Соединение проводов медь с алюминием

Как известно, причиной возникновения проблем прямого соединения меди и алюминия является электрокоррозионные процессы. В сухой окружающей среде ничего не случится и при прямом контакте, но при увеличенной влажности в месте соединения образуется короткозамкнутый гальванический элемент, в котором металлы начинает играть роль батарейки с «плюсом» и «минусом». Сам металл практически истаивает, в результате чего происходит разрыв сети с возможным коротким замыканием и возгоранием изоляции. Что в свою очередь может привести к пожару.

Для того чтобы этого избежать, для непрямого соединения медной и алюминиевой проводки используются различного рода контактные приспособления.

Все способы соединения можно разделить на 2 группы по наличию контакта проводов:

1. Есть прямой контакт между проводами: скрутка, опрессовка, соединение заклепками, планками.
2. Прямой контакт между проводами отсутствует: резьбовая фиксация, соединение разного рода клеммниками.

Важно! Для соединения алюминиевого и медного проводов рекомендуется использовать методы из второй группы. Допускается применять соединения из 1-ой группы при условии обработки медного провода. Например, его можно облудить припоем.

Можно ли скручивать медный провод с алюминиевым

Начнем с того, что можно ли соединять алюминиевые провода с медными, и не приведёт такое соединение к пожару? Ответ да, можно. Но давайте сперва ознакомимся с этими материалами.

Если задаться вопросом какая проводка лучше, медная или алюминиевая, то выбор конечно за медной. Это выходит из технической характеристики меди, сечение алюминиевого провода в тех же условиях приходится брать больше. Есть и минусы, медь дороже. Отличить медный провод от алюминиевого легче по цвету, медь имеет красноватый оттенок, алюминий — серый, белый.

Посмотрев на электротехнические показатели металлов, отпадает вопрос в том, что лучше проводит ток. Вот некоторые сведения:

• Удельное сопротивление: медь – 0,017 Ом·мм²/м, алюминий – 0,028 Ом·мм²/м.
• Теплоёмкость: меди — 0,385 Дж/гК, алюминия – 0,9 Дж/гК.
• Упругость материала: меди – 0,8%, алюминия – 0,6%.

Так почему нельзя скручивать медные и алюминиевые провода, ведь скрутка, особенно при небольшом сечении, является самым дешёвым вариантом в плане как средств, так и времени? Все дело в том что, эти материалы при соединении создают гальваническую пару.

Гальваническая пара — 2 металла разного рода, соединение которых между собой приведёт к повышенной коррозии. Именно такой гальванической парой являются медь и алюминий. Электрохимические потенциалы двух металлов слишком разные, поэтому скорая коррозия увеличит сопротивление в месте соединения и последует его нагрев. Более подробно о совместимости металлов указано в ГОСТ 9.005-72. Ниже привожу таблицу с некоторыми данными по металлам:

Гальваническая совместимость мелталов

Добиться качественного контакта двух проводников можно разными способами (пайкой, применением простой клеммной колодки, более дорогих клемм WAGO или обыкновенного болта с гайкой).

Болтовое соединение

Болтовое соединение алюминиевых проводов с медными считается наиболее доступным, простым, быстрым и надёжным. Для работы вам понадобится болт, гайка, несколько стальных шайб и гаечный ключ.

Конечно, вряд ли вам удастся применить этот метод для соединения проводов в квартирной распределительной коробке, потому что сейчас их выпускают миниатюрных размеров, а полученный электрический узел будет уж очень громоздким. Но если в вашем доме ещё стоят коробки советских времён или когда нужно выполнить соединение в распределительном щитке, то такой болтовой способ подойдёт наилучшим образом. Вообще, он считается идеальным вариантом, когда необходимо коммутировать абсолютно несовместимые жилы – с разным сечением, выполненные из различных материалов, многожильные с одножильными.

Важно знать, что при помощи болтового способа вы можете соединять больше двух проводников (их количество зависит от того, насколько хватит длины болта).

Вам понадобится выполнить следующее:

1. Каждый соединяемый провод или кабель зачистите от изоляционного слоя на 2-2,5 см.
2. Из зачищенных кончиков сформируйте колечки по диаметру болта, чтобы они спокойно могли на него надеваться.
3. Теперь возьмите болт, наденьте на него шайбу, далее колечко медного проводника, снова шайбу, колечко алюминиевого проводника, шайбу и надёжно затяните всё гайкой.
4. Заизолируйте соединение при помощи изоляционной ленты.

Самое главное, не забыть между алюминиевым и медным проводами расположить промежуточную шайбу. Если вы будете соединять несколько разных проводников, то между жилами из одного металла промежуточную шайбу можете не ставить.

Ещё одним преимуществом такого соединения является то, что оно разъёмное. В любой момент вы сможете его раскручивать и если нужно, то подключать дополнительные провода.

Как правильно выполнить болтовое соединение проводов подробно показано в этом видео:

Как соединить алюминиевые провода

Есть разные методы, которые применяют в зависимости от ситуации, с учетом положительных и отрицательных качеств каждого из них.

Скрутка

Это простой способ соединения проводов, но если скрутку сделать неправильно, то она получится не слишком надежной.

Порядок действий такой:

1. На расстоянии 4-5 см от края снимают изоляцию.
2. Обезжиривают контакты и наждачной бумагой снимают с них оксидную пленку.
3. Жилы скрещивают между собой и пассатижами полотно скручивают в виде жгута.
4. Защищают контакт с помощью термоусадочной трубки.

Технология такого соединения простая, но чтобы получить хороший контакт, работу выполняют только пассатижами, т.к. руками прочно скрутить провода не получится.

Сварка

Данный метод позволяет в месте контакта создавать единое целое, поэтому переходное сопротивление там практически отсутствует, снижается нажимное усилие.

Есть и некоторые недостатки:

1. Наличие на поверхности Al оксидной пленки, что усложняет процесс сварки, поскольку температура плавления налета намного больше, чем у металла.
2. Из-за разности температур плавления металла и оксидной пленки выполнить сварку угольным электродом не получится: в каплях металла останутся оксиды, и соединение будет непрочным.

Удаление окислов выполняют механическим способом, но эта работа требует больших физических затрат и малоэффективна, т.к. они почти сразу образуются снова. Применение специальных флюсов помогает разрушить пленку, но подобрать их в домашних условиях сложно.

Самостоятельно сваривать алюминий без соответствующей подготовки не получится. Здесь важно точно подобрать рабочее напряжение (в пределах 20 В) и время воздействия на металл (1-2 секунды).

Спайка

Это трудоемкий процесс, занимающий много времени. В силовых сетях его практически не используют, а в домах и квартирах сейчас чаще устанавливают медную проводку.

При выполнении пайки проблемы также связаны с наличием оксидной пленки. Кроме этого, нет возможности контролировать нагрев провода, а при длительном действии высокой температуры алюминий меняет свои характеристики.

Удаление окислов выполняют наждачной бумагой или другими абразивными материалами. Оксидная пленка быстро образуется снова, убрать ее полностью невозможно, но удается уменьшить толщину слоя.

Жилы соединяют между собой, затем прикасаются к ним разогретым жалом паяльника с припоем и флюсом. Последний хорошо разрушает оксидную пленку, а чтобы он выполнял свою задачу еще лучше, припоем скребут по проводам. Если работа выполняется без флюса, то тереть припоем в месте контакта надо более интенсивно.

Использование контактных зажимов

Быстрее всего соединять алюминиевые проводники контактными зажимами. Они имеют простую конструкцию: винт — шайба — основание — упор — токоведущая жила.

Применять контактные зажимы просто: зачищают концы обеих жил на расстояние 12 мм, вставляют их в отверстия зажима и надежно фиксируют. Этот способ используют при соединении одно- и многожильных проводов.

Контакт получается более прочным в сравнении со скруткой, место соединения не нагревается, поэтому вероятность замыканий и возгораний минимальная.

Винтовое соединение

Если все сделать правильно, то этот простой способ обеспечит достаточно надежное соединение. В связи с тем, что Al имеет большой коэффициент линейного расширения, со временем контакт ослабевает. Чтобы этого не произошло, периодически винт подкручивают или ставят специальные шайбы. Для увеличения площади соприкосновения жилы на винт наматывают. Часто электрики для повышения площади контакта плющат кольцо, сделанное на конце провода.

Порядок соединения следующий:

1. Зачистка провода. Изоляцию снимают на расстоянии, которое соответствует 4 диаметрам винта.
2. Обезжиривание металла и загибание кончиков, чтобы получилось кольцо.
3. Сборка конструкции. На винт надевают пружинную шайбу, потом простую, два провода, снова шайбу и гайку.

Полученное соединение зажимают до тех пор, пока пружинная шайба не выровняется.

При использовании винтового соединения или клеммников надо придерживаться рекомендуемых значений давления на кабель, иначе алюминий быстро «потечет»:

• до 150 кг/см² — на провод без напряжения ;
• не больше 100 кг/см² — если проводник покрыт медью;
• до 200 кг/см² — если он нагревается под напряжением.

Пружинное соединение (колпачки СИЗ)

В этом случае используют специальные пластиковые элементы, внутри которых есть металлические пластины. После надевания колпачков СИЗ на скрутку пружины зажимают жилы и образуется надежный контакт. При этом происходит снятие оксидного слоя, что еще больше улучшает соединение. Пластиковый корпус хорошо защищает место контакта от повреждений и одновременно является электроизоляцией.

Для качественного соединения надо правильно выбрать размер колпачков, чтобы на провода они накручивались с усилием.

Опрессовка — обжимной способ с использованием гильз

Метод опрессовки предусматривает применение кримперов (обжимных клещей) и специальных гильз. Так можно соединять алюминиевые проводники разного сечения и при этом получать надежный, прочный контакт. Использование вместо специального инструмента пассатижей и других подручных средств недопустимо.

Гильзы отличаются диаметром и материалом, из которого сделаны. Для соединения алюминиевых жил подходят только латунные или алюминиевые элементы. Их диаметр должен соответствовать сечению проводника. Если показатель будет меньше, то придется уменьшать сечение, а если больше, то уменьшится площадь контакта. Все это приведет к его перегреву.

Если надо соединить жилы разного сечения или больше 2 проводников, выбирают гильзы с соответствующими диаметрами отверстий. Нельзя разрезать эти элементы пополам, пытаясь сэкономить. Производитель рассчитал их длину, при соединении проводов требуется выполнение 2 противоположных обжимов, иначе контакт получится ненадежным.

В дальнейшем место соединения начнет нагреваться с соответствующими последствиями.

Другие варианты

Есть еще несколько способов, помогающих выполнить качественное соединение:

1. Заклепки. Эта технология похожа на винтовой метод, только контакт получается неразборным. На заклепку надевают пружинную шайбу, проводники, после чего заклепочным пистолетом все надежно скрепляют в единую конструкцию.
2. Плоско-пружинный зажим. Есть одноразовые и многоразовые модели. Пластиковые зажимы используют, когда по проводам передается ток не более 10 А. Зачищенные концы жил вставляют в зажим до появления щелчка. Чтобы их высунуть назад, надо нажать специальный рычажок. После соединения место контакта изолируют.

Многожильные провода

Как уже говорилось ранее, проводники с множеством жил нельзя сильно пережимать. Для соединения многожильных проводов чаще всего используются гильзы или обычные скрутки. Об этих методах далее расскажем чуть подробнее.

Гильзы

Гильза представляет собой защитный колпачок из пластика, под которым находится полый металлический наконечник. Прежде всего, необходимо удалить изоляционный слой с проводника. Далее жилы скручиваются в одно целое, и получившаяся «косичка» направляется в гильзу. Далее гильза обжимается (для этой операции подойдут пассатижи). Наконечник гильзы вставляется в клемму. Для повышения надежности соединения гильзу можно обработать припоем.

Скрутка

Среди электриков-профессионалов скрутка не пользуется почтением. Однако бывают ситуации, когда скрутка — наиболее удобный способ выхода из положения (к примеру, для создания временного соединения или при отсутствии необходимых материалов).

Итак, скрутка из меди и алюминия разрешается лишь после основательной зачистки алюминиевой поверхности. Если медный проводник имеет много жил, все имеющиеся жилы нужно собрать в одну «косичку». Также медь нужно покрыть припоем — это улучшит контакт.

При скручивании важно не допустить разрыва жил. Концовки лучше всего прикрыть изолирующими защитными колпачками, приобрести которые можно в любом магазине хозтоваров.

Обратите внимание! Скрутка недопустима в помещениях с влажным воздухом.

Итак, в соединении медных и алюминиевых проводников нет ничего сложного. Нужно только помнить о цене ошибки: неправильно соединенные провода могут стать причиной не только отказа электробытовой техники, но и пожара.

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 недопустимо. 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 срока 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 клеммной 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 неразъемного соединения тонкостенных деталей конструкций при создании перегородок и интерьера в любых помещениях. Скорость, прочность, низкая цена и простота выполнения операции по заклепке – вот главное достоинство данного вида неразъемного соединения.

Принцип работы заклепочника простой, втягивание и отрезание стального стержня, 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 неразъемного соединения 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».

Как соединять правильно медные и алюминиевые провода

Зная причины и возможные варианты устранения проблемы, можно приступить к разбору вопроса, как правильно соединить медный и алюминиевый провод. И здесь есть сразу несколько вполне логичных ответов, некоторые из которых мы уже привели в разделе выше.

Начнем с вопроса по смазке. Это может быть технический вазелин, литол и любая другая смазка, препятствующая окислению металла и попаданию влаги. Но тут встает вопрос с последующей изоляцией такого соединения. Ведь на смазку изолента ложится очень плохо, а термоусадка может просто выдавить ее.

Обратите внимание! В любом случае соединение типа скрутка запрещено. А для таких разных металлов скрутка может быть вдвойне губительна.