Wróć

Zaciskanie terminali: skutki złej jakości i metody testowania

Niewiele jest rzeczy w procesie montażu, które wydają się prostsze niż zaciskanie przewodów na terminalach, jednak w rzeczywistości proces zaciskania jest o wiele bardziej złożony niż wydaje się to na pierwszy rzut oka.
Opublikowano: 2021-03-11

Niewiele jest rzeczy w procesie montażu układów elektrycznych, które wydają się prostsze niż zaciskanie przewodów na terminalach. Odizolowany drut jest wkładany do terminala, a następnie narzędzie do zagniatania owija elementy terminala ciasno wokół żył odizolowanego drutu, tworząc jednorodne połączenia. Nie jest potrzebny żaden lut, ciepło ani topnik, a połączenie jest gotowe w kilka sekund. Prostota takiego połączenia jest najważniejszą przyczyną, dla której zaciskanie pozostaje jednym z najpopularniejszych typów połączeń na rynku od ponad siedemdziesięciu lat.

Nie wymagające lutowania terminale są jednymi z najtańszych komponentów systemu, ale konsekwencje złego zaciśnięcia mogą być bardzo poważne. Proces zaciskania jest o wiele bardziej złożony niż wydaje się to na pierwszy rzut oka.

Niestety, wiele osób w branży pomija podstawy dobrego zaciskania i nieświadomie naraża na szwank integralność swoich produktów. Często przytaczaną zasadą jest to, aby narzędzie do zaciskania i terminal pochodziły od tego samego producenta

Większość ludzi myśli, że można używać dowolnego narzędzia do zaciśnięcia terminala, a jeśli po krótkiej oględzinach terminal wygląda dobrze, zakładają, że połączenie jest bezpieczne. Jednak zaciskanie końcówek jest starannie zaprojektowanym rozwiązaniem, a sam wygląd może być mylący. Pojedynczy, nieprawidłowo wykonany zacisk może powodować problemy zarówno natury fizycznej, jak i elektrycznej. Jeśli zacisk nie jest prawidłowo uformowany w jednorodny metal, połączenie elektryczne jest podatne na wysoką rezystancję elektryczną i/lub uszkodzenie. Ponadto, fizyczne połączenie może zostać przerwane pod wpływem nawet najmniejszych naprężeń. Każdy z tych problemów spowoduje nieprawidłowe działanie lub awarię produktu, co spowoduje utratę czasu na produkcji, uszkodzenia układu, naprawy a nawet potencjalne obrażenia. 

Niebezpieczeństwa związane z nieprawidłowo zaciśniętymi terminalami 

Od straconego czasu i ze złomowanie po wycofanie gotowego produktu z rynku i możliwe spory sądowe: koszt złej jakości zaciskania może być wysoki. Jeśli klienci nie używają odpowiednich narzędzi do zaciskania - tj. terminal nie jest poprawne dopasowany do narzędzie do zaciskania - końcowe rezultaty mogą przynieść poważne skutki.

© TE Connectivity, 'Crimping Terminals: The Importance of Using the Right Tool.'

Optymalizacja wydajności zagniatania

Narzędzia do zaciskania i terminale są zaprojektowane w taki sposób, aby działać w tandemie, tworząc zaciski, które optymalizują wydajność elektryczną i mechaniczną. Operator konfiguruje profil zaciskania poprzez ustalenie jego wysokości i szerokości w celu uzyskania pożądanego kształtu przewodu i terminala po uformowaniu ich w jednorodny metal. Zbyt luźne zaciśnięcie spowoduje słabą wydajność mechaniczną i przewodność elektryczną. Zbyt ciasne zaciśnięcie może poprawić parametry elektryczne do pewnego stopnia, ale z drugiej strony może też uszkodzić korpus terminalu lub przewodnik, powodując zmniejszenie wytrzymałości zacisku na rozciąganie i/lub osłabienie odporności na wibracje.

Poniższy rysunek ilustruje kompromisy podczas projektowania zacisku. Zacieniony szary obszar to zakres konfiguracji zacisków, które optymalizują wydajność elektryczną i mechaniczną. Projektowanie kształtu zacisku to drobiazgowy proces, którego doskonalenie wymaga lat doświadczenia. Narzędzia i terminale pochodzące od różnych producentów nie są zaprojektowane do pracy w tandemie, dlatego w takich przypadkach nie można zagwarantować wydajności zaciskania.

© TE Connectivity, 'Crimping Terminals: The Importance of Using the Right Tool.'

Testowanie zacisków według standardów branżowych 

Producenci stosują standardy branżowe opracowane przez agencje zajmujące się bezpieczeństwem i certyfikacją, takie jak UL, CSA i czy Departament Obrony Stanów Zjednoczonych w przypadku specyfikacji wojskowych. Niektóre standardy odnoszą się do samych zacisków, inne natomiast do zasilanych przez nie produktów. Produkty są testowane w kontrolowanych laboratoriach środowiskowych zgodnie z zestawem szczegółowych instrukcji i kryteriów. Jeśli produkt działa w ścisłym zakresie dopuszczalnych wyników określonych przez agencję, uzyskuje certyfikat. Terminale nie wymagające lutowania przechodzą szereg testów w celu potwierdzenia ich integralności elektrycznej, mechanicznej i fizycznej. Poniżej opisano kilka testów zwykle wymaganych do certyfikacji przemysłowej:

  • Test odporności na wibracje. Zaciśnięty przewód montuje się w dwóch zaczepach, z których jeden wibruje, a drugi pozostaje nieruchomy. Badana wiązka nie może wykazywać przerw w przekazywaniu sygnału elektrycznego, pęknięć, złamań, poluzowań części lub innych fizycznych uszkodzeń po zwykle 18 godzinach narażenia na intensywne wibracje.
  • Test wytrzymałości na rozciąganie. Wiązka jest montowana w systemie testowym poprzez zamocowanie zacisku w uchwycie i liniowe przyłożenie zwiększającej się stopniowo siły do badanej próbki, aż do zerwania zacisku. Przewód nie może się wyciągać, łamać ani odłączać od zacisku, zanim nie zostanie osiągnięty minimalny próg wytrzymałości na rozciąganie. 
  • Badanie wytrzymałości dielektrycznej. Ten test mierzy skuteczność izolacji terminala. Zaciśnięty terminal jest zanurzony w stopionym wosku izolacyjnym, który zakrywa jeden jego koniec, nie zakrywając jednak obszaru zagniatania. Zawoskowany koniec terminala jest osadzony w ołowiu, wystarczająco głęboko, aby zakryć obszar zagniatania. Napięcie jest przykładane między luźnym końcem przewodu a elementem ołowianym. Izolacja zacisków musi wytrzymać ekspozycję bez oznak fizycznych uszkodzeń.
  • Test spadku napięcia. Spadek napięcia definiuje się jako wielkość utraty napięcia, która występuje w całym obwodzie lub w jego części. Jest wskaźnikiem rezystancji elektrycznej i stabilności zaciśniętych terminali po wystawieniu na działanie określonego prądu elektrycznego. W badaniu tym mierzy się poziom jednorodnej masy uzyskanej podczas procesu zaciskania, gdy suma rezystancji obu mas (terminalu i przewodnika) jest mniejsza niż suma rezystancji poszczególnych elementów. Zaciśnięte terminale łączone ze sobą w szeregowy łańcuch i poddawane działaniu prądu. Aby uzyskać ocenę pozytywną, spadek napięcia musi mieścić się w określonym zakresie, zdefiniowanym w oparciu o rozmiar przewodu i prąd testowy.

Artykuł stanowi fragment tekstu © TE Connectivity 'Criping Terminals, The Importance of Using the Right Tool'

https://www.kabeltech.pl/
https://www.kabeltech.pl/