Riviliittimet – mitä niistä tulee tietää

Riviliittimet ovat jokaisen insinöörin liitinpakkiin kuuluvia hyödyllisiä komponentteja, joita on käytetty vuosien ajan puolikiinteiden ja turvallisten johdinliitäntöjen luontiin erilaisissa käyttökohteissa. Riviliittimet, joita kutsutaan myös liitosnavoiksi, liittimiksi tai ruuviliittimiksi, koostuvat modulaarisesta kotelosta ja eristetystä rungosta, johon voidaan kytkeä kaksi johdinta tai enemmän. Liitäntöjen puolikiinteän luonteen vuoksi riviliittimet helpottavat ja yksinkertaistavat tarkastus- ja korjausprosessia kentällä. Vaikka riviliitin on suhteellisen yksinkertainen komponentti, niistä ja niiden teknisistä spesifikaatioista kannattaa hankkia perustiedot ennen valintaa. Tässä artikkelissa käsitellään sellaisia aiheita kuten yleisiä riviliitintyyppejä, niiden tärkeimpiä sähköisiä ja mekaanisia ominaisuuksia sekä muita yksityiskohtia, joista insinööreille apua riviliitinten valinnassa.

Yleiset konfiguraatiot

Piirilevyliittimet, kytkentärimat ja läpivientiliittimet ovat kaikkein yleisimpiä suunnittelussa käytettäviä riviliitintyyppejä. Seuraavassa taulukossa esitetään yhteenveto kolmesta eri tyypistä sekä niiden perusperiaatteista, asennustavoista ja rakenteista.

Tärkeät sähköiset spesifikaatiot

Nyt kun yleisimmät riviliitintyypit on esitelty, suunnitteluvaiheen aikana täytyy ottaa huomioon eräitä tärkeitä sähköisiä spesifikaatioita. Niihin kuuluvat:

Virtaluokitus:Kaikkein tärkein riviliitinrakenteissa huomioon otettava spesifikaatio on virtaluokitus. Se perustuu kolmeen alueeseen: liitinten johtavuuteen, poikkipinta-alaan ja vastaavaan lämpötilan nousuun. Riviliitintä valittaessa on suositeltavaa, että moduulin virtaluokitus on vähintään 150 % järjestelmän ennakoidusta maksimivirrasta. Ellei riviliittimen luokitus ole riittävä ja sen kanssa käytetään liian korkeaa virtaa, riviliittimen ylikuumeneminen ja vaurioituminen voi aiheuttaa kriittisiä turvallisuusongelmia.

Jänniteluokitus: Riviliittimen jänniteluokitukseen vaikuttaa osittain sen napojen välinen etäisyys sekä sen kotelon dielektrinen lujuus. Samaan tapaan kuin virtaluokituksen, myös riviliittimen jänniteluokituksen täytyy olla suurempi kuin järjestelmän maksimijännitteen. Lisäksi on huomioitava, että jännitepiikit voivat vaurioittaa liitäntöjä.

Napaluku: Napaluku on yleinen tapa ilmaista riviliittimen sisältämien yksittäisten piirien lukumäärä. Tämä spesifikaatio on yleisesti yhdestä navasta jopa 24 napaan.

Napojen välinen etäisyys: Vierekkäisten napojen keskikohtien väliseksi etäisyydeksi kutsuttava jako määritellään riviliittimen yleisessä luokituksessa, jossa otetaan huomioon sellaiset tekijät kuten pintaväli, jännite/virta ja ilmaväli. Esimerkkejä yleisistä napojen välisistä etäisyyksistä ovat 2,54 mm, 3,81 mm, 5,0 mm ja niin edelleen.

Johdinkoko ja -tyyppi: AWG (American wire gauge) -yksikköjen mukaan määriteltyjen riviliittimien tietoihin sisältyy johtimen koko tai mitta, joka voidaan kytkeä moduuliin niin että johtimet mahtuvat varmasti fyysisesti koteloon. Onneksi useimmissa riviliittimissä on jonkin verran toleranssia, joten koteloon mahtuu joukko johdinkokoja, kuten 18–4 tai 24–12 AWG. Johdinkoon lisäksi johdintyyppi tulisi valita valitun moduulityypin mukaan. Hieno- tai monisäikeiset johtimet ovat ihanteellisia ruuviliitäntöihin, kun taas yksisäikeisiä käytetään usein sisääntyönnettävien riviliitinten kanssa.

Tärkeät mekaaniset spesifikaatiot

Seuraavana vuorossa ovat mekaaniset spesifikaatiot, jotka liittyvät riviliittimen malliin, orientaatioon ja sen liitäntöjen käytettävyyteen ratkaisussa. Tärkeisiin mekaanisiin tekijöihin kuuluvat:

Johtimen sisäänvientisuunta: Horisontaalinen (90°), vertikaalinen (180°) ja 45° ovat kolme yleisintä riviliitinten orientaatiota. Tämä valinta on tehtävä komponenttien asettelun ja sen mukaan, mikä suunta tarjoaa parhaan sopivuuden ja liitäntöjen käytettävyyden.

Kuva 1: Riviliitinten tyypilliset orientaatiot (kuvan lähde: Same Sky)

Johtimen kiinnitystapa: Orientaatioiden tavoin riviliittimille on olemassa kolme yleistä johdinten kiinnitystapaa: ruuviterminaali, painiketai sisääntyöntäminen. Kaikkien näiden kolmen tyypin nimet ovat suhteellisen kuvaavia. Ruuviterminaali- tai ruuvityyppiset riviliittimet sisältävät ruuvin, joka kiristettynä sulkee puristimen johtimen kiinnittämiseksi sähköä johtavaa elementtiä vasten. Painikkeet toimivat yksinkertaisesti: puristin avataan painiketta painamalla johtimen kytkemiseksi liittimeen ja kun painike vapautetaan, puristin suljetaan johdinta vasten. Sisääntyönnettävissä riviliittimissä johtimet voidaan kytkeä suoraan koteloon, jolloin liitäntä luodaan ilman ruuveja tai puristimen avaavia painikkeita.

Kuva 2: Johdinten tyypilliset kiinnitystavat (kuvan lähde: Same Sky)

Yhteen lukittava vrt. yksiosainen: Riviliittimet voidaan rakentaa yhteenlukittavista tai yksittäisistä koteloista. Tyypillisesti 2- tai 3-napaisina versioina saatavilla olevat yhteen lukittavat riviliittimet tarjoavat insinööreille mahdollisuuden saavuttaa nopeasti erilaisia napalukuja tai liittää saman moduulityypin eri värejä yhteen. DIN-kiskoon kiinnitettävät riviliittimet toimivat samalla tavoin ja erillisiä liitinyksiköitä voidaan liu’uttaa metalliskiskossa yhteen. Kun haluttu konfiguraatio ja napaluku on saavutettu, ne viimeistellään asentamalla kiskojen päihin yhteensopivat päätysuojukset, jotka suojaavat reunimmaisten liittimien koteloita. Yksiosaiset riviliittimet sisältävät kaikki navat yhdessä moduulissa, mikä tarjoaa niille lisää jäykkyyttä ja kestävyyttä suunnitteluvaatimuksista riippuen.

Kuva 3: Yhteen lukittavat vrt. yksiosaiset riviliittimet (kuvan lähde: Same Sky)

Johtimesta-koteloon-menetelmä: Kun tarvitaan pääliitännän säännöllistä liitäntää ja irtikytkentää, irrotettavat riviliittimet ovat hyvä vaihtoehto. Ne toimivat kytkemällä johtimet modulaariseen urosliittimeen, joka yhdistetään piirilevyllä sijaitsevaan kiinteään naarasliittimeen. Näin irtikytkentä on helppoa tarvitsematta käsitellä yksittäisiä johtimia.

Kuva 4: Irrotettavan riviliittimen uros- ja naarasliittimet (kuvan lähde: Same Sky)

Turvaluokitukset ja muuta huomioon otettavaa

UL ja IEC ovat tärkeimmät riviliittimien sertifiointiin käytettävät standardointiorganisaatiot. Kun riviliitinten teknisiä taulukoita tarkastellaan, niissä mainitaan UL- ja/tai IEC-turvallisuusstandardit, ja näissä on useimmiten erilaiset arvot. Tämä johtuu siitä, että kummallakin organisaatiolla on erilainen testausstandardi. Siksi on tärkeää, että insinöörit tuntevat järjestelmän yleiset turvallisuusvaatimukset niitä noudattavan riviliittimen valintaa varten.

Monissa projekteissa huomataan ehkä vasta jälkikäteen, että riviliittimen kotelon tai painikkeiden värin kustomointi voi olla hyödyllistä. Kun riviliittimille valitaan uniikit värit, insinöörien on helpompi linkittää liitäntäpisteet yhteen monimutkaisissa järjestelmissä ja välttää virheelliset liitännät.

Lisäksi korkeammilla lämpötilaluokituksilla varustetut riviliittimet ovat myös vaihtoehto ympäristöihin tai käyttökohteisiin, joissa esiintyy äärilämpötiloja.

Yhteenveto

Kun insinöörit ymmärtävät tärkeimmät sähköiset ja mekaaniset spesifikaatiot sekä erilaiset moduulityypit, heillä on parempi valmius täyttää sähköjärjestelmien erilaisiin liitäntöihin liittyvät vaatimukset. Same Sky -riviliitinten tuotesarja tarjoaa insinööreille joukon värivaihtoehtoja ja konfiguraatioita helpottamaan tätä valintaprosessia.