отправка...Новый стандарт на клеммные колодки для печатного монтажа ГОСТ IEC 60947-7-4-2015
Стандарт был подготовлен Автономной некоммерческой организацией «Научно-технический центр «Энергия» (АНО «НТЦ «Энергия») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта IEC 60947-7-4:2013 Low-voltage switchgear and controlgear — Part 7-4. Ancillary equipment — PCB terminal blocks for copper conductors («Аппаратура коммутационная и механизмы управления низковольтные комплектные. Часть 7-4. Вспомогательная аппаратура. Терминальные блоки PCB для медных проводников»). Стандарт принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 сентября 2015 г. № 80-1).
Стандарт устанавливает требования к клеммным колодкам для печатного монтажа (рис. 1) преимущественно промышленного или аналогичного назначения. Монтаж и крепление на печатной плате выполняют пайкой, штамповкой или аналогичными методами, обеспечивающими электрическое и механическое соединение медных проводников с печатной платой. Стандарт распространяется на клеммные колодки для печатного монтажа, предназначенные для соединения медных проводников с предварительной подготовкой или без нее, имеющих поперечное сечение от 0,05 до 300 мм2 и применяемых в цепях с номинальным напряжением не более 1000 В переменного тока частотой не более 1000 Гц или не более 1500 В постоянного тока.
Рис. 1. Структура клеммной колодки для монтажа на печатной плате
Сообщается, что стандарт может быть использован в качестве руководства для специальных типов клеммных колодок для печатного монтажа с такими элементами, как разъединительные узлы, интегральные патронные плавкие вставки и т. п.
Классификация
Стандарт различает несколько типов клеммных колодок для печатного монтажа по следующим признакам:
- типу зажимного узла;
- способности присоединять подготовленные проводники )IEC 60947-1:2007, изменение 1 (2010) (п. 2.3.8));
- типу электрического контакта с печатной платой;
- типу механического крепления на печатной плате;
- числу полюсов;
- питчу (шагу) (межцентровому расстоянию штырей);
- контактному узлу с аналогичными или разными зажимными узлами;
- числу зажимных узлов на каждом контактном узле;
- условиям эксплуатации.
Характеристики
Стандарт предусматривает следующие характеристики клеммной колодки для печатного монтажа:
- тип клеммной колодки для печатного монтажа:
- тип зажимных узлов;
- тип контактирования на печатной плате;
- число зажимных узлов;
- номинальные и предельные значения параметров.
Номинальные и предельные значения параметров включают следующие данные:
- номинальные напряжения по IEC 60947-1:2007 (пп. 4.3.1.2 и 4.3.1.3);
- номинальный ток;
- стандартные поперечные сечения (табл. 1);
- максимальное поперечное сечение, выбираемое из стандартных поперечных сечений, приведенных в таблице 1;
- присоединяющую способность.
| Метрические размеры ISO, мм2 | Сравнение размеров АWG/kcmil и эквивалентных метрических размеров | |
|---|---|---|
| AWG/kcmil | метрический размер, мм2 | |
| 0,05 | 30 | 0,050 |
| 0,08 | 28 | 0,080 |
| 0,14 | 26 | 0,130 |
| 0,20 | 24 | 0,205 |
| 0,34 | 22 | 0,324 |
| 0,50 | 20 | 0,519 |
| 0,75 | 18 | 0,820 |
| 1,00 | – | – |
| 1,50 | 16 | 1,300 |
| 2,50 | 14 | 2,100 |
| 4,00 | 12 | 3,300 |
| 6,00 | 10 | 5,300 |
| 10,00 | 8 | 8,400 |
| 16,00 | 6 | 13,300 |
| 25,00 | 4 | 21,200 |
| 35,00 | 2 | 33,600 |
| 50,00 | 0 | 53,500 |
| 70,00 | 00 | 67,400 |
| 95,00 | 000 | 85,000 |
| – | 0000 | 107,200 |
| 120,00 | 250 (kcmil) | 127,000 |
| 150,00 | 300 (kcmil) | 152,000 |
| 185,00 | 350 (kcmil) | 177,000 |
| 240,00 | 500 (kcmil) | 253,000 |
| 300,00 | 600 (kcmil) | 304,000 |
При этом к клеммным колодкам для печатного монтажа с максимальным поперечным сечением от 0,05 до 35 мм2 включительно применяют минимальный диапазон сечений по таблице 2. Проводники могут быть жесткими (одножильными или скрученными) или гибкими. Изготовитель должен указать все типы, а также максимальное и минимальное сечения присоединяемых провод-ников и при необходимости число проводников, подсоединяемых одновременно в каждый зажимной узел. Изготовитель должен также проинформировать о необходимой подготовке концов проводников.
| Максимальное перечное сечение | Присоединяющая способность | ||
|---|---|---|---|
| мм2 | AWG/kcmil | мм2 | AWG |
| 0,05 | 30 | 0,05 | 30 |
| 0,08 | 28 | 0,05–0,08 | 30–28 |
| 0,14 | 26 | 0,05–0,08–0,14 | 30–28–26 |
| 0,20 | 24 | 0,08–0,14–0,20 | 28–26–24 |
| 0,34 | 22 | 0,14–0,20–0,34 | 26–24–22 |
| 0,50 | 20 | 0,20–0,34–0,50 | 24–22–20 |
| 0,75 | 18 | 0,34–0,50–0,75 | 22–20–18 |
| 1,00 | – | 0,50–0,75–1,00 | – |
| 1,50 | 16 | 0,75–1,00–1,50 | 20–18–16 |
| 2,50 | 14 | 1,00–1,50–2,50 | 18–16–14 |
| 4,00 | 12 | 1,50–2,50–4,00 | 16–14–12 |
| 6,00 | 10 | 2,50–4,00–6,00 | 14–12–10 |
| 10,00 | 8 | 4,00–6,00–10,00 | 12–10–8 |
| 16,00 | 6 | 6,00–10,00–16,00 | 10–8–6 |
| 25,00 | 4 | 10,00–16,00–25,00 | 8–6–4 |
| 35,00 | 2 | 16,00–25,00–35,00 | 6–4–2 |
| 50,00 | 0 | 25,00–35,00–50,00 | 4–2–0 |
| 70,00 | 00 | 35,00–50,00–70,00 | 2–0–00 |
| 95,00 | 000 | 50,00–70,00–95,00 | 0–00–000 |
| – | 0000 | – | 00–000–0000 |
| 120,00 | 250 | 70,00–95,00–120,00 | 000–0000–250 |
| 150,00 | 300 | 95,00–120,00–150,00 | 0000–250–300 |
| 185,00 | 350 | 120,00–150,00–185,00 | 250–300–350 |
| – | 400 | – | 300–350–400 |
| 240,00 | 500 | 150,00–185,00–240,00 | 350–400–500 |
| 300,00 | 600 | 185,00–240,00–300,00 | 400–500–600 |
Информация об изделии
Маркировка для клеммной колодки для печатного монтажа должна быть прочной и различимой и содержать следующее:
- наименование или торговый знак изготовителя, легко идентифицируемый;
- обозначение типа, позволяющее получить соответствующую информацию от изготовителя или из его каталога.
Миниатюрные клеммные колодки для печатного монтажа, не имеющие возможности для нанесения на них маркировки, могут быть маркированы только по первому пункту, а всю необходимую информацию предусматривают на наименьшей упаковочной единице.
Нижеследующую информацию изготовитель предусматривает по мере необходимости в информационных листках, каталогах или на упаковочной единице:
- ссылку на настоящий стандарт, если изготовитель указывает на его соответствие;
- максимальное поперечное сечение;
- присоединяющую способность, если отличается от таблицы 1, включая число одновременно подсоединяемых проводников;
- номинальный ток и понижающий коэффициент, если отличается от 0,8, для построения понижающей кривой (примечание: если не установлено иное, номинальный ток обычно устанавливают для четырехполосного контактного узла);
- номинальное напряжение изоляции (UI);
- номинальное импульсное выдерживаемое напряжение (Uimp), если определено;
- условия эксплуатации, отличающиеся от указанных в разделе 6 данного стандарта;
- необходимость в специальной подготовке конца проводника.
Требования к конструкции и работоспособности
Стандартом подразумевается, что зажимы должны допускать подсоединение проводников способами, гарантирующими надежное механическое крепление и поддержание необходимого электрического контакта.
Контактное давление не должно передаваться через изоляционный материал, кроме керамики, или другой материал с не менее подходящими характеристиками, если металлические части не обладают достаточной гибкостью для компенсации возможной усадки изоляционного материала.
Информация по зажимам и способам присоединения, отвечающим требованиям настоящего стандарта, приведена в таблице 3.
| Зажимы и способы присоединения | Ссылочные стандарты |
|---|---|
| Винтовой зажим | IEC 60999-1 или IEC 60999-2 |
| Безвинтовой зажим | IEC 60999-1 или IEC 60999-2 или IEC 60352-7 |
| Соединение скруткой | IEC 60352-1 |
| Соединение обжимом | IEC 60352-2 |
| Соединение со смещением изоляции (доступное) | IEC 60352-3 или IEC 60998-2-3 |
| Соединение со смещением изоляции (недоступное) | IEC 60352-4 или IEC 60998-2-3 |
| Соединение опрессовкой | IEC 60352-5 |
| Соединение с протоколом изоляции | IEC 60352-6 или IEC 60998-2-3 |
| Плоские зажимы быстрого соединения | IEC 61210 |
| Паяное соединение | IEC 60068-2-20** |
Примечания. * Для предварительной обработки подготовленных проводников применяют конкретный стандарт.
** Выбранный метод испытания должен быть указан в протоколе испытаний.
Конструкция клеммных колодок для печатного монтажа должна быть такова, чтобы был возможен их безопасный монтаж на печатной плате с помощью пайки, опрессовки, ввинчивания и т. д. Соединение с печатной платой не должно повреждаться при подсоединении проводников.
Для клеммных колодок для печатного монтажа, для которых изготовитель установил значения номинального импульсного выдерживаемого напряжения (Uimp) и номинального напряжения изоляции (UI), минимальные значения воздушных зазоров и расстояний утечки приведены в IEC 60947-1:2007, изменение 1 (2010) (таблицы 13 и 15).
Для клеммных колодок для печатного монтажа, для которых изготовитель не установил значения номинального импульсного выдерживаемого напряжения (Uimp), минимальные значения приведены в IEC 60947-1:2007 (приложение Н).
Изоляционные материалы клеммных колодок для печатного монтажа не должны подвергаться пагубному влиянию аномального нагрева и огня. Соответствие проверяется испытанием раскаленной проволокой на конечном продукте или проверкой изоляционного материала по одному из указанных методов (cоответствующий метод испытания указывает изготовитель):
- IEC 60695-2-12 — метод испытания раскаленной проволокой по индексу воспламеняемости при температуре +850 °C или
- IEC 60695-2-13 — метод испытания раскаленной проволокой по температуре возгорания при температуре +775 °C.
Для небольших деталей в такой проверке нет необходимости (IEC 60695-2-11).
В рамках требований к работоспособности отмечается ряд параметров. В частности, клеммная колодка для печатного монтажа должна быть способна выдерживать кратковременно допустимый ток, соответствующий 120 А/мм2 за 1 с. Испытание проводят с наименьшим поперечным сечением на токовом пути контактного узла, указанным изготовителем. Измеренное изменение контактного сопротивления в клеммной колодке для печатного монтажа, вызванное подсоединением проводника и монтажом на печатной плате, не должно превышать допустимых отклонений.
При испытании клеммных колодок сумма температуры окружающей среды и превышения температуры клеммной колодки не должна превышать верхнюю предельную температуру (ВПТ).
Если изготовитель установил значение номинального импульсного выдерживаемого напряжения (Uimp) (п. 4.3.1.3 IEC 60947-1:2007), то применяют требования пп. 7.2.3 и 7.2.3.1 IEC 60947-1:2007, изменение 1 (2010). Если подходит, проводят испытание импульсным выдерживаемым напряжением (табл. 4). Для проверки твердой изоляции проводят испытание выдерживаемым напряжением промышленной частоты по IEC 60512-4-1 с испытательными напряжениями по таблице 5. Для этого испытания к клеммной колодке без печатной платы подсоединяют наиболее неблагоприятный проводник. Длительность испытания составляет 1 мин. Испытательное напряжение подают между каждым из полюсов, которые могут принимать на себя разные потенциалы при эксплуатации.
| Номинальное импульсное напряжение, кВ | Импульсное выдерживаемое напряжение*, кВ (1,2/50 мкс) | |
|---|---|---|
| 2000 м над уровнем моря | На уровне моря | |
| 0,5 | 0,5 | 0,55 |
| 0,8 | 0,8 | 0,91 |
| 1,5 | 1,5 | 1,75 |
| 2,5 | 2,5 | 2,95 |
| 4,0 | 4,0 | 4,80 |
| 6,0 | 6,0 | 7,30 |
| 8,0 | 8,0 | 9,80 |
| 12,0 | 12,0 | 14,80 |
Примечание. *Если испытательная лаборатория расположена на высоте от уровня моря до 2000 м, допустим метод интерполяции импульсного напряжения.
| Номинальное напряжение изоляции UI, В | Испытательное напряжение переменного тока (действ.)*, кВ | |
|---|---|---|
| Категория перенапряжения | ||
| III | II | |
| UI ≤ 63 | 0,5 | 0,4 |
| 63 ≤ UI ≤ 100 | 0,8 | 0,5 |
| 100 ≤ UI ≤ 160 | 1,4 | 0,8 |
| 160 ≤ UI ≤ 320 | 2,2 | 1,4 |
| 320 ≤ UI ≤ 500 | 3,1 | 2,2 |
| 500 ≤ UI ≤ 1000 | 4,2 | 3,1 |
Примечание. *Действующие значения испытательных напряжений соответствуют IEC 60664-1:2007 (п. 6.1.3.4) и превышают значения по IEC 60947-1:2007 (таблица 12 А), чтобы отвечать требованиям стандартов на конечный продукт.
Проверку соответствия воздушных зазоров и расстояний утечки проводят, соблюдая следующие моменты. Проверку выполняют между двумя смежными клеммными колодками или взаимно изолированными контактными узлами многополюсной клеммной колодки и всеми токоведущими и доступными металлическими частями клеммной колодки. Измерение воздушных зазоров и расстояний утечки выполняют в следующих условиях:
- к клеммным колодкам для печатного монтажа должны быть подсоединены проводники наиболее неблагоприятных типов и поперечных сечений из указанных изготовителем или без проводника, если он представляет самый неблагоприятный случай;
- если необходимо, концы проводника должны быть зачищены на длину, указанную изготовителем.
Способ измерения воздушных зазоров и расстояний утечки описан в IEC 60947-1:2007 (приложение G).
Испытания
Стандарт устанавливает порядок и последовательность испытаний.
В частности, рассмотрено испытание по креплению клеммной колодки для печатного монтажа на опоре. Данное испытание проводят на наименьшем числе полюсов (предпочтительно на двух) клеммной колодки для печатного монтажа, которую устанавливают на подходящей опоре (печатной плате) как для нормальной эксплуатации по инструкциям изготовителя. Для клеммных колодок, паяемых на печатных платах, данное испытание проводят на печатных платах со сквозными металлизированными отверстиями. Схему клеммной колодки для печатного монтажа для данного испытания выполняют, как показано на рис. 2 (1 — испытательный ток; мB — вольтметр, n — число подсоединений к печатной плате на контактную единицу; СС — дорожка для соединения на печатной плате, Аmax — максимальное поперечное сечение в мм2), с максимальным поперечным сечением, указанным изготовителем. После проверки контактного сопротивления этот проводник присоединяют и отсоединяют пять раз по инструкции изготовителя. Для каждого присоединения используют новый конец проводника. Крутящий момент для клеммных колодок для печатного монтажа с винтовыми зажимами соответствует таблице 4 IEC 60947-1:2007 либо большему значению, указанному изготовителем. В конце испытания клеммные колодки должны отвечать требованиям испытания на контактное сопротивление. После испытания механизм зажима не должен иметь повреждений, препятствующих его дальнейшей эксплуатации.
Рис. 2. Испытательное устройство для измерения контактного сопротивления и превышения температуры
Проверка тепловых характеристик осуществляется испытанием раскаленной проволокой. Испытание проводят по IEC 60695-2-10в следующих условиях:
- для частей из изоляционного материала, удерживающих на месте токопроводящие части, и частей цепи защитного проводника при испытательной температуре +850 °C;
- частей из изоляционного материала, необходимых собственно для функционирования клеммной колодки для печатного монтажа, при испытательной температуре +650 °C.
Если испытания необходимо провести в нескольких местах одного и того же образца, должна быть гарантия, что какое-либо повреждение в предыдущем испытании не повлияет на последующее испытание. Испытание проводят на одном образце. В случае сомнения в результатах процесс повторяют на двух других образцах, которые должны выдержать повторную проверку. Испытание проводят, прикладывая раскаленную проволоку в течение 5 с, с допуском (–0/+1) c. Для этого образец размещают в наиболее неблагоприятном положении нормальной эксплуатации, с испытуемой поверхностью в вертикальном положении. Конец раскаленной проволоки прикладывают к установленной поверхности образца, учитывая условия нормальной эксплуатации, в которых нагретый или раскаленный объект может находиться в контакте с образцом. Считается, что испытательный образец выдержал испытание раскаленной проволокой, если отсутствует пламя или свечение или присутствуют все следующие ситуации:
- если пламя или свечение испытательного образца исчезнет в течение 30 с после снятия раскаленной проволоки с образца, то есть te≤ ta + 30 с;
- если применяют слой папиросной бумаги, не должно быть ее подгорания.
Мы привели некоторые важные моменты, отраженные в ГОСТ IEC 60947-7-4-2015. Следует подчеркнуть, что в соответствии с отметкой Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии, данный обзор не может считаться официальным изданием документа.
10 февраля, 2010
11 февраля, 2021