Wieland Electric — высокозащищенные электротехнические разъемы и соединители для применения в составе светотехнического оборудования
(16 votes, average: 4,94 out of 5)
Загрузка...Компания Wieland Electric GmbH была основана в далеком 1910 году в красивейшем немецком городе Бамберг. Свою деятельность она начала как небольшое производство по выпуску примитивных комплектующих для сравнительно нового тогда вида промышленности – электроэнергетики.
С момента основания компании прошло более века. Маленькая мануфактура за это время превратилась в одного из самых сильных игроков на рынке средств электротехнической коммутации.
Помимо этого, основного для компании направления, в ассортименте Wieland Electric GmbH представлены средства автоматизации производства, автоматизации зданий и системы энергораспределения в зданиях и сооружениях.
Если, например, на рынке клемм для установки на монтажные рейки Wieland Electric GmbH является одним из многих игроков, то в сфере разработки и производства высокозащищенных разъемов и соединителей, ориентированных на нужды светотехнического оборудования у Wieland Electric GmbH по совокупности ассортимента, ценовых позиций и качества продукции просто нет конкурентов.
Вообще в ассортименте компании Wieland Electric GmbH можно выделить три основных направления разъемов и соединителей для светотехнического оборудования:
OUTDOOR — разъемы и соединители, ориентированные для уличного применения. Представителей этой серии объединяют следующие общие характеристики:
– класс защиты IP68/69K
– рабочий температурный диапазон -40 … +100 °С (для взрывобезопасных разъемов -60 … +100 °С)
– стойкость к воздействию ультрафиолета
INDOOR — комплекс разъемов и соединителей для применения в условиях помещений. Производство компонентов этого направления началось более 30 лет назад, на протяжении всего существования этого направления компоненты постоянно совершенствовались, расширялся ассортимент компонентов и аксессуаров к ним. На данный момент при помощи компонентов этого направления можно построить законченную систему энергоснабжения в помещении «по горизонтали», то есть от этажного распределительного устройства и до всех конечных энергопотребителей и розеточных блоков, причем система строится по принципу легко собираемого конструктора. Компоненты просто стыкуются друг с другом при помощи разъемов, разветвительные и некоторые функциональные схемы реализовываются при помощи специализированных компонентов.
INSIDE — разъемы и соединители для внутрикорпусной электрической коммутации. Разъемы и соединители этого направления имеют минимальные размеры и ориентированы на применение в монтажных коробках, светильниках, приборах и т.д.
OUTDOOR
Компоненты этого направления (серии) выпускаются под товарной маркой gesis®RST. На данный момент серия сегментирована на четыре группы компонентов, отличающихся габаритами и коммутируемыми мощностями и, соответственно, областями применения. Именно этой серии и посвящен этот материал.
Терминология
Пользоваться будем следующими терминами и понятиями (хоть они и не соответствуют ГОСТам):
– Товарное направление. Комплекс компонентов, которых объединяют общие технические характеристики. Направление подразделяется на серии компонентов.
– Серия компонентов. Группа комплектующих, являющихся унифицированными с точки зрения возможности стыковки друг с другом и имеющих единые технические характеристики.
– Разъем (коннектор). Под этим понятием понимается либо комплектное соединение (кабель-кабель или кабель-аппарат), либо одна часть комплектного соединения для установки на кабель или в панель.
– Соединитель. Изделие, представляющее собой подготовленный в заводских условиях отрезок кабеля определенной длины с установленным с одного его конца разъемом. Второй конец разделан (снята внешняя изоляция и изоляция проводников, зачищенные участки жил сварены ультразвуком).
– Удлинитель. Тот же соединитель, но оконеченный разъемами с обоих концов.
История товарной марки началась примерно 15 лет назад с запуска в серию разъемов серии RST Classic. Изначально это были разъемы, ориентированные на применение в системах уличного освещения и подключения съемных элементов иллюминаций, однако, благодаря уникальному сочетанию таких качеств, как высокая степень защиты, продуманность конструкции, простота монтажа и невысокая стоимость, компоненты gesis®RST нашли широкое применение во многих отраслях промышленности. Данные применения начали диктовать новые требования к компонентам, появились специализированные модификации, впоследствии ставшие негласными стандартами (например, коннекторы с желтой контактной группой и профилированным уплотнителем для коммутации шин ASi-интерфейса, коннекторы с коричневой контактной группой для низковольтных применений, коннекторы с зеленой контактной группой для коммутации в условиях теплиц).
Вводились новые способы фиксации проводников, расширялся диапазон обслуживаемых кабелей, в составе серии появлялись новые компоненты и аксессуары. Следует отметить, что изменения, вносимые в конструктив коннекторов, не повлияли на их форм-фактор и, как следствие, сохранилась изначально задуманная модульность коннекторов (взаимоменяемость контактных групп в посадочных местах корпусов). Естественно, конструктив компонентов полностью исключает возможность случайного прикосновения к токоведущим частям разъема во время его эксплуатации.
Применительно к освещению – компоненты серии RST на данный момент помимо традиционных для серии систем обычного уличного и рекламного освещения активно применяются в следующих прикладных применениях:
– Агрофотоника
– Освещение во взрывоопасных зонах
– Промышленное и коммерческое сборное строительство (быстровозводимые модульные конструкции, выставочные павильоны, шатрово-тентовая застройка)
– Судостроение, портово-шлюзовое освещение
– Временное освещение на строительных площадках
– Декоративная подсветка фасадов
– Ландшафтное освещение
– Туннельное освещение
На текущий момент компоненты серии RST Classic имеют следующие основные технические характеристики:
– нагрузочные характеристики: до 20 А (опционально – 25 А) на полюс, 400 В
– исполнения для установки на кабель и в монтажную панель, соединители, удлинители
– диаметр корпуса кабельного разъема – не более 35 мм
– количество полюсов от 2 до 7
– винтовая, пружинная фиксации проводника, фиксация проводника обжимными контактами
– диапазон обслуживаемых сечений проводников – 0,5…6 мм2
– диапазон диаметров обслуживаемых кабелей – 6…18 мм
– механическая и цветовая кодировки соединения (5 вариантов, по заказу возможны дополнительные исполнения), что обеспечивает безошибочность, наглядность и безопасность как монтажа, так и эксплуатации конечной системы.
Если понятие цветовой кодировки разъяснений не требует, то относительно механической хотелось бы внести краткий комментарий – в случае соединителей серии RST механическая кодировка обеспечивается различным взаимным расположением кодировочных выступов и проточек в контактных группах комплементарных соединителей. Соединить коннекторы, не предназначенные друг для друга без их повреждения, невозможно. Цветовая кодировка имеет единственное исключение – сочленяются коннекторы черного и светло-серого цветов, коннекторы иных исполнений сочленяются только одноцветные.
Контактные группы помимо цвета различаются количеством контактов (от двух до семи) и способом фиксации проводников, которых предлагается три:
– винтовая фиксация проводника. Несомненным преимуществом этого способа является его наглядность и очевидность – наличие шляпок зажимных винтов снимает все вопросы. Диапазон сечений обслуживаемых проводников при данном типе фиксации проводника составляет 0,75-6 мм2. Любопытной конструктивной особенностью является то, что при незакрученных зажимных винтах вставка просто не встанет в посадочное место – торчащие шляпки винтов не дадут. Недостатком является очевидное требование по соблюдению усилия затягивания винтов, то есть крайне желательно применение динамометрического инструмента.
– пружинная фиксация проводника. Основных недостатков два: неочевидность процедур подключения и отключения проводников и сравнительно узкий диапазон обслуживаемых проводников (2,5 мм2 максимум). К преимуществам следует отнести абсолютную вибростойкость соединения и возможность подключения двух проводников на полюс.
– фиксация проводника при помощи обжимных контактов. Способ экономически целесообразен при промышленных, механизированных масштабах производства.
Кабельные части разъемов состоят из контактной группы и корпуса коннектора. Посадочные места контактных групп унифицированы, корпуса выпускаются в прямом и угловом исполнениях. В зависимости от исполнения хвостовой части корпуса разъем может обслуживать кабели следующих диапазонов диаметров: 6…10 / 10…14 и 13…18 мм.
Аппаратные части выпускаются в двух типовых конструктивах:
– внешний конструктив – основная часть разъема располагается снаружи монтажной панели и имеет съемную контактную группу. В пространстве за панелью располагаются только резьбовой хвостовик корпуса коннектора и фиксирующая гайка. Посадочные отверстия: М16/М20/М25, внешние части корпуса предлагаются прямые, угловые и изогнутые под углом 70 для установки, например, в корпус светильника, прилегающего к потолку.
– внутренний конструктив. Аппаратная часть является неразборной, монолитной, устанавливается в отверстие М25.
Все аппаратные части поддерживают возможность позиционирования в посадочном месте (удерживаются в одном положении при условии наличия фиксирующей фаски в посадочном отверстии).
В качестве иллюстрирования продуманности конструкции рассмотрим механизм удержания разъемов в сочлененном состоянии. По умолчанию разъемы поставляются с предустановленным на розеточную часть фиксатором соединения. При сочленении ответных частей разъема при должном приложенном усилии фиксатор входит в паз ответной части, при этом раздается отчётливый щелчок, информирующий о том, что фиксатор вошёл в зацеп, причём щелчок ощущается и тактильно. Рассоединить разъемы, стянутые фиксатором, без применения специализированного инструмента довольно проблематично (за исключением предусмотренных заводом-изготовителем случаев, о чём будет рассказано ниже). Для рассоединения разъемной пары требуется отверткой DIN 5264 нажать на выступающую видимую часть фиксатора и повернуть отвертку на 900 – разъемы освободятся от замкового соединения и немного раздвинутся засчет упругости уплотнителей, тем самым обеспечивается 100% визуальный контроль процедуры рассоединения.
Фиксатор является легкосъемным и легкозаменяемым. В случае, если требуется легкоразъемное соединение, фиксатор просто удаляется из состава разъемной пары, разъемы удерживаются в сочлененном состоянии только засчёт сил трения. В большинстве случаев применяются разъемы с задействованием фиксаторов. Производитель предусмотрел интереснейший нюанс, а именно: установленный фиксатор обеспечивает целостность соединения состыкованных разъемов при усилии растяжения разъемной пары до уровня в 120-140 Н. При превышении этого значения происходит предусмотренное конструктивом рассоединение разъемной пары. Реализовано это для того, чтобы в случае возникновения нештатных усилий на растяжение (наезд транспорта на обслуживаемый кабель, обрыв кабельной трассы и т.д.) разъемная пара разомкнулась без физического повреждения разъемов и без нарушения целостности электрического соединения проводников и зажимных элементов. То есть разъемная пара раздёрнется, но при этом кабели не будут выдраны из корпусов разъемов, разъемы не будут разрушены и, что является основным, токоведущие части останутся внутри корпусов, тем самым избегается вероятность поражения током, возникновения возгорания и т.п.
Если же требуется характер соединения, близкий к монолитному, то фиксатор удаляется из состава разъемной пары и через паз, в котором он обычно располагается, продергивается, например, монтажная стяжка. Этим же пространством можно воспользоваться для опломбирования разъемного соединения в сочлененном состоянии.
Для случаев, когда, например, разъемы располагаются в зоне с доступом только квалифицированного персонала (гарантированно отсутствие посторонних), возможна установка размыкательной кнопки. Этот аксессуар (желательно приобретать цвета, отличного от цвета корпуса коннектора) устанавливается на розеточную часть разъема в процессе установки последнего на кабель (в аппаратную панель) и позволяет рассоединить разъемное соединение без применения отвертки. Кнопки для установки на кабельную и аппаратную части разъемов различаются конструктивно.
Развитвительные и функциональные компоненты
Всё вышесказанное относится к разъемам — кабельным и аппаратным. Помимо разъемов в состав серии RST входят развитвительные и функциональные компоненты, которые делают серию законченным комплексом изделий. В первом приближении эти компоненты можно объединить в следующие группы:
– Н-разветвители – неразборные разветвительные элементы формата 1 вход -> три выхода. Вход представляет собой вилочную контактную группу RST20i3, выходы – розеточные группы. Выпускаются только в 2- и 3-полюсных исполнениях, поддерживают возможность каскадного соединения для наращивания количества выходных групп.
– Сплиттеры – специализированные разъемы для установки на кабель, если сказать точнее, на два кабеля. Разработаны для организации цепочечных подключений оборудования. В качестве аксессуара предлагается монтажная пластина для фиксации сплиттера на монтажной поверхности.
– Распределительные коробки. Производитель предлагает одно- и двухуровневые распределительные коробки с числом посадочных мест под аппаратные части 4 и 8 соответственно.
В заводском исполнении предлагаются коробки с наиболее распространенными и востребованными вариантами внутренней схемотехники (распределительные, предохранительные схемы, схемы с элементами беспроводного управления нагрузкой и т.д.). Все коробки независимо от исполнения имеют фланцы для фиксации коробки на поверхности.
Неотъемлемой частью комплекса компонентов RST Classic являются такие аксессуары, как заглушки неиспользуемых контактных групп.
В связи с интенсивным развитием гелиоэнергетики возникли требования о повышении нагрузочной способности коннекторов – 20 Ампер на контакт стало явно недостаточно. Инженеры Wieland Electric GmbH сделали всё возможное для увеличения нагрузочной способности коннекторов серии RST20 (изменили геометрию контактов, увеличили площадь пятна контакта, тепловые зазоры и проч.), результатом чего стало появление компонентов подсерии RST25. Разъемы этой серии представлены только коннекторами в кабельном и аппаратном исполнениях с количеством контактов 3 и 5. Суммарная токовая нагрузка небольшого, в общем то коннектора составила впечатляющее значение в 125 А.
Еще одной интереснейшей обособленной подсерией являются компоненты, объединённые под названием RST Ex. В неё входят компоненты серии RST со следующими отличиями в характеристиках:
– взрывозащита вида Ex na согласно ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011
– взрывозащита вида Ex ec согласно IECEx
– нижний температурный диапазон в -60 °С.
Коннекторы этой подсерии разрабатывались для применения на объектах нефте- и газопереработки, однако нашли себе применение и на прочих производствах с вероятностью возникновения взрывоопасных сред, вплоть до хранения и переработки растительного сырья и органических отходов. В состав серии также входят разветвители и сплиттеры. Неожиданное признание коннекторы этой серии снискали в сфере систем кабельного электрообогрева.
Со временем компоненты серии RST Classic осваивали всё новые и новые применения. На рынке светотехнического оборудования начали повсеместно внедряться инновационные энергосберегающие технологии, осветительные приборы стали стремительно уменьшаться в размерах, что не могло не сказаться на габаритных требованиях к элементам внешней коммутации, при этом стремительно уменьшались коммутируемые токи – система компонентов RST Classic по совокупности нагрузочных характеристик и сечениям обслуживаемых проводников стала избыточной. С другой стороны, применения в машиностроении, гелиоэнергетике, мобильном электромонтаже и, например, в системах кабельного электрообогрева протяженных трубопроводов требовали всё больших нагрузочных способностей коннекторов.
Следуя этим разнонаправленным требованиям рынка инженеры Wieland Electric GmbH двинулись в двух противоположных направлениях развития семейства RST Classic.
Разрабатывая коннекторы серии RST Power, Wieland Electric GmbH взвешенно подошел к определению своей товарной ниши. Рынок сравнительно сильноточных коннекторов (30-60 А на полюс) давно плотно занят разъемами, изготавливаемыми, наверное, сотнями различных производителей в соответствии со стандартом IЕС 60309 (наиболее известны коннекторы производства компаний ABB, Mennekes-Hensel, PCE, IEK). Поскольку эти коннекторы выпускаются по единому стандарту, все имеют единый набор базовых характеристик и конструктив, а именно: концентрическое расположение контактов, нагрузочные способности в 16 A, 32 A, 63 A, 125 A на полюс, напряжение до 1000 вольт, кабельное и аппаратное исполнения коннекторов, степень защиты в основном до IP67, винтовая фиксация проводников.
Поскольку ниша до 25 А компанией Wieland Electric GmbH была уже освоена, внимание обратили на следующий токовый интервал (32-63 А). В результате остановились на номинальном значении в 50 Ампер на полюс. Отталкиваясь от этой характеристики, была разработана и запущена в производство серия разъемов RST50 (RST Power). В конструкцию этих разъемов инженеры вложили весь накопленный ранее опыт, поэтому представители серии являются опять же уникальными по сочетанию электрических характеристик, геометрических размеров и ценовой составляющей. Занимая промежуточное положение между 32 и 63 типоразмерами стандарта IЕС 60309, коннектор RST50 по размерам меньше представителя 32 типоразмера и при этом, имея на борту до 5 контактов с винтовой фиксацией проводника, обладает в полтора раза большей пропускной токовой способностью на контакт и это при весьма адекватной стоимости.
Основные технические характеристики:
– Количество полюсов на разъем: 4 или 5
– Номинальное напряжение 250/400 В
– Номинальный ток 50 А на полюс
– Сечение обслуживаемых проводников: 4…16 мм2
– Диаметр обслуживаемых кабелей: 15…32 мм
– Фиксация проводников: винтовая либо обжимные контакты
– Исполнения для установки на кабель и в монтажную панель, соединители, удлинители
– Фиксация соединения: байонетный механизм
– Рабочий температурный диапазон: -40…+100 °C
– Степень защиты IP68(69K)
Что касается эволюции серии в сторону уменьшения габаритов, то она происходила в два этапа: в 2014 году Wieland Electric GmbH запустила в производство коннекторы серии RST Mini (RST16i4/5). Внешний диаметр коннекторов по сравнению с серией Classic сократился на сантиметр и составил 24,9 мм при количестве контактов 4 или 5 и нагрузочной способностью в 16 Ампер на контакт, аппаратные части предназначены для установки в отверстие М20. Поскольку в подавляющем большинстве случаев такое количество контактов избыточно, параллельно разрабатывалась ещё более компактная серия с количеством контактов 2 и 3, диаметр кабельного коннектора за счет снижения количества полюсов уменьшился еще на 6 мм и составил всего 19 мм, а аппаратные части предназначены для установки в отверстие М16.
Основные технические характеристики коннекторов серии RST16 (Mini):
– Количество полюсов на разъем: 2…5
– Номинальное напряжение 250V/400V
– Номинальный ток 16А на полюс
– Сечение обслуживаемых проводников: 0,25…2,5 мм2
– Диаметр обслуживаемых кабелей: 5…13 мм
– Фиксация проводников: винтовая
– Исполнения для установки на кабель и в монтажную панель, соединители, удлинители
– Фиксация соединения: байонетный механизм
– Рабочий температурный диапазон: -40…+100 °C
– Степень защиты IP68(69K)
Серия RST16 оказалась удачной, но инновационный механизм байонетной трехпозиционной фиксации коннекторов в сочлененном состоянии (фирменное название TwistLock) по результатам эксплуатации потребовал доработки (трехпозиционный функционал фиксатора оказался невостребованным), упрощение конструкции заняло почти полгода. Результатом стало то, что сочленение разъемов происходит без каких либо процедур, кроме как вдвигания коннекторов друг в друга, при достижении корректного положения проворачивается стопорное кольцо и разъемная пара оказывается заблокированной в соединенном состоянии. Для рассоединения коннектора требуется повернуть стопорное кольцо в положение «открыто».
В состав компонентов серии входят уже ставшие привычными разветвители (h-образные, 1 вход и два выхода) и заглушки неиспользуемых контактных групп.
Однако и достигнутые скромные габариты коннекторов оказались великоваты для многих применений. В 2018 году Wieland Electric GmbH запустил в производство серию RST08 (RST Micro).
Конструктив создавался с нуля, без оглядки на старшие серии – миниатюрные габариты диктовали свои требования, в частности, от шлицевых зажимных винтов пришлось перейти к миниатюрному шестиграннику. Диаметр кабельных частей составляет менее 15 мм, отверстия под аппаратные части – М14. От старших серий RST Micro унаследовали развитую систему цветовой и механической кодировки (4 исполнения).
Разрабатывая эту серию, инженеры Wieland Electric GmbH освоили весьма оригинальную технологию «продольного уплотнения соединения». Это новшество заслуживает отдельного абзаца текста.
Как известно, герметичные светильники с герметичным же кабельвводом (либо разъемом) имеют весьма уязвимое место – толщу подключенного кабеля. При термоциклировании светильник, сам будучи герметичным, через кабель потихоньку засасывает в корпус внешний воздух, который практически не бывает идеально сухим – влага в нем так или иначе присутствует. В случае, когда кабель заведен внутрь корпуса через кабельввод, влага попадает непосредственно в корпус, в случае разъемного подключения – сквозь сочлененный разъем. Мало кто из производителей разъемов задумывался о герметичности разъема не от внешней среды, а герметичности как бы «слева направо» (речь не идет о специализированных разъемах). Отсутствие герметичности приводит к тому, что со временем влага копится внутри корпуса со всеми вытекающими последствиями. Компаундировать светильник – удовольствие сомнительное, компенсаторы давления радикально проблемы не решают.
Инженеры Wieland Electric GmbH поступили весьма остроумно: каждый контакт как кабельных, так и аппаратных частей разъемов имеет проточку, на которую устанавливается дополнительный миниатюрный уплотнитель, тем самым герметизируется туннель, в котором размещается контакт. Тем самым реализуется то, что на пути воздуха в светильник (и, соответственно, из него) располагается дополнительное герметичное уплотнение даже в случае рассоединенного разъема, а в случае подключенной ответной части коннектора – два уплотнения. Эта же технология реализована в 6- и 7-полюсных исполнениях коннекторов RST Classic. Наличие дополнительных контактных уплотнителей является опциональным – коннекторы выпускаются в том числе и без них.
Основные технические характеристики коннекторов серии RST08 (Micro):
– Количество полюсов на разъем: 2…3
– Номинальное напряжение 250V/400V
– Номинальный ток 8А на полюс
– Сечение обслуживаемых проводников: 0,2…1,0 мм2
– Диаметр обслуживаемых кабелей: 4…7 мм
– Исполнения для установки на кабель и в монтажную панель, соединители, удлинители
– Фиксация проводников: винтовая
– Рабочий температурный диапазон: -40…+100 °C
– Степень защиты IP68(69K)
Ну и, в заключение, небольшое лирическое отступление.
Зимой прошлого года довелось нам прямо из окна офиса (в то время офис у нас был на втором этаже, так что происходило всё прямо перед нами) наблюдать за тем, как электромонтажник менял уличные светильники на опоре со сдвоенной консолью. Погода оставляла желать лучшего — мороз около 20 градусов, порывистый ветер. Монтажник, закутанный в две телогрейки, для сохранения равновесия упирался ногами в борта заснеженной люльки автовышки — от ветра её изрядно болтало. Пребывая явно не в самом радужном настроении, монтажник провозился с одним светильником 42 минуты, а со вторым — 38. Основную массу времени заняло раскручивание клеммных колодок и последующее подключение проводов к колодкам обратно. Была уронена отвертка, хорошо, что без последствий. Автовышка практически перегородила улицу на два часа.
Самый нетерпеливый из нас по окончанию проведения работ вышел на улицу и выспросил подробности у окоченевшего монтажника, в качестве благодарности за импровизированное интервью подарил ему разъем RST Classic. Разъем вызвал бурю эмоций. К сожалению, дословно текст привести невозможно по причине его непарламентности, однако смысл, думаю, очевиден — с разъемом всё было бы гораздо проще. Да и стоимость аренды автовышки оказалась впечатляющей.
Ознакомиться с продукцией Wieland Electric Вы можете посетив стенд компании на выставке Интерлайт.
Похожие Записи
« Волна Мини LED 80 — испытания светодиодного уличного светильника от компании GALAD, июль 2018 Линзы DAISY: безупречная реализация защитного угла и высочайший комфорт для наблюдателя »
