응용 요구 사항에 맞는 산업용 전력 커넥터

공장의 작업 현장이나 건설 현장 또는 데이터 센터에 있는 산업용 장비에 전력을 공급하려면 각 설치의 특정 요구 사항을 충족하도록 설계된 케이블 커넥터를 사용하여 안전하고 신뢰할 수 있으며 오래 지속되는 연결을 보장해야 합니다. 설치 환경에 따라 물이나 산업용 화학 물질에 대한 내성이 필요하거나 먼지 또는 자외선에 대한 보호가 필요할 수 있습니다. 커넥터는 반복되는 연결 및 분리 주기로 인한 기계적 응력을 견딜 수 있어야 하며, 이러한 과정에서 접점이 오염 물질에 노출될 수 있습니다. 이와 동시에 커넥터는 사용자와 장비의 안전성을 보장해야 합니다.

설계자의 주된 과제는 각 환경에 대한 이러한 요구 사항의 미묘한 차이를 이해하고 이를 안정적으로 처리할 수 있는, 신뢰할 수 있는 커넥터 공급원을 찾는 것입니다.

이 기사에서는 설계자가 산업 응용 분야에서 직면할 수 있는 연결 과제에 대한 개요를 제공합니다. 그런 다음 Amphenol Sine Systems의 핀 및 슬리브 산업용 플러그 및 소켓을 소개하면서 이러한 제품이 산업용 장비의 안전하고 신뢰할 수 있는 연결 및 분리를 실현하는 방법을 보여줍니다.

전력 커넥터의 환경

전력 커넥터가 사용되는 환경은 차갑고 건조한 데이터 센터부터 뜨겁고 습한 공장 작업 현장 및 심지어 눅눅한 식품 가공 공장에 이르기까지, 매우 다양할 수 있습니다. 커넥터는 와이 또는 델타 구성의 단상 AC 전압 및 3상 AC 전압 또는 다양한 AC 및 DC 전력을 전달해야 할 수 있습니다. 또한 벽 실장형 전기 콘센트에서 패널 실장형 기계 커넥터까지 전력을 전달해야 할 수도 있습니다. 위상 반전 또는 케이블 연장과 같은 전력 구성 요구 사항을 충족하기 위해 인라인 플러그 및 소켓 쌍이 필요할 수도 있습니다.

그림 1: 산업 환경의 커넥터 응용 구성 범위에는 인라인, 패널, 벽 실장 커넥터가 포함됩니다(이미지 출처: Amphenol Sine Systems).

전력 커넥터에는 3개 ~ 5개의 컨덕터 또는 극이 필요합니다. 예를 들어, 단상 AC 전력 및 접지에는 3컨덕터 커넥터가 필요합니다. 3상 신호와 접지선을 포함하는 델타 구성의 3상 전력에는 4컨덕터 케이블이 필요합니다. 와이 구성의 3상 전력은 각각의 상과 중성 및 접지에 대해 총 5개의 컨덕터를 필요로 합니다. 컨덕터 및 커넥터 크기는 처리 가능한 전류 정격에 따라 달라집니다.

선택되는 커넥터 유형은 의도된 용도에 따라 다릅니다. 전원 입력 점에는 일반적으로 벽 실장형 커넥터가 필요하고, 전력 구동식 장치에는 대개 패널 실장형 커넥터가 필요합니다. 물론, 인라인 커넥터는 고정 종단 소자 사이에 케이블을 연결하여 연장선, 위상 인버터 또는 다른 중간 길이 연결을 삽입할 수 있도록 합니다.

오연결 방지

설계자는 또한 많은 설치 현장에 다수의 기계가 있음을 고려해야 합니다. 이로 인해 전력 케이블 수가 늘어나고 오연결의 가능성이 높아질 수 있습니다. IEC 60309-2 및 UL/CSA와 같은 국제 표준은 전달되는 전력의 유형에 따라 커넥터 전선/극 레이아웃을 지정하므로(그림 2), 잘못 연결될 가능성을 최소화할 수 있습니다.

그림 2: IEC 60309-2 또는 UL/CSA '클록' 다이어그램은 커넥터 내 접지 핀의 위치를 나타내며, 이에 따라 커넥터의 구성과 커넥터의 전압 정격이 표준화됩니다(이미지 출처: Amphenol Sine Systems).

커넥터 본체 내의 키웨이에 대한 접지 핀의 위치에 따라 커넥터 구성이 결정됩니다. 이 '클록' 다이어그램에 요약된 바에 따르면 접지 핀은 30도 간격으로 배치된 12개의 가능한 위치에 있을 수 있습니다. 접지 핀은 커넥터의 전압 정격에 따라 컬러 코드를 사용하여 3(2P+E 또는 2P-3W), 4(3P+E or 3P-4W) 또는 5(3P+N+E 또는 4P-5W) 케이블 커넥터에 대해 각각의 위치를 식별합니다. 컨덕터 지름과 커넥터 지름은 정격 부하 전류에 맞게 지정됩니다.

산업용 전력 커넥터의 예

Amphenol Sine Systems는 최대 100A 및 690V를 필요로 하는 응용 분야에 맞게 설계된 포괄적인 산업용 플러그 및 소켓 전력 커넥터를 제공합니다.

예를 들어, Amphenol Sine Systems 2CMA104446R1000 인라인 전력 커넥터 플러그는 3상 와이 연결 응용 제품용으로 설계되었으며 3개 위상에 대해 하나씩, 중성을 위해 하나, 접지를 위해 하나, 총 5개의 컨덕터를 사용합니다. 이 플러그는 200V ~ 415V(32A 기준)(최대)를 처리하도록 정격화되었습니다. 해당 접지 핀은 커넥터 키웨이와 동일한 6시 방향에 있습니다. 다이어그램에서 위치 6에 빨간색 색상으로 코딩된 바깥쪽 링은 전압 범위(이 경우 200V ~ 415V)를 나타냅니다.

커넥터 구성

Amphenol Sine Systems 커넥터는 최신의 견고한 설계를 사용합니다(그림 3). 커넥터 본체는 열가소성 폴리에스테르인 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(PBT)로 구성됩니다. PBT는 뛰어난 전기 절연, 높은 강도, 치수 안정성, 열 및 화학 물질에 대한 내성으로 잘 알려져 있습니다. 또한 우수한 내마모성을 제공하고, 수분을 거의 흡수하지 않으며, 기계 가공이 쉽습니다.

그림 3: 5핀, 200V ~ 415V 플러그의 주요 특징이 표시되어 있습니다. 커넥터 본체는 PBT로 구성되어 있습니다(이미지 출처: Amphenol Sine Systems, Art Pini에 의해 수정됨).

빨간색 후드는 클록 다이어그램에 표시된 대로, 커넥터의 200V ~ 415V 정격을 나타냅니다. 접지 핀은 다른 핀보다 지름이 크며, 이 커넥터에서는 전압 사양에 따라 하단(6시 방향)에 위치합니다. 또한 다른 핀보다 약간 더 길기 때문에 가장 먼저 접촉하게 됩니다. 접점 핀은 청동으로 만들어졌으며 대응되는 소켓에 결합될 때 자가 세정됩니다. 접점은 시간이 지나도 정확한 접촉 압력을 유지하도록 보정되어 품질과 성능을 보장합니다. 2개의 스테인리스강 나사는 전선을 각 핀에 고정합니다. 플러그 핀 둘레의 보호 슬리브 인클로저는 또한 먼지와 수분에 대한 시일 역할을 합니다. 조립 중 오류를 최소화하기 위해 커넥터 내의 접촉 블록에는 위상(L1, L2, or L3), 중성(N), 라인(L/+) 또는 접지(G)를 나타내는 투명한 단자 마킹이 각인되어 있습니다.

케이블은 이중 클램프, 즉 뒷면의 외부 클램프와 내부 클램프를 통해 커넥터 본체 내에 고정되어 있습니다. 클램프 사이에 배치된 방수 그로멧은 케이블 입구를 밀폐하여 액체가 케이블을 통해 커넥터 본체에 들어가지 않도록 합니다. 모델에 따라, 커넥터는 IP44(물튀김 방지) 또는 IP67(방진 및 방수) 침입 보호 등급을 제공합니다.

리셉터클 커넥터는 접촉에 소켓을 사용하는 유사한 구조를 가집니다(그림 4).

그림 4: 인라인 소켓 커넥터 리셉터클의 컷어웨이 뷰. 배선 무결성을 유지하기 위해 플러그와 유사한 구조를 가지고 있음을 보여줍니다(이미지 출처: Amphenol Sine Systems).

커넥터의 소켓 버전에는 먼지 및 수분으로부터 내부를 보호하기 위해 동일한 유형의 시일 및 가스켓이 포함되어 있습니다. 접점은 황동으로 제작되었으며 전선을 고정하기 위해 이중 잠금 나사를 사용합니다. 또한 커넥터 개방구는 색상으로 구분된 플라스틱 캡으로 보호되므로 커넥터가 미결합 상태일 때 오염을 최소화할 수 있습니다.

Amphenol Sine Systems 2CMA166618R1000은 2CMA104446R1000 플러그와 동일한 32A 전류 및 200V ~ 415V 정격을 가진 5접점 리셉터클 커넥터입니다. 이 전압 정격에서 해당 접지 핀은 6시 방향에 위치하며 빨간색 캡이 장착되어 있습니다. 이 계열의 모든 커넥터는 IEC 60309-1, 2, 4를 준수하며 UL 및 CSA 인증도 획득했습니다.

기계 또는 다른 장치에 있는 전력 케이블의 수신단은 일반적으로 Amphenol Sine Systems 2CMA193146R1000(그림 5) 2극, 3선 리셉터클과 같은 패널 실장형 커넥터를 통해 연결됩니다.

그림 5: 2CMA193146R1000은 2극, 3선 패널 실장형 전력 리셉터클의 한 예입니다(이미지 출처: Amphenol Sine Systems).

이 리셉터클은 실장 플랜지를 사용하여 장치의 외부에 실장할 수 있도록 설계되었습니다. 또한 16A에서 200V ~ 250V, 단상을 처리하도록 정격화되었습니다. 위의 클록 다이어그램에서, 3선 구성(안쪽 링)은 파란색 캡과 6시 방향 설정을 사용합니다. 패널 실장형 커넥터는 직선형 또는 각진 형태의 설계로 제공됩니다.

전원용 커넥터는 일반적으로 벽에 실장됩니다. 2CMA178699R1000(그림 6) 벽 실장형 전력 커넥터는 4극, 5선 리셉터클입니다.

그림 6: 2CMA178699R1000은 벽 실장형 산업용 전력 리셉터클의 한 예입니다(이미지 출처: Amphenol Sine Systems).

이 플러시 마운트 벽면형 리셉터클은 380V ~ 415V 및 16A에 대해 정격화되었습니다. 이는 클록 다이어그램에서 6시 방향 슬롯에 해당하며, 접촉 블록 둘레의 이음 고리가 빨간색으로 되어 있어 식별이 용이합니다. 이 리셉터클은 IP44 보호 등급으로, 물튀김 방지 기능이 있음을 나타냅니다. 모든 소켓 커넥터와 마찬가지로 커넥터가 미결합 상태일 때 소켓 접점을 보호하기 위해 스프링 장착 덮개를 사용합니다.

결론

산업용 장비에는 안전하고 신뢰할 수 있으며 오래 지속되는 연결을 위해 각 설치의 특정 요구 사항을 충족하도록 설계된 전력 커넥터가 필요합니다. 다양한 전압, 전류, 물리적 구성으로 제공되는 Amphenol Sine System의 산업용 플러그 및 소켓은 최신 제조, 인프라, 데이터 센서 시설의 다양한 환경 조건에서 발생하는 특정 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다.