Клемма как элемент соединения¶

Клемма — это электротехническое или механическое устройство, предназначенное для быстрого, разъёмного и, как правило, многократного соединения проводников, кабелей или иных токоведущих элементов между собой либо с корпусом прибора, шиной или заземляющим контуром. Клемма обеспечивает электрический контакт с нормированным переходным сопротивлением и одновременно механическую фиксацию проводника, что отличает её от неразъёмных способов соединения — пайки, сварки или опрессовки.

Термин происходит от немецкого Klemme — «зажим», «зажимное устройство». В русском языке слово закрепилось в технической лексике с конца XIX века, вместе с развитием телеграфии, телефонной связи и первых электроустановок, где требовались надёжные и удобные точки подключения проводов.

¶Назначение и функции

Основная задача клеммы — создание стабильного электрического контакта при минимальном переходном сопротивлении. Помимо этого, клеммы выполняют ряд сопутствующих функций:

• механическое удержание проводника и защита его от вырывания при натяжении;
• маркировка и упорядочивание соединений в распределительных щитах и шкафах;
• обеспечение безопасности — изоляция токоведущих частей от прикосновения;
• возможность быстрой коммутации и перекоммутации цепей без применения инструмента или пайки.

Важнейшими характеристиками клеммы считаются номинальный ток и напряжение, сечение подключаемых проводников, переходное сопротивление, степень защиты от пыли и влаги (по стандарту IP), а также материал контактной группы — чаще всего латунь, медь или лужёные сплавы.

¶Классификация

Клеммы различают по нескольким признакам.

¶По способу фиксации проводника

• Винтовые — проводник прижимается винтом или болтом; распространены в силовой технике, допускают большие сечения.
• Пружинные (безвинтовые) — контакт обеспечивается пружиной; применяются в бытовой автоматике, клеммниках WAGO и подобных системах.
• Самозажимные (push-in) — разновидность пружинных, где проводник вставляется без инструмента.
• Зажимные типа «крокодил» — временное подключение к выводам и шинам.
• Опрессовываемые (наконечники) — неразъёмное соединение, иногда относимое к клеммной продукции.

¶По конструкции и области применения

• Клеммные колодки (клеммники) — наборы изолированных клемм, объединённых в единый блок для монтажа в щитах.
• Проходные клеммы — соединяют два проводника, устанавливаются на DIN-рейку.
• Винтовые зажимы приборов — выводы на корпусах машин, трансформаторов, счётчиков.
• Аккумуляторные клеммы — массивные зажимы для подключения к свинцово-кислотным и иным батареям.
• Заземляющие клеммы — для присоединения к контуру заземления, часто с жёлто-зелёной маркировкой.

¶Устройство

Типовая винтовая клемма включает металлический токоведущий корпус (латунь, лужёная медь), прижимной винт, контактную площадку и изолирующее основание из термопласта — полиамида, поликарбоната или полиэтилена. В пружинных моделях вместо винта работает плоская пружина из нержавеющей стали, обеспечивающая постоянное усилие прижатия. Корпус клеммников часто снабжается фиксаторами для монтажа на DIN-рейку, а также гнёздами для маркировочных табличек.

¶Применение

Клеммы применяются практически во всех отраслях, где есть электрические соединения:

• в распределительных щитах жилых и промышленных зданий;
• в автомобильной электрике и бортовых сетях;
• в бытовой технике и электроинструменте;
• в системах связи, телекоммуникациях, слаботочных сетях;
• в измерительных приборах и лабораторном оборудовании;
• в системах заземления и молниезащиты.

В промышленности широкое распространение получили клеммники, монтируемые на DIN-рейку по стандарту EN 60715, что упрощает сборку шкафов и последующее обслуживание.

¶История и развитие

Первые зажимные клеммы появились вместе с телеграфом в 1830–1840-х годах: для соединения проводов на станциях использовались винтовые зажимы на деревянных или эбонитовых основаниях. С развитием телефонных сетей и электрического освещения в конце XIX века возникла потребность в массовых, стандартизованных решениях. В XX веке сложились национальные и международные стандарты — в частности, серии IEC 60947 и IEC 60998, регулирующие требования к клеммным изделиям. Во второй половине XX века появились безвинтовые пружинные клеммы, а в 1970-х годах — система WAGO с плоскопружинным зажимом, ставшая одной из самых узнаваемых в монтажной практике. В России клеммная продукция выпускается рядом электротехнических предприятий и широко представлена импортными сериями.

¶Нормативное регулирование

В России требования к клеммам задаются государственными стандартами, гармонизированными с международными: ГОСТ IEC 60998 (устройства соединительные для низковольтных цепей), ГОСТ IEC 60947 (аппаратура распределения и управления). Регламентируются превышение температуры контакта, испытания на нагрев, механическую прочность, электрическую прочность изоляции и устойчивость к токам короткого замыкания.

¶Безопасность и обслуживание

Качество клеммного соединения напрямую влияет на пожарную безопасность электроустановок: ослабленный контакт повышает переходное сопротивление, вызывает нагрев и может привести к возгоранию. Поэтому периодически проводится протяжка винтовых клемм, а пружинные модели проверяются на упругость. При монтаже важно соблюдать рекомендованное сечение проводника и момент затяжки, указанные производителем.

¶Интересные факты

• Клеммные колодки с маркировкой по цветам широко используются для разделения фаз, нуля и заземления в щитах.
• Аккумуляторные клеммы автомобилей часто имеют разные диаметры для плюса и минуса, что исключает ошибку подключения.
• В измерительной технике клеммы типа «банан» стали де-факто стандартом для подключения щупов мультиметров.

Источники: ГОСТ IEC 60998, ГОСТ IEC 60947, технические каталоги производителей клеммной продукции, справочники по электромонтажу.