Клеми заземлення гвинтові та пружинні: як вибрати для щита автоматики

Клеми заземлення (PE-клеми) у щиті автоматики виконують одне завдання: надійно з’єднати захисний провідник кожної лінії з DIN-рейкою та PE-шиною, щоб у разі пробою ізоляції струм пішов у землю, а автомат чи ПЗВ спрацювали. Зовні PE-клему легко впізнати — жовто-зелений корпус і металева лапка знизу, яка при встановленні на рейку утворює з нею електричний контакт.

Вибір зводиться до двох питань: який тип затиску — гвинтовий чи пружинний — і який переріз. Нижче розберемо обидва, з конкретними артикулами ONKA, таблицею перерізів PE-провідника та порядком перевірки після монтажу.

Як влаштована клема заземлення і чим вона відрізняється від звичайної

Звичайна прохідна клема ізольована від рейки: вона лише з’єднує два провідники між собою. У клеми заземлення струмопровідна частина з’єднана з металевою опорою, яка затискається на DIN-рейці. Тому всі PE-клеми на одній рейці електрично об’єднані через саму рейку, а рейка, у свою чергу, з’єднується з PE-шиною щита.

Вимоги до таких клем описує окремий стандарт — IEC 60947-7-2 (клеми захисного провідника для мідних провідників). Він, зокрема, перевіряє, що контакт клеми з рейкою витримує струм короткого замикання, а не лише робочий струм. Звідси практичні наслідки:

• PE-клема має бути того ж перерізу, що й захисний провідник лінії, яку вона обслуговує;
• рейка повинна бути чистою металевою (без фарби) і сама з’єднана з PE-шиною окремим провідником;
• колір корпусу — жовто-зелений, як і колір PE-провідника за ДСТУ EN 60445, — щоб клему не сплутали з фазною чи нульовою.

Гвинтові чи пружинні клеми заземлення

Клеми заземлення гвинтові: коли обирати

У гвинтовій клемі провідник притискається пластиною під гвинтом. Сила затиску залежить від моменту затягування, тому для промислових щитів варто працювати динамометричною викруткою — значення беріть з паспорта клеми; загальні орієнтири зібрані в статті про момент затягування гвинтових клем.

Гвинтові PE-клеми доречні, коли:

• потрібен великий переріз — 16 або 35 мм² (пружинних PE-клем такого перерізу в асортименті немає);
• підключаються жили з наконечниками різних типів або провідники, які часто перекомутовують під час налагодження;
• щит збирають поштучно і швидкість монтажу не критична.

Слабке місце — людський фактор: недотягнутий гвинт дає перехідний опір, перетягнутий — пошкоджує жилу. У щитах на вібраційному обладнанні затягування гвинтових клем перевіряють під час планового обслуговування.

Клеми заземлення пружинні: коли вони кращі

Пружинні PE-клеми ONKA — типу push-in: однодротяна жила або багатодротяна з гільзою-наконечником просто вставляється в отвір до упору, пружина притискає її сама. Для тонкого багатодротяного проводу без гільзи спочатку натискають помаранчеву кнопку, щоб відкрити затиск. Вийняти провідник — так само через кнопку.

Що це дає в щиті автоматики:

• Однакова сила притиску на кожній клемі — вона задана пружиною, а не рукою монтажника.
• Швидкість: на щиті з десятками ліній датчиків і виконавчих механізмів економія часу помітна.
• Стабільність під вібрацією: пружина компенсує осідання міді, гвинт підтягувати не потрібно.

Обмеження — переріз до 10 мм² і вимога до підготовки жили: правильна довжина зачистки та гільза на багатодротяному провіднику. Детальніше про різницю двох типів затиску — у статті гвинтові чи пружинні клеми.

Порівняння: гвинтові та пружинні клеми заземлення

Асортимент клем заземлення ONKA за перерізом

У каталозі два типи PE-клем ONKA для DIN-рейки 35 мм. Підбирайте клему за перерізом захисного провідника, а не за фазним проводом лінії.

Картки товарів: клеми заземлення гвинтові ONKA і клеми заземлення пружинні; решта пружинних клем серії — у розділі «Клеми пружинні ONKA».

Який переріз PE-провідника потрібен

Мінімальний переріз захисного провідника залежить від перерізу фазного. Якщо PE і фаза з одного матеріалу і переріз не розраховують окремо, застосовують таблицю 54.2 стандарту IEC 60364-5-54 (ті самі співвідношення є в ПУЕ):

У щиті автоматики більшість ліній — 0,75–2,5 мм², тож вистачає пружинних PE-клем 1,5–4 мм². Для вводу щита і силових відгалужень зазвичай потрібні гвинтові 10–35 мм².

Монтаж клем заземлення на DIN-рейку

1. Підготуйте рейку. Зона контакту — чистий метал: без фарби, окалини, слідів корозії. Пофарбовані рейки для PE-клем не підходять.
2. З’єднайте рейку з PE-шиною окремим жовто-зеленим провідником. Для PE-клем 16–35 мм² не покладайтеся лише на рейку: заведіть провідник від клеми на шину напряму.
3. Розташуйте PE-клему поруч із клемами L і N тієї ж лінії — так кабель розкладається акуратно, а лінію легко знайти під час сервісу.
4. Один провідник — одна клема. Не з’єднуйте захисні провідники кількох апаратів шлейфом: від’єднання одного апарата не повинно розривати PE інших.
5. Зачистіть жилу на довжину, вказану в паспорті клеми; на багатодротяний провідник обтисніть гільзу-наконечник.
6. Затисніть провідник: у гвинтовій — з потрібним моментом, у пружинній — вставте до упору і перевірте, потягнувши жилу.
7. Промаркуйте клемний ряд: номер лінії над L, N і PE однаковий.

Перевірка після монтажу і типові помилки

Візуальний огляд не показує перехідний опір, тому PE-кола перевіряють вимірюванням. Для низьковольтних комплектних пристроїв IEC 61439-1 (п. 10.5.2) задає орієнтир: опір між відкритою провідною частиною і колом захисного провідника — не більше 0,1 Ом, вимірюваний струмом не менше 10 А.

• Вимірюйте мікроомметром або тестером безперервності PE, а не звичайним мультиметром — він не дає потрібного струму і похибка на долях ома велика.
• Міряйте від кожної PE-клеми до головної PE-шини щита.
• Записуйте результати: при наступному обслуговуванні зростання опору вкаже на ослаблений гвинт або окиснену рейку.

Типові помилки

• PE-клеми стоять на пофарбованій рейці або рейці зі слідами корозії — контакту з рейкою фактично немає.
• Рейка не з’єднана з PE-шиною: клеми «заземлені» самі на себе.
• Переріз PE-клеми менший за переріз захисного провідника.
• Два провідники різного перерізу в одному затиску гвинтової клеми — тонший притискається слабко.
• Багатодротяна жила без гільзи в гвинтовій клемі — дротики розходяться, частина не затиснута.
• Провідник у пружинній клемі вставлений не до упору — пружина тримає ізоляцію, а не мідь.

Часті запитання

Чи можна поставити звичайну сіру клему замість PE-клеми?

Ні. Звичайна клема ізольована від рейки і не має контакту з нею, до того ж за кольором її сплутають з робочими колами. Захисний провідник підключають лише до жовто-зелених PE-клем або безпосередньо до PE-шини.

Чи можна змішувати гвинтові і пружинні клеми заземлення в одному щиті?

Так, це звична практика: гвинтові великого перерізу — на вводі та силових лініях, пружинні — у рядах автоматики. Головне, щоб усі вони стояли на одній з’єднаній з PE-шиною рейці або мали власне з’єднання з шиною.

Скільки PE-клем потрібно у щиті?

За кількістю кабелів із захисним провідником, що заходять у щит: одна PE-клема на кожен PE-провідник, плюс запас 10–20 % на розширення.

Чи можна підключати до PE-клеми два провідники?

Якщо в клемі два затиски (вхід і вихід) — так, по одному провідникові в кожен. Два провідники в одному затиску допустимі лише тоді, коли це прямо дозволено в паспорті клеми, і мають бути однакового перерізу.

Джерела

• IEC 60947-7-2 — клеми захисного провідника для мідних провідників
• IEC 60364-5-54 — заземлювальні пристрої та захисні провідники
• IEC 61439-1 — низьковольтні комплектні пристрої, загальні правила
• ДСТУ EN 60445:2022 — позначення виводів обладнання та кінців провідників