Wskazówki dotyczące zagniatania kabli » Jak stworzyć idealne połączenie zaciskane dla styku elektrycznego
Autor: Conrad, 12.11.2023
Nie tak dawno temu, proces łączenia przewodów elektrycznych ze złączmi był żmudnym zadaniem, które wymagało ręcznego lutowania. Ta metoda była nie tylko czasochłonna, ale także często skutkowała uszkodzeniem kabli. Z biegiem czasu zauważono, że lutowanie cienkich przewodów przed ich montażem w zaciskach śrubowych nie przynosi oczekiwanych rezultatów. Lutowane połączenia miały tendencję do odkształcania się, co prowadziło do luzowania śrub zaciskow i pogarszania styku. To z kolei mogło skutkować niebezpiecznym przegrzewaniem się złączy śrubowych.
Zagniatanie zostało opracowane jako alternatywa dla lutowania. Główną siłą napędową był przemysł motoryzacyjny. Coraz bardziej złożona elektryka pojazdów w nowych samochodach wymagała coraz większej liczby kabli i złączy. Automatyzacja procesu zaciskania wyeliminowała również potrzebę czasochłonnej pracy ręcznej. Dzięki automatycznym zaciskarkom możliwe jest teraz produkowanie wstępnie zmontowanych kabli z trwałymi, wysokiej jakości złączami w dużej ilości i w krótkim czasie.
Jednak także ręczne zagniatanie za pomocą szczypiec do zaciskania prowadzi do uzyskania idealnego styku. Wyjaśniamy, jak prawidłowo zagniatać lub zaciskać złącza i chętnie udzielimy dalszych informacji na ten temat.
Termin "zaciskanie" odnosi się do siłowego ściśnięcia tulei w celu utworzenia mechanicznie mocnego połączenia między dwoma komponentami. Nazwa tej metody obróbki została zaczerpnięta z języka angielskiego i oznacza prasowanie, zagniatanie, odkształcenie, ściśnięcie lub zaciśnięcie. Szczypce do zaciskania są czasami określane również jako szczypce do zagniatania, szczypce do końcówek kablowych lub szczypce do zaprasowywania.
Chociaż terminy zaciskanie, zagniatanie i zaprasowywanie są synonimami, w języku polskim są one używane w różny sposób.
Gdy złącza musząbyć przymocowane do przewodów elektrycznych w instalacjach lub konstrukcjach pojazdów, proces ten nazywany jest zagniataniem lub czasami również zaprasowywaniem.
Złącza na wężach lub rurach z tworzyw sztucznych dociskane są przez specjalistów. W przypadku tulejek kablowych stosuje się zarówno zaciskanie, jak i prasowanie.
Dopasowanie musi być odpowiednie
Przy zaciskaniu ważne jest, aby materiały były do siebie dopasowane. Podczas zaciskania końcówek kablowych, wtyczek lub żył kablowych, tuleja musi być dostosowana do przekroju kabla.
Aby ułatwić przyporządkowanie tulejek złączy zaciskanych do odpowiedniego przekroju kabla, stosowane są kody kolorystyczne.
Powłoka izolacyjna złączy i końcówek kablowych z tworzywa sztucznego jest zaprojektowana w odpowiednim kolorze. Pozwala to użytkownikom rozpoznać do jakiego przekroju kabla przeznaczona jest dana tuleja zaciskowa lub złącze.
Tabela kodów kolorów izolowanych tulejek pojedynczych
| Przekrój | DIN-Norm 46228 | ||
|---|---|---|---|
| 0,14 mm² | Szary | ||
| 0,25 mm² | Żółty | ||
| 0,34 mm² | Turkusowy | ||
| 0,50 mm² | Biały | ||
| 0,75 mm² | Szary | ||
| 1,00 mm² | Czerwony | ||
| 1,50 mm² | Czarny | ||
| 2,50 mm² | Niebieski | ||
| 4,00 mm² | Szary | ||
| 6,00 mm² | Żółty | ||
| 10,0 mm² | Czerwony | ||
| 16,0 mm² | Niebieski | ||
| 25,0 mm² | Żółty | ||
| 35,0 mm² | Czerwony | ||
| 50,0 mm | Niebieski |
Kolorowe oznaczenia na szczypcach do zaciskania
Narzędzie i jego ustawienia powinny być idealnie dopasowane do zaciskanych materiałów. Jest to jedyny sposób na uzyskanie bezpiecznego połączenia. Dlatego też niektóre szczypce do zaciskania lub zaciskarki do tulejek kablowych mają również kolorowe oznaczenia.
Narzędzie do zaciskania Knipex z kodowaniem kolorystycznym do izolowanych końcówek kablowych
Jak już wspomnieliśmy, złącza, końcówki kablowe lub izolowane i nieizolowane końcówki kablowe rurkowe są zagniatane. Konieczne jest to jednak tylko w przypadku elastycznych kabli wielordzeniowych, w którym w każdym przewodzie znajduje się wiele pojedynczych żył.
Zaciskanie nie jest konieczne w przypadku sztywnego kabla instalacyjnego, który ma tylko jedną miedzianą żyłę na przewód. W przypadku kabli o cienkich żyłach, każda z nich musi być ułożona obok siebie i zamknięta w osłonie. Podczas procesu zaciskania tuleja może być formowana w różne kształty. Aby uzyskać lepszy przegląd, wymieniliśmy najpopularniejsze:
Uproszczone kształty zaciskania
Zacisk sześciokątny
Zacisk kwadratowy
Zacisk B
Zacisk W
Zacisk trapezowy
Zacisk owalny
Zaciskanie 4-trzpieniowe
Zaciskanie trzpieniowe
Zacisk OVL
Zacisk O
Jaki kształt zacisku pasuje do jakiego złącza?
Tuleja zaciskająca i styk mają decydujące znaczenie
Wybór kształtu zacisku zależy przede wszystkim od tulei zaciskowej lub złącza. Jednak nie każda tuleja zaciskowa może mieć dowolny kształt.
W przypadku tulejek kablowych ważną rolę odgrywa także konstrukcja mechaniczna połączenia zaciskowego. W przypadku zacisków z główkowych (1) odpowiednie są tuleje w kształcie litery O, sześciokątne lub trapezowe.
Natomiast dla wyłączników instalacyjnych z stykami podnoszonymi, zacisk kwadratowy zapewnia największą powierzchnię styku, co czyni go optymalnym wyborem.
Przegląd najpopularniejszych form zaciskania
Oczywiście narzędzie musi również obsługiwać wymagany kształt zacisku. Wymieniliśmy możliwe kombinacje w oparciu o kilka wybranych i wypróbowanych złączy i tulejek.
Końcówki kablowe
Zacisk sześciokątny
Zacisk kwadratowy
Zacisk trapezowy
Nieizolowane złącza
Zacisk W
Zaciskanie na trzpieniu
Zacisk sześciokątny*
Izolowane złącza
Zacisk owalny
Otwarte złącza
Zacisk B
*W przypadku nieizolowanych zaciskowych końcówek kablowych i złączy zaciskowych, które nie są zgodne z normami DIN 46235 / DIN 46267, po bokach sześciokątnego zacisku mogą tworzyć się ostre krawędzie z powodu nadmiernego zaciśnięcia. W takim przypadku należy zastosować kształt "trzpienia". Nawet w przypadku złączy z grubymi ściankami nie może dojść do nadmiernego ściśnięcia.
Rozróżnienie pomiędzy otwartymi i zamkniętymi rękawami zaciskanymi
Otwarte, zaciskane tuleje
Złącza z otwartymi tulejkami zaciskowymi są stosowane do przekroju kabla maks. 50 mm². Możliwy kształt zacisku pokazano na ilustracji w prawym dolnym rogu.
Zamknięte, zaciskane tuleje
Złącza z zamkniętymi tulejkami zaciskowymi są stosowane do przewodów miedzianych o maksymalnym przekroju 1000 mm² i do przewodów aluminiowych o przekroju do 1200 mm².
Podczas zaciskania poszczególne żyły kabla skręcanego są najpierw zamykane w tulei zaciskanej. W przypadku tulei zamkniętych, nasuwa się je na obnażone z izolacji końcówki kabli. Natomiast przy użyciu tulei zaciskowych otwartych pozbawione izolacji końce są do nich wkładane.
Ponadto, niektóre złącza oferują również opcję tworzenia mocowania izolacji podczas procesu zaciskania. W tym celu wszystkie pojedyncze żyły są zaprasowywane w tulei z przodu w obszarze styku. W części tylnej izolacja kabla jest zamykana i również zagniatana. Jednak proces zaciskania lub kształt mocowania izolacji nie jest tak precyzyjny i dostosowany do izolacji kabla (patrz sekcja dotycząca błędów zaciskania). Jest to ważne, aby nie uszkodzić izolacji kabla i zachować rezystancję napięciową.
Szkic przedstawia poszczególne etapy zaciskania otwartego złącza. Dla lepszej wizualizacji na rysunkach pokazano tylko zagniatanie przewodów bez odpowiedniego złącza wtykowego i bez izolacji.
Choć na pozór proces zaciskania może wydawać się prosty, ważne jest, aby zwrócić uwagę na kilka kwestii:
1. Przekrój przewodu
Po pierwsze, należy sprawdzić przekrój przewodu. Tuleja zaciskowa lub styk wtyczki muszą być również dostosowane do tego przekroju przewodu.
2. Długość odizolowywania
Podczas odizolowywania kabla długość odsłoniętych żył musi dokładnie odpowiadać konstrukcji tulei zaciskowej lub złącza. Odsłonięte końce kabla nie mogą być ani za długie, ani za krótkie.
3. Kształt zacisku
W zależności od użytej tulei zaciskowej i zastosowania należy określić odpowiednią formę zacisku (taką jak kwadratowa, sześciokątna lub zacisk zagięty).
4. Narzędzie do zaciskania
Po określeniu formy do zaciskania należy oczywiście użyć odpowiedniego narzędzia.
5. Prawidłowe wykonanie zaciskania
Powłokę należy następnie ścisnąć w takim stopniu, aby poszczególne żyły zdeformowały się w nieregularne wielokąty, które znajdują się bezpośrednio obok siebie bez żadnych przerw między nimi (patrz szkic A).
Dzięki takiemu "szczelnemu" zaciskaniu, utlenianie między poszczególnymi przewodami, a tym samym wzrost rezystancji styku jest praktycznie niemożliwy. Poszczególne żyły są mocno osadzone w obszarze zaciskania i mogłyby nieregularnie pęknąć w przypadku wyrwania połączenia elektrycznego.
Jeśli obszar zaciskania nie jest prawidłowo wypełniony, z uwagi na wybór zbyt dużej tulei lub zbyt niską siłę nacisku, pomiędzy poszczególnymi żyłami pozostaje przerwa (patrz szkic B).
W takim przypadku rezystancja styku punktu zaciskania byłaby wyższa od samego początku i istnieje ryzyko utlenienia poszczególnych przewodów. Doprowadziłoby to do dalszego wzrostu rezystancji.
Jak już wykazano, istnieje wiele różnych tulejek i złączy wtykowych, które można zaciskać w różne kształty. W związku z tym dostępna jest również szeroka gama szczypiec używanych do zaciskania, zagniatania i zaprasowywania. Wynika to z faktu, że każde narzędzie do zaciskania nadaje się tylko do określonego typu tulei zaciskowej.
Aby zapewnić niezawodne odkształcenie plastyczne podczas zaciskania, należy zawsze używać odpowiedniej zaciskarki do tulei. Przykładowo, jeśli zaciskane mają być złącza płaskie, za pomocą tych samych szczypiec nie można zaciskać końcówek kablowych. Aby liczba szczypiec do różnych połączeń zaciskanych nie była zbyt duża, dostępne są szczypce do zaciskania z praktycznymi wymiennymi wkładkami. W zależności od potrzeb, wkładka może być szybko wymieniona, a szeroka gama tulejek zagniatana z zachowaniem doskonałej jakości przy użyciu tylko jednej pary szczypiec.
Niektóre popularne i często wybierane zaciskarki
Prawdopodobnie najczęstszym błędem popełnianym podczas zaciskania jest nieprawidłowe przyporządkowanie przekroju kabla i tulei zaciskowej. Prowadzi to do niewłaściwego wypełnienia. Obszar zaciskania jest wtedy albo przepełniony (szkic A), albo niewystarczająco wypełniony (szkic B).
Błędy mogą jednak wystąpić podczas zaciskania, nawet jeśli przypisanie jest prawidłowe. Większość z nich pojawia się podczas zaciskania styków z izolacją. Błędy te można jednak łatwo rozpoznać po zakończeniu procesu zagniatania za pomocą prostej kontroli wzrokowej.
Prawidłowe wykonanie
W przypadku prawidłowego wykonania skrętka i izolacja muszą być dobrze widoczne w punkcie 1. Końce przewodów powinny być widoczne w punkcie 2.
Kabel odcięty za krótko
Jeśli przewód został skrócony zbyt mocno, izolacja będzie zgnieciona w obszarze zaciskania, gdy przewód zostanie włożony prawidłowo. Powoduje to częściową izolację obszaru zaciskania.
Kabel odizolowany zbyt daleko
Jeśli kabel jest zbyt długi, zacisk izolacyjny nie może prawidłowo uchwycić izolacji. Dlatego nie jest możliwe skuteczne zabezpieczenie kabla przed wyrwaniem.
Kabel włożony zbyt głęboko
Jeśli kabel zostanie włożony zbyt głęboko do gniazda wtyczki, przewody mogą wystawać, co skutkuje ich obecnością w strefie styku wtyczki. Izolacja w miejscu zaciskania może być także uszkodzona przez zgniecenie.
Kabel nie jest włożony wystarczająco głęboko
Jeśli kabel nie jest włożony wystarczająco głęboko do styku wtyczki, zaciskanie nie obejmuje całej długości otwartych końców przewodu. Mocowanie izolacji nie przylega do jej powierzchni lub przylega w sposób niepełny.
Nie wszystkie żyły są zamknięte
Wszystkie pojedyncze żyły muszą być zamknięte w tulei zaciskowej. W przeciwnym razie luźne żyły mogą wystawać z obudowy złącza. W rezultacie istnieje ryzyko zwarcia i nie jest zapewniona ochrona przed przypadkowym kontaktem.
Uszkodzona izolacja
Ślady docisku w obszarze połączenia mogą być widoczne po procesie zaciskania. Jednakże, izolacja nie może zostać uszkodzona przez proces zaciskania.
Zagięte krawędzie zaciskane
Boki zacisku muszą prawidłowo obejmować kabel i nie mogą być wygięte. W przeciwnym razie mocowanie izolacji lub zaciskanie będzie nieprawidłowe.
Uszkodzone pojedyncze żyły
Pojedyncze przewody nie mogą się łamać, przecinać ani odrywać od izolacji podczas zaciskania.
Zbyt duży kąt skrętu
Maksymalny dopuszczalny kąt skręcenia obszaru zaciskania z korpusem styku złącza wtykowego nie może przekraczać 10°.
Punkt zagniatania do ponownego lutowania
Powszechnym, lecz błędnym postępowaniem, które niestety często ma miejsce, jest dodatkowe lutowanie złącza zaciskowego. Niektórzy użytkownicy, dążąc do nadmiernej poprawności, decydują się na lutowanie miejsca zacisku, co jest nie tylko zbędne, ale może również przynieść więcej szkody niż korzyści.
Ciepło generowane podczas lutowania może łatwo uszkodzić izolację kabla i negatywnie wpłynąć na właściwości materiału stykowego. Topnik wymagany do lutowania może odizolować elektrycznie obszar styku złącza i spowodować korozję. W efekcie, nie jesteśmy w stanie zagwarantować długotrwałej funkcjonalności połączenia.
Gorący lut napływa pod obszar izolacji dzięki efektowi kapilarnemu i utwardza ten fragment. Przy wibracjach jest tylko kwestią czasu, kiedy powstanie w ten sposób punkt przerwania (patrz oznaczenie kółkiem).
Przygotowanie kabla do instalacji
Wykonując indywidualny kabel krosowy lub w celu naprawy, często konieczne jest samodzielne podłączenie wymaganych złączy RJ45 do przewodu. W zależności od konstrukcji złącza RJ45 i używanego kabla, wymagane kroki różnią się nieznacznie. Zasadniczo jednak w przypadku wszystkich wtyczek należy najpierw nasunąć na kabel tuleję zapobiegającą załamaniom. Następnie usuwana jest osłona kabla. Do zdejmowania izolacji nadaje się specjalne narzędzie tnące, które nie uszkadza ekranu ani izolacji rdzenia.
Ekran kabla jest następnie zaginany do środka i w razie potrzeby usuwany zostaje ekran rdzenia. Następnie do złącza wkłada się kolorowe izolowane przewody i przycina je na wymaganą długość za pomocą obcinaków bocznych Miejsce podłączenia przewodu zależy od standardu używanego w sieci LAN (T568A lub T568B).
Wykonanie montażu
Niektóre wtyczki RJ45 są wyposażone w elementy wspomagające gwintowanie (1), które znacznie ułatwiają wkładanie przewodów do wtyczki. Podczas późniejszego procesu zaciskania, osiem styków tnących (2) wtyczki jest dociskanych do ośmiu przewodów za pomocą szczypiec do zaciskania RJ45. Jeśli używana jest ekranowana wtyczka RJ45, obudowa złącza (3) musi stykać się z ekranem kabla. Odbywa się to albo po włożeniu kabla, albo za pomocą dodatkowych zacisków (4) na obudowie złącza. Na koniec na wtyczkę nasuwana jest tuleja zapobiegająca załamaniom (5). Działanie kabla krosowego lub każdego pojedynczego styku wtyczki RJ45 można przetestować za pomocą odpowiedniego testera kabli.
W razie potrzeby na odpowiednich portalach wideo można znaleźć wiele przykładów, w których zaciskanie kabli sieciowych jest szczegółowo wyjaśnione i pokazane.
Wskazówka:
Chociaż styki są dociskane do kabli podczas instalacji wtyczki RJ45, nawet eksperci określają to narzędzie jako zaciskarkę RJ45, a nie narzędzie do zagniatania. Obecnie na rynku dostępne są jednak również wtyczki RJ45, które umożliwiają beznarzędziowy montaż. Ponieważ jednoczesne zetknięcie ośmiu żył za pomocą technologii łączenia z przesunięciem izolacji wymaga pewnej siły, szczypce do zaciskania zapewniają najlepsze wyniki jako odpowiednie narzędzie.
W razie potrzeby dostępne są również specjalne wtyczki RJ45 do sieciowych kabli instalacyjnych, które również umożliwiają niezawodne połączenie ze sztywnymi przewodami.