Terminalblokke - Hvad du behøver at vide

Som en velkendt komponent i enhver ingeniørs værktøjskasse med stik har terminalblokke været brugt i mange år til at give semi-permanente, sikre ledningsforbindelser i en række applikationer. Terminalblokke, også kaldet tilslutningsterminaler, terminalkonnektorer eller skrueterminaler, består af et modulært hus og en isoleret krop, der forbinder to eller flere ledninger med hinanden. Takket være den semi-permanente karakter af deres forbindelser er terminalblokke med til at forenkle inspektions- og reparationsprocessen i marken. Selv om det er en relativt enkel komponent, er det stadig en fordel at have et grundlæggende kendskab til terminalblokke og deres specifikationer, før man vælger dem. Denne artikel diskuterer emner som almindelige terminalbloktyper, vigtige elektriske og mekaniske overvejelser og går mere i detaljer for at hjælpe ingeniører med denne proces.

Almindelige konfigurationer

PCB-montering, med barrierer og gennemføring er tre af de mest almindelige terminalblokke, der bruges i design. Følgende tabel skitserer de tre forskellige typer, herunder deres grundlæggende principper, monteringsformer og konfigurationer.

Vigtige elektriske specifikationer

Med de almindelige typer af terminalblokke nu dækket, er der en række vigtige elektriske specifikationer, der skal overvejes i designfasen. Disse omfatter:

Strømstyrke: Generelt er den vigtigste specifikation, man skal være opmærksom på ved design af terminalblokke, strømstyrken. Det bygger på tre områder: terminalernes ledningsevne, tværsnitsarealet og den tilsvarende temperaturstigning. Når man vælger en terminalblok, anbefales det, at modulet har en strømstyrke på mindst 150 % af systemets forventede maksimale strømstyrke. Hvis en terminalblok ikke er korrekt klassificeret og bruges med for høj strøm, kan overophedning og beskadigelse af terminalblokken føre til kritiske sikkerhedsproblemer.

Spændingsniveau: En terminalbloks spænding er delvist påvirket af husets benafstand og dielektriske styrke. På samme måde som strømstyrken skal en terminalbloks spændingsstyrke være større end den maksimale systemspænding, samtidig med at der tages højde for eventuelle overspændinger, der kan beskadige forbindelserne.

Antal poler: Poltallet er den almindelige måde at udtrykke antallet af individuelle kredsløb i en terminalblok. Denne specifikation vil generelt variere fra en enkelt pol op til så mange som 24 poler.

Benafstand: Defineret som den midterste afstand fra tilstødende poler, bestemmes benafstand af terminalblokkens samlede klassificering, hvor faktorer som krybning, spænding/strøm og frigang er involveret. Nogle eksempler på almindelige afstande omfatter værdier som 2,54 mm, 3,81 mm, 5,0 mm og mere.

Ledningsstørrelse/-type: Angives i enheder af amerikansk trådtykkelse (AWG) i Nordamerika, og terminalblokke angiver størrelsen eller tykkelsen på den ledning, modulet kan acceptere, for at sikre, at ledningerne fysisk passer ind i huset. Heldigvis har de fleste terminalblokke en vis tolerance med mulighed for at rumme en række forskellige ledningsstørrelser som 18~4 eller 24~12 AWG. Ud over ledningstypen skal man også overveje ledningstypen afhængigt af den valgte modultype. Trådet eller flerstrengede ledninger er ideelle til skrueterminaler, mens enkeltstrengede ledninger ofte bruges sammen med push-in-terminalblokke.

Vigtige mekaniske specifikationer

Næste punkt på listen er mekaniske specifikationer, som vedrører en terminalbloks fodaftryk, orientering og tilgængelighed af dens forbindelser i et design. Vigtige mekaniske faktorer omfatter:

Orientering af ledningsindføring: Vandret (90°), lodret (180°) og 45° er de tre mest almindelige terminalblokretninger. Denne beslutning afhænger af et designs layout, og hvilken retning der skaber den bedste tilpasning og tilgængelighed til forbindelserne.

Figur 1: Typisk placering af terminalblokke (billedkilde: Same Sky)

Metode til fastgørelse af ledninger: På samme måde som med orienteringen er der tre almindelige metoder til fastgørelse af ledninger i terminalblokke: skrueterminal, trykknap eller push-in. Alle tre typer er relativt tro mod deres navn. Skrueterminaler eller skruetypen indeholder en skrue, som, når den strammes, lukker en klemme, der fastgør ledningen mod lederen. Trykknapper fungerer ganske enkelt ved at trykke på en knap, der åbner en klemme, så ledningen kan sættes i, og derefter lukker klemmen på ledningen, når knappen slippes. Med push-in terminalblokke kan ledninger sættes direkte ind i huset og skabe en forbindelse uden skruer eller knapper til at åbne en klemme.

Figur 2: Typiske metoder til sikring af ledninger (billedkilde: Same Sky)

Sammenkoblet eller i ét stykke: Terminalblokke kan konstrueres i sammenkoblede eller enkeltstående huse. Typisk fås 2- eller 3-polede versioner, og sammenkoblede terminalblokke giver ingeniører mulighed for hurtigt at opnå forskellige antal poler eller forbinde forskellige farver af samme modultype sammen. DIN-skinneterminalblokke fungerer på samme måde ved at skubbe individuelle enheder sammen på en metalskinne. Disse afsluttes derefter med en kompatibel endekappe for at beskytte huset på de yderste enheder, når den ønskede konfiguration og det ønskede antal poler er opnået. Terminalblokke i ét stykke indeholder ikke overraskende alle poler i et enkelt modul, hvilket giver dem større stivhed og robusthed afhængigt af designkravene.

Figur 3: Sammenkoblede vs. enkeltdelte terminalblokke (Billedkilde: Same Sky)

Ledning-til-hus-metode: Når der er behov for hyppig tilslutning og frakobling af hovedforbindelsen, er tilslutningsbare terminalblokke en god løsning. De fungerer ved, at ledningerne sættes ind i et modulært stik, som forbindes til en fast stikdåse på printkortet, hvilket gør det nemt at afbryde forbindelsen uden at skulle håndtere de enkelte ledninger.

Figur 4: Stik- og bøsningstilslutninger på en tilslutningsbar terminalblok (billedkilde: Same Sky)

Sikkerhedsvurderinger og yderligere overvejelser

UL og IEC er de vigtigste sikkerhedsagenturer, der bruges til at certificere terminalblokke. Når man ser på et datablad for en terminalblok, vil UL- og/eller IEC-sikkerhedsstandarder være anført, oftest med forskellige værdier. Det skyldes, at hvert agentur bruger forskellige standarder til testning, så det er vigtigt for ingeniører at kende deres overordnede systemsikkerhedskrav for at kunne vælge en terminalblok, der er i overensstemmelse med dem.

Selvom det måske er en eftertanke i mange designs, kan farvetilpasning af en terminalbloks hus eller knapper være en fordel. Ved at vælge unikke farver til terminalblokke kan ingeniører gøre det lettere at forbinde forbindelsespunkter i komplekse systemer og undgå forkerte forbindelser.

Endelig er terminalblokke med højere temperaturklassificering også en mulighed i miljøer eller applikationer, der håndterer ekstreme temperaturer.

Konklusion

Med en forståelse af de vigtigste elektriske og mekaniske specifikationer samt forskellige modultyper kan ingeniører være bedre rustet til at opfylde behovene i en række forskellige elektriske systemforbindelser. Same Sky' produktlinje af terminalblokke tilbyder ingeniører en række farvemuligheder og konfigurationer for at forenkle denne udvælgelsesproces.