Как подобрать сечение и номинальный ток клеммы: таблица и примеры для щитов

В цепочке «провод — клемма — провод» есть три звена, и предельный ток определяет самое слабое. Считать нужно оба ограничения и брать меньшее.

• Номинальный ток клеммы (I_n) — паспортная величина по IEC 60947-7-1. Её снимают на испытательном стенде: в клемму зажимают медный проводник максимального для неё сечения и подают ток, при котором перегрев контактной зоны не превышает нормируемого (обычно так, чтобы температура точки соединения не поднялась выше предельной для материала). Это ток именно контакта, а не провода.
• Допустимый длительный ток провода — по ПУЭ, табл. 1.3.4–1.3.7, зависит от материала жилы (медь/алюминий), способа прокладки и температуры. Для тонких сигнальных жил АСУ ТП он часто ниже номинала клеммы, для силовых, наоборот, выше.
• Ограничение по присоединяемому сечению — диапазон «от и до», который физически влезает в зажим. Клемма на 2,5 мм² не примет жилу 6 мм² не потому, что «мало тока», а потому что провод не зайдёт.

Практический вывод: рабочий ток цепи должен быть меньше и номинала клеммы, и допустимого тока провода одновременно, с запасом. Для щитов управления обычно закладывают запас 20–30 % от расчётного тока нагрузки.

Ориентировочные значения для проходных клемм на DIN-рейку (винтовых серии UK/UT и пружинных ST/PT Phoenix Contact, аналоги Weidmüller, Degson, DKC, EKF). Номинальные токи — по IEC 60947-7-1 при подключении медной жилы максимального сечения; допустимый ток провода — медь, ПУЭ, одиночная открытая прокладка при +25 °C. Точные цифры всегда сверяйте по паспорту конкретной серии.

Обратите внимание на строки 0,5–2,5 мм²: до 1,5 мм² «узкое место» — провод, а с 2,5 мм² и выше — уже клемма. Именно поэтому в силовых цепях нельзя слепо ставить клемму «по сечению провода»: у 6 мм² провод тянет ~50 А, а клемма UT 6 — только 41 А. Подобрать серию под нужный ток можно в разделе клеммы и соединители.

В даташите любой нормальной проходной клеммы (Phoenix Contact, Weidmüller, Degson) есть четыре ключевых параметра, которые и решают подбор:

• Nominal current / I_n — номинальный ток. Например, UT 2,5 — 24 A, UT 4 — 32 A, UT 6 — 41 A, UT 10 — 57 A, UT 16 — 76 A, UT 35 — 125 A. У пружинных push-in ST 2,5 — 24 A, ST 4 — 32 A, ST 6 — 41 A.
• Nominal voltage / U_n — номинальное напряжение (у UT-серии типично 800 В), и отдельно напряжение изоляции. Для цепей 230/400 В запаса более чем достаточно.
• Conductor cross section — диапазон сечений «rigid / flexible», например 0,14–4 мм² у клеммы с номинальным сечением 2,5 мм². Гибкий (многопроволочный) провод, как правило, зажимается на сечение чуть меньше, чем жёсткий.
• Rated cross section — номинальное сечение, к которому привязан I_n.

Важный нюанс IEC 60947-7-1: номинальный ток снят при проводнике максимального сечения. Если вы в клемму на 2,5 мм² завели тонкую жилу 0,5 мм², реальная токовая способность соединения падает — её ограничивает уже сам проводник, а не зажим. Поэтому «поставить клемму пожирнее с запасом» тонкий провод не спасает: греется провод.

Тип зажима на ток почти не влияет — влияет на монтаж и надёжность. Винтовые (UK, UT) привычны и ремонтопригодны, но требуют протяжки; пружинные push-in (ST, PT) не ослабевают от вибрации и температурных циклов, что критично для АСУ ТП с частыми пусками. По току одноимённые серии эквивалентны.

Табличный номинал — это «идеальные» условия. В реальном шкафу их почти не бывает, поэтому вводят понижающие коэффициенты.

• Температура внутри шкафа. Номинал клемм нормируется при определённой температуре окружающей среды. При нагреве воздуха в шкафу до +40…+55 °C (типично для плотной сборки без вентиляции) допустимый ток снижают. Ориентир — минус 10–20 % при +50 °C; точные коэффициенты дербатинга есть в каталоге производителя.
• Плотная группировка. Клеммы, набранные вплотную длинным рядом и несущие ток одновременно, греют друг друга. Для длинных нагруженных наборов вводят коэффициент группировки (снижение до ~0,8).
• Перемычки (гребёнки). Если распределять питание +24 В через штыревые перемычки FBS/гребёнки, ток идёт по мосту, и его сечение тоже нормируется. Перемычка на 10 полюсов не рассчитана на то, чтобы через первую пару пройти полный суммарный ток всей сборки — распределяйте ввод питания через отдельную клемму.
• Сечение меньше номинального. Как сказано выше — ток ограничивает провод. Считайте по фактической жиле, а не по «паспорту клеммы».

Практическое правило для щитов АСУ ТП: берите рабочий ток ≤ 70–80 % от паспортного номинала клеммы после всех поправок. Это снимает большинство проблем с перегревом контактов.

Многопроволочную (гибкую) жилу заводить в зажим напрямую нельзя: проволочки расползаются, часть выходит из контакта, площадь и усилие падают, растёт переходное сопротивление — и клемма греется задолго до номинального тока. Поэтому под гибкий провод обязателен втулочный наконечник — НШВИ (одиночный) или НШВИ(2) (сдвоенный, когда в одну клемму заводят две жилы).

Наконечник опрессовывается и превращает пучок в монолитный штырь номинального сечения — тогда паспортный ток клеммы отрабатывается честно. Гильзы стандартизованы по DIN 46228-4, длина контактной части (например, 8, 10, 12 мм) выбирается под глубину зажима. Изоляция наконечников имеет цветовую маркировку по сечению — она у разных производителей может отличаться, поэтому ориентируйтесь на маркировку на упаковке, а не только на цвет:

• 0,5 мм² — белый/оранжевый; 0,75 мм² — серый; 1,0 мм² — красный;
• 1,5 мм² — чёрный; 2,5 мм² — синий; 4 мм² — серый; 6 мм² — жёлтый.

Ключевое правило: сечение наконечника = сечение жилы, а опрессовка — только профильным кримпером (трапеция/квадрат), не «бокорезами». Плохой обжим — это переходное сопротивление, локальный нагрев и в перспективе подгар клеммы. Наконечники и инструмент есть в разделе инструменты для электромонтажа.

Собираем всё в порядок действий:

1. Определите расчётный рабочий ток цепи (I_раб) и напряжение.
2. Подберите сечение провода по ПУЭ так, чтобы его допустимый ток был выше I_раб с запасом; для сигнальных цепей проверьте ещё и падение напряжения.
3. Выберите клемму, у которой диапазон сечений включает вашу жилу, а номинальный ток ≥ I_раб с запасом 20–30 %.
4. Введите поправки на температуру шкафа и группировку.
5. Под гибкий провод подберите НШВИ того же сечения.

Пример 1. Цепь дискретного входа ПЛК, 24 В. Ток единицы миллиампер, но провод должен держать монтаж и КЗ до срабатывания защиты. Берём 0,5–0,75 мм² гибкий + НШВИ 0,5/0,75, клемма ST/PT 1,5 (17,5 A) — колоссальный запас, выбор диктует не ток, а удобство маркировки и обслуживания.

Пример 2. Питание группы датчиков +24 В, суммарно 6 А. Провод 1,0–1,5 мм², клемма UT/ST 2,5 (24 A). Ввод питания на шину — через отдельную клемму, дальше распределение перемычкой; ток одной ветви мал, перегрева нет.

Пример 3. Силовой отвод на нагрузку 30 А, 400 В. Провод 6 мм² (доп. ток ~46–50 А). Клемма UT 6 даёт 41 A — впритык, с учётом нагрева шкафа лучше взять UT 10 (57 A) под ту же жилу 6 мм², которая в её диапазон входит. Это как раз случай, когда клемму выбирают «на шаг крупнее» по току, а не по сечению провода.

Если нужной серии или конкретного номинала нет в наличии — часть позиций Phoenix Contact идёт под заказ (параллельный импорт), и по ним удобнее сразу подобрать аналог Weidmüller, Degson или DKC с эквивалентным током и сечением.