.

Za tohto predpokladu káblové lisovacie dutinky – kombinovane napríklad s technológiou pripojenia Push-in podstatne zvyšujú efektivitu pripojovania vodičov.


Zdroj: phoenixcontact, upravil Automatizacia365.sk

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *