Клеммы заземления винтовые и пружинные: как выбрать для щита автоматики

Клеммы заземления (PE-клеммы) в щите автоматики выполняют одну задачу: надежно соединить защитный проводник каждой линии с DIN-рейкой и PE-шиной, чтобы в случае пробоя изоляции ток пошел в землю, а автомат или УЗО сработали. Внешне PE-клем легко узнать — желто-зеленый корпус и металлическая лапка снизу, которая при установке на рейку образует с ней электрический контакт.

Выбор сводится к двум вопросам: какой тип зажима – винтовой или пружинный – и какое сечение. Ниже разберем оба с конкретными артикулами ONKA, таблицей сечений PE-проводника и порядком проверки после монтажа.

Как устроена клемма заземления и чем она отличается от обычной

Обычная проходная клемма изолирована от рельса: она только соединяет два проводника между собой. В клемме заземления токопроводящая часть соединена с металлической опорой, которая зажимается на DIN-рейке. Поэтому все PE-клеммы на одном рельсе электрически объединены через сам рельс, а рейка, в свою очередь, соединяется с PE-шиной щита.

Требования к таким клеммам описывает отдельный стандарт. IEC 60947-7-2 (Клеммы защитного проводника для медных проводников). Он, в частности, проверяет, что контакт клеммы с рельсом выдерживает ток короткого замыкания, а не только рабочий ток. Отсюда практические последствия:

• PE-клемма должна быть того же сечения, что и защитный проводник обслуживаемой ею линии;
• рейка должна быть чистой металлической (без краски) и сама соединена с PE-шиной отдельным проводником;
• цвет корпуса — желто-зеленый, как и цвет PE-проводника ДСТУ EN 60445, — чтобы клемму не спутали с фазной или нулевой.

Винтовые или пружинные клеммы заземления

Клеммы заземления винтовые: когда выбирать

В винтовой клемме проводник прижимается пластиной под винтом. Сила зажима зависит от момента затяжки, поэтому для промышленных щитов следует работать динамометрической отверткой – значение берите из паспорта клеммы; общие ориентиры собраны в статье о момент затяжки винтовых клемм..

Винтовые PE-клеммы уместны, когда:

• нужно большое сечение - 16 или 35 мм² (пружинных PE-клем такого сечения в ассортименте нет);
• подключаются жилы с наконечниками разных типов или проводники, которые часто перекоммутируют во время отладки;
• щит собирают поштучно и скорость монтажа не критична.

Слабое место – человеческий фактор: недотянутый винт дает переходное сопротивление, перетянутый – повреждает жилу. В щитах на вибрационном оборудовании затяжку винтовых клемм проверяют во время планового обслуживания.

Клеммы заземления пружинные: когда они лучше

Пружинные PE-клеммы ONKA – типа push-in: однопроволочная жилая или многопроволочная с гильзой-наконечником просто вставляется в отверстие до упора, пружина прижимает ее сама. Для тонкого провода без гильзы сначала нажимают оранжевую кнопку, чтобы открыть зажим. Вынуть проводник – так же через кнопку.

Что это дает в щите автоматики:

• Одинаковая сила прижима на каждой клемме она задана пружиной, а не рукой монтажника.
• Скорость: на щите с десятками линий датчиков и исполнительных механизмов экономия времени заметна.
• Стабильность под вибрацией: пружина компенсирует просадку меди, винт подтягивать не нужно.

Ограничение – сечение до 10 мм² и требование к подготовке жилы: правильная длина зачистки и гильза на многопроводном проводнике. Подробнее о разнице двух типов зажима - в статье винтовые или пружинные клеммы.

Сравнение: винтовые и пружинные клеммы заземления

Ассортимент клемм заземления ONKA по сечению

В каталоге два типа PE-клем ONKA для DIN-рейки 35 мм. Подбирайте клемму по сечению защитного проводника, а не по фазному проводу линии.

Карточки товаров: клеммы заземления винтовые ONKA и клеммы заземления пружинные; остальные пружинные клеммы серии — в разделе «Клеммы пружинные ONKA».

Какое сечение PE-проводника нужно

Минимальное сечение защитного проводника зависит от фазного сечения. Если PE и фаза из одного материала и сечение не рассчитывают по отдельности, применяют таблицу 54.2 стандарта IEC 60364-5-54 (те же соотношение есть в ПУЭ):

В щите автоматики большинство линий — 0,75–2,5 мм², так что хватает пружинных PE-клемм 1,5–4 мм². Для ввода щита и силовых ответвлений обычно требуются винтовые 10–35 мм².

Монтаж клемм заземления на DIN-рейку

1. Подготовьте рейку. Зона контакта – чистый металл: без краски, окалины, следов коррозии. Окрашенные рейки для PE-клем не подходят.
2. Соедините рейку с PE-шиной отдельным желто-зеленым проводником. Для PE-клем 16–35 мм² не полагайтесь только на рейку: заведите проводник от клеммы на шину напрямую.
3. Расположите PE-клемму рядом с клеммами L и N той же линии. — да кабель разлагается аккуратно, а линию легко найти во время сервиса.
4. Один проводник – одна клемма. Не соединяйте защитные проводники нескольких аппаратов шлейфом: отсоединение одного аппарата не должно разрывать PE других.
5. Зачистите жилу на длину, указанную в паспорте клеммы; на многопроволочный проводник обжмите гильзу-наконечник.
6. Зажмите проводник: в винтовой – с нужным моментом, в пружинной – вставьте до упора и проверьте, потянув жилу.
7. Промаркируйте клеммный ряд: номер линии над L, N и PE одинаков.

Проверка после монтажа и типичные ошибки

Визуальный обзор не показывает переходное сопротивление, поэтому PE-круги проверяют измерением. Для низковольтных комплектных устройств IEC 61439-1 (п. 10.5.2) задает ориентир: сопротивление между открытой проводящей частью и кругом защитного проводника – не более 0,1 Ом, измеряемое током не менее 10 А.

• Измеряйте микроомметром или тестером непрерывности PE, а не обычным мультиметром – он не дает нужного тока и погрешность на судьбах ома велика.
• Меряйте от каждой PE-клеммы до главной PE-шины щита.
• Записывайте результаты: при последующем обслуживании рост сопротивления укажет на ослабленный винт или окисленную рейку.

Типичные ошибки

• PE-клеммы стоят на окрашенном рельсе или рейке со следами коррозии – контакта с рейкой практически нет.
• Рельс не соединен с PE-шиной: клеммы «заземлены» сами на себя.
• Сечение PE-клеммы меньше сечения защитного проводника.
• Два проводника разного сечения в одном зажиме винтовой клеммы — более тонкий прижимается слабо.
• Многопроволочный жил без гильзы в винтовой клемме — дротики расходятся, часть не зажата.
• Проводник в пружинной клемме вставлен не до упора – пружина держит изоляцию, а не медь.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли поставить обычную серую клемму вместо PE-клеммы?

Нет. Обычная клемма, изолированная от рельса и не имеющая контакта с ней, к тому же по цвету ее спутают с рабочими кругами. Защитный проводник подключают только к желто-зеленым PE-клемам или непосредственно к PE-шине.

Можно ли смешивать винтовые и пружинные клеммы заземления в одном щите?

Да, это привычная практика: винтовые большого сечения – на вводе и силовых линиях, пружинные – в рядах автоматики. Главное, чтобы все они стояли на одной соединенной с PE-шиной рейке или имели собственное соединение с шиной.

Сколько PE-клем нужно в щите?

По количеству кабелей с защитным проводником, входящим в щит: одна PE-клемма на каждый PE-проводник плюс запас 10–20 % на расширение.

Можно ли подключать к PE-клемме два проводника?

Если в клемме два зажима (вход и выход) – да, по одному проводнику в каждый. Два проводника в одном зажиме допустимы только тогда, когда это прямо разрешено в паспорте клеммы и должны быть одинакового сечения.

Источники

• IEC 60947-7-2 — клеммы защитного проводника для медных проводников
• IEC 60364-5-54 — заземляющие устройства и защитные проводники
• IEC 61439-1 — низковольтные комплектные устройства, общие правила
• ДСТУ EN 60445:2022 - обозначение выводов оборудования и концов проводников