Контакт алюминий медь: Соединение проводов медь с алюминием варианты – Как правильно соединить медный и алюминиевый провод

Соединение проводов медь с алюминием варианты

Практически все уже знают, что алюминиевая проводка это наследие прошлого века, и ее обязательно нужно менять при ремонте квартиры. Мало кто проводит капремонт и забывает об этом.

Однако случаются ситуации, когда ремонт проводится частично, и возникает крайняя необходимость соединить алюминиевый провод с медным или просто их нарастить, добавив несколько лишних сантиметров жилы.

При этом алюминий и медь не совместимы гальванически. Если вы их соедините напрямую, это будет что-то вроде мини батарейки.

При прохождении тока через такое соединение, даже при минимальной влажности, происходит электролизная химическая реакция. Проблемы обязательно рано или поздно себя проявят.

Окисление, ослабление контакта, его дальнейший нагрев с оплавлением изоляции. Переход в короткое замыкание, либо отгорание жилы.

К чему может в итоге привести такой контакт, смотрите на фото.

Как же сделать такое соединение грамотно и надежно, чтобы избежать проблем в будущем.

Вот несколько распространенных способов, которые применяют электрики. Правда не все они удобны для работы в монтажных коробках.

Рассмотрим подробнее каждый из них и выберем наиболее надежный, не требующий последующего обслуживания и ревизий.

Здесь для соединения используется стальная шайба и болт. Это один из наиболее проверенных и простых методов. Правда получается очень габаритная конструкция.

Для монтажа, закручиваете кончики проводов колечками. Далее подбираете шайбы.

Они должны быть такого диаметра, чтобы все ушко провода спряталось за ними и не могло контактировать с другим проводником.

Самое главное, как расположить колечко. Его нужно одевать так, чтобы во время закручивания гайки, ушко не разворачивалось, а наоборот стягивалось во внутрь.

Стальные шайбы между проводниками из разных материалов препятствуют процессам окисления. При этом не забывайте про установку гравера или пружинной шайбы.

Без нее контакт со временем ослабнет.

Дело в том, что безопасно соединять между собой можно металлы, у которых электрохимический потенциал соединения не превышает 0,6мВ.

Вот таблица таких потенциалов.

Как видите у меди и цинка здесь целых 0,85мВ! Такое подключение даже хуже чем прямой контакт алюминиевых и медных жил (0,65мВ). А значит, соединение будет не надежным.

Однако, несмотря на простоту резьбовой сборки, в итоге получается большая, неудобная конструкция, формой похожая на улей.

И запихнуть все это дело в не глубокий подрозетник, не всегда есть возможность. Более того, даже в такой простой конструкции многие умудряются напортачить.

Последствия себя не заставят ждать через очень короткое время.

Еще один способ — это применение соединительного сжима типа орех.

Он часто используется для ответвления от питающего кабеля гораздо большего сечения, чем отпайка.

Причем здесь даже не требуется разрезание магистрального провода. Достаточно снять с него верхний слой изоляции. Некоторые нашли ему применение для подключения вводного кабеля к СИПу.

Однако делать этого не стоит. Почему, читайте в статье ниже.

Но опять же, для распаечных коробок орехи не подходят. Более того, и такие зажимы бывает, выгорают. Вот реальный отзыв от пользователя на одном из форумов:

Есть серия специальных зажимов, которыми можно стыковать медь с алюминием.

Внутри таких клемм находится противоокислительная паста.

Однако споры о 100% надежности таких зажимов, тем более для розеточных, а не осветительных групп, не утихают до сих пор. При определенной укладке в ограниченном пространстве, контакт может ослабнуть, что неминуемо приведет к выгоранию.

Причем произойти это может даже при нагрузке ниже минимальной на которую рассчитаны Ваго. Почему и когда это происходит?

Дело в том, что когда сжимаются соединяемые проводники, между прижимной пластиной и местом контакта появляется небольшой зазор. Отсюда и все проблемы с нагревом.

Вот очень наглядное видео, без лишних слов объясняющее данную проблему.

Данный способ имеет один существенный минус. Большинство продаваемых колодок очень низкого качества.

Некоторые исхитряются и чтобы избежать прямого контакта меди и алюминия, медную жилку припаивают сбоку такого зажима, а не вставляют во внутрь.

Правда клемму для этого придется разобрать. Кроме того, надежный контакт алюминия под винтом без ревизии, не живет очень долго.

Винтики каждые полгода-год нужно будет подтягивать. Частота ревизионных работ будет напрямую зависеть от нагрузки и ее колебаний в периоды максимума и минимума.

Забудете подтянуть и ждите беды. А если все это соединение запрятано глубоко в подрозетнике, то лезть туда каждый раз, не совсем удобное занятие.

Поэтому остается самый надежный из доступных способов – опрессовка. Здесь не будем рассматривать применение специализированных медно-алюминиевых гильз ГАМ, так как они начинаются от сечений 16мм2.

Для домашней же проводки, как правило наращивать нужно провода 1,5-2,5мм2 не более.

Рассмотрим наиболее распространенный случай, который встречается в панельных домах. Допустим, вам нужно запитать одну или несколько дополнительных розеток от уже существующего алюминиевого вывода в сквозной нише.

Для наращивания берете ГИБКИЙ медный провод сечением 2,5мм2. Это уменьшит механическое воздействие на алюминиевою жилу, когда вы будете укладывать провода в подрозетник.

Зачищаете концы медного провода. Далее, для такого соединения их нужно обязательно пропаять. Это исключит непосредственный контакт в гильзе меди и алюминия.

При этом перед пайкой флюсом снимите с жилы оксидный слой.

Сам процесс лужения заключается в окунании провода в специальное отверстие в паяльнике, заполненное оловом.

После остывания жилы остатки флюса удаляются растворителем.

Далее переходите к алюминиевым проводам, торчащим из стены. Аккуратно зачищаете их концы и также удаляете слой окиси.

Для этого можно воспользоваться оксидной токопроводящей пастой. Такая же паста используется при монтаже модульных штыревых систем заземления.

Она рассчитана на работу в любых условиях и исключает дальнейшее появление окиси на поверхности провода. Имейте в виду, что оксидная пленка может в последствии иметь сопротивление в несколько раз большее, чем сам алюминий.

И не удалив ее, вся ваша дальнейшая работа пойдет насмарку. Более того, температура плавления такой пленки достигает 2000 градусов (против примерно 600С у Al).

У некоторых возникнет логичный вопрос, а не продавится ли при опрессовке слой припоя на жиле? Тогда получается что все манипуляции по лужению будут напрасны.

Главное здесь правильно подобрать по сечению гильзу и матрицы инструмента для обжатия.

В этом случае мягкий припой как бы загерметизирует контактное пятно медноалюминиевого соединения. А без отсутствия доступа кислорода к этой точке, эрозии контакта наблюдаться не будет.

Будьте внимательны, при работе с алюминиевыми проводниками нужно действовать крайне осторожно, так как это очень ломкий материал. Одно неосторожное движение и облом жилы вам обеспечен.

После опрессовки необходимо заизолировать данное соединение клеевой термоусадкой.

Именно клеевой тип обеспечит 100% герметичность и предотвратит поступление кислорода к контактным местам. Чтобы не рисковать и не прожечь изоляцию, нагревать термоусадку лучше строительным феном, а не зажигалкой или портативной горелкой.

Полученный пучок проводов укладывать в подрозетник нужно с большой осторожностью, так как алюминий не любит резких перегибов.

Так как наращенные медные жили гибкие, то на концы этих проводников одеваете изолированные наконечники НШВИ.

Только после этого их можно смело заводить в клеммные колодки розеток и затягивать винты.

Безусловно, это не единственный способ наращивания алюминиевых проводов, но он является одним из самых простых (в отличии от сварки или пайки) и надежных (в отличии от скрутки). Подробнее

Если же у вас есть малейшая возможность сменить целиком алюминиевую проводку, делайте это обязательно, не экономьте на своей безопасности.

Многие, наверное, сталкивались с такой проблемой, когда скрутка проводов начинает искрить и выбивать автоматы. Естественно, это неприятно и представляет большую угрозу для безопасности. Используя в домашней электросети провода из различных материалов следует четко знать, как соединить медный и алюминиевый провод и сделать это правильно. Ведь при прямом контакте медь и алюминий окисляются, нарушая качество и целостность скрутки.

Электрохимическая коррозия соединенных металлов

Любой проводник (медь, алюминий, сталь и другие) имеет определенный электрохимический потенциал. При взаимодействии влаги, которая имеется в воздухе и кислорода происходит электрохимическая коррозия в образующемся короткозамкнутом гальваническом элементе. Такая реакция приводит к ухудшению электрической проводимости провода. В данном случае необходимо принять дополнительные меры по защите соединений.

В представленной ниже таблице определены потенциалы различных проводников. Зная их, можно правильно подобрать материалы хорошо соединяемые между собой.

Таблица электрохимических потенциалов (мВ), возникающих между соединенными проводниками.

Металл	Медь, ее сплавы	Свинцово-оловяный припой	Алюминий	Дюраль	Сталь	Нерж. сталь	Цинк покрытие	Хром покрытие	Серебро	Углерод (графит)	Золото Платина
Медь, ее сплавы	0,00	0,25	0,65	0,35	0,45	0,10	0,85	0,20	0,25	0,35	0,40
Свинцово-ол. припой	0,25	0,00	0,40	0,10	0,20	0,15	0,60	0,05	0,50	0,60	0,65
Алюминий	0,65	0,40	0,00	0,30	0,20	0,55	0,20	0,45	0,90	1,00	1,05
Дюралюминий	0,35	0,10	0,30	0,00	0,10	0,25	0,50	0,15	0,60	0,70	0,75
Сталь мягкая	0,45	0,20	0,20	0,10	0,00	0,35	0,40	0,25	0,70	0,80	0,85
Нерж. сталь	0,10	0,15	0,55	0,25	0,35	0,00	0,75	0,10	0,35	0,45	0,50
Цинк покрытие	0,85	0,60	0,20	0,50	0,40	0,75	0,00	0,65	1,10	1,20	1,25
Хром покрытие	0,20	0,05	0,45	0,15	0,25	0,10	0,65	0,00	0,45	0,55	0,60
Серебро	0,25	0,50	0,90	0,60	0,70	0,35	1,10	0,45	0,00	0,10	0,15
Углерод (графит)	0,35	0,60	1,00	0,70	0,80	0,45	1,20	0,55	0,10	0,00	0,05
Золото Платина	0,40	0,65	1,05	0,75	0,85	0,50	1,25	0,60	0,15	0,05	0,00

Согласно требованиям стандартов допускается механическое соединение между собой материалов, электрохимический потенциал (напряжение) между которыми не превышает 0,6 мВ. Поэтому, прямое соединение меди и алюминия недопустимо — электромеханический потенциал в этом случае равен 0,65 мВ, что больше максимальной нормы на 0,05 мВ. Поэтому необходимо подобрать своего рода прокладку между данными материалами, которая оптимизирует напряжение в связке.

Рассматривая медный провод, оптимальным вариантом соединения для него будет сама медь и сталь (потенциал 0,1 мВ). Аналогично и с алюминием. Соответственно, чтобы соединить медный и алюминиевый провод правильно, нужно добавить между проводниками прокладку (шайбу) из стали.Также, по данным таблицы можно подобрать другие комбинации соединений.

Разобравшись с электрохимической коррозией соединенных металлов, перейдем к рассмотрению основных способов соединения электрических проводов.

Соединение методом скрутки

Скрутка является самым распространенным но менее надежным способом соединения проводов.

Многие прибегают к данному способу из-за простоты и отсутствия соответствующей квалификации. Но нужно знать, что при колебаниях температуры окружающей среды, из-за линейного расширения металлов происходит следующее:

• Между проводами в скрутке образуется зазор.
• Увеличивается сопротивление контакта проводников.
• Начинает выделяться тепло.
• Провода окисляются, и контакт со временем полностью нарушается.

Имея целью получения более надежного контакта, от использования скрутки лучше отказаться. Но, если вы все же остановитесь на данном способе соединения, следует придерживаться следующих правил:

• Различные проводники должны хорошо обвивать друг друга
• Необходимы меры по дополнительной герметизации скрутки. Для этого можно воспользоваться любым водостойким защитным лаком.
• Оптимальное соединение медного и алюминиевого проводников получится, если концы предварительно залудить припоем.

Количество витков в скрутке должно быть не менее трех (для толстой жилы) и не менее пяти для тонкой (диаметром менее 1 мм).

Резьбовое соединение проводов

Следующий приемлемый вид соединения — резьбовое с помощью винтов и гаек. Оно является самым надежным и способно обеспечивать хороший контакт на протяжении всего срока службы проводки.

Ограничиваясь длинной резьбы, можно с легкостью соединить и разобрать любое количество проводников:

• Из разного метала (например, медь и алюминий).
• Различной толщины (диаметра жилы).
• Многожильные и одножильные.

Используйте промежуточные (пружинные) шайбы из стали для избежания прямого контакта проводов из меди и алюминия.

Рассмотрим этапы создания резьбового соединения:

1. Нужно снять с провода изоляционный слой достаточной длинны для обжимания жилой резьбы болта.
2. Окисленные участки необходимо зачистить и обезжирить. А используя многожильный проводник, его необходимо предварительно залудить.
3. Затем на винт устанавливаются поочередно шайба — медная жила (как пример) — шайба — алюминиевая жила — шайба. Шайбы должны быть стальными.
4. В завершение вся конструкция фиксируется гайкой.

Для предотвращения избыточного обжимания проводов перед первой шайбой нужно установить пружинную шайбу. Когда во время вкручивания гайки она выпрямится, соединение будет оптимально зафиксировано.

Соединение клеммной колодкой

Соединение проводов с помощью клеммной колодки по надежности уступает соединению с помощью винта и гайки и имеет, пожалуй, единственное преимущество:

• Упрощает процесс соединения проводов (алюминиевых, медных и иных в любой комбинации).

Для создания связки проводников данным способом концы жил очищаются от изоляции на длину 4 — 8 мм (в зависимости от диаметра), вставляются в отверстие и зажимаются укомплектованными винтами.

Рекомендации по использованию:

1. Клеммные колодки ни в коем случае не стоит использовать на ответственных и мощных участках. Закладка в штукатурку под отделочный слой — также не лучший вариант.
2. Допустимо использование на просматриваемых участках (в распределительных коробках) и в связке с маломощными приборами (светильники, люстры).
3. Фиксируя жилы, винт нужно основательно зажимать. Это предотвратит от ослабления контактов.
4. Используя проводники из различных металлов, учтите, что излишне оголенная жила может иметь контакт с жилой, продетой с другой стороны. В этом случае произойдет частичное окисление и ослабление связи.

В качестве дополнительной меры предосторожности соединение выполненное клеммной колодкой рекомендуется дополнительно обернуть изоляционной лентой. Это обусловлено тем, что ослабленный контакт может привести к случайному высвобождению жилы, находящейся под напряжением.

Соединение с помощью клеммников

Наиболее распространенный вид данного соединения — клеммные колодки с пружинными зажимами немецкого производителя Wago (Ваго). Они предназначены для соединения любых видов одножильных проводов (луженых многожильных) сечением от 1,5 до 2,5 мм².

Выделяют основные виды клеммников:

• Одноразовые. В этом случае провод фиксируется в неразъемном соединении.
• Многоразового применения. Рычажок на корпусе изделия позволяет многократно фиксировать жилы.

Применение данных соединителей оправдано:

• При подключении электроприборов (люстр, точечных светильников).
• При соединении проводки в распределительных коробках. Стоит учитывать нагрузку на линиях домашней электросети и подбирать клеммники соответствующего номинала.

Как и с рассмотренными выше способами, использование пружинных клеммников Ваго оправдано при соединении медных и алюминиевых проводов. Для этого достаточно снять с проводника изоляцию на 8 — 10 мм. и вставить его в клемму.

Изучив вопрос, как соединить медный и алюминиевый провод, можно применить полученные знания на практике не сомневаясь в надежность соединения. Нужно лишь выбрать один из рассмотренных методов.

В квартирах домов старой постройки зачастую электропроводка выполнена из алюминиевых проводов, соединенных между собой методом скрутки. При подключении к алюминиевой электропроводке светильников, установке дополнительных розеток и другого электрооборудования необходимо учитывать, что при повышенной влажности сопротивление контакта между алюминиевыми и медными проводами со временем увеличивается. Это приводит к нагреву места соединения и разрушению контакта.

Для надежного соединения медных и алюминиевых проводов между собой необходимо соблюдать простые правила, о которых и пойдет речь.

Способы соединения
алюминиевых проводов с медными

Подключать медные провода к уже существующей проводке из алюминиевых проводов, не так сложно, как кажется на первый взгляд. Главное соблюдать технологию.

Соединение скруткой

Скрутка, хотя правилами ПУЭ в настоящее время запрещена, является одним из самых распространенных способов соединения проводов в быту, благодаря простоте и не требующая дополнительных затрат. Но при соединении разнородных металлов, скрутка является и самым низко надежным способом соединения проводников.

При колебаниях температуры окружающей среды, из-за линейного расширения металлов, между проводами в скрутке образуется зазор, увеличивается сопротивление контакта, начинает выделяться тепло, провода окисляются, и контакт в конечном итоге между проводниками полностью нарушается. Конечно, это происходит спустя не один год, но, тем не менее, если планируется надежная долговременная работа электропроводки, то соединение проводов скруткой лучше заменить более надежным, например резьбовым или с помощью клеммных колодок.

Но если возникла необходимость скрутить провода, то скрутку нужно выполнять таким образом, чтобы проводники обвивали друг друга, а не один обвивал другой. На фотографии слева показана скрутка, которую делать недопустимо, так как не будет, обеспечена достаточная механическая прочность соединения. Скрутку медного проводника и алюминиевого без принятия мер по дополнительной герметизации ее не допустимо. Герметизировать скрутку можно любым водостойким защитным лаком.

Максимально надежное соединение медного и алюминиевого проводников получится, если медный провод предварительно залудить припоем. На правой фотографии скрутка медного и алюминиевого проводов выполнена правильно. Соединять провода можно разного диаметра, многожильный провод с одножильным проводом. Только многожильный провод необходимо предварительно пролудить припоем, сделав, таким образом, его одножильным. Витков в скрутке должно быть не менее трех для толстого провода и не менее пяти для тонкого, диаметром менее 1 мм.

Резьбовое соединение
алюминиевых проводов с медными

Соединение проводов, при правильном выполнении, с помощью винтов и гаек является самым надежным и способно обеспечивать надлежащий контакт на протяжении всего срок службы электропроводки и подсоединенных электроприборов. Легко разбирается и позволяет соединять любое количество проводников, ограниченное только длиной винта. С помощью резьбового соединения можно успешно соединять провода в любом сочетании, алюминиевые и медные, тонкие и толстые, многожильные и одножильные. Главное, не допускать непосредственного контакта проводов из меди и алюминия, и устанавливать пружинные шайбы.

Для того, чтобы выполнить резьбовое соединение необходимо снять с проводников изоляцию на длину, равную четырем диаметрам винта, если жилы окисленные, то зачистить металл до блеска и сформировать колечки. Далее на винт одевают пружинную шайбу, простую шайбу, колечко одного проводника, простую шайбу, колечко другого проводника, шайбу и в довершение гайку, завинчивая винт в которую весь пакет стягивают до выпрямления пружинной шайбы.

Для проводников с диаметром жил до 2 мм достаточно винта М4. Соединение готово. Если проводники из одного металла или при соединении алюминиевого провода с медным, конец которого залужен, то шайбу между колечками проводников прокладывать не нужно. Если медный провод многожильный, то его сначала нужно пролудить припоем.

Соединение алюминиевых проводов с медными
клеммной колодкой

В настоящее время широкое распространение получил способ соединения проводов с помощью клеммной колодки. Конечно, этот вид соединения проводов по надежности уступает соединению с помощью винта и гайки, но имеет ряд преимуществ. Позволяет надежно и быстро соединять алюминиевые провода и медные между собой в любом сочетании, не требуется формировать на концах проводов колечки, не нужно соединение изолировать, так как конструкция клеммной колодки исключает случайное прикосновение оголенных участков проводов друг с другом.

Для подсоединения провода к клеммной колодке, достаточно зачистить его конец от изоляции на длину 5 мм, вставить в отверстие и зажать винтом. Затягивать винт нужно со значительным усилием, особенно это важно при соединении алюминиевых проводов. Клеммная колодка незаменима при подключении люстры к коротким алюминиевым проводам, выходящим из потолка. От многократных скруток алюминиевые провода обламываются и становятся короткими. Даже если выходит алюминиевый проводник длиной всего в один сантиметр, то с помощью клеммной колодки можно подключить люстру надежно.

Очень удобна клеммная колодка для соединения перебитых в стене алюминиевых и медных проводов, так как длина перебитых проводов для соединения другими способами недостаточна. Но прятать клеммную колодку под штукатурку без размещения в распределительной коробке, не допустимо.

Соединение алюминиевых проводов с медными
с помощью клеммой колодки с плоско пружинным зажимом Wago

В настоящее время широкое распространение получили клеммные колодки с плоско пружинным зажимом Wago (Ваго) немецкого производителя. Клеммники Wago бывают двух конструктивных исполнений, одноразовые, когда провод вставляется без возможности изъятия, и многократного применения, с рычажком, позволяющим многократно как вставлять провода, так и вынимать.

На фото одноразовый клеммник Wago. Они рассчитаны для соединения любых видов одножильных проводов, в том числе и медных с алюминиевыми проводами сечением от 1,5 до 2,5 мм 2 . Колодка рассчитана на соединение электропроводки в соединительных и распределительных коробках с силой тока до 24 А, но я сомневаюсь в этом. Думаю, током силой более 5 А нагружать клеммы Wago не стоит.

Пружинные клеммники Wago очень удобные для подключения люстр, соединения проводов в соединительных и распределительных коробках. Достаточно просто с усилием вставить провод в отверстие колодки, и он надежно зафиксируется. Для того, чтобы вынуть провод из колодки потребуется значительное усилие. После изъятия проводов может произойти деформации пружинящего контакта и надежное соединение проводов при повторном соединении этой клеммой не гарантируется. Это является большим недостатком одноразового клеммника.

Более удобный клеммник Wago многоразовый, имеющий оранжевый рычажок. Такие клеммники позволяют соединять и в случае необходимости, разъединять между собой любые провода электропроводки, одножильные, многожильные, алюминиевые в любом сочетании сечением от 0,08 до 4,0 мм 2 . Рассчитаны на ток до 34 А.

Достаточно снять с провода изоляцию на 10 мм, поднять вверх оранжевый рычажок, вставить провод в клемму и вернуть рычажок в исходное положение. Провод надежно зафиксируется в клеммнике.

Клеммная колодка Wago является современным средством соединения проводов без инструмента быстро и надежно, но обходится дороже, чем традиционные способы соединения.

Неразъемное соединение
алюминиевых проводов с медными

Неразъемное соединение проводов обладает всеми преимуществами резьбового, за исключением возможности разборки и повторной сборки соединения без разрушения заклепки и необходимость наличия специального инструмента для выполнения заклепки – заклепочника. Сегодня заклепки широко используются для не разъемного соединения тонкостенных деталей конструкций при создании перегородок и интерьера в любых помещениях. Скорость, прочность, низкая цена и простора выполнения операции по заклепке – вот главное достоинство данного вида неразъемного соединения.

Принцип работы заклепочника простой, втягивание и отрезание стального стрежня, продетого через трубчатую алюминиевую заклепку со шляпкой. Стержень имеет утолщение и когда втягивается в трубку заклепки, расширяет ее. Заклепки бывают разных длин и диаметров, так что есть возможность подобрать любую.

Для того, чтобы соединить проводники заклепкой, нужно их подготовить так же, как и для резьбового соединения. Диаметры колечек должны быть чуть больше диаметра заклепки. Оптимальный диаметр заклепки это 4 мм. На заклепку одевают сначала алюминиевый проводник, затем пружинную шайбу, далее медный и плоскую шайбу. Вставляют стальной стержень в заклепочник и сжимают его ручки до щелчка (это происходит обрезка излишков стального стержня). Соединение готово.

Надежность резьбового и не разъемного соединений заклепкой достаточно высокая. Такой способ соединения можно успешно применять для сращивания, например, поврежденных при ремонтных работах в стене алюминиевых проводников дополнительной вставкой. Только нужно позаботиться о хорошей изоляции оголенных участков соединений.

С другими видами и способами соединения проводов вы можете ознакомиться на странице «Как правильно соединять электрические провода».

Электрохимическая коррозия соединенных металлов

Существует мнение, что алюминиевые и медные провода соединять непосредственно вместе недопустимо и это действительно научно обоснованный факт. А можно ли соединять медный провод с оцинкованной клеммой? Конечно, Вы не можете сразу дать ответ, но через минуту будете ориентироваться в этом вопросе не хуже опытного химика.

Что же происходит при соприкосновении двух разных проводников тока? Если влаги нет, то соединение будет надежным всегда. Но в атмосферном воздухе всегда есть пары воды, которые и является виновником разрушения контактов. Каждый проводник тока обладает определенным электрохимическим потенциалом. Это свойство металлов широко используется в технике, например, изготавливают термопары.

Но если вода попадает между металлами, то образует короткозамкнутый гальванический элемент, начинает течь ток и как в гальванической ванне разрушается один из электродов, так и в соединении разрушается один из металлов. Электрохимический потенциал каждого токопроводящего материала известен, и зная величину можно точно определить, какие материалы допустимо соединять между собой.

Таблица электрохимических потенциалов (мВ)
возникающих между соединенными проводниками

Металл	Медь, ее сплавы	Свинц-ол. припой	Алю миний	Дюр алюминий	Сталь	Нерж. сталь	Цинк покрытие	Хром покрытие	Серебро	Углерод (графит)	Золото Платина
Медь, ее сплавы	0,00	0,25	0,65	0,35	0,45	0,10	0,85	0,20	0,25	0,35	0,40
Свинцово-ол. припой	0,25	0,00	0,40	0,10	0,20	0,15	0,60	0,05	0,50	0,60	0,65
Алюминий	0,65	0,40	0,00	0,30	0,20	0,55	0,20	0,45	0,90	1,00	1,05
Дюралюминий	0,35	0,10	0,30	0,00	0,10	0,25	0,50	0,15	0,60	0,70	0,75
Сталь мягкая	0,45	0,20	0,20	0,10	0,00	0,35	0,40	0,25	0,70	0,80	0,85
Нерж. сталь	0,10	0,15	0,55	0,25	0,35	0,00	0,75	0,10	0,35	0,45	0,50
Цинк покрытие	0,85	0,60	0,20	0,50	0,40	0,75	0,00	0,65	1,10	1,20	1,25
Хром покрытие	0,20	0,05	0,45	0,15	0,25	0,10	0,65	0,00	0,45	0,55	0,60
Серебро	0,25	0,50	0,90	0,60	0,70	0,35	1,10	0,45	0,00	0,10	0,15
Углерод (графит)	0,35	0,60	1,00	0,70	0,80	0,45	1,20	0,55	0,10	0,00	0,05
Золото Платина	0,40	0,65	1,05	0,75	0,85	0,50	1,25	0,60	0,15	0,05	0,00

Согласно требованиям стандарта допускается механическое соединение между собой материалов, электрохимический потенциал (напряжение) между которыми не превышает 0,6 мВ. Как видно из таблицы, надежность контакта при соединении меди с нержавеющей сталью (потенциал 0,1 мВ) будет гораздо выше, чем с серебром (0,25 мВ) или золотом (0,4 мВ)!

А если медный провод покрыть оловянно-свинцовым припоем, то можно его смело соединять любым механическим способом с алюминиевым! Ведь тогда электрохимический потенциал, как видно из таблицы, составит всего 0,4 мВ.

Допустимые и недопустимые контакты металлов. Популярные метрические и дюймовые резьбы

Электронику часто называют наукой о контактах. Многие знают, что нельзя скручивать между собой медный и алюминиевый провода. Медная шина заземления или латунная стойка для платы плохо сочетаются с оцинкованными винтиками, купленными в ближайшем строительном супермаркете. Почему? Коррозия может уничтожить электрический контакт, и прибор перестанет работать. Если это защитное заземление корпуса, то прибор продолжит работу, но будет небезопасен. Голая алюминиевая деталь вообще может постепенно превратиться в прах, если к ней приложить даже низковольтное напряжение.

Доступные нам металлы не ограничиваются только медью и алюминием, существуют различные стали, олово, цинк, никель, хром, а также их сплавы. И далеко не все они сочетаются между собой даже в комнатных условиях, не говоря уже о жёстких атмосферных или морской воде.

В советских ГОСТах было написано почти всё о допустимых контактах металлов, но если изучение чёрно-белых таблиц из 1000 ячеек мелким шрифтом утомляет, то правильный ответ на «медный» вопрос — нержавейка, либо никелированная сталь, из которой, кстати, и сделан почти весь «компьютерный» крепёж. В эпоху чёрно-белого телевидения были другие понятия об удобстве интерфейса, поэтому для уважаемых читателей (и для себя заодно) автор приготовил цветную шпаргалку.

И, раз уж зашла речь о металлообработке, заодно автор привёл таблицу с популярными в электронике резьбами и соответствующими свёрлами, отобрав из объёмных источников наиболее релевантное по тематике портала. Не все же здесь слесари и металлурги, экономьте своё время.

Преамбула

Да, в век 3D-печати популярность напильника с лобзиком несколько потускнела. Но клетка Фарадея для РЭА по-прежнему является преимуществом, не забываем и про защитное заземление. Да, для печати корпусов РЭА уже доступен электропроводный (conductive) ABS-пластик, но судя по источнику, его удельное сопротивление примерно в миллион раз больше меди. Дескать, пыль уже не липнет, но для заземления всё равно многовато. Напечатать же стальные детали корпуса ПК в домашних условиях пока никак невозможно, да мы и алюминий-то с оловом никак не освоим…

Что же делать? Нашему брату приходится действовать методом Микеланджело, используя для творчества вместо каменной глыбы купленные в DIY-магазине заготовки, либо вообще старые корпуса ПК. Работая как-то с корпусом от старого сервера IBM из шикарной миллиметровой стали, автор впал в ступор, потому что имеющаяся резьба была крупнее М3, но мельче #6-32 (позже выяснилось, что это М3,5). Зачем вообще понадобилось в 2003-м году использовать метизы М3,5, останется загадкой, но о существовании дробной метрической резьбы автор даже не подозревал.

UPD
Для моддеров, кстати, рынок предлагает новые, удобные инструменты арсенала домашней мастерской, и про один из них (осциллорез) я рассказываю в отдельной публикации. Арсенал принадлежностей прекрасно дополнит более привычные циркулярные мини-пилы (aka «дремели»), а отсутствие эффекта «запрессовки зубьев» упростит обработку вязких металлов типа меди и алюминия. Инструмент лёгкий, не такой неуклюжий и опасный, как «болгарка». Можно пилить металл практически на уровне носа и без риска получить рубящий удар от заклинившего или осколок от «взорвавшегося» диска. А так бывает в красочно описанных уважаемыми читателями случаях с УШМ: 300-граммовый блин «болгарки» делает 200 оборотов в секунду, потребляя до 2кВт электричества, и требует чуть ли не костюм сапёра. Работающий же осциллорез травматологи упирают себе пильной стороной прямо в ладонь, чтобы успокоить пришедшего на снятие гипсовой повязки пациента… Впрочем, вернёмся к нашим металлам.

Допустимые и недопустимые контакты металлов по ГОСТ 9.005-72

DISCLAIMER: Предоставляется «как есть». Если уважаемый читатель занимается моделизмом, автомобилизмом или робототехникой, в ГОСТе также приведены: Таблица №2 для жестких и очень жестких атмосферных условий, Таблица №3 для контактов, находящихся в морской воде. Ниже я предлагаю выдержку из Таблицы №1 для средних атмосферных (т.е. комнатных) условий. Буква «А» означает «ограниченно допустимый в атмосферных условиях», подробности в самом ГОСТе.

Кликабельно (спасибо, НЛО):

UPD:
Ещё цветные шпаргалки (благодарю greatvovan):
для средних атмосферных условий
для жестких и очень жестких атмосферных условий

Пара слов о металлах

Металлурги, поправляйте, если что не так. Коррозия очень объёмная и сложная тема, и я не претендую на полноту её освещения. Я лишь даю выборочные зарисовки, чтобы сформировать у читателя нужные ассоциативные ряды. Оцинковка

Оцинкованная сталь — основная рабочая лошадка народного хозяйства. В виде различных метизов «оцинковка» встречается в магазинах стройматериалов гораздо больше, чем, например, «премиумная» нержавейка. Фабричные корпуса ПК, технологические ящички и шкафчики для оборудования чаще всего выполнены из оцинкованной холоднокатанной стали толщиной порядка 1мм (чем дешевле корпус, тем тоньше лист). «Оцинковка» достаточно прочна и хорошо проводит ток, в промышленности требуется заземление. Если разрезать корпус, то под слоем краски какого-нибудь унылого RAL7035 будет тончайшее цинковое покрытие, а под ним, скорее всего, та самая углеродистая холоднокатанная сталь. Лично у меня нет причин не доверять ГОСТ 9.005-72, поэтому после колхозинга фабричных изделий вообще не рекомендую делать электрический контакт на месте среза стали, лучше постарайтесь сберечь цинковое покрытие. А порезы и шрамы можно закрасить из балончика того же унылого RAL7035 (только заплати €10 и попробуй его найти ещё). Я пользовался автомобильной эмалью нейтрального белого или чёрного цвета (флакончик с кисточной, €2 в любом автомагазине).

АлюминийАлюминий и его сплавы бывают анодированные (с защитным слоем) и обычные (неанодированные). Алюминий легко обрабатывать в домашних условиях, но помните о коррозии. Не используйте голый алюминий в качестве проводника даже с низковольтным напряжением, иначе ток медленно обратит деталь в прах. Обработанным в мастерской алюминиевым и дюралюминиевым деталям показана полная эквипотенциальность (наведённые полями токи вроде бы по фиг, заземлять тоже можно). Алюминий совместим с цинковым покрытием, но для контакта с медью, «голой» или никелированной сталью требуется оловянная «прокладка». Ограниченно допустим контакт алюминия с нержавейкой в атмосферных условиях. Для простоты можно принять, что при контакте с другими металлами и покрытиями алюминий будет корродировать сам по себе, без помощи внешнего электричества.

Витая пара из омедненного алюминия (Copper Clad/Coated Aluminium, CCA) — это отдельная история, в домашних условиях кабель всё равно не производится.

Медь

Медь мягкая и довольно неаппетитно окисляется на воздухе, поэтому изделия из меди заключают в герметичную оболочку или лакируют. Латунные бляхи солдатских ремней и стойки для электронных печатных плат лучше сопротивляются окислению и выглядят аппетитнее позеленевшей меди, особенно если их периодически полировать (я про бляхи, конечно). При этом ни медь, ни её сплав с цинком (латунь) «не дружат» с чистым цинком и его покрытиями. Зато медь совмещается с хромом, никелем и нержавейкой. А если вы держите в руках какую-нибудь клемму, то она наверняка из лужёной (покрытой оловом) меди.

Олово

Олово мягкое, но зато стойкое к коррозии (в комнатных условиях) и электрически совместимое почти со всеми, кроме чугуна, низколегированных и углеродистых сталей, магния. Не стоит паять оловом и бериллий, будьте внимательны при сборке домашнего ядерного реактора. Олово используют, чтобы из недопустимого электрического контакта получить допустимый, т.е. в качестве «прокладки». Клеммы из лужёной меди — отличный пример.

UPD:
На холод изделие выносить нельзя, а при минусовых температурах лучше не эксплуатировать вообще.

Никель

Никелем покрыты блестящие «компьютерные» винтики. Такое покрытие совместимо с медью и бронзой, латунью, оловом, хромом и нержавеющей сталью. Никель несовместим с цинком и алюминием (для алюминия лучше контакт с нержавеющей сталью, см. ниже).

Нержавейка

Нержавеющая сталь — королева металлов сталей: прочная, пластичная, стойкая к коррозии, электропроводная, круто выглядит. Слишком тугая, чтобы резать и гнуть её дома в промышленных масштабах. Хромистые и хромисто-никелевые нержавейки электрически плохо совместимы с цинком и «голой» сталью, зато дают надёжный контакт с медью без помощи олова. Алюминий, а также азотированная, оксидированная и фосфатированная низколегированная сталь ограниченно совместимы при стандартных атмосферных условиях. Нержавейка марки А2 не «магнитится», но существуют и нержавеющие стали с магнитными свойствами. Магнитные свойства не влияют на коррозионную стойкость нержавеющей стали.

Пара слов про case modding

Если вы занимались сборкой ПК, то наверняка знаете, что болтики для монтажа приводов CD/DVD, «ноутбучных» дисков 2.5″ и флоппи-дисководов (ха-ха) используют метрическую резьбу M3. В корпусах ПК и жёстких дисках 3.5″ используется более грубая дюймовая резьба #6-32 UNC. Почему? Мягкий металл любит более грубую резьбу, к тому же адепты дюймовой системы пока лидируют на рынке технологий. Стойка 19″ использует (вы не поверите) дюймы в качестве основной меры, однако для монтажа оборудования я встречал только оцинкованные клетевые шайбы и винты с метрической резьбой М6. Дюймово-метрический дуализм в технологиях…

Обустройство своей инженерной кухни я начал с того, что купил защитные очки, набор качественных свёрл по металлу, небольшой вороток и метчики на резьбы M3 и #6-32 UNC, а заодно M4 и M6. Плашки не понадобились.

Популярые виды резьбы, используемой в компьютерной технике
ГОСТ 19257-73 рекомендует использовать следующие диаметры свёрл для металлов. Наверное, стоит учитывать и количество метчиков в наборе: чем твёрже материал, тем больше необходимость в «предварительных» метчиках. У меня их по три штуки, два «грубых» и один «финишный». А как правильно, кстати?

UPD
А как правильно — читайте комментарии, на публикацию-таки зашли мастера слесарного дела, только я не успел отсортировать всю информацию. Пользователь golf2109 любезно принёс сюда прямо из мастерской два правых столбца таблицы для обозначения того, как мягкость (вязкость) металла влияет на диаметр отверстия под резьбу, благодарю за поддержку.

Диаметр резьбы	Стандартный шаг, мм	Диаметр сверла, мм
		ГОСТ	Fe	Al
M2	0.4	1,6		1.5* (-0.1)
M2,5	0.45	2.0		1.8* (-0.2)
M3	0.5	2.5		2.3 (-0.2)
M3.5	0.6	2.9		2.7* (-0.2)
M4	0.7	3.3	3.2	3.0 (-0.3)
M5	0.8	4.2		3.9 (-0.3)
M6	1.0	5.0	4.9	4.6 (-0.4)
M8	1.25	6.8	6.7	6.3 (-0.5)
M10	1.5	8.5		8.0 (-0.5)
#6-32 UNC	0.794	2.85	2.7*	2.5* (-0.35)

* Я рискнул прикинуть калибры двух дополнительных свёрл для стали и алюминия там, где по ним у меня нет данных в источниках. Обратите внимание, резьба #6-32 UNC по наружному диаметру находится между M3 и M4, а по шагу резьбы вообще ближе к M5.

UPD
Если сверлите что-то толще миллиметрового листа, читайте спойлер про СОЖ.

про СОЖ

Довольно большое значение и при сверлении, и при нарезании резьб имеет смазка и охлаждение обрабатываемых деталей и инструмента. Настоятельно рекомендую при подаче сверла не спешить и пользоваться техническими жидкостями. Режущая кромка сверла легко перегревается от сухой детали, и получается

металлический отпуск. Поверьте, такой отпуск не нужен: он вызывает необратимые изменения в структуре металла и деградацию его прочностных свойств (сверло тупится гораздо быстрее, чем должно). Что делать? Вот несколько советов, которые автор встречал в разных местах.
Не сверлите большим сверлом сразу, разбейте операции примерно по 3мм: т.е. отверстие 10мм сперва проходим 3мм, потом 6мм.
Хорошенько отметьте отверстие керном. Одолжите у ребёнка пластилин, сделайте бортик вокруг планируемого отверстия так, чтобы получился мини-бассейн размером с монету. Если под рукой нет *вообще ничего*, хорошенько смешайте ложку подсолнечного масла с ложкой жидкого мыла и налейте в этот мини-бассейн, хуже не будет. Но если нужно просверлить насквозь, скажем, гирю 16кг, погуглите книгу народных рецептов «сож своими руками». Желаю всем начинающим удачной пенетрации: как говорится, берегите ваши свёрла-метчики смолоду, ведь их ждут новые идеи и интересные изобретения!

На известной китайской площадке можно приобрести «пальцевые» винтики (thumb screw), причём и на #6-32, и на M3. Материал и цвет разный.

Источники

» ГОСТ 9.005-72. Единая система защиты от коррозии и старения. Машины, приборы и другие технические изделия. Допустимые и недопустимые контакты металлов. Общие требования.
» ГОСТ 19257-73. Отверстия под нарезание метрической резьбы. Диаметры.
» Unified Coarse Thread ANSI B1.1 (резьбы UNC ANSI B1.1).

Как сделать правильное соединение медь-алюминий

Для электропроводки в квартире в настоящее время господствует повсеместное применение медных проводов. Сегодня можно встретить алюминиевую электропроводку только в тех местах, где нет выбора кабельной продукции или в условиях дефицита бюджета. Ведь еще каких-то 10-15 лет назад все новые дома сдавались с алюминиевыми проводами и медь использовали только прагматичные состоятельные люди и, разве что, эстеты. Во время самостоятельного ремонта квартиры, в доме старого жилого фонда у вас может появиться задача правильного соединения медных и алюминиевых проводов.

Что же особенного в соединении медных и алюминиевых проводников между собой? И какие подводные камни могут встретиться на этом пути? Казалось бы, что за проблема? Соединять как обычно и не забивать себе голову. Однако, с такими соединениями все не так просто. Все правила категорически ЗАПРЕЩАЮТ непосредственный контакт медных и алюминиевых проводов.

Почему нельзя обычным способом соединять медь и алюминий

Проблема кроется в свойствах этих металлов. Алюминий является более активным металлом нежели медь. В результате чего на поверхности алюминия в нормальных условиях в быстрое время образуется оксидная пленка. Эта пленка имеет худшие электопроводные свойства в отличие от чистого алюминия. В связи с этим, электрический контакт становится хуже, по сравнению с медью, оксидная пленка на которой практически не сказывается на качестве контакта. Проявляется явление электрохимической несовместимости металлов.

Получается что при соединении медных и алюминиевых проводов, электрический контакт происходит между их оксидными пленками. Контакт получается некачественный, который будет нагреваться со всеми вытекающими последствиями. При попадании влаги начинается процесс электролиза, который разрушает контакт и превращает соединение в потенциальный источник пожара. При таком контакте первым разрушается алюминий, при ежедневном нагреве и остывании появляются трещины и раковины, под воздействием влаги соединение покрывается окислами, солями, изоляция также начинает разрушаться, образуются токопроводящая копоть и со временем контакт нарушается или приводит к пожару. Сухой контакт будет разрушаться медленно, годами, а при попадании влаги, может произойти авария за считанные недели даже при незначительных токах.

В истории были прецеденты, когда медно-алюминивые соединения спокойно исправно служили свою службу, но такие примеры скорее исключения, чем правило. Такое возможно при парниковых условиях эксплуатации и незначительных токах.

Как правильно соединять медные и алюминиевые проводники

Что же делать когда соединять разнородные металлы действительно нужно? Остается только два пути: соединять через другой металл или устранять образование разрушающей оксидной пленки. В первом случае используются самые различные соединители:

• клеммные колодки без непосредственного соприкосновения разнородных проводников,
• защитный слой из третьего металла
• шайбы
• специальные наконечники.

Для соединения меди и алюминия используются специальные пасты, которые и защищают контакт от окисления и попадания влаги, препятствуют последующему разрушению контакта.

Если для дружбы этих двух металлов нужен третий, то можно один из них залудить. Например луженый медный многожильный провод прекрасно выполнит поставленную задачу при соединении с одножильным алюминиевым.

Для конкретной задачи подключения к алюминиевому стояку в подъездном щитке используются ответвительные зажимы (сжимы) с проколами или без, так называемые «орешки». В них есть промежуточная пластина исключающая непосредственный контакт. Есть экземпляры как с пастой, так и без нее. Для более бытовых задач можно использовать клеммные колодки с перегородками или разными гнездами для проводников из меди и алюминия. Можно даже использовать обычное болтовое соединение, главное не забыть проложить между медным и алюминиевым проводом шайбу, оцинкованную или из нержавейки.

Удачно сочетают в себе нужные нам свойства — клеммы Wago. У них отдельные зажимы для каждого провода и специальные пасты для соединения с алюминиевыми проводами. Такие клеммы Wago отличаются от чисто медных клемм цветом — они серо-черные. Для применения в домашних условиях, при ремонте старой электропроводки, рекомендуем вам присмотреться именно к ним.

Если все же придется решать задачу соединения медного и алюминиевого проводов, ни в коем случае не заделывайте на глухо место соединения, например, в стену. Оставляйте такой контакт под присмотром или обеспечьте доступ для профилактического подтягивания контакта или аварийного ремонта, иначе придется ломать стену и переклеивать обои.

Соединение алюминиевого и медного проводов при устройстве новой или ремонте старой электропроводки дело хлопотное и очень ответственное. Соблюдая нехитрые правила можно с блеском решить поставленную задачу.

Читайте также

Монтаж F разъема на кабель
Электроустановочные изделия. Критерии отбора
Как купить хорошие розетки и выключатели
Конструкция хорошей розетки

Контакт медных и алюминиевых проводов

Часто «домашние электрики», ремонтируя электросеть, дотачивают алюминиевые провода, пришедшие в негодность и требующие частичной замены, медными. Подобные действия недопустимы. Почему же не рекомендуют соединять медные и алюминиевые провода напрямую?

Соединение проводов: 2 – угольные электроды.

В основном это связано с высокой окисляемостью алюминия. Со временем на поверхности алюминия появляется окисная плёнка, у которой очень высокое сопротивление, а это сильно уменьшает токопроводимость такого соединения. А вот медные провода менее подвержены окислению, и окисная плёнка на них имеет маленькое сопротивление, следовательно, на токопроводимости это сказывается очень незначительно.

После соединения меди и алюминия электрический ток проходит через окисные плёнки этих металлов, что существенно может затруднять токопроводимость в данном месте соединения, так как эти проводники имеют разные электрохимические свойства.

Дело в том, что электрический ток выступает в роли катализатора этой реакции, и чем больше значение тока, тем быстрее окисление происходит. В результате лампочка/розетка могут вдруг самопроизвольно перестать работать или место контакта будет сильно нагреваться. Электрический контакт нарушается за счет теплового расширения, а при остывании проблемного места контакт снова появляется.

Схема соединения проводов.

Электрики-профессионалы при необходимости «совместить» алюминий с медью в электросети используют «посредника» — стальные анодированные болт, гайку и шайбы, чтобы между медным и алюминиевым проводом находилась стальная шайба, а сами «конфликтующие» металлы никоим образом не контактировали. Можно также использовать шайбу из оцинкованного железа.

Необходимо помнить, что разорванный посреди стены провод нельзя скручивать и «замуровывать» в штукатурку по нескольким причинам:

• нарушается изоляция провода, что может привести к «пробиванию» фазы на стену;
• нарушается целостность провода — высока вероятность нагревания места контакта и повреждения изоляции при большой нагрузке;
• при «неправильной» скрутке нет возможности исправить ошибку.

При обнаружении разрыва провода посреди стены необходимо полностью заменить провод, от контактной коробки до розетки/лампочки/выключателя. Допустимо в месте разрыва разместить распаечную коробку, желательно углубив ее под слой штукатурки. Это не так «эстетично», как полная замена провода, но зачастую является самым простым решением. Есть еще один метод. Берем и облуживаем медный провод оловом при помощи паяльника, а затем делаем обыкновенную скрутку. Также можно использовать современные зажимы или переходные колодки.

В заключение можно подвести итог: чтобы оградить себя от будущих проблем, скручивать медные провода с алюминиевыми лучше не стоит.

можно ли соединять, виды соединений

Содержание статьи:

В домах старой постройки устанавливалась алюминиевая проводка. Она имеет много недостатков по сравнению с медной и требует замены. Но не всегда жильцы квартир проводят капитальный ремонт и полностью меняют электропроводку. Ее могут заменить частично. Создание надежного контакта требует соблюдения определенных нюансов и условий, с которым следует ознакомиться до ремонтных работ.

Почему нельзя соединять медь и алюминий в электропроводке

Соединение меди и алюминия способом скрутки

Алюминиевая электропроводка выполняла все свои функции в старых домах. Раньше электронные приборы не требовали большой мощности. Но с развитием технологий нагрузка на провода и розетки стала возрастать, из-за чего пришлось искать новые материалы, способные работать под большим напряжением. Это приводит к тому, что может потребоваться наращивание алюминиевого кабеля медным.

Напрямую выполнить соединение проводов алюминий и медь нельзя. В первую очередь несовместимость связана со свойствами алюминия. Он быстрее окисляется и разрушается. При совмещении с медью процесс разрушения происходит быстрее. Нагрев происходит из-за того, что удельное сопротивление алюминия выше, чем у меди. Также алюминий является более мягким и обладает меньшей электропроводностью.

Медь и алюминий являются несовместимыми гальванически. При касании возникает химическая электролизная реакция, ухудшающая контакт. Место подсоединения окисляется или греется, происходит разрушение изоляционного слоя, из-за чего повышается риск возникновения короткого замыкания или пожара. Процесс ускоряется в условиях повышенной влажности.

Основные способы соединения

Соединение проводов различным способом

Чтобы сделать правильный надежный контакт между двумя разными материалами, используются специальные приспособления. Их можно разделить на две категории по наличию между многожильными проводами контакта:

• Есть прямой контакт. Достигается такими способами как скрутка, опрессовка, пайка.
• Прямой контакт отсутствует. Осуществляется с помощью клеммников и резьбовой фиксации.

Чтобы соединить алюминиевый провод с медным, лучше воспользоваться вторым вариантом. Первый метод можно реализовать только в том случае, если медные жилы предварительно будут обработаны.

Скрутка

Этот способ применяется в бытовых условиях на короткий срок. Скручивание кабелей является ненадежным, быстро греется и разрушается. По требованиям ПУЭ использовать скрутку в электропроводке запрещено, особенно при соединении двух разных материалов.

Варианты соединения проводов способом скрутки

Пайка

Пайка многожильных проводов

Два провода из разных материалов можно спаять друг с другом. Но спаивать провода нужно только при соблюдении технологических особенностей каждого материала. Медь и алюминий требуется подготовить к пайке. Сложности могут возникнуть именно с алюминиевыми жилами. На его поверхности образуется тонкая оксидная пленка, из-за которой припой не пристает к проводкам. Ее можно нейтрализовать с помощью специального приспособления.

Конец провода зачищается и обрабатывается медным купоросом в виде раствора. Далее потребуется батарейка. К минусу крепится проводник. Медь устанавливается на плюсе, второй конец меди – в раствор. Через некоторое время на алюминиевом кабеле проявится налет, который позволит закрепиться припою на электрическом проводе. После этого можно начать паять.

Опрессовка

Варианты опрессовки проводов

При опрессовке проводов на место соединения надевается гильза или наконечник из пластика или металла. Гильза и наконечник позволяют зафиксировать и укрепить контакт между жилами. Внешне гильза представляет собой трубку с изоляцией. Наконечник обычно изготавливается в виде пластикового колпачка, в который проводятся соединяемые провода. После продевания кабелей насадку или гильзу нужно обжать пресс-клещами.

Существуют насадки с зажимным кольцом или конусообразной пружиной. Надеваются на скрученные провода и обжимаются плоскогубцами. С помощью такой опрессовки можно делать скрутку в домашних условиях. Металлическое кольцо внутри надежно фиксирует контакт между жилами.

Резьбовая фиксация

Соединение проводов способом резьбовой фиксации

Контакт, созданный с помощью резьбового соединения, отличается надежностью и устойчивостью. Жилы зажимаются друг с другом с помощью гайки на резьбовой основе. Между концами устанавливается шайба, которая предотвращает прямой контакт меди и алюминия.

Основное преимущество способа – простота и универсальность. Минус – громоздкость и неудобство изоляции. Благодаря резьбовому соединению можно подключить провода с различной площадью сечения.

Алгоритм создания контакта:

• Зачистить провода от изоляционного слоя на 1-1,5 см.
• Создать кольцо из оголенных жил диаметром больше, чем болт.
• Кольца надеть на болт.
• Между жилами установить пружинную шайбу.
• Соединение необходимо зафиксировать затягиванием гайки или с помощью заклепочника.

Этот метод электромонтажа отлично подходит для наращивания провода достаточной длины.

Применение заклепок

Заклепочник для соединения проводов

Заклепка – это приспособление, состоящее из трубки и сердечника. Фиксируется при помощи заклепочника. Для создания контакта жилы как и в случае резьбового соединения зачищаются и выкладываются в виде кольца. Эти кольца нужно надеть на трубку со стальной прокладкой – шайбой. Затем нужно обжать заклепку, сердечник сожмет металл между собой и зафиксирует кабели друг с другом.

Этот контакт является неразъемным. Его преимущества – надежность, прочность и долговечность. Сложность работы заключается в поиске заклепочника, также необходимы навыкм работы с ним. Используется для электросоединения жил в труднодоступных местах.

Контакт при помощи двух стальных планок

Медь и алюминий можно соединить несложным методом, который предварительно требует обработки медной жилы лужением. Провод зажимается двумя стальным планками, у которых по краям находятся болты. К преимуществам относится возможность подсоединения нескольких ветвей без увеличения длины болта. Оголенные части закрепляются между планками. Чтобы использовать этот метод, нужно брать кабели одинакового диаметра. Провода обязательно нужно заизолировать.

Клеммники, клеммные колодки

Клеммное соединение проводов

Качественное и надежное соединение можно сделать с помощью клемм и клеммных колодок. Они представляют собой планку, выполненную из изолирующего материала, с разъемами для установки проводов. Зажим осуществляется с помощью болтов. Прямой контакт между жилами отсутствует.

Клеммная коробка – это система из нескольких клеммников. Они объединяются в одну конструкцию и обладают несколькими выходами.

Достоинства:

• Легкость монтажа.
• Высокая надежность изоляции. Дополнительно изолировать систему не нужно.
• Для надежной фиксации достаточно 1-2 см кабеля.

В случае скрытой проводки требуется установить распределительную коробку и автомат на ввод. Также в продаже есть специальные клеммные коробки для скрытого монтажа.

Все концы проводов должны быть надежно зафиксированы внутри клеммника. Особенно важно надежно закреплять алюминиевые жилы или при монтаже кабелей на улице или в комнате с повышенной влажностью и температурой.

Пружинные и самозажимные клеммники

Соединение проводов пружинными клеммниками

В продаже можно найти одноразовые и многоразовые колодки и клеммники. Пружинные устройства надежно фиксируют жилы с помощью пружины, которую по необходимости можно ослабить при установке или вытаскивании провода. При опускании рычага медь и алюминий надежно зафиксируются внутри клеммника. Одноразовые приборы зажимают кабели при установке в гнездо, чтобы их вытащить, нужно приложить физическое усилие. В результате пружинный механизм может повредиться, повторное применение станет невозможным.

Ассортимент одноразовых и многоразовых клеммников широк. Они различаются по числу подключаемых веток разводки, сечению устанавливаемого провода. Использование клеммников – это один из самых популярных и удобных способов для создания контакта между проводами.

Первые клеммные колодки с самозажимным механизмом выпустила компания Wago. Они создают и продают одноименные соединители. На рынке можно найти множество аналогов, в том числе произведенных неизвестными компаниями. Такие устройства могут быть ненадежными, поэтому рекомендуется покупать все электротехнические приборы в специализированных магазинах.

Алгоритм подключения самозажимного клеммника Wago:

• Снять изоляционный слой с проводов примерно на 0,5-1 см.
• Оголенную часть жилы установить в соответствующее гнездо клеммной колодки.
• Зафиксировать провод с помощью пружинного зажима или винта.

Дополнительная изоляция места соединения не требуется. К недостаткам соединения колодками Wago относится высокая стоимость изделий.

Колодки типа «Орех»

Орех для соединения проводов

Существует еще одна разновидность клеммников, используемая для контакта двух проводников. Это клеммные колодки «Орех», которые представляют собой две медные пластины, заключенные в пластиковый корпус. Применяются для ответвления кабелей большого диаметра, а также использования в уличных условиях.

Механизм работает просто. Между двумя пластинами укладываются жилы. Затем их нужно стянуть при помощи болтов. Для изоляции сверху надевается защитный пластиковый корпус, который состоит из двух половинок, внешне напоминающих орех. Крепятся половинки также при помощи стандартных винтов.

Особенности соединения на улице

Все провода и кабели, проложенные на улице, подвергаются негативному воздействию внешних факторов. Снег, дождь, высокие температуры, прямые солнечные лучи могут привести к нарушению соединения. Поэтому соединитель должен обладать высокой устойчивостью ко всем негативным факторам и герметично закрывать место контакта. В открытых местах для создания контакта используются прокалывающие зажимы.

Рекомендации специалистов

Скрутка проводов может привести к пожару

Чтобы безопасно соединить медную и алюминиевую жилу, следует воспользоваться следующими правилами:

• Если соединение будет осуществляться с помощью пайки или сварки, медь предварительно нужно залудить. Для алюминия потребуется специальный припой.
• Не рекомендуется сильно надавливать на места контактов и допускать механическое воздействие на них. Это может привести к деформации и повреждению жил.
• Обязательно должна соблюдаться маркировка.
• Клеммники и другие соединители выбираются с учетом условий эксплуатации. Для уличной работы прибор должен обладать высокой степенью защищенности от влаги, ультрафиолетовых лучей, повышенных температур. Также клеммник должен подбираться с учетом сечения кабеля.

Нельзя скручивать провода электропроводке. Это ненадежный способ, при котором материалы нагреваются, разрушаются, из-за чего может произойти возгорание.

Последствия установки стальной шайбы между медным и алюминиевым проводом

Чтобы улучшить качество контакта, может использоваться специальная смазка или паста. Чаще всего применяется кварцевазелиновая паста или другое средство, отталкивающее влагу. Она позволяет улучшить соединение электропровода из алюминия. Применяется во всех видах соединений. Особенно рекомендуется использовать пасту на улице. Она дополнительно защищает контакт и ограничивает негативное влияние окружающей среды, что повышает долговечность.

На пасту довольно сложно надевается изоляция. Изолента практически не приклеивается, а термоусадочная трубка может повредиться. Поэтому нужно заранее продумать, каким способом будет защищаться контакт двух проводников.

Мир современных материалов — Защитные покрытия для электрических контактов алюминий-медь

 Окружающая среда оказывает существенное влияние на работу электрических контактов. В случае контакта между разнородными металлами (частый случай – контакт меди и алюминия), имеющими разные электрохимические потенциалы, при взаимодействии содержащихся в атмосфере различных оксидов (СО₂, SO₂ и др.) с влагой воздуха образуются растворы кислот, которые являясь электролитом, вызовут гальванический процесс между электродами контактной пары. Электрохимическая коррозия приведет к постепенному разрушению контактного соединения.

Для предотвращения коррозии и повышения стабильности соединений медь-алюминий широко применяют нанесение покрытий на один или оба контактирующие элемента. Наиболее часто используются олово, серебро, медь, никель.

Исследования и практика эксплуатации показали, что покрытия из олова не предотвращают гальванической коррозии и не гарантируют стабильность электрических характеристик контакта медь-алюминий. Во-первых, такие покрытия восприимчивы к фреттингу, вызывающему деградацию поверхности контакта, повышение и нестабильность контактного сопротивления. Во-вторых, олово даже при комнатной температуре легко формирует интерметаллические соединения с медью, отличающиеся хрупкостью, высоким сопротивлением и чувствительностью к воздействию окружающей среды. В связи с этим для уменьшения коррозионного повреждения целесообразно дополнительно использовать контактные смазки.

Покрытия из серебра широко используются в контактах коммутационной аппаратуры закрытого типа, эксплуатирующихся при высоких температурах. Их наносят преимущественно электрохимическим методом, а также методом горячего погружения в расплав. Серебряные покрытия должны быть однородными и относительно толстыми — для закрытой коммутационной аппаратуры и шин оптимальной считается толщина покрытия 5-15 мкм. Однако в случае работы контактов в условиях многократных переключений, или при высоких требованиях к стабильности контактного сопротивления тол­щина наносимого покрытия должна быть еще больше.

Но и серебро обладает рядом недостатков: оно является электроотрицательным к алюминию, вызывая его коррозию; склонность к потускнению, пористость покрытий делает их чувствительными к повышенной влажности.

Медь — металл красноватого цвета, очень дефицитный, так как его содержание в земной коре составляет не более 4,7-10^-3 % (в верхней ее части примерно 2-10^-3%). Этот металл получил широкое распространение в качестве проводникового материала, поскольку обладает целым рядом технически ценных свойств: высокой электропроводностью и достаточно механической прочностью; удовлетворительной стойкостью к коррозии даже в условиях повышенной влажности; хорошей обрабатываемостью.

Никель относится к одним из наиболее распространенных элементов в земной коре. Высокая стойкость к окислению и коррозии, относительно низкое сопротивление и коэффициент термического расширения, высокая механическая прочность никеля и его сплавов обусловили их широкое применение в электротехнике. Даже в холодном состоянии ни­кель легко поддается механической обработке.

Покрытия из никеля являются лучшими в сравнении с другими, как с экономической точки зрения, так и улучшения контактных свойств соединений алюминий-медь. Сравнительные испытания покрытий олова, серебра, никеля и меди в таких соединениях были проведены Брауновичем. Количественная оценка способности покрытий к защите от коррозии при воздействии солевых растворов и индустриально загрязненной атмосферы приведена в табл. 1. Показатель эффективности определялся усреднением показателей, характеризующих работу соединения в условиях действия различных факторов (циклическое изменение тока, фреттинг, действие солей и индустриальных загрязнений). Чем ниже величина показателя, тем выше эффективность материала покрытия.

 

 

Таблица 1. Сравнительная оценка эффективности различных покрытий для соединения алюминий—медь [1].

Контактная пара	Показатель эффективности
Алюминий (покрытие никеля) — медь (покрытие никеля)	0,7
Алюминий (покрытие меди) — медь (без покрытия)	1,0
Алюминий (без покрытия) — медь (покрытие никеля)	1,3
Алюминий (без покрытия) — медь (покрытие серебра)	2,0
Алюминий (без покрытия) — медь (без покрытия)	2,4
Алюминий (без покрытия) — медь (покрытие олова)	2,7

 

Как следует из табл. 1, наилучшим металлом для защитных покрытий контактов алюминий-медь является никель или медь, нанесенная на поверхность алюминия.

 

Литература:

1. Мышкин Н.К., Кончиц В.В., Браунович М. Электрические контакты. – Издательский дом «Интеллект», 2008. – 560 с.
Source: http://www.worldofmaterials.ru/spravochnik/conductors/21-kompozitsionnye-kontaktnye-materialy

Вас также может заинтересовать:

Борьба с гальванической коррозией или технологии присоединения алюминия к меди

Медные и алюминевые наконечники и гильзы

Медь и алюминий — два металла, наиболее часто используемые при изготовлении токопроводящих жил в кабельно-проводниковой продукции. Алюминий, в силу небольшой стоимости (порядка трех-четырех раз ниже стоимости меди) получил широкое распространение в производстве силовых кабелей. Однако этот металл обладает рядом особенностей и недостатков, оказывающих существенное влияние на качество и надежность электрического соединения. По своей электропроводимости алюминий значительно уступает меди, серебру и золоту, поэтому алюминиевая кабельная жила в сравнении с медной обладает более слабой способностью выдерживать длительные токовые нагрузки, что приходится компенсировать увеличением ее сечения. К недостаткам алюминия можно отнести его быструю окисляемость на открытом воздухе, в результате чего на поверхности проводника образуется тугоплавкая (с температурой плавления около 2000°С) окисная плёнка, обладающая высоким сопротивлением и плохо проводящая электрический ток.

Помимо этого в энергетике существует проблема подключения кабелей с алюминиевыми жилами к медным шинам электрических шкафов и медных устройств. Это связано с разными электрохимическими потенциалами меди и алюминия, которые, в свою очередь, под воздействием влажной агрессивной внешней среды образуют гальваническую пару. В результате электрокоррозии ухудшается качество контакта, как следствие, происходит нагрев места соединения и потеря электроэнергии. По этой причине контактные соединения Al и Cu необходимо защищать от проникновения влаги специальными пастами или наносить на них дополнительное покрытие (как правило — олово) для избегания прямого контакта двух разнородных металлов.

Cu²⁺+2e = Cu  | E = 0,34B
Al³⁺+3e = Al     | E = -1,66B

 

На практике существуют следующие варианты присоединения алюминиевого наконечника к медной шине:

• Наиболее грамотным и профессиональным является монтаж с использованием биметаллических алюмомедных наконечников, контактная часть лопатки которых изготавливается из электротехнической меди, а хвостовик — из алюминия. Среди всех возможных модификаций алюмомедных наконечников наиболее надежными являются наконечники, изготовленные по технологии сварки трением
• Применение дополнительной прокладки в виде оцинкованной стальной шайбы уменьшает вероятность образования гальванической пары Al-Cu. Однако, использование стали с ее низкой электропроводимостью негативно сказывается на качестве контакта
• Абсолютно недопустимым, но, к сожалению, иногда используемым способом является прямое подключение алюминиевого наконечника к медной шине Однако помимо вышеупомянутых допустимых и недопустимых способов присоединения алюминиевых наконечников к электрическим аппаратам с медными шинами существует еще один экономный, практичный и профессионально грамотный метод
• Для обеспечения безопасного и долговечного подключения алюминиевых наконечников к медным шинам, во избежание прямого гальванического контакта, а также снижения себестоимости конструкции рекомендовано использование специальных алюмомедных шайб ШАМ производства электротехнического завода КВТ в качестве биметаллической прокладки между медной шиной и контактной лопаткой алюминиевого наконечника.

 

Использование данного продукта позволяет:

1. Предотвратить гальваническую коррозию
2. Полностью ликвидировать потери электроэнергии, возникающие при протекании процесса электротехнической коррозии между алюминием и медью
3. Избежать перегревания места соединения
4. Обеспечить быстрый и удобный монтаж за счет несложной конструкции
5. Охватить несколько типоразмеров как алюминиевых, так и медных наконечников и шин
6. Найти достойную и экономически выгодную альтернативу алюмомедным наконечникам