Ізольовані кабельні наконечники: види, кольори та таблиця перерізів

Під час складання щитів автоматики та розподільчих шаф багатодротові гнучкі проводи вимагають обов’язкового окінцювання. Використання наконечників з полімерною манжетою вирішує одразу три інженерні задачі: формує монолітний контактний вузол, захищає струмопровідну жилу від механічного перелому та унеможливлює випадкове замикання між сусідніми полюсами. У цьому довіднику розберемо конструктивні особливості основних видів ізольованих наконечників, відмінності в їхньому колірному кодуванні та правила вибору за перерізом.

Навіщо потрібна ізоляція на кабельних наконечниках і де їх застосовують

У сучасних шафах керування відстань між сусідніми клемами на DIN-рейці або контактами модульної апаратури становить лічені міліметри. Коли монтаж виконується гнучким проводом (ПВ-3, ПуГВ, H05V-K або H07V-K), навіть одна неакуратно відігнута дротинка або оголена частина гільзи біля входу в клему створює ризик міжфазного замикання чи пробою на корпус. Діелектрична манжета або спідниця наконечника перекриває зону переходу від основної ізоляції кабелю до металевого затискача апарата, забезпечуючи захист від випадкового дотику (finger-safe монтаж).

Друга критична функція полімерного хвостовика — механічне розвантаження жили. Тонко- та надтонкодротові провідники (класи гнучкості 5 і 6 згідно з DIN EN 60228) чутливі до вібрацій і багаторазових згинань під час укладання джгутів у перфорований кабель-канал. Без підтримувальної манжети місце виходу мідних дротів із жорсткої опресованої втулки стає точкою концентрації напружень. Полімерний фланець плавно розподіляє радіус вигину і приймає на себе механічне навантаження, запобігаючи поступовому обламуванню окремих проволок.

Третій аспект — колірна ідентифікація перерізу. Для електромонтажника колір ізоляційної спідниці слугує візуальним маркером, що прискорює підбір потрібного наконечника з органайзера та вибір відповідного гнізда прес-кліщів. Крім того, під час перевірки зібраного щита інженер ВТК за кольором манжети миттєво контролює відповідність використаного наконечника перерізу підведеного провідника та номіналу апарата захисту.

Основні види ізольованих наконечників: НШВІ, НКІ, НВІ, «тато-мама» та гільзи

Залежно від типу контактного затискача (гвинтовий ліфтовий, пружинний, болтовий або швидкороз’ємний) у щитовому монтажі використовують п’ять базових конструкцій. У каталозі «Сіті Електрика» представлені кабельні наконечники всіх типорозмірів для силових та слабкострумових кіл.

Трубчасті (втулкові) наконечники НШВІ та НШВІ(2)

Наконечники штирові втулкові ізольовані (НШВІ, у європейській класифікації — bootlace ferrules або end sleeves) призначені для окінцювання гнучких проводів перед їх встановленням у кліткові гвинтові або пружинні клеми, автоматичні вимикачі, контактори та реле. Конструктивно вони складаються з тонкостінної лудженої мідної трубочки та полімерного фланця. Після обтискання прес-кліщами втулка об’єднує пучок тонких дротів у суцільний стрижень, який не розпушується при заведенні в клему і не перерізається торцем притискного гвинта.

Коли виникає потреба зашлейфувати живлення (наприклад, роздати загальний «мінус» 24 В DC або фазу керування на групу сусідніх реле без використання шинних перемичок), застосовують подвійні втулкові наконечники НШВІ(2) (Twin ferrules). Вони мають розширену овальну лійку, куди вільно заходять два проводи однакового перерізу, та подовжену мідну гільзу. Наприклад, у лінійці L&S TERMICO для одиночного монтажу використовуються позиції на кшталт 9CE015008R (1,5 мм², довжина втулки 8 мм) або 9CE025010BL (2,5 мм², втулка 10 мм), а для паралельного обтискання двох жил — серія 9CT, зокрема 9CT015008R або 9CT025010BL.

Кільцеві (НКІ) та вилочні (НВІ) наконечники під гвинт

Там, де підключення виконується під відкритий гвинтовий або шпильковий затискач (колодки з притискною пластиною, болти заземлення на корпусі щита, виводи трансформаторів струму, клеми промислових контролерів японського чи американського зразка), втулкові гільзи не підходять. Тут працюють штамповані наконечники з плоскою контактною головкою:

• Кільцеві ізольовані (НКІ / Ring terminals) — мають замкнуте кільце під певний діаметр різьби (від М3 до М12). Це найбезпечніший варіант для відповідальних кіл та зон із підвищеною вібрацією: навіть якщо гвинт частково послабиться, наконечник фізично не зможе вислизнути з-під контактної шайби. У каталозі вони представлені, наприклад, серією L&S TERMICO з артикулами 50231, 50241, 502525, 50266.
• Вилочні ізольовані (НВІ / Fork або Spade terminals) — мають розімкнуту U-подібну вилку. Їхня головна перевага — швидкість монтажу та демонтажу в тісних клемних рядах. Монтажнику достатньо послабити гвинт на 1–2 оберти, підсунути вилку під притискну шляпку і затягнути з’єднання, не ризикуючи впустити дрібний гвинт усередину зібраного щита. Приклади популярних позицій L&S TERMICO — артикули 50431, 504425, 50456.

Плоскі ножові роз’єми «тато-мама» (РПІ-П та РПІ-М)

Для оперативного від’єднання дверних елементів шафи (кнопок, перемикачів, світлової сигналізації), вентиляторів охолодження або датчиків без викрутки застосовують плоскі втичні з’єднувачі (Quick Disconnect terminals). Пара складається з ножового штекера РПІ-П («тато») та пружинного гнізда РПІ-М («мама»), стандартна ширина контактного язичка становить 2,8 мм, 4,8 мм або 6,3 мм.

У промисловій автоматиці замість частково ізольованих клем, де металева частина гнізда залишається відкритою, доцільно використовувати кабельні наконечники «мама» повністю ізольовані (наприклад, L&S TERMICO серій 91201H, 91202H, 91203H або нейлонові виконання 912281-8NH та 912482-8NH). У таких моделях полімерний корпус закриває контактну групу по всій довжині, тому при розстикуванні під напругою або щільному укладанні в джгут унеможливлюється коротке замикання на металеві частини дверцят щита.

З’єднувальні ізольовані гільзи (ГСІ)

Коли під час модернізації чи ремонту щита потрібно подовжити провід без встановлення додаткової прохідної клеми на DIN-рейку, використовують стикові з’єднувальні гільзи ГСІ (Butt connectors), наприклад L&S TERMICO з артикулами 90701T, 90702T, 90703T. Це довга луджена мідна трубка з центральним стопором (упором для жил) всередині, вкрита суцільною ізоляційною оболонкою. Провідники заводяться з обох торців до упору і почергово обтискаються прес-кліщами, утворюючи нероз’ємне з’єднання, яке за механічною міцністю та електричним опором не поступається цілій жилі.

Матеріали ізоляції та контактної частини: ПВХ, поліамід і поліпропілен

Надійність кабельного наконечника в тривалій експлуатації визначається металургійною чистотою металу втулки та термостійкістю полімеру манжети.

Контактна частина якісних ізольованих наконечників виготовляється з електролітичної міді марки Cu-ETP (CW004A згідно з європейськими нормами UNI EN 13599 / EN 1652). Для втулкових наконечників критичним параметром є пластичність металу: в оновленій редакції стандарту DIN 46228-4:2020-03 встановлено максимально допустиму твердість мідної втулки на рівні 105 HV та мінімальну межу міцності на розтяг (Rm) не менше 250 Н/мм². Якщо сплав надто твердий (наприклад, при використанні дешевої латуні замість міді), втулка недостатньо деформується під матрицею кримпера, має високу пружну післядію і з часом послаблює обтиск жили. Поверхня міді обов’язково покривається електролітичним шаром олова завтовшки щонайменше 3 мкм, що захищає контакт від окиснення та гальванічної корозії.

Для виготовлення ізоляційних манжет використовують три основні полімери:

• ПВХ (полівінілхлорид) — найпоширеніший матеріал для серій НКІ, НВІ та РПІ. Має робочий температурний діапазон від -20 °C до +80 °C (короткочасно до +90 °C) і підтримує клас горючості UL94 V0 (самозатухаючий). ПВХ досить жорсткий, добре тримає форму опресованого хвостовика, але при мінусових температурах може втрачати еластичність.
• Поліамід (нейлон PA6.6) — застосовується у відповідальних промислових серіях роз’ємів, гільз та втулкових наконечників. Як свідчать специфікації Cembre для поліамідних наконечників PA6.6, цей матеріал не містить галогенів (Halogen-Free), витримує тривалу робочу температуру від -20 °C до +105 °C, розрахований на напругу до 600 В і має високу діелектричну міцність (понад 16,5 кВ/мм). Нейлонова ізоляція часто буває напівпрозорою, що дозволяє візуально контролювати глибину заходу жили перед опресуванням, і не тріскається під тиском матриці.
• Поліпропілен (PP) — стандартний матеріал для манжет трубчастих наконечників НШВІ та НШВІ(2). Він пластичний, безгалогенний, стійкий до теплового старіння (до +105 °C) і легко піддається точному литтю тонкостінних конусних фланців.

Важливою конструктивною деталлю сучасних наконечників є геометрія манжети Easy-Entry (конічний вхід). У дешевих наконечниках старих зразків між пластиковою лійкою і торцем мідної трубки всередині є крихітна сходинка, об яку під час заведення постійно загинаються тонкі дротики провідника 5 або 6 класу гнучкості. У виконанні Easy-Entry внутрішній конус ізоляції плавно переходить безпосередньо у внутрішній діаметр мідної гільзи без уступу, що прискорює складання щита і виключає відгин окремих проволок.

Дві системи колірного маркування: чому не можна плутати НКІ/НВІ та НШВІ

Поширена помилка початківців при комплектуванні замовлення — перенесення звичної триколірної шкали кільцевих/вилочних наконечників на трубчасті гільзи НШВІ. Насправді в електротехніці паралельно діють дві абсолютно різні системи колірного кодування.

Триколірна система для НКІ, НВІ, «тато-мама» та гільз ГСІ

Усі наконечники, де опресування виконується крізь товстостінну ізоляційну манжету (кільцеві, вилочні, штифтові, плоскі роз’єми РПІ та з’єднувальні гільзи), підпорядковуються єдиному міжнародному триколірному стандарту, де кожен колір охоплює цілий діапазон перерізів:

• Червоний: 0,5 – 1,5 мм² (22–16 AWG);
• Синій: 1,5 – 2,5 мм² (16–14 AWG);
• Жовтий: 4,0 – 6,0 мм² (12–10 AWG).

Саме під ці три діапазони розраховані стандартні прес-кліщі для ізольованих клем, на губках яких нанесені відповідні червона, синя та жовта крапки.

Багатоколірна система для втулкових наконечників НШВІ та колірна плутанина

Оскільки мідна трубка наконечника НШВІ повинна щільно прилягати до пучка дротів без люфту, кожен фіксований переріз (0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2,5 мм² тощо) має власний точний діаметр втулки і власний колір пластикової спідниці. Розміри та кольори втулкових наконечників у діапазоні від 0,5 мм² до 50 мм² регламентує стандарт DIN 46228-4.

Проте тут на монтажника чекають дві інженерні пастки. По-перше, у стандарті DIN 46228-4 кольори манжет циклічно повторюються на значно віддалених перерізах: наприклад, сірий колір використовується і для 0,75 мм², і для 4,0 мм²; червоний — для 1,0 мм², 10 мм² і 35 мм²; синій — для 2,5 мм², 16 мм² і 50 мм². Оскільки ці перерізи візуально відрізняються в рази, сплутати їх у руках неможливо, але під час дистанційного замовлення орієнтуватися лише на слово «червоний» чи «синій» не можна.

По-друге, окрім загальноприйнятого DIN 46228-4, виробники кабельних систем постачають на ринок продукцію за французьким стандартом NF C 63-023 (також відомим як колірний код Telemecanique) або за старим «німецьким» (Weidmüller) кодом. Згідно з технічним довідником Termnex щодо колірних кодів втулкових наконечників, між цими трьома системами існують критичні розбіжності на найбільш ходових перерізах:

• Провід 1,5 мм² у системі DIN 46228-4 та французькій NF C 63-023 має чорний фланець, тоді як у старій «німецькій» системі та у значної частини виробників (зокрема в серіях L&S TERMICO з індексом R) він червоний.
• Провід 0,75 мм² за DIN 46228-4 є сірим, за французьким кодом — блакитним, а за старим німецьким (і в частині лінійок L&S TERMICO з індексом W) — білим.
• Провід 2,5 мм² у DIN та «німецькому» коді синій, а у французькому NF C 63-023 — сірий.
• Провід 6,0 мм² за DIN — жовтий, за NF — зелений, а в деяких комерційних серіях — чорний.

Висновок для проєктувальника і збирача щитів однозначний: колір спідниці НШВІ є лише зручним орієнтиром всередині однієї обраної марки продукції. При первинному підборі необхідно завжди перевіряти номінальний переріз у мм² в артикулі товару.

Зведена таблиця кольорів і перерізів ізольованих кабельних наконечників

Нижче наведено порівняльну таблицю, яка об’єднує обидві системи кодування, розміри кріпильних гвинтів для серій НКІ/НВІ та показує, як відрізняються кольори трубчастих наконечників залежно від стандарту виробника.

Щоб безпомилково читати каталожні номери, звертайте увагу на структуру артикула. Наприклад, коли ви замовляєте кабельні наконечники трубчаті з ізоляцією бренду L&S TERMICO, артикул 9CE025012BL розшифровується так: 9CE — серія одиночних ізольованих втулок (для подвійних використовується префікс 9CT), 0250 — переріз провідника 2,50 мм², 12 — довжина мідної контактної трубки 12 мм, BL — синій колір ізоляції (Blue). Довжина гільзи (8, 10, 12 або 18 мм) підбирається відповідно до глибини клемного гнізда апарата або клемної колодки: для стандартних прохідних клем зазвичай достатньо 8–10 мм, а для глибоких пружинних затискачів Push-in або габаритних автоматів беруть втулки 12–18 мм.

У кільцевих (серія 502) та вилочних (серія 504) наконечниках L&S TERMICO у коді зашифровано діаметр гвинта та групу перерізу: наприклад, в артикулі 502425 префікс 502 означає кільцевий ізольований тип, цифра 4 — отвір під гвинт М4, а 25 — групу перерізу до 2,5 мм² (синя манжета).

Правила монтажу та опресування ізольованих наконечників

Навіть найякісніший наконечник із чистої електролітичної міді перетвориться на точку локального перегріву, якщо його обтиснути пасатижами, бокорізами або неправильно підібраною матрицею. Детально про дефекти монтажу ми розповідали у статті про типові помилки обтискання кабельних наконечників, тому тут виділимо головні технологічні вимоги саме для ізольованих серій.

Різний інструмент для НШВІ та для НКІ/НВІ/РПІ

Категорично заборонено опресовувати трубчасті наконечники НШВІ та кільцеві/вилочні наконечники НКІ/НВІ одними й тими самими матрицями:

1. Для втулкових наконечників НШВІ та НШВІ(2) обтискається виключно тонкостінна металева трубочка, а пластикова спідниця взагалі не заходить у робочу зону губок кримпера. Для цього використовують саморегульовані прес-кліщі з діафрагмовим механізмом (чотиригранний або шестигранний профіль обтиску) або кліщі з трапецієподібними матрицями. Квадратний та гексагональний профілі рівномірно ущільнюють жилу з усіх боків і ідеально підходять для круглих та прямокутних пружинних гнізд, а трапеція формує плоску основу для класичних гвинтових затискачів.
2. Для наконечників НКІ, НВІ, роз’ємів «тато-мама» та гільз ГСІ тиск передається безпосередньо крізь товстостінну ПВХ або нейлонову манжету. Тут застосовують спеціалізовані прес-кліщі з трьома овальними (або двоступінчастими) колірними лунками. Якісна матриця для НКІ/НВІ має два профілі в одному гнізді: вужча частина продавлює крізь пластик саму латунну/мідну трубку зі струмопровідною жилою, а трохи ширша — обтискає задню частину манжети по зовнішній ізоляції кабелю, фіксуючи його від механічного висмикування.

Точний підбір довжини зачищення та візуальний контроль

Перед монтажем ізоляцію з проводу знімають стрипером рівно на довжину металевої гільзи наконечника (для НШВІ дозволяється виступ мідних жилок з переднього торця втулки не більше ніж на 0,5–1 мм, щоб вони не впиралися в дно глухої клеми). Скручувати багатожильний пучок пальцями перед заведенням у втулку НШВІ не потрібно — скручені по спіралі дроти збільшують зовнішній діаметр пучка і гірше ущільнюються при опресуванні.

При заведенні проводу в наконечник слідкуйте за двома межами: по-перше, основна ізоляція кабелю повинна повністю увійти всередину пластикової спідниці (оголена мідь поза манжетою зводить нанівець весь сенс ізольованого наконечника); по-друге, ізоляція самого кабелю не має потрапити глибше — всередину мідної контактної трубки, інакше корисна площа електричного контакту зменшиться наполовину.

Якість готового з’єднання в умовах виробництва перевіряють за критеріями європейських стандартів. Згідно з технічним оглядом Tonful Electric щодо стандартів тестування опресованих наконечників, механічна надійність клемних з’єднань (зокрема мінімальне зусилля на виривання провідника з клеми) регламентується стандартом EN 60999-1, а вимоги до якості самого безпаяного опресованого контакту — стандартом EN 60352-2. Після повного циклу спрацьовування храпового механізму прес-кліщів ізоляційна манжета не повинна мати наскрізних прорізів до металу, а наконечник має витримувати осьовий ривок рукою без зміщення втулки вздовж жили.

Часті запитання

Чому наконечники НШВІ одного перерізу від різних виробників мають різний колір манжети?

Це пов’язано з тим, що на ринку паралельно діють три різні стандарти колірного кодування втулкових наконечників: німецький DIN 46228-4, французький NF C 63-023 та старий заводський код Weidmüller. Наприклад, наконечник на 1,5 мм² за стандартом DIN має чорну спідницю, а в альтернативній системі — червону. Тому при підборі та монтажі завжди орієнтуйтеся на цифрове значення перерізу в мм², вказане на пакованні або в артикулі товару.

Чи можна обтискати два проводи в одному стандартному наконечнику НШВІ більшого розміру?

Робити це вкрай не рекомендується. Стандартний наконечник НШВІ має круглу приймальну лійку, в яку два проводи у власній ізоляції не зможуть увійти на потрібну глибину, через що жили залишаться оголеними і позбавленими механічного захисту від зламу. Для об’єднання двох провідників слід використовувати спеціалізовані подвійні наконечники НШВІ(2) з розширеним овальним фланцем.

У чому різниця між наконечниками з ізоляцією із ПВХ та поліаміду (нейлону)?

Манжети з ПВХ розраховані на стандартні умови експлуатації в діапазоні температур від -20 °C до +80 °C. Наконечники з поліаміду PA6.6 (нейлону) витримують підвищену температуру до +105 °C, не містять галогенів (Halogen-Free) і мають вищу еластичність, завдяки чому їхня ізоляція не тріскається під час інтенсивного опресування та експлуатації в умовах вібрації.

Коли в електрощиті краще застосовувати кільцеві наконечники НКІ, а коли вилочні НВІ?

Кільцеві наконечники НКІ застосовують у силових колах, ланцюгах захисного заземлення (PE) та на обладнанні, що зазнає вібрацій, оскільки замкнуте кільце не дозволить проводу випасти навіть при ослабленні гвинта. Вилочні наконечники НВІ зручніші у вторинних колах автоматики та сигналізації: вони дозволяють швидко підключати або замінювати провідники на клемних колодках, лише злегка відпустивши притискний гвинт.

Джерела

• Phoenix Contact
• Power and Cables (Cembre Data)
• Termnex (DIN 46228-4 Reference)
• Tonful Electric