Особенности соединения алюминиевых проводов

Большинство людей знают, что специалисты не рекомендуют осуществлять соединение напрямую медных проводов с алюминиевыми. Как показывает практика, такие соединения не долговечны и не эффективны, а если подобные соединения производятся в помещениях с повышенной влажностью или тем более на открытом воздухе, то время эксплуатации таких соединений сокращается в разы.

Основная причины недолговечности прямых соединений пары «медь-алюминий» кроется в разнородности свойств обоих металлов, повсеместно применяемых в электротехнике . При непосредственном прямом соединении «медь-алюминий» с течением времени под действием электрического тока происходит разрушение алюминиевого проводника и разрыв контакта. Тем не менее на практике бывают достаточно частые случаи, когда приходится соединять медные и алюминиевые провода. Чаще всего это происходит при частичной замене бытовой электропроводки или ее ремонте. Не исключены случаи, когда проводов определенного типа недостаточно для выполнения электротехнических работ и приходится применять для сети оба вида проводов .

Основным принципом соединения медных проводов с алюминиевыми или напротив является соединения, исключающие непосредственно прямой контакт меди с алюминием. Такими устройствами, исключающие прямой контакт этих металлов являются различного назначения и различной конструкции клеммники. Учитывая достаточно частые соединения медных и алюминиевых проводов электротехнические компании предлагают потребителям современные клеммники надежной конструкции, обеспечивающие надежный электрический контакт и исправную многолетнюю эксплуатацию. Принцип соединения проводников с применением таких клеммников прост, достаточно зачистить концы обоих проводников на 10 мм и вставить в отверстия клеммника и закрепить винтовыми зажимами или в отверстия самозажимного клеммника.

В то же время использовать такие клеммники рекомендуется при устройстве бытовых электрических сетей. В целях исключения процесса окисления проводников и сохранения надежности контактов внутреннее пространство клеммников заполняется специальной смазкой. В то же время применение клеммников с подобной смазкой в сетях с потребителями большой электрической мощностью не рекомендуется, в связи с тем, что в силовых линиях смазка выгорает и создаются условия для окисления проводников и нарушения контакта. В случаях отсутствия специальных клеммников для соединения различных металлов допускается применение в бытовых электросетях стандартных клеммных колодок, принцип соединения с их применением аналогичный соединениям с применением клеммников со смазкой.

Для соединения разнородных проводов в силовых линиях рекомендуется использовать специальные болтовые зажимы с обязательной установкой между медным и алюминиевым проводом специальной анодированной шайбы. Учитывая большую токовую нагрузку, соединение разнородных проводов с помощью болтовых или винтовых зажимов должен выполнять специалист-электромонтажник. В целях обеспечения стабильного и исправного электроснабжения необходимо проводить регулярный не реже одного раза в полгода визуальный осмотр соединений. Применение специальных устройств для соединения проводов из различных металлов обеспечивает надежный и долговременный электрический контакт.

Какие проблемы могут возникнуть при соединении алюминия и меди

Не так давно электропроводку в квартире или частном доме выполняли из алюминиевого провода, так как её было достаточно чтобы обеспечить питанием все существующие немногочисленные электроприборы. С развитием мира электроники и бытовой техники появилась тенденция роста нагрузки на электрические цепи. Соответственно возникла необходимость соединения старой и новой проводки.

При касании алюминия и меди возникает химическая реакция, которая впоследствии ухудшает электрический контакт, место подключения начинает греться и в итоге может стать причиной возгорания проводки и даже пожара. При повышенной окружающей влажности этот процесс происходит достаточно быстро, так как между проводниками образуется тонкая плёнка, обладающая высоким сопротивлением, следствием чего является нагрев и обрыв цепи. Но всё же каждый электрик знает как соединить алюминиевый провод с медным, чтобы в дальнейшем избежать неприятной ситуации.

На видео ниже наглядно показаны последствия небезопасного контакта между медью и алюминием:

В любом случае рекомендуется заменить старую проводку на медную, которая будет иметь нагрузочную способность, соответствующую текущему потреблению электроприборов. Если нет возможности полностью заменить проводку на новую, то выполняют частичную замену проводки. В таком случае и возникает необходимость соединения старой и новой электропроводки – медного и алюминиевого проводов.

Способы соединения разных проводов

Существует несколько основных общепринятых распространённых приспособлений, которые дают возможность ликвидировать непосредственный контакт между двумя материалами, действующими друг на друга агрессивно. Рассмотрим каждый отдельно.

Клеммные колодки

Клеммные колодки могут быть оснащены болтовым или зажимным механизмом соединения. Данная конструкция даёт подключение к одному выводу алюминиевого, а к другому медного токопроводящего материала, которые контактируют между собой через стальную пластину. Пластина изготовлена из нейтрального металла, который не вступает в реакцию с медью и алюминием – обычно это латунные пластины либо медные луженые пластины. Например, широко применяемой клеммой Wago 2273, можно соединить одновременно от двух до восьми проводников разного сечения, выполнить крепёж на DIN-рейку с помощью специального монтажного адаптера.

Болтовой зажим в колодках более надёжен и применяется в силовых не высоковольтных цепях. Чаще всего он осуществляется с помощью «ореха». Это небольшая разветвительная коробка, выполненная из диэлектрического материала, в форме напоминающего грецкий орех, внутри которого расположен блок металлических пластин, через которые и происходит контакт между алюминиевыми и медными проводами. Все эти вышеописанные способы относятся к разъёмным соединениям, то есть для многоразового подключения и отключения, в случае необходимости.

На примере наглядно показывается выполненное скрепление меди и алюминия в распределительной коробке за счет использования латунных клеммников:

О том, как соединить провода клеммами WAGO, читайте в нашей отдельной публикации!

Метод опрессовки

Иногда, при прокладке и монтаже электропроводки, появляется необходимость в выполнении качественного неразъёмного соединения медных и алюминиевых проводов опрессовкой с помощью гильз. Чаще она встречается на вводе в электрический шкаф, распределительное устройство или при соединении кабеля с уже установленным агрегатом, где нельзя выполнить замену алюминия на медь, и наоборот.

Такой вид подсоединения проводников является более затратным, так как требует специального инструмента. Но в то же время, при проведении многочисленных монтажных работ такого плана, профессионалы часто выбирают именно его.

Опрессовка проводов гильзами обеспечивает более надёжный и долговечный контакт. Таким методом на производстве скрепляют медные и алюминиевые жилы даже к особо мощным и высоковольтным потребителям. Для выполнения этих работ необходим специальный инструмент и особые медно-алюминиевые гильзы. Их сжим может выполняться даже с помощью обычного молотка и металлических накладок, что не совсем правильно, или же существует профессиональный ручной гидравлический пресс.

Таким сжимом рекомендуется пользоваться не только при опрессовке гильз, но и наконечников. Кстати, они тоже могут быть выполнены наполовину из меди и алюминия, для подключения, например, алюминиевого кабеля к какому-либо аппарату с медными выводами или клеммами.

Обычно алюмомедные гильзы используют для соединения жил кабелей большого сечения. При небольших сечениях, например, в домашней электропроводке, выполняется опрессовка нескольких проводников одной гильзой. При этом провода заводят с разных сторон, для соединения как бы в стык, как показано на фотографии выше. Нельзя складывать алюминиевые и медные проводники параллельно друг другу (внахлест), как это было показано на иллюстрации с гидравлическим прессом, потому что в этом случае возникает прямой контакт алюминия и меди. Также нельзя использовать медные нелуженные гильзы с алюминиевым кабелем.

Болтовое соединение

Очень часто при работе с электропроводкой у простого человека, не занимающегося электромонтажными работами, в домашних условиях может появиться экстренная необходимость в создании хорошего и надёжного контакта между алюминиевым и медным проводом. Бежать в магазин для покупки специального инструмента и материалов не целесообразно при выполнении разовых работ, а их нужно сделать и при этом качественно.

Тогда имеет смысл воспользоваться обычным болтом с гайкой и несколькими шайбами. Главное, в этом методе — это разделить шайбами два металла, агрессивных друг к другу, так как показано на рисунке внизу.

Болтовое соединение алюминиевого и медного провода можно выполнить в распределительной коробке, которая является неотъемлемой частью любой проводки как в доме, так и в квартире. Таким образом, через болт с лёгкостью и достаточно качественно соединяются даже провода с разными жилами по сечению.

Колечки из провода должны быть завернуты в сторону затягивания гайки, при болтовом соединении. Это нужно чтобы при затягивании колечки не раскручивались и не увеличивались в диаметре, а наоборот плотнее оборачивались вокруг болта.

На видео наглядно показывается, как соединить жилы разного материала болтом:

Похожий способ — применение заклепочника. Ниже наглядно показывается, как соединить провода заклепкой:

Есть еще вариант применения алюмомедных наконечников и алюмомедных шайб. Можно опрессовать алюминиевый кабель наконечником и подсоединять к медной шине. Либо при использовании алюмомедной шайбы можно опрессовать алюминиевый кабель обычным алюминиевым кабельным наконечником и подключить на шину через данную шайбу.

Особенности соединения жил на улице

При монтаже кабельной линии по улице все элементы соединения подвержены воздействию внешних негативных факторов, таких как снег, обледенение, дождь и т. д. Поэтому для выполнения таких работ необходима только герметично закрывающаяся конструкция, устойчивая к ультрафиолетовым лучам и низким температурам. Осуществляя подключения на столбе, крыше и в другом открытом месте чаще всего применяются прокалывающие зажимы. Возможно вам будет интересно более подробно узнать, как соединить СИП с медным кабелем на улице, т.к. в этом случае как раз происходит соединение алюминия и меди на открытом воздухе.

В помещениях при прокладке кабеля в стене под штукатуркой кабель укладывается в штробе цельным, и любое соединение даже однородных металлов нежелательно. Всё подключения в розетке или распределительной коробке выполняются любым вышеописанным способом, подходящим для каждой индивидуальной ситуации.

Распространённые ошибки, полезные советы и правила

К вашему вниманию несколько полезных советов, позволяющих безопасно соединить алюминиевый провод с медным между собой:

1. Перед тем как соединить жилы пайкой нужно знать, что медь залудить будет очень просто, а алюминий только с помощью специального припоя.
2. Нельзя слишком сильно сжимать места соединения как многожильных, так и одножильных проводников. В противном случае возникнет деформация и повреждение жил.
3. Всегда стоит соблюдать маркировку и правильно подбирать клеммники в зависимости от сечения жилы и типа установки (в помещении или же на улице).
4. Ни в коем случае не используйте для соединения алюминиевой и медной проводки обычные скрутки. Это один из самых небезопасных способов коммутации жил, который чаще всего приводит к пожару.

Это и все, что мы хотели рассказать вам о том, как выполнить соединение медного и алюминиевого провода. Надеемся, предоставленные способы и правила помогли вам понять всю сущность работ!

Будет полезно прочитать:

К кабельно-проводниковой продукции относятся самые разные виды проводов, которые предназначены для решения электротехнических задач. Причем при выполнении работ по бытовому электромонтажу принято использовать провод или алюминиевый, или медный. Прочие материалы не пользуются популярностью.
Если нет ограничений по весу и стоимости, то лучше использовать медную продукцию. Но медь обладает существенным недостатком — на открытом воздухе она окисляется, что часто приводит к ухудшению контакта. Как результат, место соединения все хуже начинает проводить электрический ток, происходит падение напряжения, соединение все больше нагревается и со временем может произойти возгорание электропроводки.

Поэтому для предотвращения замыкания и обеспечения безопасного соединения лучше использовать алюминиевую проводку.

Конечно и у алюминия есть свои недостатки. У него в 1.5 раза ниже, чем у меди удельная проводимость.

Почему алюминий

Проводники из алюминия хотя и не обладают высокими эксплуатационными характеристиками, зато они:

• дешевые, по сравнению с медью;
• имеют малый вес. Так, алюминиевый провод в 3 раза легче медного;
• универсальные в применении — диапазон рабочих температур достаточно широк от –50 ⁰С до +50 ⁰С;
• стойкие к высокой влажности — до 98%;
• стойкие к коррозионным повреждениям. Хотя и здесь кроются нюансы: поверхность любого алюминиевого изделия на воздухе моментально поддается окислению и ее сразу же покрывает пленочка, защищающая провод от дальнейшего окисления.

Казалось бы продукцию из алюминия применять выгоднее, чем медную. Но она обладает и рядом отрицательных качеств. Так, недостатками проводников из алюминия считаются низкий показатель механической прочности материала, а соединение таких проводов вызывает проблемы в прохождении тока по ним. Кроме того:

• удельная проводимость алюминия не достаточно высокая — 0.0271 Ом×мм²/м;
• алюминий подвержен окислению, а его пленка, которая появляется после него, плохо проводит электрический ток. Но и здесь скрывается подвох: эта пленочка состоит из частиц верхнего слоя самого проводника, которая отделяется от общей структуры и тем самым уменьшает его диаметр. В результате этого увеличивается первоначальное сопротивление, характерное для алюминиевого провода;
• по причине повышения сопротивления пленки на алюминиевой проводке в местах, где соединяются отдельные ее части, увеличивается переходное сопротивление, из-за чего проводка нагревается. Поэтому если срок службы используемых алюминиевых проводов превышен, то это может привести к возгоранию;
• алюминий не эластичен и очень хрупкий. Причем хрупкость увеличивается после перегревания.

Применять алюминиевые провода или медные — зависит от задач и приоритетов.

Применение алюминиевых проводов

Наиболее популярными считаются марки алюминиевых проводов СИП и АВВГ.

Универсальный силовой провод АВВГ может применяться при любых условиях, резких перепадах температур и при высоком показателе влажности — до 98%. Это достаточно прочный на разрыв и устойчивый к воздействиям агрессивных сред кабель с алюминиевыми токопроводящими жилами и поливинилхлоридной изоляцией.

Такие провода предназначаются для стационарных одиночных прокладок электропроводки, которые не будут подвергаться значительным механическим нагрузкам, например:

• на открытых участках, где воздействие климатических факторов максимальное;
• в пустотах, которые обустраиваются в строительных конструкциях;
• в подвалах и помещениях, которые подвергаются затоплениям;
• редко под землей.

Такие провода можно применять для эксплуатации в системах, где проходит напряжение не больше 660 В, а для проводников с поперечным сечением жилы более 50 мм допустимо применение в сетях, которые находятся под напряжением 1000 В.

Маркировка алюминиевых проводов СИП означает, что они предназначаются для того, чтобы обеспечивать и распределять электроэнергию в воздушных силовых линиях и в осветительных электросетях, имеющих напряжение до 35 кВ. Их можно использовать как альтернативу традиционным неизолированным проводам, потому как они имеют изоляционный слой из полиэтилена. К преимуществам СИП относятся такие их свойства:

• предотвращают возникновение риска нахлестывания и перекручивания проводов, что характерно для неизолированных линий;
• способствуют уменьшению ширины просеки, и при прокладывании линии электропроводов в городе не требуют выделения большой полосы отчуждения земли;
• уменьшают расходы на эксплуатацию до 80%;
• нивелируют риски незаконного подключения и кражи электроэнергии.

Правила пользования алюминиевыми проводами

Исходя из выше сказанного, проводники из алюминия не считаются самыми оптимальными для прокладывания проводки в жилых домах. Но возможно их использование при условии соблюдения следующих правил:

1. если необходимо соединение алюминиевых проводов, то необходимо применять исключительно механический способ, зажимные контакты и специально предназначенную для этого смазку, которая снизит вероятность окисления контактов;
2. не соединять алюминиевую проводку напрямую с медной;
3. периодически подтягивать винтовые соединения — алюминий в ходе эксплуатации начинает «подтекать» из-под места зажима, а это может привести к уменьшению площади контакта и подгоранию мест, в которых соединяются провода;
4. следить за сроком службы.

Если вы запланировали сменить медную электропроводку в доме и проложить алюминиевую, но не по всем помещениям, а частично, то знайте, что это можно осуществить, но с соблюдением некоторых нюансов:

• ПУЭ запрещает применять при монтаже алюминиевый провод диаметром менее 16 мм²;
• Сварка алюминиевых проводов не допустима.

Как правильно соединить алюминиевые провода

Учитывая достоинства и недостатки данного типа проводниковой продукции, при их соединении принято использовать винтовые или пружинные зажимы.

Перед тем, как соединить алюминиевые провода при помощи винтовых зажимов, рекомендуется:

• очистить их концы от изоляционного покрытия на 2 см;
• зачистить их с помощью мелкозернистой шкурки;
• скрутить оголенные концы в кольцо диаметром чуть больше, чем диаметр зажимного винта;
• надеть полученную петлю на зажимный винт и завинтить до максимального упора.

Недостатком данного метода соединения является то, что из-за свойства алюминия «подтекать» винты придется постоянно подтягивать, поэтому они должны быть легкодоступными.

В случае использования пружинного метода соединения, необходимо предварительно зачищенные жилы вставить в специальные клеммники. Это позволит избежать повторного подтягивания контактов, так как их будет надежно фиксировать пружина, имеющаяся внутри клеммника.

Скрутка алюминиевых проводов не допускается правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

Соединение алюминиевого и медного провода: в чем риски

Иногда бывает, что при прокладывании алюминиевых проводов избежать соединения с медными не удается. Но, как известно, прямое контактное соединение меди и алюминия в электрической проводке не рекомендуется и даже опасно. Что же делать?

Скручивать между собой провода из двух разных металлов нельзя, потому как алюминий и медь отличаются по своим свойствам, химической структуре, по величине токопроводимости, к тому же удельное сопротивление алюминиевого провода отличается от значения медного.

Также это касается и защитной пленки, которая образуется после окисления: на медных изделиях она проводит электрический ток, а на алюминиевых пленочка имеет настолько сильное сопротивление, что практически не пропускает ток и, соответственно, практически не поддается нагреву. А после того, как в местах соединения медных и алюминиевых проводов несколько раз подряд происходит нагрев и охлаждение, то они сильно ослабляются, что может привести к перегреву, искрению и даже возгоранию.

Также в местах, где соединяются медная и алюминиевая проводки, может возникнуть гальваническая пара. Она вызывает диссоциацию окислов электрических проводников, способствует разрушению металлической структуры и образованию в ней пустот и раковин, которые в свою очередь способствуют уменьшению их поперечного сечения и ухудшению их способности пропускать электроток.

Одним словом, соединение алюминиевых проводников с медными приводит к электрокоррозии металла и его разрушению.

Но если нужно соединить разные провода, то в этом случае должна использоваться не пайка алюминиевых проводов и медных, а болтовые их соединения и клеммы. Благодаря этому можно добиться более высокой безопасности, чем при использовании метода обычного скручивания.

Наращивание алюминиевого провода: что это и когда применяется

При проведении электромонтажных работ случаются казусы и сложности: провод может сам оборваться от «старости», при сверлении стены случайно обрезали, не рассчитали длину и так далее. Что делать в таких ситуациях? Решение данных проблем — наращивание или удлинение провода.

Как нарастить алюминиевый провод правильно? Для этого существует несколько способов удлинения довольно таки хрупкого алюминиевого провода:

• применение специальной термоусадочной трубки, которая насаживается на кончики проводов;
• удлинение с помощью колодки;
• соединение алюминиевых проводов между собой с помощью алюминиевой спиральки с последующей изоляцией.

При условии использования алюминиевой электрической проводки 20–30-летней давности применение способа их удлинения становится небезопасным, потому как в век использования мощных электроприборов повышается риск возникновения пожара.

Видео по теме