Міфи про з'єднання алюмінію та міді. Як з'єднувати мідні та алюмінієві дроти?

Правильне з'єднання проводів – це запорука безпеки у вашій квартирі. Пожежі через несправну електропроводку виникають досить часто, для того, щоб цього уникнути, читаємо цю статтю про з'єднання електропроводів.

Насамперед, запам'ятайте основне правило, ніколи не з'єднуйте безпосередньо мідні та алюмінієві дроти. Не буду вдаватися в подробиці, скажу тільки одне, після короткого проміжку часу відбувається хімічна реакція, і місце з'єднання руйнується. При окисленні проводів контакт слабшає і цілком можливий ризик пожежі, та й електрика може зникнути у всій квартирі.

Для того, щоб з'єднати мідь та алюміній існує кілька способів.

Клемник– пристрій, що складається з трубки, двох гвинтів та пластмасової ізоляції. Вставляєте з одного боку мідний дрітз іншого алюмінієвий і затискаєте гвинтами. При виборі клемника враховуйте перетин проводів, що з'єднуються.

Якщо клемник буде занадто великий, то дроти не зажмуться як треба, якщо клемник буде діаметром менше кабелю, то теж нічого не вийде.

Недоліки з'єднання через клемникЦе можливість купівлі неякісного китайського клемника трубка якого, при затягуванні гвинтом, тріскає, так що будьте уважні.

Ще за з'єднання за допомогою клемника гвинти з часом слабшають і їх необхідно підтягувати, а це вже суттєвий недолік.

На мій погляд, при з'єднанні міді та алюмінію найкраще використовувати звичайний болтик з трьома шайбами, це старий дідівський спосіб, який ніколи не підведе. Робимо на проводах кільця, між цими кільцями ставимо шайбу, з боку гайки та головки ставимо ще по шайбі і затягуємо всю цю справу не можу. Після того, як затягніть, не забудьте ретельно заізолювати місце, що з'єднується.

Багато хто з нас знає, що не можна безпосередньо з'єднувати мідні та алюмінієві дроти. Існує кілька відповідей на це питання.

Міф №1.У алюмінію та міді різний коефіцієнт теплового розширення. Коли через них проходить струм, вони розширюються по-різному, коли припиняється струм, вони остигають по-різному. У результаті серія розширень-звужень змінює геометрію провідників, і контакт стає нещільним. А далі вже в місці поганого контакту виникає нагрів, він погіршується ще більше, з'являється електрична дуга, яка і довершує цю справу.

Така думка видається неспроможною через те, що лінійний коефіцієнт теплового розширення для металів, що застосовуються для електромонтажу: мідь - 16,6*10-6м/(м*гр. Цельсія); алюміній - 22,2 * 10-6м / (м * гр. Цельсія); сталь - 10,8 * 10-6м / (м * гр. Цельсія). Однак відмінності в лінійному тепловому розширенні відносно легко компенсуються застосуванням надійних затискачів, що створюють постійний тиск на контакт. Розширюватися металам, стислим за допомогою добре затягнутого болтового з'єднання, залишається тільки убік, а перепади температури не здатні серйозно послабити контакт.

Міф №2.Алюміній утворює на своїй поверхні окисну непровідну плівку, яка з самого початку погіршує контакт, а далі процес йде по тій же наростаючій: нагрівання, подальше погіршення контакту, дуга і руйнування. Цей варіант теж не зовсім вірний, тому що оксидна плівка дозволяє з'єднувати алюмінієві провідники зі сталлю та іншими алюмінієвими провідниками.

Міф №3.Алюміній та мідь утворюють «гальванічну пару», яка просто не може не перегріватися у місці контакту. І знову нагрів, дуга і так далі. Однак, мідний провідник теж досить швидко покривається окисом з тією різницею, що окис міді більш-менш проводить струм. Якщо з'єднані мідний та алюмінієвий провідник, їх окиси мають можливість розпаду на заряджені іони. Іони окису алюмінію та міді, будучи частинками з різним електричним потенціалом, починають брати участь у процесі течії струму Починається процес, відомий як "електроліз". У ході електролізу іони переносять заряди та переміщуються самі. При їх переміщеннях метал руйнується, утворюються раковини та порожнечі. Особливо це стосується алюмінію. Ну, а там де є порожнечі та раковини, там уже не можна мати надійного електричного контакту. Поганий контакт починає грітися, стає ще гіршим і так далі аж до займання.

Особливо небезпечним є з'єднання мідного та алюмінієвого дроту на вулиці. Під впливом природної вологості та проходження через з'єднання електричного струмувідбувається процес електролізу і надворі процес руйнування контакту значно прискорюється. В результаті в місці з'єднання утворюються раковини, відбувається нагрівання та іскріння контактів, обвуглювання ізоляції.

Як правильно з'єднувати мідні та алюмінієві провідники.Що ж робити, коли з'єднувати різнорідні метали дійсно потрібно? Залишається тільки два шляхи: з'єднувати через інший метал або усувати утворення оксидної плівки, що руйнує. У першому випадку використовуються різні з'єднувачі: клемні колодки без безпосереднього дотику різнорідних провідників, захисний шар з третього металу, шайби, спеціальні наконечники.

Для з'єднання міді та алюмінію використовуються спеціальні пасти, які захищають контакт від окислення та попадання вологи, перешкоджають подальшому руйнуванню контакту. Якщо для дружби цих двох металів потрібен третій, то можна один із них заблукати. Наприклад луджений мідний багатожильний провід чудово виконає поставлене завдання при з'єднанні з одножильним алюмінієвим.

Для конкретного завданняПідключення до алюмінієвого стояка в під'їзному щитку використовуються відгалужувальні затискачі (стиски) з проколами або без. Вони є проміжна пластина що виключає безпосередній контакт. Є екземпляри як з пастою, так і без неї. Для більш побутових завдань можна використовувати клемні колодки з перегородками або різними гніздами для провідників із міді та алюмінію. Можна навіть використовувати звичайне болтове з'єднання, головне не забути прокласти між мідним та алюмінієвим проводом шайбу, оцинковану або з нержавіючої сталі.

У більшості новобудов електричну розводку спочатку роблять з мідних дротів. Це диктують зростання навантаження на мережу, викликані великою кількістю електроприладів. Крім цього, мідь довговічніша, не окислюється і має кращі показники електропровідності.

Але в старих будинках повсюдно прокладено алюмінієве проведення. Багато людей, плануючи капітальний ремонт, змінюють алюмінієві дроти на мідь. Однак далеко не всі мають таку можливість. Крім того, іноді заміна неможлива з технічних причин.

Що слід знати

У цих випадках доводиться з'єднувати алюмінієві та жили з міді між собою. Але таке з'єднання простим скручуванням виконувати заборонено: між проводами починається електрохімічна корозія, викликана природною вологістю, такий контакт швидко руйнується. Найкраще з'єднувати дроти з одного матеріалу.

Але з'єднання мідних та алюмінієвих провідників досить поширене явище. Для цього можна використовувати різні способи, які добре себе зарекомендували на практиці. Найбільш застосовувані варіанти для виконання такого з'єднання представлені нижче.

Способи для надійного з'єднання різних проводів

З'єднати алюміній та мідь в електропроводці можна кількома способами. Основне завдання всіх цих методів: забезпечити надійність та довговічність контакту, мінімізувавши при цьому можливість електрохімічної корозії.

Гвинтове з'єднання

Гвинтовий спосіб з'єднання алюмінієвих і мідних жил проводів відрізняється простотою, будучи надійним і довговічним. Цей варіант можна використовувати в тому випадку, якщо необхідно з'єднати дроти різного чи великого перерізу. Суть та технологія цього методу полягає в наступному:

Кінці обох проводів очищаються від ізоляції (приблизно 30 мм);
За допомогою круглогубців кінці загинаються в коло.

Потім береться болт відповідного розміру та діаметру. Складання конструкції проводиться в такому порядку:

На болт одягається звичайна шайба;
Окружність першого провідника;
Знову шайба;
Кільце другого дроту;
Ще одна шайба;
Конструкція затискається за допомогою гайки;

Однією з переваг такого методу є можливість з'єднання більше двох проводів. Максимальна кількість жил, що затискаються, обмежується тільки довжиною болта.

Виконуючи таке з'єднання, не забувайте між проводами підкладати шайби: не можна допускати, щоб мідь контактувала з алюмінієвими жилами.

Скрутка дротів

Цей спосіб також широко застосовується практично, але вимагає особливого підходу. Щоб скручування мідних та алюмінієвих жил було довговічним, а між ними не утворювалася корозія, краще вчинити наступним чином:

Жили зачищаються від ізоляції (щонайменше 4 див);
Мідний провід потрібно залудити за допомогою олов'яного припою;
Після цього проводиться звичайне скручування струмопровідних жил між собою;
Для підвищення захищеності такого з'єднання від вологи його можна обробити спеціальним термостійким лаком;
Після висихання лаку, скручування надійно ізолюється і готове до експлуатації.

Скрутка повинна проводитися таким чином, щоб жили перекручувалися між собою. Обвивання одного дроту навколо іншого неприпустимо!

Клемні колодки

Використання гвинтових колодок дуже популярне і широко застосовується практично. Такий спосіб найкраще зарекомендував себе в електрощитах, де є необхідність з'єднання великої кількості дротів. Також колодки застосовуються у розподільних коробках, забезпечуючи розбірні контакти, що полегшує ревізію та ремонт у разі потреби.

Розглянемо порядок робіт при виборі цього методу, щоб з'єднати мідь та алюміній:

Як завжди, кінці дротів потрібно зачистити. Ізоляція знімається приблизно на 0,5-1 см;
Після цього зачищені кінці вставляються в клеми і затискаються гвинтами із середнім зусиллям, щоб не поламати жили.

Порада! Перед тим як затискати одножильні дроти гвинтами, їх краще трохи розплющити молотком або плоскогубцями. Це необхідно для збільшення площі контакту.

Цей метод застосовується як для колодок із чорного пластику, так і для клем, з більш тонкою ізоляцією із білого пластику. На питання, яка колодка краща, є думка, що білі клемники менш надійні (у механічному виконанні). Тому вони найчастіше використовуються як перехідник для підключення світильників, люстр та інших малопотужних споживачів.

Окремо відзначимо, що приховати клеми під штукатуркою можна лише в тому випадку, якщо вони поміщені в розподільчу коробку.

Затискачі та клемники WAGO

Більше сучасний варіантколодки оснащений затискачем німецького виробника Wago. Такі клеми випускаються двох видів:

Нероз'ємні колодки мають литий часто прозорий корпус. Для фіксації жил достатньо вставити очищені кінці проводів у такий ковпачок, затискач надійно зафіксує їх. Мінусом цього є його одноразовість: щоб переробити з'єднання, потрібно відкусити старі затиски;
Роз'ємні клемники позбавлені цього недоліку. Спеціальний важіль дозволяє легко фіксувати дроти, а при необхідності розібрати з'єднання, достатньо підняти його вгору, затискачі розіжмуться і кінці вийдуть з клеми.

За допомогою таких затискачів можна виконувати багатожильне (від 2 до 8) з'єднання, а також використовувати клемник як перехідник для відгалуження в електропроводці. Ще одна перевага даного способу поєднати мідь та алюміній – це відсутність необхідності додаткової ізоляції контактів. Корпус колодок WAGO повністю ізольований та надійний.

Нероз'ємні з'єднання

Насамкінець розглянемо ще один спосіб, як з'єднати мідь з алюмінієвими проводами. Для цього знадобиться спеціальний заклепувальний інструмент. Наразі такі пристрої користуються широкою популярністю, і є вже у багатьох майстрів.

Технологія цього методу схожа на спосіб із застосуванням болта та гайки. Розглянемо, як використовуючи заклепувальний інструмент, можна виконати надійне з'єднання електричних дротів:

Зачистивши жили від ізоляції, кінці круглогубцями згортаються в невелике колечко. Важливо, щоб діаметр був якнайменше, щоб заклепка не бовталася занадто вільно;
Потім відбувається складання конструкції в такому ж порядку, як і при гвинтовому методі: на шпильку одягаються мідний та алюмінієвий провідники, як прокладка використовується невелика шайба;
Після цього стрижень заклепки поміщається в головку пристрою, ручки якого стискаються до клацання. З'єднання готове!

Мінусом цього є неможливість розібрати конструкцію. При необхідності під'єднати ще один провід, заклепку доведеться вирізати та проводити з'єднання заново. Також не слід забувати про важливість ізолювання цієї ділянки: можна використовувати кембрики чи ізоляційну стрічку.

Підбиваємо підсумки

Ми вивчили найпоширеніші та застосовувані жили з різних матеріалів: міді та алюмінію. Вони відрізняються надійністю, забезпечують довговічний контакт і виключають окислення, що призводить до електрохімічної корозії.

Те, що в електротехніці не можна безпосередньо з'єднувати мідні та алюмінієві провідники, не є секретом навіть для багатьох обивателів, які не мають жодного відношення до електрики. З боку тих самих обивателів на адресу електриків-професіоналів часто звучить питання: «А чому?».

Чомучки будь-якого віку здатні загнати в безвихідь кого завгодно. Ось і тут подібний випадок. Типова відповідь професіонала: «Чому-чому… Бо горітиме. Особливо, якщо струм великий». Але це завжди допомагає. Бо слідом за цим часто слідує інше питання: «А чому горітиме? Чому мідь зі сталлю не горить, алюміній зі сталлю не горить, а алюміній із міддю - горить?

на останнє питанняможна почути різні відповіді. Ось частина з них:

1) У алюмінію та міді різний коефіцієнт теплового розширення. Коли через них проходить струм, вони розширюються по-різному, коли припиняється струм, вони остигають по-різному. У результаті серія розширень-звужень змінює геометрію провідників і контакт стає нещільним. А далі вже в місці виникає нагрів, він погіршується ще більше, з'являється електрична дуга, яка і довершує цю справу.

2) Алюміній утворює на своїй поверхні окисну непровідну плівку, яка з самого початку погіршує контакт, а далі процес йде по тій же наростаючій: нагрівання, подальше погіршення контакту, дуга та руйнування.

3) Алюміній та мідь утворюють «гальванічну пару», яка просто не може не перегріватися у місці контакту. І знову нагрів, дуга і так далі.

Де ж правда, зрештою? Що ж там відбувається, у місці з'єднання міді та алюмінію?

Перша з наведених відповідей таки неспроможна. Ось табличні дані щодо лінійного коефіцієнта теплового розширення для металів, що застосовуються для електромонтажу: мідь - 16,6 * 10-6м / (м * гр. Цельсія); алюміній - 22,2 * 10-6м / (м * гр. Цельсія); сталь - 10,8 * 10-6м / (м * гр. Цельсія).

Очевидно, що якби справа була в коефіцієнтах розширення, то найненадійніший контакт був би між сталевим та алюмінієвим провідником, адже їх коефіцієнти розширення відрізняються вдвічі.

Але і без табличних даних ясно, що відмінності в лінійному тепловому розширенні відносно легко компенсуються застосуванням надійних затискачів, що створюють постійний тиск на контакт. Розширюватися металам, стислим, наприклад, за допомогою добре затягнутого болтового з'єднання, залишається тільки убік, а перепади температури не здатні серйозно послабити контакт.

Варіант із оксидною плівкою теж не зовсім вірний. Адже ця сама оксидна плівка дозволяє з'єднувати алюмінієві провідники зі сталлю і з іншими алюмінієвими провідниками. Так, звичайно, рекомендується застосування спеціальної мастила проти оксидів, так, рекомендується систематична ревізія сполук за участю алюмінію. Але все це допускається і працює роками.

А ось версія з гальванічною парою справді має право на існування. Але тут таки не обходиться без окислів. Адже мідний провідник теж досить швидко покривається окислом з тією різницею, що оксид міді більш-менш проводить струм.

У ході електролізу іони переносять заряди та переміщуються самі. Але, крім того, іони - це ж частки металів провідників. При їх переміщеннях метал руйнується, утворюються раковини та порожнечі. Особливо це стосується алюмінію. Ну, а там де є порожнечі та раковини, там уже не можна мати надійного електричного контакту. Поганий контакт починає грітися, стає ще гіршим і так далі аж до займання.

Зазначимо, що чим вологіше навколишнє повітря, тим інтенсивніше протікають усі перелічені процеси. А нерівномірне теплове розширення і непровідний шар оксиду алюмінію - це лише обтяжуючі фактори, не більше.

Про те, що в електропроводці не можна з'єднувати мідні та алюмінієві дроти, знають навіть багато обивателів, не кажучи вже про професійних електриків. У цій статті ми спробуємо відповісти на запитання: "А чому це не можна робити?" Здавалося б, за старими нормами та правилами в електричній проводці застосовувалися як мідні, так і алюмінієві дроти. Вони могли вільно існувати навіть в одній проводці! Існувати могли (окремі лінії), але з'єднуватись ні! Якщо вони з'єднувалися, то доводилося постійно контролювати місця з'єднання. Інакше - нагрівання та займання!

З цього приводу виникає закономірне питання: « А чому відбувається спалах? Чому мідь зі сталлю не горить, алюміній зі сталлю не горить, а алюміній із міддю - горить?!

На останнє запитання можна почути різні відповіді. Ось частина з них:

У алюмінію та міді різний коефіцієнт теплового розширення. Коли через них проходить струм, вони розширюються по-різному, коли припиняється струм, вони остигають по-різному. У результаті серія розширень-звужень змінює геометрію провідників, і контакт стає нещільним. А далі вже в місці поганого контакту виникає нагрів, він погіршується ще більше, з'являється електрична дуга, яка і довершує цю справу.

Алюміній утворює на своїй поверхні окисну непровідну плівку, яка з самого початку погіршує контакт, а далі процес йде по тій же наростаючій: нагрівання, подальше погіршення контакту, дуга і руйнування.

Алюміній та мідь утворюють «гальванічну пару», яка просто не може не перегріватися у місці контакту. І знову нагрів, дуга і так далі.

Де правда і що справді відбувається в місцях з'єднання міді та алюмінію?

Але якщо з'єднані мідний та алюмінієвий провідник, їх оксиди мають можливість дисоціації, тобто розпаду на заряджені іони. Дисоціація можлива завдяки природній волозі, яка завжди є у повітрі. Іони оксидів алюмінію та міді, будучи частинками з різним електричним потенціалом, починають брати участь у процесі течії струму. Починається процес, відомий як "електроліз".

Зазначимо, що чим вище вологість навколишнього середовища, тим інтенсивніше протікають усі ці процеси. А нерівномірне теплове розширення і шар оксиду алюмінію, що не проводить, - це лише обтяжуючі фактори, не більше того.