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.

Источник

Почему нельзя скручивать медные и алюминиевые провода в проводке

Почему нельзя соединять медь и алюминий в электропроводке?

Любой электрик знает, что нельзя соединять напрямую провода из меди и алюминия. Но простые обыватели, далекие от электротехники, часто допускают такую ошибку, ремонтируя электропроводку самостоятельно. И зачастую это заканчивается неприятными последствиями:

Почему нельзя соединять вместе алюминиевые и медные провода?

1. На поверхности алюминия образуется окисная пленка, плохо проводящая ток. Большое сопротивление приводит к нагреву места соединения, которое может оказаться причиной воспламенения.

2. Эти металлы имеют отличающийся коэффициент теплового расширения. Когда по проводам протекает большой ток, они нагреваются и расширяются в разной степени. После отключения нагрузки ток прекращается, провода остывают и сужаются. Последовательность расширений-сужений приводит к ухудшению соединения проводов. Соответственно, растет его электрическое сопротивление, а в итоге — опять же нагрев. В некоторых случаях возникает электрическая дуга, разрушающая соединение и вызывающая возгорание изоляции проводов.

3. Медь и алюминий формируют «гальваническую пару», которая также становится причиной нагрева контакта.

Худший вариант — соединение медного и алюминиевого проводов скруткой. Таким способом нежелательно соединять даже провода с жилами из одного и того же металла (меди или алюминия). Если вместе скручиваются медь и алюминий, то проблем с электропроводкой следует ожидать в ближайшее время.

Использование винтовых и пружинных клеммников позволяет компенсировать эффект теплового расширения металлов. Плотный контакт обеспечивается за счет винта или пружинящей пластины. Но в случае винтовых клеммников следует учитывать «текучесть» металлов. В особенности достаточно пластичного алюминия. Поэтому такие соединения требуют проверки не менее раза в год. По мере необходимости следует подкручивать винт, чтобы контакт с проводом оставался надежным.

Что касается пружинных клеммников (например, WAGO), то для соединения медных и алюминиевых проводов следует использовать только те, внутри которых имеется специальная токопроводящая паста. Она препятствует образованию окисла на поверхности алюминия. Многоразовые пружинные клеммники для указанной цели не годятся.

По поводу «гальванической пары» можно сказать следующее. При соприкосновении запускается процесс, известный как электролиз. Металлы обмениваются ионами, что приводит к появлению раковин и пустот на поверхности проводов. Из-за них снижается качество контакта. Причем эрозия алюминия более значительная. Со временем место соединения начинает греться вплоть до возникновения электрической дуги, возгорания изоляции.

На скорость деградации электрического контакта также оказывает влияние влажность воздуха. Чем она выше, тем процесс происходит быстрее.

Если все же приходится соединять медные и алюминиевые провода, то нужно использовать подходящие клеммники и соединения:

1. Клеммник типа «орех», называемый так из-за своей округлой формы. Внутри его пластикового корпуса имеется три стальные пластины. Средняя разделяет медный и алюминиевый провод. Недостаток такого соединения — сравнительно большие габариты, что может создать препятствие для его использования.

2. Клеммники WAGO, содержащие внутри специальную смазку. Она препятствует образованию окислов на токопроводящих жилах соединяемых проводов. Но указанные клеммники не рекомендуется задействовать в силовых цепях, а только в линиях освещения.

3. Винтовые клеммники также можно использовать для соединения медных и алюминиевых оголенных проводов. Но они должны быть доступными для проверки, поскольку со временем винтовой контакт может ослабнуть. Приходится временами его подкручивать.

4. Болтовое соединение используется в тех случаях, когда специальных клеммников под рукой нет. Берется болт с гайкой, а также три подходящие шайбы. Оголенные жилы медного и алюминиевого проводов закручивают колечком и одевают на болт, разделяя шайбой. Готовое соединение следует обмотать изолентой. Его недостаток — немалые габариты, что иногда делает проблематичным использование в распределительных коробках.

Источник

Как соединить медный и алюминиевый провода между собой: 6 технологий для бытовой проводки

Даже на специализированных форумах и в интернет сообществах профессиональные электрики не могут прийти к единому мнению по поводу простого и эффективного способа соединения меди с алюминием в бытовой проводке.

Что уж говорить про обычного домашнего мастера, который сталкивается с электричеством от случая к случаю. Именно для таких новичков я делаю обзор шести популярных способов создания надежного электрического контакта, показываю их отличия.

Вам остается только прочитать статью сайта и выбрать для себя тот метод, который требует меньших усилий, проще выполнить чтобы обеспечить высокую электрическую безопасность.

Как возникают гальванические процессы в контактах проводов и чем они опасны: краткие выводы электрохимии

Ученые указывают на химическую активность разных металлов в электролитах: одни из них очень мощно отдают свободные электроны (обладают улучшенной окислительной способностью) и создают движение ионов или электрический ток, а другие – менее активны, но усиленно восстанавливаются, принимая свободные электроны.

По этому принципу работают батарейки, аккумуляторы, другие устройства и приборы гальваники.

Все эти процессы наглядно представлены в графическом виде электрохимического ряда напряжений металлов.

Домашнему мастеру вполне достаточно этих сведений. Крупным специалистам, экспертам и перфекционистам рекомендую обратиться к межгосударственному стандарту ГОСТ 9.005-72, который рассматривает металлы, сплавы, металлические и неметаллические органические покрытия в единой системе защит от коррозии и старения, указывает правила их эксплуатации.

С его помощью можно узнать величину стандартного электродного потенциала для каждого металла. Например, у меди (Cu) он составляет +0,337 вольта, а алюминия (Al) – —1,660. Обратите внимание на противоположные знаки: плюс и минус.

Cu и Al стоят по обе стороны нулевой позиции, обозначенной элементом водорода (H). Они имеют разные химические свойства, всегда образуют гальваническую пару, в которой возникает и развивается коррозия.

Такого разрушения можно избежать. Для этого на практике используют два технических приема:

Естественно, что для повышения надежности работы электрического контакта оба способа применяют комплексно, то есть вначале выполняют присоединение через промежуточный металл, а потом все надежно герметизируют, защищая электрооборудование от воздействия влажности атмосферного воздуха.

Комплексный подход – главное правило безопасного соединения разнородных проводников.

Однако среди электриков есть категория людей, которые мне могут возразить, объясняя, что они делают скрутку этих проводов и она работает годами.

Частично они правы. Такая скрутка может долго служить, если она работает в очень сухом помещении и по ней практически не течет ток нагрузки.

Например, скрутка жил кабеля используется для освещения туалета светодиодной лампочкой на 7 ватт, которая включается несколько раз в сутки на короткое время.

Важно учитывать, что при нагреве все проводники имеют разный коэффициент расширения. К тому же алюминий наиболее пластичен. Он легко меняет свою форму, а при охлаждении сохраняет ее, чем непосредственно снижает ужим и напрямую увеличивает переходное сопротивление.

Поэтому если с помощью скрутки подключены силовые выключатели, лампы накаливания в люстре или розетка, через которую будет питаться электрочайник, пылесос, обогреватель с нагрузкой хотя бы 2 киловатта, то происходит окисление: результат предсказуем.

Чем больше нагрузка, тем быстрее в месте скрутки проводов появляется слой, образующий пленку коррозии. Развиваются разрушительные процессы. Со временем они повредят электрическое сопротивление цепи.

Даже расчетный ток нагрузки со временем вызовет повышенный нагрев места скрутки, который вначале перегреет изоляцию кабеля, а затем станет причиной ее возгорания. Огонь может перекинуться на здание.

Как соединить медный и алюминиевый провода между собой: обзор 6 технологий, проверенных на практике и трех – найденных в интернете

Избежать случайного пожара позволяет только плотный и надежный контактный зажим проводников. Он формируется с момента снятия изоляции: нельзя нарушать их поперечное сечение, когда деформируется или подрезается металл жилы.

Часто ошибка кроется в инструменте, которым работает монтажник. Всегда находится электрик, снимающий изоляцию с помощью пассатиж, бокорезов, кусачек. А его друг пользуется очень острым строительным или канцелярским ножом, с усилием направляя его режущую кромку перпендикулярно жиле, прорезая не только изоляцию.

Первый и второй прием представляет опасность поскольку ими легко повредить токопроводящую область, особенно из мягкого металлического проводника. Это две распространенных ошибки.

Нож электромонтера специально сделан с довольно большим углом заточки, позволяющим безопасно разделывать кабели. Его лезвие нужно располагать и вести под острым углом к металлической жиле так, чтобы режущая кромка скользила по ней и срезала только слой изоляции.

А еще лучше оболочку обрабатывать с помощью специального стриппера, оснащенного калиброванными режущими кромками.

Производители выпускают очень много разновидностей такого инструмента, приспособленного под разные сечения жил и конструкции проводов или кабелей. Стриппер является приспособлением, резко снижающим проблемы монтажа.

Как работает соединение под винт или болт, какие 6 ошибок допускают новички

Специально сделал фото длинного винта. На нем показываю, как надеваются проволочные кольца на резьбовую часть и распределяются три стальные шайбы между проводами и винтовой головкой с гайкой.

Не лишним будет установка пружинной шайбы – гровера, но я ими не пользуюсь после того, как одна лопнула в ответственной клеммной колодке.

При создании винтового соединения нельзя допускать следующие ошибки:

Если выполнить все эти шесть требований, то винтовое соединение (еще называют болтовым) в проводке будет надежно работать длительное время.

Таким способом под винт или болт можно подключать провода сечением от 1 до 10 мм кв и больше, что в быту более чем достаточно. А теперь оцените, как выглядит ржавый болт и отгоревшие жилы кабеля у плохо сделанного зажима в схеме проводки дома.

Помните, что плохой ужим приведет к коррозии и последующему отгоранию проводников.

Коммутация через сжим орех: 3 фатальных ошибки

Сжим орех считается надежным соединителем, но при нарушении технологии работы с ним существует возможность, что провод тоже может отгореть.

В орехе безопасная коммутация разнородных проводов создается с помощью разделения их стальной пластиной, выполняющей роль промежуточной шайбы, и плотным сжимом контактного места резьбовым способом.

Вся токоведущая часть помещается в диэлектрический корпус, состоящий из двух одинаковых половинок с выводами для проводов. Он просто закрывается, но требует фиксации двумя стопорными пружинами из разрезных колец.

Обычный сжим орех предназначен для монтажа проводки внутри сухих помещений. Для эксплуатации на улице существуют его разновидности, например, прокалывающий зажим для СИП.

Подключаемый провод заводят в его специальное гнездо, а затем ключом завинчивают головку болта. Встроенными стальными ножами прорезается изоляция и обеспечивается плотный ужим.

При подключении через сжим орех необходимо обращать внимание на условия его эксплуатации: влажная или обычная среда. Появление воды следует исключить. Плотность создаваемого электрического контакта. Коммутации проводников, способных создавать гальваническую пару, необходимо выполнять только через промежуточную стальную прокладку.

Клеммные колодки: тонкости и нюансы подключения

Старые советские клеммники более полувека надежно работают на объектах энергетики.

На них скоммутированы как медные, так и алюминиевые провода. Клеммы выполнены из металлов стойких к образованию коррозии. Они выдерживают большие токовые нагрузки. Винтовое подключение на самом старом оборудовании создавалось через колечко.

Его требовалось скрутить на каждой жиле кабеля. Позднее перешли на пружинные шайбы, которые избавили от колец, что ускорило и упростило монтаж.

Они работают внутри современных клеммников даже популярного оборудования немецкого производства. Техника исполнения идентична.

Бытовые клеммники менее надежны, чем промышленные: в них отсутствуют зажимные шайбы, если не рассматривать старые советские колодки для люстры.

Современные длинные клеммники можно разрезать на колодки необходимой длины. Ими вполне допустимо соединять медные и алюминиевые провода между собой внутри дома.

Вам надо учитывать конструктивные особенности такого соединителя:

Бытовой клеммник рекомендуется использовать в схемах освещения и не применять для силовой розеточной группы.

Большей надежностью обладают цельнометаллические распределительные клеммники и колодки, выпускаемые для электрических щитов. Они изготавливаются из толстого металла.

На приведенном фото хорошо видны ошибки снятия изоляции с многожильных проводов, о чем я предупредил в начале статьи. У них уже нарушено поперечное сечение всех жил. Это серьезный недостаток. Посмотрите, как снизу латунной колодки валяются оторванные проволочки.

Когда лучше пользоваться клеммами WAGO, а когда от ВАГО необходимо отказаться

Среди монтажников клеммы WAGO пользуются популярностью. Их преимущества позволяют:

ВАГО занимают мало места, их отличает простота в работе. Для подключения достаточно:

Клеммные разработки ВАГО выпускаются различными сериями:

Оригинальные WAGO серии 222, по заверениям производителя, предназначены для длительного выдерживания токовых нагрузок 24 ампера при сечении медного провода 2,5 мм кв и 32 А – для 4 квадрат.

Вот так красиво все выглядит в теории, а на самом деле клеммы WAGO периодически подводят электрика и владельца квартиры.

ВАГО сгорают по многим причинам, например:

4 рекомендации, необходимые для качественного соединения алюминиевых и медных проводов клеммами WAGO:

Как спаять медь и алюминий за 5 шагов

Для пайки таких проводов используется специальный флюс Ф-64.

Вначале им смачивается алюминий.

Затем обработанная поверхность прогревается паяльником с обычным припоем.

Далее флюсом нужно покрыть очередной провод.

Он также лудится тем же припоем.

Подготовленные провода необходимо расположить вплотную подготовленными поверхностями и прогреть паяльником.

Получается прочная пайка разнородных проводников.

Прочностные характеристики места пайки можно увеличить. Для этого:

В любом случае после пайки место соединения проводников обязательно необходимо изолировать.

5 этапов коммутации меди и алюминия опрессовкой

Обычное соединение однородных проводов опрессовочными гильзами состоит из пяти этапов:

Но коммутировать алюминиевый с медным проводом так нельзя. В этом случае используются специальные алюминиево медные гильзы. Они с одной стороны имеют трубку для установки алюминиевой жилы, а с противоположной – медной.

Дальше гильзы зажимаются специальными клещами для опрессовки с нормированным усилием (мини пресс) и герметизируются термоусадкой. Обжим желательно делать минимум дважды.

Гильзы алюминиево медные имеют аббревиатуру ГМЛ и только они приспособлены для соединения медного провода с алюминием. Остальные виды ГМ (медные), ГМЛ (луженые), ГА (алюминиевые) предназначены для подключения проводов из одного металла.

Имеются гильзы, которые заранее защищены снаружи слоем диэлектрического покрытия.

Опрессовка гильзами широко используется на промышленных объектах и в домашнем строительстве. Срок ее эксплуатации не ограничен.

3 вредных совета: мое личное мнение

Подбирая материалы для этой статьи, я нашел в интернете три темы, которые стали муссировать блогеры ради своей популярности и привлечения читателей. Считаю, что едва ли в них содержится доля пользы, посему подвергаю их критике.

Кстати, если со мной не согласны, то можете высказаться в комментариях ниже. Я всегда готов обучаться.

Чем опасны колпачки СИЗ для соединения разнородных проводов

Изначально колпачки СИЗ спроектированы для соединения только однородных металлов. Их количество и ассортимент огромный.

Соединяемые жилы скручиваются колпачком и одновременно обжимаются внутренними пружинами. За счет такой двойной операции создается вполне удовлетворительное сопротивление для работы в цепях со средними и маломощными нагрузками.

Но, как это часто бывает, нашлись экспериментаторы, которые напрямую скручивают колпачками СИЗ медные и алюминиевые провода, что категорически нельзя делать. Причины, по которым такая скрутка выйдет из строя, описаны в самом начале статьи.

Способ сварки меди с алюминием обычным инвертором и промышленными способами: где подвох

Один мастер после долгой дискуссии попробовал сварить инвертором скрутки из медного и алюминиевого провода. На первый взгляд он получил красивые наконечники в виде капелек соединенных металлов.

Нужно заметить: такой сплав не обладает достаточной механической прочностью. Определить ее просто: при небольшом сдавливании или ударе шарик легко рассыпается.

В бытовых условиях медь с алюминием методом сварки скоммутировать не получится. У них очень большая разница температур плавления.

Однако, может возникнуть вопрос: а как же свариваются эти металлы при изготовлении алюминиево медных гильз? Ответ прост: используется сложное промышленное оборудование, работающее по современным научным технологиям. Их конструкция для условий дома не доступна.

Заклепочник и заклепки: надуманная технология для электриков

Промышленность выпускает заклепочник для создания резьбовых соединений в различных металлоконструкциях.

Резьбовые заклепки отличают:

Блогеры утверждают, что эти заклепки могут надежно соединять разнородные проводники. Для этого нужно их подготовить так же, как и для болта: используя шайбы и кольца.

Я очень сомневаюсь, что заклепки после опрессовки, усилие которой не контролируется, обеспечат нормальный ужим. Сразу нужно будет оценить его величину, а сделать это невозможно: конструкция не разборная. Вариант патовый.

В процессе эксплуатации необходимо контролировать качество опрессовки, что тоже вызывает большие сомнения подобного неразъемного подключения. Электропроводка должна быть доступна для осмотра, обслуживания, ремонта.

Поэтому утверждения про безопасный зажим заклепками, исключающий возникновение гальванических связей, считаю надуманными.

Вообще же в своей многолетней практике я ни разу не встречал заклепки для прямого подключения проводников, тем более разнородных. А вы можете показать подобные примеры, поделиться опытом их использования? Насколько эта конструкция безопасна и правильно работает?

2 полезных видеоролика про приемы монтажа проводки внутри дома

С научной точки зрения, где приведена не одна таблица справочных материалов, мне понравился ролик, сделанный владельцем «Заметки электрика».

Технология винтового соединения и работа гроверной шайбы правильно показана у владельца Мастер Ок.

Рекомендую посмотреть обе видео записи. Материалы этих двух авторов полезны. Если же после этого остались какие-то неясные вопросы, а они появятся, когда вы посмотрите противоречивые комментарии под этими видео, то задавайте их. В ходе обсуждения рассмотрим все нюансы чтобы установить истину.

Опрос для бывалых электриков

Источник