Svorkovnice – co o nich musíte vědět

Svorkovnice jsou velmi důležitou součástí výbavy konektorů všech techniků a již po mnoho let se používají k zajištění semipermanentního zabezpečeného připojení vodičů v celé řadě aplikací. Svorkovnice, nazývané také jako připojovací vývody, svorkové konektory nebo šroubové svorky, sestávají z modulárního krytu a izolovaného tělesa, které spojuje dohromady dva nebo více vodičů. Díky semipermanentní povaze svého připojení pomáhají svorkovnice zjednodušovat proces kontrolování a oprav na místě. Jedná se o poměrně jednoduchou součástku, přesto se však před výběrem hodí mít o svorkovnicích a jejich vlastnostech alespoň základní znalosti. V tomto článku je rozebíráno několik témat, včetně běžných typů svorkovnic, klíčových elektrických a mechanických vlastností a podrobněji i další témata, která technikům při rozhodování o svorkovnicích pomohou.

Běžné konfigurace

Třemi nejběžnějšími typy používanými v návrzích jsou svorkovnice do DPS, bariérové lišty a průchozí svorkovnice. V následující tabulce je uveden přehled těchto tří typů, včetně základního principu, způsobu montáže a konfigurace.

Důležité elektrické údaje

Již jsme výše uvedli běžné typy svorkovnic, ve fázi návrhu je však nutné zvážit také celou řadu klíčových elektrických údajů. Patří mezi ně následující:

Jmenovitý proud: Obecně jde o nejdůležitější údaj, kterého je nutné si při návrzích se svorkovnicemi všímat. Ovlivňují jej tři faktory: vodivost svorek, průřez a odpovídající nárůst teploty. Při výběru svorkovnice se doporučuje, aby byl modul schopen přenášet jmenovitý proud odpovídající alespoň 150 % předpokládaného maximálního proudu systému. Není-li jmenovitý proud svorkovnice dostatečný a dojde-li k příliš vysokému proudu, může vést přehřátí a poškození svorkovnice k velmi závažným ohrožením bezpečnosti.

Jmenovité napětí: Jmenovité napětí svorkovnice záleží zčásti na rozteči a dielektrické pevnosti jejího krytu. Stejně jako u jmenovitého proudu musí být i jmenovité napětí svorkovnice větší než maximální napětí systému a je přitom nutné zvažovat i veškerá přepětí, která by mohla poškodit připojení.

Počet pólů: Počet pólů je běžným způsobem, jak vyjádřit počet jednotlivých obvodů, které lze do svorkovnice připojit. Tento údaj se obvykle pohybuje od jednoho pólu až po 24 pólů.

Rozteč: Rozteč je definována jako vzdálenost středů od sousedních pólů a je určena celkovými jmenovitými údaji svorkovnice. V úvahu se přitom berou i faktory jako povrchová cesta, napětí/proud a vzdušná vzdálenost. Některé z běžných hodnot roztečí jsou například 2,54 mm, 3,81 mm, 5,0 mm a jiné.

Velikost/typ vodiče: V Severní Americe se udává v jednotkách American Wire Gauge (AWG) a u svorkovnic se specifikuje velikost nebo síla vodiče, který je modul schopen připojit, aby se vodiče fyzicky vešly do krytu. Většina svorkovnic naštěstí umožňuje mírnou toleranci a je tak možné zapojit řadu velikostí vodičů, jako například 18–4 nebo 24–12 AWG. Kromě síly vodiče je nutné v závislosti na vybraném typu modulu třeba zvažovat i typ vodiče. Pro šroubové svorkovnice jsou ideální splétané nebo vícežilové vodiče. Jednožilové vodiče se naopak často spojují s násuvnými svorkovnicemi.

Důležité mechanické údaje

Dále v pořadí zvažování jsou mechanické údaje. Týkají se rozměrů svorkovnice, orientace a přístupnosti jejích připojení v návrhu. Mezi důležité mechanické faktory patří:

Orientace vstupů vodičů: Třemi nejběžnějšími typy orientací svorkovnic jsou horizontální (90°), vertikální (180°) a 45°. Nejvhodnější orientace bude záviset na rozvržení návrhu a na tom, která orientace umožňuje nejlepší připojení a jeho přístupnost.

Obrázek 1: Typické orientace svorkovnic (zdroj obrázku: společnost Same Sky)

Způsob připojení vodičů: Nejběžnější způsoby připojení vodičů jsou podobně jako u orientace tři – šroubová svorka, tlačítko nebo nasunutí. Princip všech tří typů je zřejmý již z jejich názvu. Šroubová svorka nebo šroubovací svorkovnice obsahuje šroub, který při utažení přitlačí svorku, která zajistí spojení vodiče s vodičem. Tlačítkový typ funguje tak, že se jednoduše stiskne tlačítko, které otevře svorku, aby bylo možné vložit vodič. Jakmile se tlačítko uvolní, svorka na vodiči se uzavře. U násuvných svorkovnic lze vodiče vložit přímo do krytu, čímž se vytvoří spojení, aniž by bylo nutné otevírat svorku pomocí šroubů nebo tlačítek.

Obrázek 2: Typické způsoby připojení vodičů (zdroj obrázku: společnost Same Sky)

Vzájemné spojení vs. jeden díl: Konstrukce svorkovnic může být ze vzájemně spojených krytů nebo z jednoho krytu. Vzájemně spojené svorkovnice, které jsou typicky dostupné ve verzích se 2 nebo 3 póly, poskytují technikům možnost rychle měnit počet pólů nebo připojit do sebe různé barvy modulu stejného typu. Svorkovnice pro montáž na lištu DIN fungují podobným způsobem, tedy nasouváním jednotlivých jednotek k sobě na kovové liště. Po dosažení požadované konfigurace a počtu pólů jsou poté zakončeny kompatibilní koncovou krytkou, která chrání pouzdro na většině vnějších jednotek. A není překvapením, že jednodílné svorkovnice obsahují v jednom modulu všechny póly, což jim v závislosti na požadavcích návrhu dodává větší pevnost a odolnost.

Obrázek 3: Vzájemně spojené svorkovnice a jednodílné svorkovnice (zdroj obrázku: společnost Same Sky)

Zapojení vodiče do krytu: Zásuvné svorkovnice jsou dobrou volbou v případě, že je třeba časté připojování a odpojování hlavního spojení. To se uskutečňuje vložením vodičů do modulární zásuvky, která se připojí k pevné objímce na DPS, čímž se pak snadno odpojí, aniž by bylo nutné manipulovat s jednotlivými vodiči.

Obrázek 4: Připojení do zásuvky a objímky u zásuvné svorkovnice (zdroj obrázku: společnost Same Sky)

Hodnocení bezpečnosti a další faktory

Hlavními organizacemi zabývajícími se certifikováním svorkovnic jsou UL a IEC. Při pohledu do katalogového listu svorkovnice zjistíme, že se často uvádějí bezpečnostní standardy UL anebo IEC, nejčastěji s různými hodnotami. Důvodem je, že každá z organizací používá k testování jiný standard. Technici musí proto znát celkové požadavky na bezpečnost systému, aby mohli vybrat takovou svorkovnici, která bude s těmito požadavky v souladu.

V mnoha návrzích může být také například výhodou barevné přizpůsobení krytu svorkovnice nebo tlačítek. Díky volbě jedinečných barev svorkovnic mohou technici snadněji propojovat připojovací body v komplexních systémech a zabránit nesprávnému zapojení.

V neposlední řadě lze zmínit, že pro prostředí nebo aplikace s extrémními teplotami jsou volbou také svorkovnice s vyššími jmenovitými teplotními údaji.

Závěr

Budou-li technici znát klíčové elektrické a mechanické údaje stejně jako různé typy modulů, mohou být lépe připraveni na splnění požadavků různých připojení elektrického systému. Produktová řada svorkovnic společnosti Same Sky nabízí technikům množství barev a konfigurací, které jim tento proces výběru zjednoduší.