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Als gemeinsame Verbindungskomponente für alle Ingenieure werden Reihenklemmen seit vielen Jahren verwendet, um eine semipermanente, sichere Verkabelung für eine Vielzahl von Anwendungen bereitzustellen.Ein Klemmenblock, auch Klemmenblock, Klemmenverbinder oder Schraubklemme genannt, besteht aus einem modularen Gehäuse und einem Isolator, der zwei oder mehr Drähte miteinander verbindet.Da die Verbindung semipermanent ist, trägt die Klemmenleiste dazu bei, den Inspektions- und Reparaturprozess vor Ort zu vereinfachen.Obwohl es sich um eine relativ einfache Komponente handelt, sind vor der Auswahl des Klemmenblocks und seiner Spezifikationen ein grundlegendes Verständnis oder gute Kenntnisse erforderlich.

In dieser Diskussion werden gängige Klemmenblocktypen, wichtige elektrische und mechanische Überlegungen behandelt und einige weitere Details bereitgestellt, um Ingenieuren bei der Auswahl zu helfen.

Gemeinsame Konfiguration

Leiterplattenmontagetyp, Zauntyp und Durchgangstyp sind die drei am häufigsten verwendeten Klemmenblocktypen.In der folgenden Tabelle sind die drei verschiedenen Typen und ihre Gründe, Installation und Konfiguration aufgeführt.

Wichtige elektrische Spezifikationen

Während der Entwurfsphase sind eine Reihe wichtiger elektrischer Spezifikationen zu berücksichtigen, die gängige Klemmenblocktypen abdecken.Dazu gehören insbesondere:

Nennstrom.Im Allgemeinen ist der Nennstrom die Spezifikation, die beim Design von Anschlusskästen die größte Aufmerksamkeit erfordert.Dies basiert auf drei Aspekten: der elektrischen Leitfähigkeit der Anschlüsse, der Querschnittsfläche und dem entsprechenden Temperaturanstieg.Bei der Auswahl von Reihenklemmen wird empfohlen, dass der Nennstrom mindestens 150 % des maximal zu erwartenden Stroms der Anlage beträgt.Wenn der Nennstrom der Klemmenleiste falsch ist und der Betriebsstrom zu hoch ist, kann die Klemmenleiste überhitzen und beschädigt werden, was zu schwerwiegenden Sicherheitsproblemen führt.
Nennspannung: Der Nennspannungsanteil der Klemmenleiste wird durch den Abstand und die Spannungsfestigkeit ihres Gehäuses beeinflusst.Ebenso wie der Nennstrom gewählt wird, muss auch die Nennspannung der Klemmenleiste größer sein als die maximale Spannung des Systems, wobei eventuelle Spannungsspitzen zu berücksichtigen sind, die den Anschluss beschädigen könnten.
Anzahl der Pole: Die Anzahl der Pole ist eine übliche Methode, um die Anzahl der unabhängigen Stromkreise auszudrücken, die in einer Klemmenleiste enthalten sind.Diese Spezifikation variiert im Allgemeinen von unipolar bis 24.
Abstand: Der Abstand ist definiert als der Mittenabstand zwischen benachbarten Polen, der durch die Gesamtnennleistung des Klemmenblocks bestimmt wird und Faktoren wie Kriechstrecke, Spannung/Strom und Luftstrecke umfasst.Einige gängige Beispiele für Abstände sind 2,54 mm, 3,81 mm, 5,0 mm usw.
Kabelgröße/-typ: In Nordamerika sind für Klemmenblöcke zulässige Kabel in der American Wire Gauge (AWG)-Größe angegeben, die die für das Modul zulässige Kabelgröße oder -stärke angibt, um sicherzustellen, dass das Kabel physisch in das Gehäuse passt.Glücklicherweise haben die meisten Klemmenblöcke Toleranzen, die eine Reihe von Drahtgrößen wie 18 bis 4 oder 24 bis 12 AWG aufnehmen können.Berücksichtigen Sie neben dem Kabelquerschnitt auch den Kabeltyp je nach ausgewähltem Modultyp.Verdrillte oder mehradrige Drähte eignen sich ideal für Schraubklemmen, während einadrige Drähte normalerweise mit Steckklemmenblöcken gepaart werden.
Wichtige mechanische Spezifikationen

Als nächstes folgt die mechanische Spezifikation, die sich auf die Größe des Klemmenblocks, die Ausrichtung und die einfache Handhabung der Verbindung im Design bezieht.Wichtige mechanische Faktoren sind:

Verdrahtungsrichtungen: Horizontal (90°), vertikal (180°) und 45° sind die drei häufigsten Klemmenblockrichtungen.Diese Wahl hängt vom Layout des Designs ab und davon, welche Richtung für die Verkabelung am besten geeignet und bequem ist.
Abbildung 1: Typische Klemmenblockausrichtung (Bildquelle: CUI Devices)

Drahtbefestigung: Ähnlich wie bei der Ausrichtung gibt es drei gängige Arten der Drahtbefestigung für Reihenklemmen: Schraubklemmen, Druckknöpfe oder Steckklemmen.Alle drei dieser Kategorien verdienen diesen Namen durchaus.Eine Schraubklemme oder Schraubklemme enthält eine Schraube, die beim Anziehen eine Klemme schließt, um den Leiter am Leiter zu befestigen.Die Tastenfunktion ist sehr einfach: Drücken Sie einfach eine Taste, öffnen Sie den Clip, damit der Draht eingeführt werden kann, lassen Sie den Knopf los und schließen Sie den Clip, um den Draht festzuklemmen.Bei Push-In-Klemmen kann der Draht direkt in das Gehäuse eingeführt und eine Verbindung hergestellt werden, ohne dass eine Schraube oder ein Knopf zum Öffnen der Klemme erforderlich ist.
Abbildung 2: Typische Drahtfixierungsmethode (Bildquelle: CUI Devices)

Verriegelungstyp und Einzeltyp: Der Klemmenblock kann ein Verriegelungstyp oder ein Einzelgehäuse sein.Verriegelungsklemmenblöcke sind in der Regel in 2- oder 3-poliger Ausführung erhältlich, sodass Ingenieure schnell unterschiedliche Polzahlen erreichen oder unterschiedliche Farben desselben Modultyps miteinander verbinden können.Bei einem Monomer-Klemmenblock sind zweifellos alle Pole je nach Designanforderungen in einem Modul enthalten, so dass es eine höhere Steifigkeit und Robustheit aufweist.
Abbildung 3: Ineinandergreifende versus Monomer-Anschlussblöcke (Quelle: CUI Devices)

Wire-to-Shell: Steckbare Klemmenblöcke sind eine gute Wahl für häufiges Anschließen und Trennen der Hauptverbindung.Dies erfolgt durch Einführen des Kabels in einen modularen Stecker und anschließendes Anschließen des Steckers an eine feste Buchse auf der Leiterplatte, wodurch das Trennen erleichtert wird, ohne dass man sich mit einzelnen Kabeln befassen muss.
Abbildung 4: Stecker- und Buchsenverbindung von Stecker und Steckerklemmenblock (Bildquelle: CUI Devices)

Sicherheitsniveaus und andere Überlegungen

UL und IEC sind die wichtigsten Sicherheitsbehörden für die Zertifizierung von Reihenklemmen.UL- und/oder IEC-Sicherheitsstandards sind in der Regel in den Klemmenblockspezifikationen aufgeführt und die Parameterwerte variieren oft.Dies liegt daran, dass jeder Mechanismus unterschiedliche Teststandards verwendet. Daher müssen Ingenieure die Sicherheitsanforderungen ihres Gesamtsystems verstehen, um die geeigneten Klemmenblöcke auszuwählen.

Auch wenn einige Elemente bei vielen Designs nachträglich berücksichtigt werden, lohnt es sich, das Gehäuse oder die Tasten des Klemmenblocks farblich anzupassen.Durch die Auswahl einzigartiger Farben für Klemmenblöcke können Ingenieure Punkte in komplexen Systemen einfacher verbinden, ohne sie falsch anzuschließen.

Schließlich können in Umgebungen oder Anwendungen mit extremen Temperaturen auch Klemmenblöcke mit höheren Temperaturklassen ausgewählt werden.