Соединение клеммной колодкой
Соединение проводов с помощью клеммной колодки по надежности уступает соединению с помощью винта и гайки и имеет, пожалуй, единственное преимущество:
Упрощает процесс соединения проводов (алюминиевых, медных и иных в любой комбинации).
Для создания связки проводников данным способом концы жил очищаются от изоляции на длину 4 — 8 мм (в зависимости от диаметра), вставляются в отверстие и зажимаются укомплектованными винтами.
Рекомендации по использованию:
- Клеммные колодки ни в коем случае не стоит использовать на ответственных и мощных участках. Закладка в штукатурку под отделочный слой — также не лучший вариант.
- Допустимо использование на просматриваемых участках (в распределительных коробках) и в связке с маломощными приборами (светильники, люстры).
- Фиксируя жилы, винт нужно основательно зажимать. Это предотвратит от ослабления контактов.
- Используя проводники из различных металлов, учтите, что излишне оголенная жила может иметь контакт с жилой, продетой с другой стороны. В этом случае произойдет частичное окисление и ослабление связи.
Как провести правильно контакт резьбовым соединением
Чтобы правильно соединить алюминиевые и медные провода между собой, необходимо:
- Удалить изоляционный слой на длину, равную четырем диаметрам болта. Если используется болт М6, то длина открытого участка должна быть 24 мм.
- Если жилы уже имеют окисление на поверхности, то надо их очистить.
- Концы сворачиваются в кольца диаметром чуть больше диаметра болта.
- Теперь в последовательности надеваются на болт: простая плоская шайба, один любой провод, плоская шайба, второй провод, еще шайба плоская, шайба Гровера и гайка, которая закручивается до упора.
Обратите внимание, что для зажима таким способом проводов сечением не более 2 мм², можно использовать болт М4. Если медный провод обработан припоем, то между двумя жилами укладывать шайбу не обязательно
Конец многожильного медного кабеля надо обязательно обработать припоем.
Правила безопасности
При выполнении всех электротехнических работ, чтобы обезопасить себя и окружающих, соблюдают правила техники безопасности, четко следуют разработанным инструкциям:
- простая скрутка алюминиевых жил с медными или алюмомедными не допускается, т.к. в процессе электролиза контакт разрушается, перегревается, искрит;
- во время сварки обязательно используют защитную маску и резиновые сапоги;
- в помещении, где выполняют сварочные работы, надежно защищают легковоспламеняющиеся предметы;
- алюминиевую проводку, особенно если она открытая, лучше укладывать в гофрированные рукава, а места соединений помещать в распределительные коробки;
- сварку и пайку выполняют только люди, имеющие соответствующие навыки;
- все оголенные части проводов надежно изолируют.
Гильзы
Третий простой способ соединения проводников это опрессовка гильзами.
Для стыковки медных проводов чаще всего применяют гильзы ГМЛ. Расшифровывается как:
Гильза
Медная
Луженная
Для соединения чисто алюминиевых – ГА (гильза алюминиевая):
Для перехода с меди на алюминий специальные переходные ГАМ:
Что из себя представляет способ опрессовки? Все достаточно просто. Берете два проводника, зачищаете на необходимое расстояние.
После этого с каждой стороны гильзы проводники вставляются во внутрь, и все это дело обжимается пресс-клещами.
При очевидной простоте, есть в этой процедуре несколько правил и нюансов, при не соблюдении которых можно легко испортить, казалось бы, надежный контакт. Читайте об этих ошибках и правилах как их избежать в статьях ”5 правил опрессовки” и ”Обжим изолированных наконечников, гильз и клемм”.
Для работы с проводниками больших сечений 35мм2-240мм2 используется гидравлический пресс.
До сечений 35мм2 можно применять и механический с большим размахом ручек.
Гильзу нужно обжимать от двух до четырех раз, в зависимости от сечения провода и длины трубки.
Самое важное в этой работе – это правильно подобрать размер гильзы. Например при соединении моножил, гильзу обычно берут на размер меньшего сечения. Например при соединении моножил, гильзу обычно берут на размер меньшего сечения
Например при соединении моножил, гильзу обычно берут на размер меньшего сечения.
А еще таким образом можно соединить в одной точке одновременно несколько проводников. При этом будет использована всего одна гильза.
Главное полностью заполнить ее внутренне пространство. Если вы обжимаете одновременно три проводника, и у вас внутри остались еще пустоты, то нужно это свободное пространство ”забить” дополнительными кусочками того же провода, либо проводниками меньшего сечения.
Только после этого можно прессовать.
После обжатия такое соединение требуется заизолировать. Удобнее всего это сделать термоусаживаемой трубкой ТУТ.
Есть трубки с клеевой основой. При нагреве такой клей вытекает наружу и обеспечивает герметичность соединения.
Изолирование при помощи термотрубки также довольно простой процесс. При отсутствии газовой горелки или фена, для малых сечений достаточно даже зажигалки.
Опрессовка гильзованием является одним из самых универсальных и надежных соединений, особенно при необходимости наращивания кабеля, в том числе вводного.
Изоляция при этом получается практически равноценной основной, при использовании еще и внешней трубки ТУТ в качестве кожуха.
Почему нельзя соединять напрямую
Напрямую соединять алюминий и медь нельзя по следующим причинам:
- У этих металлов разный коэффициент теплового расширения. При их нагреве и остывании постепенно меняется геометрия, в результате чего соединение ослабевает, перегревается и появляется искра.
- На поверхности алюминия образуется оксидная пленка, ухудшающая контакт. Он также начинает перегреваться и разрушаться.
- Два металла образуют гальваническую пару. Это приводит к их перегреву и описанным выше результатам.
Если посмотреть на коэффициенты теплового расширения алюминия и меди, то они не сильно отличаются, например, со сталью у него разница почти в 2 раза. Эти различия компенсируют за счет надежного зажима.
Несмотря на наличие оксидной пленки, алюминиевые провода скручивают между собой, со сталью, и такое подключение работает годами. Использование специальной смазки и периодический осмотр места контакта еще больше продлевает срок его службы.
Более правдоподобной является версия с гальванической парой. На меди, как и на алюминии, образуется оксидная пленка, но она все равно немного проводит ток. При соединении металлов находящиеся на их поверхности окислы диссонируют (распадаются на заряженные ионы). Влаги, имеющейся в воздухе, достаточно, чтобы начался процесс электролиза. Заряды начинают перемещаться, и в металлах образуются раковины, пустоты. Больше это касается алюминия, в результате контакт ослабевает, разрушается и перегревается.
Если на улице или в помещении высокая влажность, электролиз проходит интенсивнее. В этом процессе неравномерное тепловое расширение и оксидные пленки являются отягощающими факторами.
Как правильно сделать скрутку
Как уже сказано выше, прямая скрутка алюминиевых проводов с медными недопустима. Однако, в ряде ситуаций, иного выхода не остаётся из-за отсутствия под рукой специальных соединительных устройств. Также подобный способ имеет ряд преимуществ:
- Не требует использования специальных инструментов.
- Быстр и удобен.
- Даёт возможность оперативно стыковать провода в домашних условиях.
Соединять алюминиевые провода с медными методом скрутки допускается в качестве временной меры, пока не будут приобретены специальные зажимные приспособления. Для более или менее длительного использования скрутки потребуется соблюсти ряд обязательных условий:
- Соединение производится методом взаимной скрутки двух зачищенных концов. Не разрешается простая обмотка одной жилы вокруг другой, прямой.
- Зачищенный конец медного провода следует облудить, чтобы снизить показатель электрохимического потенциала. Для этого применяют оловянный припой.
- После произведения скрутки, оголённые части жил покрываются влагоотталкивающим покрытием, например, лаком или силиконовой пастой.
- Имеет значение и количество витков скрутки – чем тоньше соединяемые жилы, тем их должно быть больше. Так, для проводки d = 1 мм, минимальное число витков не должно быть меньше пяти.
- Поверх скрутки, для её надёжной фиксации, надеваются специальные пластиковые конусообразные наконечники с пружиной внутри.
Смеси
Большинство окружающих нас веществ — смеси.
Они содержат различные вещества (элементы или соединения), не вступившие в химические реакции. Смесь может содержать два или более элементов — веществ, состоящих из атомов одного типа. Смесь может содержать соединения, т.е. вещества, состоящие из атомов разных типов. Смесь может состоять из элементов и соединений. Воздух — смесь элементов (кислород) и соединений (пыль, копоть). Компоненты смеси химически не связаны, и их можно легко разделить. Например, из смеси железа с серой частицы железа можно извлечь магнитом. Частицы железа притягиваются к магниту (см. рис.), а частицы серы на магнит не реагируют. В смеси компоненты могут содержаться в любых пропорциях. Все компоненты сохраняют свои индивидуальные свойства. Тесто — это смесь различных соединений: яиц, муки, жира. Испеченный пирог представляет собой новое соединение. Соль — это соединение натрия с хлором. Масло — органическое соединение, в нем есть углерод, водород и кислород
Неразъемное соединение
Этот вид контакта похож на предыдущий, только оно является неразъемным. И если появляется необходимость добавить в него еще один провод, то придется соединение сломать и сделать его по-новому. По сути, этот контакт основан на зажиме клепки. Сам процесс производится при помощи специального инструмента, который называется заклепочник.
- Очищаются от изоляции концы, как и в предыдущем варианте.
- Делаются кольца чуть больше диаметра заклепки (максимальная его величина 4 мм).
- Сначала надевается алюминиевый конец.
- Затем плоская шайба.
- Медный конец.
- Еще одна шайба.
- Вставляют конец заклепки в заклепочник и сжимают рукоятки инструмента до щелчка, который говорит о том, что обрезка стального стержня произошла.
Качество соединения
В большинстве рассмотренных ранее случаев применятся жесткое закрепление очищенных от изоляционного слоя проводников
Однако при стыковке меди и алюминия необходимо принимать во внимание один важный технологический нюанс: алюминий под влиянием нагрузки приобретает пластичность, как выражаются специалисты, начинает «течь». В результате этого процесса происходит ослабевание соединения, а потому болты нужно регулярно подтягивать
Если вовремя не выполнять подтяжку болтов, клемма может просто загореться из-за сильного перегрева.
Существует ряд правил, придерживаясь которых, можно добиться качественного соединения:
Проводники с множеством жил нельзя зажимать слишком сильно. В таких проводах жилы слишком тонкие, они легко рвутся под влиянием сдавливания
Следствием разрывов становится перегрузка на оставшиеся жилы, из-за чего возможно возгорание.
Немаловажно правильно подобрать клемму с учетом сечения проводника. Если канал слишком узкий, проводник не поместится, а если широкий – будет выпадать.
Латунные гильзы и клеммы очень хрупкие, поэтому не стоит слишком сильно их зажимать.
Следует внимательно относиться к маркировке, где подсказана максимально возможная сила тока
Причем данного показателя лучше не достигать, ограничиваясь не более чем 50 % нагрузкой.
Клеммные зажимы WAGO
Зажимы WAGO состоят из самозажимной металлической пластины, обработанной противоокислительной пастой и диэлектрического корпуса. Алюминиевый и медный провода заводятся в соседние отверстия и прижимаются одной пластиной. Таким образом материалы не соприкасаются друг с другом и не окисляются.
Применяются зажимы WAGO в основном для групп осветительных приборов, так как при большой токовой нагрузке нередко пластина может подгорать, а сам зажим плавиться. Отметим, что максимальное сечение проводов для зажимов WAGO составляет 2,5 мм2, поэтому не рекомендуем ставить жилу толще этого показателя.
Преимуществом клеммников WAGO является быстрота установки и компактные габариты, благодаря чему соединения легко укладываются в распредкоробке. Однако по стоимости WAGO довольно недешевые, и при большом количестве соединений выльется в «копеечку» своему владельцу.
Соединение гильзой
Гильза хороша в тех ситуациях, когда требуется соединить алюминиевый и медный провод по неразъемной схеме с минимальными габаритами сростка. При обращении к этому методу зачищенные концы проводов вставляют в гильзу с двух сторон, после чего выполняется обжим ее корпуса.
Гильзы дополнительно делятся на проходные и тупиковые. Визуально тупиковая гильза отличается большей длиной. Тупиковый вариант может выполняется по биметаллической схеме, что позволяет улучшить надежность сростка. В этом случае металлы гильзы и провода должны совпадать.
В проходную гильзу концы проводов вводятся до середины длины, в тупиковую – до упора в разделительную стенку. Соответственно выбирается длина зачистки от изоляции.
Наилучшее качество соединения достигается при обжиме рычажным инструментом с шестигранником. В зависимости от длины гильзы обжим выполняется один или два раза. При отсутствии инструмента можно расплющить гильзу молотком.
Резьбовой контакт
Считается, что резьбовые соединения меди с алюминием – это самые надежные контакты, которые прослужат без проблем весь срок эксплуатации самих проводов. Простота соединения и возможность состыковать несколько кабелей в одном узле делают этот тип сегодня востребованным. Правда, его обычно используют для стыковки проводов большого сечения. Количество соединяемых электрических линий будет ограничено лишь длиною болта (винта).
Возвращаемся к электрическому потенциалу металлов и определяем, что между алюминием и сталью (из нее сделаны все элементы болтового соединения) разница потенциалов составляет 0,2 мВ, между медью и сталью – 0,45 мВ, что опять-таки меньше норматива. То есть, всем присутствующим в связке металлам окисление не грозит. Прочность соединения алюминиевых проводов с медными в данном случае обеспечивает хорошо проведенный зажим гайки. Между двумя жилами устанавливаются стальные шайбы, как ограничитель или разрыватель контакта.
Что происходит при присоединении разнородных металлов
В каждом проводнике есть свой электрохимический потенциал. Эта особенность успешно используется в изготовлении батареек, аккумуляторов. Но при контакте двух металлов в условиях влажности, под напряжением они начинают активно разрушаться. Результатами этого процесса становятся: возгорание изоляции, обрыв электрической цепи.
Устранение такого дефекта в скрытой проводке потребует времени на обнаружение, вскрытие и восстановление поверхности стен. Случается, такое, когда сращивание было выполнено простой скруткой двух разнородных жил. При правильном подсоединении электроконтакт будет надежным, прослужит длительное время.
Колодки с зажимами
Новинки электротехнического рынка зажимы «Wago» появились в арсенале электриков недавно. Выпускаются немецким заводом-изготовителем в двух исполнениях: одноразовые, многократного использования. Конструкции разового применения допускают лишь единожды воспользоваться изделием. Вставив провод в устройство извлечь назад его уже невозможно.
В конструкциях многократного применения имеется рычажок, который допускает выемку, вставку проводников. Устройство надежное и удобное, но имеет самую высокую себестоимость при применении. Неприятная особенность: наличие на рынке множества подделок. Вследствие этого соединения могут быть ненадежными, так как качество не оригиналов оставляет во многом желать лучшего.
Пайка и сварка
Пайка проводов позволяет получить довольно качественное и неразъемное соединение. Однако, при соединении алюминиевых проводов, следует помнить о наличии на них оксидной пленки, из-за которой будет не слишком хорошо держаться припой.Чтобы не допустить возникновения такого дефекта, нужно следовать определенной последовательности действий:
- Соединяемые участки проводов обрабатывают специальным флюсом, который снимает оксидную пленку с поверхности.
- Припоем обрабатывают как можно более тщательно, чтобы у него была наибольшая площадь соприкосновения с проводами.
- Когда участок соединения остынет, его желательно обработать наждачной бумагой, чтобы убрать острые края, которые могут повредить изоляционный слой.
- Провода в обязательном порядке изолируют.
Пайка требует наличия определенных навыков.
Следует сказать, что у этого метода есть несколько отрицательных моментов:
- Его приходится изолировать.
- Сам метод достаточно сложен, особенно, если приходится пропаивать провода под потолком, стоя на стремянке.
- Если в процессе работы была допущена ошибка, то исправить ее будет довольно проблематично.
- На работу уходит большое количество времени.
Сварка чем-то напоминает пайку проводов, но выполняется она значительно быстрее. Для того, чтобы получить качественное соединение, электрод подносится к участку соединения всего лишь на 1-2 секунды. Оба конца провода предварительно обрабатывают флюсом для удаления оксидной пленки.
Если нет опыта работы в этой области, то первоначально следует потренироваться на заранее подготовленных, но при этом не подключенных в систему скрутках.
После завершения сварочного процесса, скрутки проходят специальным растворителем и покрываются лаком. В результате получается качественное соединение, которое может прослужить в течение длительного периода времени, так как такой способ позволяет не допустить возникновения перегрева. Соответственно, такой участок нужно будет изолировать.
Способы соединения
Чтобы преодолеть описанные сложности, соединение медных и алюминиевых жил выполняют с помощью:
- прямого контакта (скрутки, заклепки, пайки, опрессовки);
- непрямого (болтового соединения, клеммников).
С помощью болтов и стальных шайб
Это доступный способ, необходимые элементы легко найти. Понадобятся стальные болты, например М4, М5, неоцинкованные шайбы и гайки.
Сначала на концах проводов удаляют изоляцию и загибают их в виде колец. На краях болта и между проводниками устанавливают шайбы и закручивают гайку. В результате получается соединение в виде бутерброда, не допускающее прямого контакта проводов.
С помощью скрутки
Этот метод удобен тем, что здесь нет никаких дополнительных элементов, но для соединения меди и алюминия его используют редко.
Если применения скрутки не избежать, то придерживаются следующих правил:
- концы проводов скручивают, взаимное обматывание одного вокруг другого не допускается;
- медную жилу покрывают оловом, особенно если она многопроводниковая;
- место контакта защищают влагоустойчивым составом (литолом, техническим вазелином и др.).
Скрутка бывает 3 видов:
- простая;
- бандажная — дает лучший результат;
- желобком.
С помощью клемм
Контактная группа клеммника (латунная трубка с винтами) находится в защитном пластиковом корпусе. Надо только вставить концы проводов в клемму и зажать винты. Большое усилие при затяжке не прикладывают, чтобы не сломать алюминиевую жилу. Внутри клеммы нет перегородок, поэтому вставляя провода, надо смотреть, чтобы они между собой не соприкасались. Через некоторое время зажим винтов может ослабнуть, и контакт ухудшится.
С помощью клеммных колодок Wago
Немецкие клеммы «Ваго» просто эксплуатировать: достаточно вставить провод в отверстие, где его зафиксирует пластина. Преимущество такой конструкции в том, что здесь каждая жила находится в отдельной ячейке, поэтому между собой они не соприкасаются. Производитель уже нанес на клеммы пасту, предотвращающую окислительные процессы. Недостаток в том, что они одноразовые и стоят немного дороже других клеммников.
Зажимы Wago
В продаже сегодня можно встретить зажимы, оригинальные немецкие от Wago, выпускаемые другими фирмами по лицензии, либо контрафактные. Соответственно, и качество устройств будет различным.
Зачищенные концы проводов зажимаются в них при помощи подпружиненных клемм, либо упруго-жёстких стальных пластин. Внутри устройства находится противоокислительная паста, снижающая вероятность коррозии при контакте разных металлов. В данном случае это сталь с медью и алюминием.По своим эксплуатационно-техническим особенностям устройства Wago подразделяются на:
- Многоразовые. Их можно легко снимать, разъединяя при необходимости проводку. Для этого достаточно надавить подпружиненный зажим, или откинуть защёлку. Это позволяет быстро производить любые электромонтажные работы. Однако, в ряде случаев возникают нарекания на недостаточную плотность стыка. В результате неплотного контакта, при пиковой нагрузке может произойти нагрев и отгорание токопроводящей жилы.
- Одноразовые. При вставке токопроводящей жилы в зажим, она очень жёстко фиксируется в нём. Для извлечения провода потребуется приложить немало сил, что чревато повреждением или даже обрывом его зажатого конца. Такой вариант позволяет добиться очень плотного соединения, но при ремонтных работах, или при замене части проводки, старые несъёмные зажимы просто вырезаются и меняются на новые.
Многожильные провода
Как уже говорилось ранее, проводники с множеством жил нельзя сильно пережимать. Для соединения многожильных проводов чаще всего используются гильзы или обычные скрутки. Об этих методах далее расскажем чуть подробнее.
Гильзы
Гильза представляет собой защитный колпачок из пластика, под которым находится полый металлический наконечник. Прежде всего, необходимо удалить изоляционный слой с проводника. Далее жилы скручиваются в одно целое, и получившаяся «косичка» направляется в гильзу. Далее гильза обжимается (для этой операции подойдут пассатижи). Наконечник гильзы вставляется в клемму. Для повышения надежности соединения гильзу можно обработать припоем.
Скрутка
Среди электриков-профессионалов скрутка не пользуется почтением. Однако бывают ситуации, когда скрутка – наиболее удобный способ выхода из положения (к примеру, для создания временного соединения или при отсутствии необходимых материалов).
Итак, скрутка из меди и алюминия разрешается лишь после основательной зачистки алюминиевой поверхности. Если медный проводник имеет много жил, все имеющиеся жилы нужно собрать в одну «косичку». Также медь нужно покрыть припоем – это улучшит контакт.
При скручивании важно не допустить разрыва жил.
Концовки лучше всего прикрыть изолирующими защитными колпачками, приобрести которые можно в любом магазине хозтоваров. Итак, в соединении медных и алюминиевых проводников нет ничего сложного
Нужно только помнить о цене ошибки: неправильно соединенные провода могут стать причиной не только отказа электробытовой техники, но и пожара
Итак, в соединении медных и алюминиевых проводников нет ничего сложного. Нужно только помнить о цене ошибки: неправильно соединенные провода могут стать причиной не только отказа электробытовой техники, но и пожара.
Пайка и сварка
Пайка проводов позволяет получить довольно качественное и неразъемное соединение. Однако, при соединении алюминиевых проводов, следует помнить о наличии на них оксидной пленки, из-за которой будет не слишком хорошо держаться припой.Чтобы не допустить возникновения такого дефекта, нужно следовать определенной последовательности действий:
- Соединяемые участки проводов обрабатывают специальным флюсом, который снимает оксидную пленку с поверхности.
- Припоем обрабатывают как можно более тщательно, чтобы у него была наибольшая площадь соприкосновения с проводами.
- Когда участок соединения остынет, его желательно обработать наждачной бумагой, чтобы убрать острые края, которые могут повредить изоляционный слой.
- Провода в обязательном порядке изолируют.
Пайка требует наличия определенных навыков.
Следует сказать, что у этого метода есть несколько отрицательных моментов:
- Его приходится изолировать.
- Сам метод достаточно сложен, особенно, если приходится пропаивать провода под потолком, стоя на стремянке.
- Если в процессе работы была допущена ошибка, то исправить ее будет довольно проблематично.
- На работу уходит большое количество времени.
Сварка чем-то напоминает пайку проводов, но выполняется она значительно быстрее. Для того, чтобы получить качественное соединение, электрод подносится к участку соединения всего лишь на 1-2 секунды. Оба конца провода предварительно обрабатывают флюсом для удаления оксидной пленки.
Если нет опыта работы в этой области, то первоначально следует потренироваться на заранее подготовленных, но при этом не подключенных в систему скрутках.
После завершения сварочного процесса, скрутки проходят специальным растворителем и покрываются лаком. В результате получается качественное соединение, которое может прослужить в течение длительного периода времени, так как такой способ позволяет не допустить возникновения перегрева. Соответственно, такой участок нужно будет изолировать.
Медь и алюминий как основные материалы силовых кабелей
При организации электропроводки жилых и общественных объектов недвижимости потенциально могут быть использованы алюминиевый и медный кабель. Это определяется:
- широким распространением меди и алюминия в природе и возможностью их добычи в промышленном масштабе с относительно низкими издержками;
- относительной простотой изготовления из этих металлов изолированных проводов;
- достаточно низким удельным сопротивлением (по этому параметру они уступают только серебру).
При близости друг к другу по проводимости (удельное сопротивление меди в зависимости от степени ее чистоты составляет 0,017 – 0,019 Ом·мм²/м, тогда как у алюминия колеблется в пределах 0,026 – 0,030 Ом·мм²/м) каждый из этих металлов на фоне своего оппонента обладает определенными преимуществами по некоторым ключевым характеристикам:
- медь является более пластичной, дополнительно демонстрируя существенно меньшую ломкость;
- алюминиевый кабель заметно легче медного (удельный вес алюминия 2,7 т/м³, тогда как у меди – 8,9 т/м³;
- медь примерно втрое дороже алюминия (биржевая стоимость тонны меди на начало сентября 2017 года составляла около 7000 долларов за тонну, а алюминия – примерно 2100 долларов за тонну).
Все это означает, что силовые кабели и провода с жилами из этих металлов широко распространены на практике и в процессе выполнения замены проводки или ее ремонта часто возникает необходимость их сращивания. Ответ на актуальный вопрос: а можно ли алюминиевые провода соединять с медным? – является положительным. Более того, данная задача решается различными простыми в реализации способами, выбор одного из которых зависит от местных условий.