Изолированные кабельные наконечники: виды, цвета и таблицы сечений

При сборке щитов автоматики и распределительных шкафов многопроводные гибкие провода требуют обязательного окончивания. Использование наконечников с полимерной манжетой решает сразу три инженерных задачи: формирует монолитный контактный узел, защищает токопроводящую жилу от механического перелома и делает невозможным случайное замыкание между соседними полюсами. В этом справочнике разберем конструктивные особенности основных видов изолированных наконечников, отличия в их цветовом кодировании и правила выбора по сечению.

Для чего нужна изоляция на кабельных наконечниках и где их используют

В современных шкафах управления расстояние между соседними клеммами на DIN-рейке или контактами модульной аппаратуры составляет считанные миллиметры. Когда монтаж производится гибким проводом (ПВ-3, ПуГВ, H05V-K или H07V-K), даже одна неаккуратно отогнутая проволочка или обнаженная часть гильзы у входа в клемму создает риск межфазного замыкания или пробоя на корпус. Диэлектрическая манжета или юбка наконечника перекрывает зону перехода от основной изоляции кабеля к металлическому зажиму аппарата, обеспечивая защиту от случайного прикосновения (finger-safe монтаж).

Вторая критическая функция полимерного хвостовика – механическая разгрузка жилы. Тонко- и сверхтонкодротовые проводники (классы гибкости 5 и 6 согласно DIN EN 60228) чувствительны к вибрациям и многократным изгибам при укладке жгутов в перфорированный кабель-канал. Без поддерживающей манжеты место выхода медных проводов из жесткой опрессованной втулки становится точкой концентрации напряжений. Полимерный фланец плавно распределяет радиус изгиба и принимает на себя механическую нагрузку, предотвращая постепенное обламывание отдельных проволок.

Третий аспект – цветовая идентификация сечения. Для электромонтажника цвет изоляционной юбки служит визуальным маркером, ускоряющим подбор нужного наконечника из органайзера и выбор соответствующего гнезда пресс-клещей. Кроме того, во время проверки собранного щита инженер ОТК по цвету манжеты мгновенно контролирует соответствие использованного наконечника сечения подведенного проводника и номинала защиты.

Основные виды изолированных наконечников: НШВИ, НКИ, НВИ, папа-мама и гильзы

В зависимости от типа контактного зажима (винтовой лифтовый, пружинный, болтовый или быстроразъемный) в щитовом монтаже используют пять базовых конструкций. В каталоге «Сити Электрика» представлены кабельные наконечники всех типоразмеров для силовых и слаботочных цепей.

Трубчатые (втулочные) наконечники НШВИ и НШВИ(2)

Наконечники втулочные штыревые изолированные (НШВИ, в европейской классификации — bootlace ferrules или end sleeves) предназначены для окончивания гибких проводов перед их установкой в клеточные винтовые или пружинные клеммы, автоматические выключатели, контакторы и реле. Конструктивно состоят из тонкостенной луженой медной трубочки и полимерного фланца. После обжима пресс-клещами втулка объединяет пучок тонких проволок в сплошной стержень, который не разрыхляется при заведении в клемму и не перерезается торцом прижимного винта.

Когда возникает необходимость зашлейфировать питание (например, раздать общий «минус» 24 В DC или фазу управления на группу соседних реле без использования шинных перемычек), применяют двойные втулочные наконечники НШВИ(2) (Twin ferrules). Они имеют расширенную овальную воронку, куда свободно заходят два провода одинакового сечения и удлиненную медную гильзу. Например, в линейке L&S TERMICO для одиночного монтажа используются позиции типа 9CE015008R (1,5 мм², длина втулки 8 мм) или 9CE025010BL (2,5 мм², втулка 10 мм), а для параллельного обжатия двух жил — серия 8CT,0 9CT025010BL.

Кольцевые (НКИ) и вилочные (НВИ) наконечники под винт

Там, где подключение выполняется под открытый винтовой или шпильковый зажим (колодки с прижимной пластиной, болты заземления на корпусе щита, выводы трансформаторов тока, клеммы промышленных контроллеров японского или американского образца), втулочные гильзы не подходят. Здесь работают штампованные наконечники с плоской контактной головкой:

• Кольцевые изолированные (НКИ/Ring terminals) — замкнутое кольцо под определенный диаметр резьбы (от М3 до М12). Это самый безопасный вариант для ответственных кругов и зон с повышенной вибрацией: даже если винт частично ослабит, наконечник физически не сможет ускользнуть из-под контактной шайбы. В каталоге они представлены, например, серией L&S TERMICO с артикулами 50231, 50241, 502525, 50266.
• Вилочные изолированные (НВИ/Fork или Spade terminals) - имеют разомкнутую U-образную вилку. Их главное преимущество – скорость монтажа и демонтажа в тесных клеммных рядах. Монтажнику достаточно ослабить винт на 1–2 оборота, подсунуть вилку под прижимную шляпку и затянуть соединение, не рискуя впустить мелкий винт внутрь собранного щита. Примеры популярных позиций L&S TERMICO – артикулы 50431, 504425, 50456.

Плоские ножевые разъемы «папа-мама» (РПИ-П и РПИ-М)

Для оперативного отсоединения дверных элементов шкафа (кнопок, переключателей, световой сигнализации), вентиляторов охлаждения или датчиков без отвертки применяют плоские соединительные соединители (Quick Disconnect terminals). Пара состоит из ножевого штекера РПИ-П («папа») и пружинного гнезда РПИ-М («мама»), стандартная ширина контактного язычка составляет 2,8 мм, 4,8 мм или 6,3 мм.

В промышленной автоматике вместо частично изолированных клемм, где металлическая часть гнезда остается открытой, целесообразно использовать кабельные наконечники «мама» полностью изолированы (например, L&S TERMICO серий 91201H, 91202H, 91203H или нейлоновые исполнения 912281-8NH и 912482-8NH). В таких моделях полимерный корпус закрывает контактную группу по всей длине, поэтому при расстыковке под напряжением или плотной укладке в жгут делается невозможным короткое замыкание на металлические части дверцы щита.

Соединительные изолированные гильзы (ГСИ)

Когда при модернизации или ремонте щита нужно удлинить провод без установки дополнительной проходной клеммы на DIN-рейку, используют стыковые соединительные гильзы ГСИ (Butt connectors), например L&S TERMICO с артикулами 90701T, 90702T, 90703T. Это длинная луженая медная трубка с центральным стопором (упором для жил) внутри, покрытая сплошной изоляционной оболочкой. Проводники заводятся с обоих торцов до упора и поочередно обжимаются пресс-клещами, образуя неразъемное соединение, которое по механической прочности и электрическому сопротивлению не уступает всей жиле.

Материалы изоляции и контактной части: ПВХ, полиамид и полипропилен

Надежность кабельного наконечника в длительной эксплуатации определяется металлургической чистотой металла втулки и термостойкостью манжеты.

Контактная часть качественных изолированных наконечников производится из электролитической меди марки Cu-ETP (CW004A в соответствии с европейскими нормами UNI EN 13599/EN 1652). Для втулочных наконечников критическим параметром является пластичность металла: в обновленной редакции стандарта DIN 46228-4:2020-03 установлена максимально допустимая жесткость медной втулки на уровне 105 HV и минимальный предел прочности на растяжение (Rm) не менее 250 Н/мм². Если сплав слишком тверд (например, при использовании дешевой латуни вместо меди), втулка недостаточно деформируется под матрицей кримпера, имеет высокое упругое последействие и со временем ослабляет обжим жилы. Поверхность меди обязательно покрывается электролитическим слоем олова толщиной не менее 3 мкм, что защищает контакт от окисления и гальванической коррозии.

Для изготовления изоляционных манжет используют три основных полимера:

• ПВХ (поливинилхлорид) – самый распространенный материал для серий НКИ, НВИ и РПИ. Имеет рабочий температурный диапазон от -20 до +80 °C (кратковременно до +90 °C) и поддерживает класс горючести UL94 V0 (самозатухающий). ПВХ достаточно жесткий, хорошо держащий форму опрессованного хвостовика, но при минусовых температурах может терять эластичность.
• Полиамид (нейлон PA6.6) — применяется в ответственных промышленных сериях разъемов, гильз и втулочных наконечников. Как свидетельствуют спецификации Cembre для полиамидных наконечников PA6.6, этот материал не содержит галогенов (Halogen-Free), выдерживает длительную рабочую температуру от -20 °C до +105 °C, рассчитан на напряжение до 600 В и обладает высокой диэлектрической прочностью (более 16,5 кВ/мм). Нейлоновая изоляция часто бывает полупрозрачной, что позволяет визуально контролировать глубину заката жилы перед опрессовкой, и не трескается под давлением матрицы.
• Полипропилен (PP) – стандартный материал для манжет трубчатых наконечников НШВИ и НШВИ(2). Он пластичен, безгалогенный, устойчив к тепловому старению (до +105 °C) и легко поддается точному литью тонкостенных конусных фланцев.

Важной конструктивной деталью современных наконечников является геометрия манжеты Easy-Entry (конический вход). В дешевых наконечниках старых образцов между пластиковой воронкой и торцом медной трубки внутри имеется крошечная ступенька, о которой во время заведения постоянно загибаются тонкие дротики проводника 5 или 6 класса гибкости. В исполнении Easy-Entry внутренний изоляционный конус плавно переходит непосредственно во внутренний диаметр медной гильзы без уступа, что ускоряет сборку щита и исключает отгиб отдельных проволок.

Две системы цветовой маркировки: почему нельзя путать НКИ/НВИ и НШВИ

Распространена ошибка начинающих при комплектовании заказа – перенос привычной трехцветной шкалы кольцевых/вилочных наконечников на трубчатые гильзы НШВИ. На самом деле в электротехнике параллельно действуют две совершенно разные системы цветового кодирования.

Трехцветная система для НКИ, НВИ, «папа-мама» и гильз ГСИ

Все наконечники, где опрессовка выполняется сквозь толстостенную изоляционную манжету (кольцевые, вилочные, штифтовые, плоские разъемы РПИ и соединительные гильзы), подчиняются единому международному трехцветному стандарту, где каждый цвет охватывает целый диапазон сечений:

• Красный: 0,5 – 1,5 мм² (22–16 AWG);
• Синий: 1,5 – 2,5 мм² (16–14 AWG);
• Желтый: 4,0 – 6,0 мм² (12–10 AWG).

Именно под эти три диапазона рассчитаны стандартные пресс-клещи для изолированных клемм, на губках которых нанесены соответствующие красные, синие и желтые точки.

Многоцветная система для втулочных наконечников НШВИ и цветовая неразбериха

Поскольку медная трубка наконечника НШВИ должна плотно прилегать к пучку проводов без люфта, каждое фиксированное сечение (0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2,5 мм² и т.п.) имеет собственный точный диаметр втулки и собственный цвет пластиковой юбки. Размеры и цвета втулочных наконечников в диапазоне от 0,5 мм до 50 мм регламентирует стандарт DIN 46228-4.

Однако здесь монтажника ждут две инженерные ловушки. Во-первых, в стандарте DIN 46228-4 цвета манжет циклически повторяются на значительно отдаленных сечениях: например серый цвет используется и для 0,75 мм², и для 4,0 мм²; красный – для 1,0 мм², 10 мм² и 35 мм²; синий – для 2,5 мм², 16 мм² и 50 мм². Поскольку эти сечения визуально отличаются в разы, спутать их в руках невозможно, но при дистанционном заказе ориентироваться только на слово красный или синий нельзя.

Во-вторых, помимо общепринятого DIN 46228-4, производители кабельных систем поставляют на рынок продукцию по французскому стандарту. NF C 63-023 (также известный как цветовой код Telemecanique) или по старому «немецкому» (Weidmüller) коду. Согласно техническому справочнику Termnex относительно цветовых кодов втулочных наконечников, между этими тремя системами существуют критические разногласия на наиболее ходовых сечениях:

• Провод 1,5 мм² в системе DIN 46228-4 и французской NF C 63-023 имеет черный фланец, тогда как в старой «немецкой» системе и у значительной части производителей (в частности, в сериях L&S TERMICO с индексом R) он красный.
• Провод 0,75 мм² по DIN 46228-4 есть серым, по французскому коду голубым, а по старому немецкому (и в части линеек L&S TERMICO с индексом W) — белым.
• Провод 2,5 мм² в DIN и «немецком» коде синий, а во французском NF C 63-023 серый.
• Провод 6,0 мм² за DIN - желтый, за NF зеленый, а в некоторых коммерческих сериях — черный.

Вывод для проектировщика и сборщика щитов однозначен: цвет юбки НШВИ является лишь удобным ориентиром внутри одной выбранной марки продукции. При первичном подборе необходимо всегда проверять номинальное сечение в мм 2 в артикуле товара.

Сводная таблица цветов и сечений изолированных кабельных наконечников

Ниже приведена сравнительная таблица, объединяющая обе системы кодирования, размеры крепежных винтов для серий НКИ/НВИ и показывает, как отличаются цвета трубчатых наконечников в зависимости от стандарта производителя.

Чтобы читать каталожные номера безошибочно, обращайте внимание на структуру артикула. Например, когда вы заказываете кабельные наконечники трубчатые с изоляцией бренда L&S TERMICO, артикул 9CE025012BL расшифровывается так: 9CE - серия одиночных изолированных втулок (для двойных используется префикс 9CT), 0250 - Сечение проводника 2,50 мм², 12 - длина медной контактной трубки 12 мм, BL – синий цвет изоляции (Blue). Длина гильзы (8, 10, 12 или 18 мм) подбирается в соответствии с глубиной клеммного гнезда аппарата или клеммной колодки: для стандартных проходных клемм обычно достаточно 8–10 мм, а для глубоких пружинных зажимов Push-in или габаритных автоматов берут 18 мм.

В кольцевых (серия 502) и вилочных (серия 504) наконечниках L&S TERMICO в коде зашифрован диаметр винта и группа сечения: например, в артикуле 502425 префикс 502 означает кольцевой изолированный тип, цифра 4 - отверстие под винт М4, а 25 — группу сечения до 2,5 мм (синяя манжета).

Правила монтажа и опрессовки изолированных наконечников

Даже самый качественный наконечник из чистой электролитической меди превратится в точку локального перегрева, если его обжать пассатижами, бокорезами или неправильно подобранной матрицей. Подробно о дефектах монтажа мы рассказывали в статье о типичные ошибки обжима кабельных наконечников, Поэтому здесь выделим главные технологические требования именно для изолированных серий.

Различный инструмент для НШВИ и НКИ/НВИ/РПИ

Категорически запрещено опрессовывать трубчатые наконечники НШВИ и кольцевые/вилочные наконечники НКИ/НВИ одними и теми же матрицами:

1. Для втулочных наконечников НШВИ и НШВИ(2) обжимается исключительно тонкостенная металлическая трубочка, а пластиковая юбка вообще не входит в рабочую зону губок кримпера. Для этого используют саморегулируемые пресс-клещи с диафрагмовым механизмом (четырехгранный или шестигранный профиль обжима) или клещи с трапециевидными матрицами. Квадратный и гексагональный профили равномерно уплотняют жилу со всех сторон и идеально подходят для круглых и прямоугольных пружинных гнезд, а трапеция формирует плоское основание для классических винтовых зажимов.
2. Для наконечников НКИ, НВИ, разъемов «папа-мама» и гильз ГСИ давление передается непосредственно через толстостенную ПВХ или нейлоновую манжету. Здесь применяют специализированные пресс-клещи с тремя овальными (или двухступенчатыми) цветовыми лунками. Качественная матрица для НКИ/НВИ имеет два профиля в одном гнезде: более узкая часть продавливает сквозь пластик самую латунную/медную трубку с токопроводящей жилой, а немного шире — обжимает заднюю часть манжеты по наружной изоляции кабеля, фиксируя его от механической выдергивания.

Точный подбор длины зачистки и визуальный контроль

Перед монтажом изоляцию с провода снимают стрипером ровно на длину металлической гильзы наконечника (для НШВИ разрешается выступ медных жилок с переднего торца втулки не более 0,5–1 мм, чтобы они не упирались в дно глухой клеммы). Скручивать многожильный пучок пальцами перед заведением во втулку НШВИ не нужно – скрученные по спирали провода увеличивают наружный диаметр пучка и хуже уплотняются при опрессовании.

При заведении провода в наконечник следите за двумя пределами: во-первых, основная изоляция кабеля должна полностью войти внутрь пластиковой юбки (обнаженная медь вне манжеты сводит на нет весь смысл изолированного наконечника); во-вторых, изоляция самого кабеля не должна попасть глубже – внутрь медной контактной трубки, иначе полезная площадь электрического контакта уменьшится наполовину.

Качество готового соединения в условиях производства проверяют по критериям европейских стандартов. Согласно техническому осмотру Tonful Electric по стандартам тестирования опрессованных наконечников, механическая надежность клеммных соединений (в том числе минимальное усилие на вырывание проводника из клеммы) регламентируется стандартом EN 60999-1, а требования к качеству самого безпайного опрессованного контакта — стандарту EN 60352-2. После полного цикла срабатывания храпового механизма пресс-клещей изоляционная манжета не должна иметь сквозных проемов к металлу, а наконечник должен выдерживать осевой рывок рукой без смещения втулки вдоль жилы.

Часто задаваемые вопросы

Почему наконечники НШВИ одного сечения от разных производителей имеют разный цвет манжеты?

Это связано с тем, что на рынке параллельно действуют три разных стандарта цветовой кодировки втулочных наконечников: немецкий DIN 46228-4, французский NF C 63-023 и старый заводской код Weidmüller. К примеру, наконечник на 1,5 мм² по стандарту DIN имеет черную юбку, а в альтернативной системе — красную. Поэтому при подборе и монтаже всегда ориентируйтесь на цифровое значение сечения в мм², указанное на упаковке или в артикуле товара.

Можно ли обжимать два провода в одном стандартном наконечнике НШВИ большего размера?

Делать это очень не рекомендуется. Стандартный наконечник НШВИ имеет круглую приемную воронку, в которую два провода в собственной изоляции не смогут войти на нужную глубину, из-за чего жилы останутся обнаженными и лишены механической защиты от излома. Для объединения двух проводников следует использовать двойные специализированные наконечники НШВИ(2) с расширенным овальным фланцем.

В чем разница между наконечниками с изоляцией из ПВХ и полиамида (нейлона)?

Манжеты из ПВХ рассчитаны на стандартные условия эксплуатации в диапазоне температур от -20 до +80 °C. Наконечники из полиамида PA6.6 (нейлона) выдерживают повышенную температуру до +105 °C, не содержат галогенов (Halogen-Free) и обладают более высокой эластичностью, благодаря чему их изоляция не трескается во время интенсивного опрессовки и эксплуатации в условиях вибрации.

Когда в электрощите лучше применять кольцевые наконечники НКИ, а когда вилочные НВИ?

Кольцевые наконечники НКИ применяют в силовых цепях, цепях защитного заземления (PE) и на вибрационном оборудовании, поскольку замкнутое кольцо не позволит проводу выпасть даже при ослаблении винта. Вылочные наконечники НВИ удобнее во вторичных цепях автоматики и сигнализации: они позволяют быстро подключать или заменять проводники на клеммных колодках, лишь слегка отпустив прижимной винт.

Источники

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