В старых домах и квартирах делали алюминиевую электропроводку. Это объясняется невысокой ценой и доступностью указанного металла. Сейчас часто используют медные проводники, и возникает необходимость удлинить жилу или установить дополнительные розетки, осветительные приборы и т.д., но мало кто знает, как соединить алюминиевый и медный провод.
Последствия от контакта меди и алюминия
Рассмотрим возможные последствия на примере работы простой батарейки. Внутри нее есть 2 электрода и электролит. При взаимодействии металлов возникают химические процессы, потребляется или вырабатывается ток.
Некоторые металлы имеют окислительные способности, а другие восстановительные. Их возможности указаны в электрохимическом ряду напряжений. Степень активности растет в одну сторону и убывает в другую. Здесь можно увидеть совместимые и несовместимые контакты.
Чем дальше друг от друга металлы расположены в электрохимическом ряду, тем большее напряжение между ними возникнет во время химической реакции. Результатом этого будет разрушение металла, находящегося левее.
Если сравнивать никель и кадмий, то они находятся рядом (через один элемент). Разрушение последнего происходит медленно, батарейки или аккумуляторы обладают длительным сроком эксплуатации.
Алюминий и медь имеют большую разницу в формировании напряжений, поэтому находящийся намного левее Al будет быстро разрушаться. На его поверхности активно образовывается слой оксидов, что приводит к ухудшению контакта и его перегреву.
Самозажимные клеммы
Это приспособления, позволяющие соединять между собой провода любых типов, причём для каждого соединения необходима отдельная клемма.
Самые известный производитель, выпускающий такие устройства — немецкая компания WAGO, и это название сейчас относится ко всем соединителям такого типа.
Существует два вида самозажимных клемм:
- Неразборные. Зачищенные концы проводов вставляются в специальные отверстия и прижимаются пружинной пластинкой. Позволяют соединять только одножильные провода без последующей разборки соединения
- Разборные. Провода к контактной пластине прижимаются специальным рычажком, поэтому к таким клеммам допускается присоединять токопроводящие жилы всех типов. При необходимости отключить провод рычаг поднимается и проводник можно отсоединить или заменить другим.
Провода соединяются между собой через стальную пластинку, в некоторых моделях внутри находится токопроводящая паста, улучшающая контакт и препятствующая появлению гальванического эффекта.
Правила соединения медных и алюминиевых проводов
Несмотря на то что не рекомендуется соединять медный и алюминиевый кабели, часто возникает такая необходимость. Безопасно решить вопрос можно несколькими способами:
- Размещением между проводниками третьего материала. Для этого лучше использовать неактивный металл, например латунь, чтобы не начинался электролиз. Сталь имеет высокую проводимость, поэтому место соединения все равно будет нагреваться. Такой вариант подходит только для сетей с небольшими нагрузками.
- Надежной защитой места контакта от влаги. Полностью герметизировать соединение сложно, и не всегда это получается надежно. Есть специальные пасты, препятствующие поступлению влаги и кислорода, поэтому провода не окисляются и электролиз не начинается.
В чем сложность соединения напрямую
Главная проблема при соединении меди и алюминия — развитие электрокоррозии. Если окружающая среда сухая, то при прямом соединении этих металлов ничего не происходит. Влага выступает в качестве электролита, создается «эффект батарейки». Происходит разрушение металлов, прежде всего алюминия, и в сети появляется обрыв, который приводит к короткому замыканию или возгоранию.
Способы соединения
Чтобы преодолеть описанные сложности, соединение медных и алюминиевых жил выполняют с помощью:
- прямого контакта (скрутки, заклепки, пайки, опрессовки);
- непрямого (болтового соединения, клеммников).
Предпочтительнее вторая группа. Если используются способы из первой, то провода рекомендуется предварительно облудить припоем.
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.
Недостаток в том, что конструкция получается громоздкая, и при больших напряжениях она все равно нагревается.
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.
Если диаметр соединяемых проводов до 1 мм, делают не менее 5 витков, а для жил большего сечения — не меньше 3.
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.
Скрутка
Алюминиевые провода зачастую соединяют между собой при помощи скрутки. Это наиболее простой, но и самый опасный метод соединения проводов между собой.
Последовательность действий при использовании данной технологии будет следующий:
- Сначала, с проводов снимают изоляцию приблизительно по 4-5 см с каждой стороны. Удобнее всего здесь применять специальный инструмент, предназначенный именно для этой цели.
- Теперь контакты следует обезжирить. Для этого их придется протереть тряпкой, предварительно смоченной в ацетоне.
- Наждачной бумагой удаляют оксидную пленку с поверхности металла, то есть зачищают его до получения металлического блеска.
- Провода скрещивают друг с другом, после чего одна из жил максимально плотно накручивается на другую при помощи пассатижей.
- Второй провод таким же способом накручивается на первый.
- Скрутку теперь следует заизолировать при помощи изоляционной ленты. Профессиональные электрики также рекомендуют воспользоваться специальной термоусадочной трубкой или кембриком. С его помощью можно качественно предохранить оголенную область от негативного воздействия внешней среды.
В принципе, технология довольно-таки простая. Надо лишь помнить о том, что жилы требуется оголять минимум на 4-5 см, а скрутку производить не вручную, а только при помощи пассатижей, чтобы провода прилегали к другу максимально близко.
Если этого не сделать, то в результате получится неплотный контакт, из-за чего участок может сильно нагреваться. В свою очередь, такой эффект вызывает короткое замыкание, а в некоторых случаях даже пожар.
Переходники для соединения
Чтобы соединить провода сечением больше 4 мм² используют зажим, называемый «орехом». В его пластиковом корпусе есть пластины. Между ними зажимают провода. Такое соединение получается громоздким, и его не всегда можно спрятать в коробке или за плинтусом.
Для соединения одножильного алюминиевого и пучкового медного проводов винтовой клеммой на их концы надевают латунные наконечники. Они не позволяют во время зажима винта раздавить мягкий алюминий. Предотвращают возможность поломки части проволок в многожильном медном проводе, что приводит к уменьшению его сечения. Использование наконечника избавляет от таких проблем.
Можно самостоятельно изготовить переходник. Для этого спаивают 2 небольших куска медного и алюминиевого проводов. После этого скручивают медный конец с медным, а алюминиевый с алюминиевым, надежно изолируют места контактов, затем подключают электричество.
Альтернативные варианты
зажимы Wago
Довольно широко в последнее время стал применяться метод соединения разнородных проводов с помощь специальных пружинных зажимов. Наиболее известны зажимы фирмы Wago.
Такие зажимы бывают 2 разновидностей:
- Одноразовые, без возможности вытаскивания провода.
- Рычажковые, многоразового использования.
Принцип действия заключается в специальном пружинном зажиме из особого сплава, который заключен в пластиковый корпус. Конструкция кромки зажима позволяет врезаться в тело металла даже при наличии толстой пленки окисла на нем.
Зажимы выпускаются практически на все используемые диаметры проводников и рассчитаны на токи до 34 А. Однако, опыт электромеханических работ подсказывает, что величину максимально допустимого тока необходимо уменьшить в несколько раз, то есть зажимы надо приобретать с некоторым запасом по току.
Монтаж проводки с использованием пружинных зажимов самый быстрый. Из минусов следует отметить достаточно высокую стоимость материалов.
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.
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.
Советы и рекомендации
Для создания максимально прочного и надежного соединения медной и алюминиевой жилы специалисты советуют придерживаться следующих правил:
- выполняют надежную изоляцию;
- соединения размещают в распределительных коробках, чтобы потом можно было подтянуть;
- если нет соответствующих навыков, то самостоятельно провода не сваривают и не паяют;
- болтовое соединение периодически подтягивают;
- если выполнена скрутка, то ее дополнительно защищают колпачками СИЗ;
- более качественную пайка получают при замене канифоли чистым машинным или оружейным маслом;
- размер самозажимных клемм зависит от выбора сечения проводов, которые они будут соединять;
- медный провод обязательно залуживают;
- в качестве гидроизоляции не используют парафин, лак или масло.
Нет единственного способа, позволяющего правильно соединить такие провода. Чтобы получить хороший контакт, учитывают местные условия и имеющиеся под рукой принадлежности, после чего выбирают один из описанных вариантов.
Болтовой клеммник
Это соединительное устройство по принципу действия аналогично клеммной колодке, но отличается бОльшими размерами и предназначено для подключения более мощных электроприборов. Клеммы представляют собой стальные или латунные пластинки, на концах которых закручены прижимные винты с круглыми или квадратными шайбами.
Отдельные соединительные элементы находятся в пластиковом разборном или неразборном корпусе, в котором находится 2-10 клемм. Сверху они могут быть накрыты прозрачной крышкой. В электрощитке или переходной коробке клеммник крепится при помощи винтов. Существуют так же конструкции, предназначенные для установки на DIN-рейку. В этом случае на планку устанавливается каждая клемма в отдельности
