Как лучше всего соединить медный и алюминиевый провод: все способы надежного соединения проводов из алюминия и меди
Проводка из алюминия продолжает использоваться во многих домах старой постройки. Она имеет множество недостатков, неспособна выдерживать высокие нагрузки, связанные с работой большого количества современных электроприборов. Выполняя ремонт в помещениях, большинство собственников стремятся произвести 100% замену на медный кабель. Но порой полностью убрать устаревшую проводку не получается, и приходится думать о том, как безопасно и грамотно соединить алюминиевый провод с медным.
Правильные способы безопасного соединения в электропроводке
Поскольку химические свойства меди и алюминия значительно отличаются, для их совмещения стандартные приемы не подходят. Есть мнение, что вообще не стоит производить соединение проводов этих типов. Да, стандартная скрутка тут категорически недопустима, но отлично подойдут другие методы, не допускающие контакта проводников, но позволяющие полноценно произвести объединение медной и алюминиевой проводки.
Болтовое соединение через болт и стальные шайбы
Способ с высокой степенью надежности – болтовое соединение, сделать которое по силам даже непрофессионалу. При этом полностью исключается непосредственный контакт, нежелательный для меди с алюминием, можно совмещать жилы разного сечения.
Чтобы произвести соединение алюминиевых и медных проводов между собой этим способом, понадобятся:
Стоит понимать, что выполненный таким образом узел получится довольно громоздким, что делает метод удобным далеко не всегда. Он вряд ли допустим в квартирной распределительной коробке, имеющей небольшие размеры, но отлично подойдет для общего электрощитка, где места достаточно.
Как выполняется соединение алюминиевых проводов с медными болтовым способом:
1. Снять слой изоляции с соединяемых кабелей;
2. Зачищенные концы сформировать по форме кольца;
3. На болт установить шайбу, колечко первой проводки, шайбу, колечко второй, шайбу, гайку, затягиваемую до упора;
4. Произвести изоляцию лентой.
Клеммники переходники и клеммные колодки
Еще один вариант решения, как правильно соединить медный и алюминиевый провод – применение клемм и клеммных колодок. Они состоят из прозрачного пластикового корпуса с ячейками и зажимными винтами, внутри которых размещена латунная гильза. Одной колодкой можно соединить различное количество пар проводников, выбрав необходимое число ячеек.
Как использовать клеммники для соединения проводов:
1. Открутить винт зажима;
2. Удалить изоляционный слой с проводника;
3. Вставить кабель в клемму, закрутить зажимный винт.
Аналогичным образом производится креплением кабеля каждой стороны.
Клеммники WAGO для алюминия и меди с пастой внутри (или без пасты)
Клеммы немецкого бренда WAGO хорошо известны электрикам, пользуются высоким уровнем доверия. Для кабелей из одного материала компания выпускает модели клемм с плоскопружинным зажимом и оборудованные зажимными рычажками. Чтобы выполнить соединение алюминия и меди предлагает разновидность клемм WAGO серии 2273 с контактной пастой внутри.
Поскольку характеристики меди и алюминия различны, их прямой контакт недопустим. Чтобы его исключить и необходима контактная паста внутри клемм.
Бывает так, что клеммники продаются без пасты. В таком случае, такую токопроводящую пасту WAGO для алюминия всегда можно докупить отдельно, она называется WAGO “ALU-PLUS” арт.249-130
Контактная паста Alu-Plus производства WAGO
Метод опрессовки гильзами с помощью пресс-клещей: гильзование
Соединение проводов методом опрессовки гильзами – процесс затратный, но позволяющий получить долговечный результат, а также надежный контакт. Понадобятся специальные гильзы, похожие на полые трубки, выполняющие роль соединителя. Также необходимы пресс-клещи, которые бывают ручными или механическими.
Соединение медного и алюминиевого провода путем опрессовки выполняется с применением комбинированных гильз. Они имеют маркировку ГМА, называются алюмомедными, рассчитаны на рабочее напряжение до 10 кВ. Потребителям предлагаются варианты доступные под разные размеры сечения жилы – 16/10, 25/16, 35/25, 50/35, 70/50, 95/70, 120/95, 150/120, 185/150, 240/185.
Для выполнения работ:
1. На концах кабеля удаляется изоляционный слой;
2. Выполняется размещение проводников на тех частях гильз, что выполнены из того же металла;
3. Производится опрессовка гильзы пресс-клещами в нескольких местах, затем изоляция при помощи ленты.
Заклепочное
К числу неразъемных способов соединения электрических проводов относится использование заклепок.
Заклепочник;
Заклепка;
Стальная шайба.
Как соединить проводники заклепочным методом:
1. Снять слой изоляции с концов кабелей;
2. Сформируются кольца из проводников по тому же принципу, что и при болтовом методе;
3. На заклепку одевается кольцо проводника, шайба, кольцо второго проводника;
4. Заклепка помещается в заклепочник, сжимается;
5. Место контакта алюминия с медью изолируется.
Сжимами типа орех
Соединить медный и алюминиевый провода можно используя сжим ответвленный, который многие называют «орех» или «орешек». Он состоит из поликарбонатного корпуса с сердцевиной из металла. Внутри нее две плашки с пазами под определенное сечение, между которыми располагается пластины. Конструкции скрепляется болтами.
Чтобы соединить медный провод с алюминиевым сжимом ответвленным нужно:
Монтаж выполняется быстро, понятен даже новичку. Главный недостаток метода – отсутствие герметичности. Внутрь корпуса могут попадать вода и грязь. Избежать этого можно, поможет обычная изолента.
Соединение проводов в автомат
Немало споров ведется о том, можно ли соединять алюминиевые провода с медными в автомате. Просто вставить два проводника и закрепить их в автомате – это ошибка, которая приведет к окислению, а затем отгоранию кабеля.
Вариант решения – залудить медный проводник. Процедура это несложная, но выполнить ее можно не всегда. Надежность способа средняя.
Второе решение – заизолировать алюминий при помощи фрагмента жести от консервной крышки. Для этого вырезается небольшая полоска жести, которой нужно как бы обернуть конец проводника. Для надежного контакта производится обжимание пассатижами, излишки обрезаются, а место крепления жести еще раз тщательно обжимается, но без больших усилий.
После можно без опасений закреплять кабели в автомате, не боясь их контакта.
Почему нельзя соединять медный и алюминиевый электрический провод напрямую
Алюминий и медь, подвергаясь воздействию внешней среды, образуют на поверхности оксидную пленку. Это не представляет опасности для меди, а в случае с алюминием способствует повышению сопротивления.
Когда алюминий с медью непрерывно контактируют, запускается электролиз. В его результате ионы алюминия постепенно переходят на медь, отчего первый металл постепенно утрачивает массу, в его структуре появляются пустоты. Поскольку реакция эта происходит непрерывно, в какой-то момент алюминий полностью разрушается и электропроводке требуется ремонт. Самое опасное последствие – перегрев проводки, ее возгорание.
Еще одна причина почему нельзя скручивать медные и алюминиевые провода – несоответствие показателей их электропроводимости. Алюминий мягче, показатели проводимости у него ниже, от чего при контакте он греется больше. В процессе работы и отдыха проводки постоянно будет происходить расширение/сжатие металлов. Постепенно это ослабит скрутку, что усилит нагрев. Это еще одна причина, почему нельзя соединять медь и кабель из алюминия без использования переходников.
Неправильные способы соединения
Перечислив правильные способы соединения медных и алюминиевых проводов, нельзя не упомянуть о том, как поступать при электромонтаже нельзя.
Скрутка
Скрутка с залуженным медным проводом
Считается, что если выполнить залуживание проводника из меди, то его непосредственная скрутка с алюминием становится возможной. Мнения на этот счет различаются и в большинстве из них говорится о том, что таким образом соединять медный провод с алюминием можно. Но риски все равно есть. Правила залуживания просты и надежны только на первый взгляд. Со временем защитный слой может начать разрушаться, а контролировать этот процесс практически невозможно. Именно поэтому от данного метода также лучше отказаться или использовать его только в самых крайних случаях и на короткий срок.
Самое простое и надежное соединение алюминиевого и медного провода
Как соединить безопасно и грамотно алюминиевый проводник с медью и какой использовать переходник с одного металла на другой – по этому поводу у каждого специалиста по электромонтажу есть свое мнение, выработанное в результате анализа работы и личного опыта. Но большинство из них говорят о том, что самый простой, современный и безопасный метод соединить медную и алюминиевую проводку – это клеммники WAGO с пастой. Они безопасны для проводов, а монтаж с ними занимает минимум времени. При этом дешевле всего использовать для совмещения кабелей болт с гайкой и с шайбами.
Какие способы использовать, чтобы выполнить переход с алюминия на медь, каждый решает для себя сам.
Видео
В интернете представлено множество видео, рассказывающих о том, как соединять без ущерба для безопасности медь и алюминий в единую сеть. Они полезны как новичкам, так и опытным мастерам, готовым перенимать чужой опыт и узнавать сторонние мнения.
Почему нельзя соединять медь и алюминий в электропроводке?
То, что в электротехнике нельзя напрямую соединять медные и алюминиевые проводники, не является секретом даже для многих обывателей, не имеющих никакого отношения к электрике. Со стороны тех же обывателей в адрес электриков-профессионалов часто звучит вопрос: «А почему?».
Почемучки любого возраста способны загнать в тупик кого угодно. Вот и здесь подобный случай. Типичный ответ профессионала: «Почему-почему… Потому что гореть будет. Особенно, если ток большой». Но это не всегда помогает. Так как вслед за этим часто следует другой вопрос: «А почему будет гореть? Почему медь со сталью не горит, алюминий со сталью не горит, а алюминий с медью – горит?»
На последний вопрос можно услышать разные ответы. Вот часть из них:
1) У алюминия и меди разный коэффициент теплового расширения. Когда через них проходит ток, они расширяются по-разному, когда ток прекращается, они остывают по-разному. В итоге серия расширений-сужений изменяет геометрию проводников, и контакт становится неплотным. А дальше уже в месте плохого контакта возникает нагрев, он ухудшается еще больше, появляется электрическая дуга, которая и довершает все это дело.
2) Алюминий образует на своей поверхности окисную непроводящую пленку, которая с самого начала ухудшает контакт, а дальше процесс идет по той же нарастающей: нагрев, дальнейшее ухудшение контакта, дуга и разрушение.
3) Алюминий и медь образуют «гальваническую пару», которая просто не может не перегреваться в месте контакта. И снова нагрев, дуга и так далее.
Где же правда, в конце-то концов? Что же там происходит, в месте соединения меди и алюминия?
Первый из приведенных ответов все-таки несостоятелен. Вот табличные данные по линейному коэффициенту теплового расширения для металлов, применяемых для электромонтажа:
Очевидно, что если бы дело было в коэффициентах расширения, то самый ненадежный контакт был бы между стальным и алюминиевым проводником, ведь их коэффициенты расширения отличаются в два раза.
Но и без табличных данных ясно, что различия в линейном тепловом расширении относительно легко компенсируются применением надежных зажимов, создающих постоянное давление на контакт. Расширяться металлам, сжатым, например, при помощи хорошо затянутого болтового соединения, остается только в сторону, а перепады температуры не способны серьезно ослабить контакт.
Вариант с оксидной пленкой тоже не совсем верен. Ведь эта же самая оксидная пленка позволяет соединять алюминиевые проводники со сталью и с другими алюминиевыми проводниками. Да, конечно, рекомендуется применение специальной смазки против окислов, да, рекомендуется систематическая ревизия соединений с участием алюминия. Но ведь все это допускается и работает годами.
А вот версия с гальванической парой действительно имеет право на существование. Но здесь все-таки не обходится без окислов. Ведь медный проводник тоже достаточно быстро покрывается окислом с той лишь разницей, что окисел меди более-менее проводит ток.
В ходе электролиза ионы переносят заряды и перемещаются сами. Но, кроме того, ионы – это ведь частицы металлов проводников. При их перемещениях металл разрушается, образуются раковины и пустоты. Особенно это касается алюминия. Ну, а там где есть пустоты и раковины, там уже нельзя иметь надежный электрический контакт. Плохой контакт начинает греться, становится еще хуже и так далее вплоть до возгорания.
Отметим, что чем влажнее окружающий воздух, тем более интенсивно протекают все перечисленные процессы. А неравномерное тепловое расширение и непроводящий слой окисла алюминия – это лишь отягчающие факторы, не более того.
В дополнение к статье полезная табличка, в которой в наглядной форме показана совместимость и несовместимость отдельных металлов и сплавов при их соединении. Медь и алюминий между собой соединять нельзя, так как они несовместимы.
Совместимость некоторых металлов и сплавов
Примечание: С – совместимые, Н – несовместимые, П – совместимые при пайке, при непосредственном соединении образуют гальваническую пару.
Способы безопасного соединения медных и алюминиевых проводов в коробке квартиры: как делать нельзя, можно ли через клеммник
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.
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.
.jpg)
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:
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:
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:
Скрутка бывает 3 видов:
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.
.jpg)
С помощью заклепок
При создании неразъемного соединения применяются заклепки. Эти элементы состоят из трубки и сердечника. Для их установки необходим заклепочник. Концы проводов завивают в виде колец, между ними вставляют шайбу и все надевают на заклепку. С помощью пистолета ее зажимают, сердечник расклинивает трубку и получается соединение, похожее на болтовое, только оно неразъемное.
С помощью паяльника
Этот способ отличается надежностью, но для его применения необходимо наличие специальных навыков и паяльника.
Спаять провода можно в такой последовательности:
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.
.jpg)
Почему нельзя соединять напрямую
Напрямую соединять алюминий и медь нельзя по следующим причинам:
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.
Советы и рекомендации
Для создания максимально прочного и надежного соединения медной и алюминиевой жилы специалисты советуют придерживаться следующих правил:
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.
