Los bloques de terminales son conectores comunes que están diseñados para unir de manera segura y eficaz la separación entre dos circuitos diferentes. Dado que normalmente reciben energía de una fuente más grande transportada por conductores de cable, los bloques de terminales se suelen encontrar en dispositivos electrónicos industriales y de administración de energía, como variadores de frecuencia, relevadores de protección de motor, medidores de potencia y energía, fuentes de alimentación y convertidores, controles de HVAC y tráfico, controladores lógicos programables y muchos otros. La alimentación se suministra más comúnmente por cable, por lo que siempre es una opción conectar estos cables directamente al ensamble sin adaptadores costosos que solo se ajustan a ciertos productos. Los electricistas y otros instaladores pueden trabajar rápidamente con esta forma simple de instalación de equipos e integración eléctrica.
Eaton ofrece bloques de terminales de alimentación directa o tiras de barrera en que se espera que la trayectoria conductora del cable se maneje a través de la cubierta en la parte trasera del bloque. Hay diferentes capacidades de voltaje y de corriente dentro de la cartera. En este documento, se tratarán los bloques de terminales de alimentación directa con cable, diferentes componentes, términos comunes, sinónimos y elementos que deben considerarse al seleccionar un bloque de terminales para integrarlo en su dispositivo o sistema.
Todos los bloques de terminales dentro de la cartera de Eaton tienen un par de componentes comunes que se encuentran en los diferentes estilos. Estos componentes, aunque varían en forma y tamaño, realizan la misma función básica. Las diferentes formas permiten que el producto en general tenga un ajuste, una forma y una función diferentes. A continuación, se presentan los tipos y las definiciones de estos componentes:
Terminal: trayectoria del circuito en la que el cable se acopla y transporta corriente a través de la cubierta. Habitualmente, está hecho de una aleación de cobre.
Cubierta: material que aísla la trayectoria conductora de los circuitos exteriores y adyacentes. Generalmente, está hecha de plástico.
Sujetador: mecanismo que aplica fuerza o garantiza que el cable esté conectado al terminal. Está hecho de varias aleaciones de metal.
Las características del terminal, la cubierta y el sujetador también son un factor para determinar las especificaciones eléctricas y mecánicas del producto.
Estas especificaciones son comunes en toda la línea de productos de Eaton y también ayudan a definir el ajuste, la forma y la función del bloque de terminales.
Polos: la cantidad de circuitos individuales, o terminales adyacentes, incluidos en el bloque de terminales.
Paso: la distancia de un polo al siguiente. Se mide desde una característica hasta la misma característica en el polo adyacente, y la distancia es generalmente la misma para todos los polos. También se denomina “distancia entre centros”.
Clasificación de voltaje: el voltaje máximo del sistema en el que el bloque de terminales está diseñado para instalarse. Generalmente, esta especificación eléctrica es una función del paso y la resistencia dieléctrica de la cubierta. Puede encontrar información más detallada sobre esto en el apéndice relativo a los estándares de bloques de terminales.
Capacidad de corriente: es la capacidad de corriente nominal máxima por polo para la que el bloque de terminales debe usarse. Generalmente, esta especificación eléctrica es una función del área transversal, la conductividad del terminal y el aumento de calor resultante a la corriente nominal (según UL1059) o la potencia disipada a la corriente nominal (según IEC 60947-7).
Rango de cables: el tamaño mínimo y máximo de los cables que acepta el bloque de terminales.
Clasificación de torque: el torque máximo que los accesorios están diseñados para soportar al fijar un cable, dentro de la especificación del rango de cables, al terminal sin deformarse.
Ahora que las especificaciones están definidas y las diferentes opciones se pueden evaluar o comparar, hay varias cosas que se deben considerar al seleccionar el bloque de terminales correcto para la aplicación. Al igual que la mayoría de los circuitos electrónicos, los primeros elementos por evaluar son los parámetros del circuito de la aplicación, incluida la corriente nominal, el voltaje del sistema y el número de circuitos necesarios. La clasificación de corriente y voltaje del bloque de terminales debe ser superior a la clasificación de corriente nominal y el voltaje del sistema.
Se debe tener cuidado adicional cuando puedan ocurrir sobretensiones temporales o corrientes de entrada. Cuanto más frecuentes sean estas sobretensiones y sobrecorrientes temporales, mayor será la necesidad de sobredimensionar el bloque de terminales para satisfacer las necesidades de la aplicación. El número de circuitos se correlacionará directamente con el número de polos necesarios en el bloque de terminales.
El siguiente elemento, y muy importante para los bloques de terminales, es la configuración de los terminales. El diseñador del equipo debe evaluar cómo se completará la trayectoria del circuito en el lado “de paso” de la conexión. Los bloques de terminales estilo IEC son típicamente todas conexiones cortas de soldadura de PCB para soldadura por onda. Las tiras de barrera también tienen conexiones de soldadura de PCB cortas, pero también pueden tener conexiones rápidas macho, pines de soldadura más largos, cableado manual para soldadura manual, roscas de tornillo, torretas de soldadura y más. Las opciones para las tiras de barrera variarán según lo que sea lógico en función del paso. Los conectores de borde a menudo se acoplan mecánicamente y proporcionan una conexión sin soldadura con los terminales que proporcionan fuerzas de resorte en las trazas de la PCB.
Ocasionalmente, el tamaño general y la entrada de cables se consideran en una función del paso o del ancho general, pero se deben considerar las tres dimensiones. Las tiras de barrera más comunes ofrecen muchas terminaciones en la misma base de plástico, pero pueden permitir terminales de anillo u horquilla, conexiones rápidas hembra y terminales de soldadura en lugar de los terminales de cable desnudo estándar. Consulte la Figura 1 para ver un ejemplo de los terminales de anillo aceptados en las tiras de barrera. Debido a los diferentes tipos de construcción, los estilos IEC ofrecen muchas orientaciones de entrada de cable diferentes en el mismo paso, lo que da como resultado diferentes tamaños físicos, incluidas opciones escalonadas que ahorran espacio. También hay diferentes opciones de sujeción, incluida una abrazadera de jaula, una abrazadera de resorte y una abrazadera sin tornillos. Los conectores de borde son únicos en cuanto al tamaño y a la entrada de cables, y pueden proporcionar la mejor combinación, dependiendo del ensamble. Todas estas consideraciones sobre el tamaño y la entrada de cables tienen el objetivo de facilitar la integración en un equipo o ensamble. También deben permitir que el usuario final conecte fácilmente los cables y entienda dónde encajan en el ensamble.
Por último, después de resolver las cuestiones anteriores, siempre existe la oportunidad de proporcionar funcionalidad adicional. Estas características adicionales pueden garantizar el ensamblaje adecuado para el OEM y la instalación adecuada para el usuario final con la numeración de polos o marcas personalizadas. Los accesorios opcionales pueden proporcionar una mejor resistencia a la corrosión para algunos componentes que no transportan corriente, así como una mejor estética. Las cubiertas de bloques de terminales pueden proporcionar una mejor protección contra descargas para el público en general, pero también una mejor protección ambiental en entornos industriales normales.
La Figura 5 muestra una personalización de una tira de barrera. Esta tira de barrera tiene una conexión rápida macho diferente de 4,76 mm (3/16 in) de ancho que se extiende desde el lado de sujeción del bloque de terminales. Esto permite que una conexión rápida hembra encaje en la hoja macho para un ensamblaje rápido. Esta es solo una forma de personalización que puede proporcionarse con los bloques de terminales. Las tiras de barrera en la Figura 6 muestran capacidades de marcado personalizado para diferentes aplicaciones. Estas marcas adicionales, realizadas en la fábrica, ayudan a los usuarios finales a conectar los cables correctos en cada bloque para reducir los errores de cableado en la integración del producto.
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Los bloques de terminales electrónicos de Eaton cumplen completamente con las normas UL 1059 y CSA 22.2 n.º 158 para bloques de terminales, y tienen clasificación de inflamabilidad autoextinguible UL 94 V-0. Los bloques cuentan con reconocimiento de UL bajo el número de archivo E62622. Las capacidades más altas que las enumeradas son posibles y pueden variar, según la aplicación, y el fabricante debe evaluarlas caso por caso, de manera individual.
Clasificación de voltaje UL 1059 y CSA 22.2 n.º 158
Las clasificaciones de voltaje de los bloques de terminales se basan en la separación mínima entre las piezas conductoras eléctricamente y un voltaje de resistencia mínimo. La separación se mide en dos condiciones: 1) a través del aire, definida como la distancia más corta que un arco debe recorrer a través de una trayectoria de aire desde una pieza eléctricamente conductora hasta una superficie con conexión a tierra; y 2) sobre la superficie, definida como la distancia más corta que un arco debe recorrer a medida que se desplaza a lo largo de la superficie de un material aislante desde una pieza eléctricamente conductora hasta otra en la polaridad opuesta o desde una pieza eléctricamente conductora hasta una superficie con conexión a tierra. El voltaje de resistencia, denominado “resistencia dieléctrica”, depende de la clasificación de voltaje. El valor es 1000 V más el doble del voltaje nominal durante un minuto; esto se prueba en ambas condiciones enumeradas anteriormente.
En la Tabla A, se proporcionan los requisitos de separación de UL 1059 y CSA 22.2 n.º 158, en pulgadas. En la Tabla B, se describe a qué clasificación de voltaje corresponde cada familia de bloques de terminales de Eaton, según los requisitos de separación mínima y los entornos de aplicación descritos en UL 1059.
Cumplimiento de IEC
Los bloques de terminales electrónicos de Eaton cumplen con los requisitos de la publicación IEC 60947-7-1, Bloques de terminales para conductores de cobre. Estos bloques cuentan con el reconocimiento y la certificación simultáneos del Programa de clasificación de UL. En la página siguiente, se proporcionan detalles del sistema de clasificación de IEC. Las clasificaciones, excepto donde se indique, coinciden con UL 1059.
CE
En 1998, Eaton recibió la certificación CE en todos los productos. Para los bloques de terminales, CE es una marca de autocertificación aplicada a productos que han cumplido con los requisitos de seguridad y rendimiento establecidos por la Unión Europea (UE). Esta marca es necesaria para el libre movimiento del producto en el mercado europeo.
IEC 60947-7-1
Al igual que las clases UL1059, IEC 60947-7-1 se refiere a IEC60947-1, que describe las reglas generales para el engranaje de control y la subestación de control de bajo voltaje, y define los límites de separación y fuga en función de los grados de contaminación. El grado de contaminación se refiere a las condiciones ambientales para las que está diseñado el equipo.
El microambiente de la distancia o separación de fuga, y no el entorno del equipo, determina el efecto en el aislamiento. El microambiente podría ser mejor o peor que el entorno del equipo. Incluye todos los factores que influyen en el aislamiento, como las condiciones climáticas y electromagnéticas, la generación de contaminación, etc. Por lo tanto, en el caso de los equipos diseñados para usarse dentro de un gabinete o provistos con un gabinete integral, se aplica el grado de contaminación del entorno en el gabinete.
A los fines de evaluar las distancias de separación y fuga, se establecen los cuatro grados de contaminación del microambiente:
El grado de contaminación 3 es el grado de contaminación estándar para aplicaciones industriales, a menos que se indique lo contrario en el estándar del producto relevante. Sin embargo, se puede considerar la aplicación de otros grados de contaminación dependiendo de la aplicación o del microambiente en particular.
Voltaje admisible al impulso: el valor pico más alto de un voltaje de impulso, de la forma y polaridad prescritas, que no causa averías en condiciones de prueba especificadas.
Índice de rastreo comparativo (comparative tracking index, CTI): valor numérico del voltaje máximo en voltios, en el cual un material soporta 50 gotas de una solución de prueba sin rastreo (cláusula 2.3 de IEC 60112).
Campo homogéneo: campo eléctrico que tiene un gradiente de voltaje esencialmente constante entre electrodos, como el que se encuentra entre dos esferas, donde el radio de cada esfera es mayor que la distancia entre ellas.
Campo no homogéneo: campo eléctrico que no tiene un gradiente de voltaje esencialmente constante entre electrodos.
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