Как правильно соединить алюминиевые провода между собой

Свойства алюминиевых проводов

Но начать наш разговор мы предлагаем с беглого анализа свойств алюминиевого провода. Это позволит выявить проблемные места и понять возможные проблемы при его монтаже.

Сравнение медного и алюминиевого провода

• Начнем с преимуществ алюминиевого провода. Главный из них это цена, которая на порядок ниже, чем у главного конкурента – меди.
• Еще одним достоинством данного материала является его легкость. Это обусловило его широкое применение в линиях электропередач, где вес имеет очень большое значение.
• Ну, и последним достоинством является его стойкость к коррозии. Алюминий практически мгновенно покрывается стойкой оксидной пленкой, которая препятствует дальнейшему окислению. В то же время данная пленка имеет и негативные моменты – она является очень плохим проводником электрического тока.

Сферы применения медных и алюминиевых проводов

• Дальше же пошли одни сплошные недостатки. И первым из них является низкая электропроводность алюминия. Для данного материала она составляет 38×106 См/м. Для сравнения у меди этот параметр составляет 59, 5×106 См/м. Выливается это в то, что, например, провод из меди с сечением в 1 мм2 способен пропускать ток почти в 2 раза больший, чем подобный провод из алюминия.

Сопротивление некоторых веществ

• Следующим весомым недостатком является то, что алюминиевые провода обладают очень низкой гибкостью. В связи с этим их нельзя использовать в местах, где проводка подвержена многократным изгибам или другим механическим воздействиям в процессе эксплуатации.
• Ну, и напоследок, инструкция говорит о том, что алюминий обладает таким плохим свойством как текучесть. В результате тепловых и механических воздействий он может терять свою форму, что крайне негативно отражается на контактных соединениях.

Обратите внимание! Согласно нормам ПУЭ с 2001 года использовать алюминиевый провод для монтажа электропроводки в жилых помещениях запрещено. Такой запрет значительно снизил использование алюминиевой электропроводки в быту.

Как мы уже говорили выше, алюминиевые провода можно соединить четырьмя основными способами – это винтовые или болтовые сжимы, прессовка, сварка и пайка. Давайте разберем особенности каждого из этих видов соединений.

Начнем с наиболее распространенного способа соединения – сжима. Он может быть нескольких видов – болтовой, винтовой или при помощи прижимной пружины, который используется в клеммах Wago.

Винтовая клемма может повредить алюминиевый провод	Соединение алюминиевых проводов между собой с помощью данного типа соединения несет за собой один недостаток. Если использовать обычные винтовые клеммы, то при помощи винта можно полностью или частично передавить мягкую алюминиевую жилу. Это либо снизит, либо полностью разрушит контакт.
Латунные наконечники для алюминиевых проводов	Для исключения данного варианта соединение следует выполнять через специальные контактные насадки, выполненные из латуни. Латунь обладает меньшей эластичностью и ее сложнее передавить. Поэтому такие насадки обеспечивают надежный контакт и исключают вероятность повреждения провода.
Алюминиевые наконечники для болтового соединения проводов и кабелей	Для болтовых соединений алюминиевого провода так же следует использовать специальные наконечники. Они крепятся на провод или кабель методом опрессовки и затем уже эти наконечники соединяются болтовым способом.
Клеммы Wago для соединения алюминиевых проводов	Что касается клемм Wago, то здесь все намного проще. Такой тип соединения не может повредить провод, поэтому такие клеммники можно использовать без дополнительных насадок. Это в определенной степени компенсирует их более высокую цену.

В последнее время приобретают все большую популярность соединения алюминиевых проводов гильзой. Отчасти это связано с большим распространением кримперов или, как их еще называют, обжимных клещей. Данный инструмент позволяет обжимать провода разных сечений обеспечивая достаточно надежный контакт.

Кримперы для опрессовки проводовГильзы для соединения алюминиевых проводов

• Соединение проводов опрессовкой выполняется при помощи специальных гильз. Эти гильзы выпускаются разных диаметров и материалов. Для соединения алюминиевых проводов следует использовать либо алюминиевые, либо латунные гильзы. Медь использовать нельзя ни в коем случае, так как соединение этих двух материалов может привести к образованию гальванических развязок и в конечном итоге полному разрушению алюминиевого проводника.

Обратите внимание! Гильза для соединения проводов по своему сечению должна соответствовать сечению провода.

Если вы будете использовать гильзу меньшего сечения, то для заведения провода в гильзу вам придётся уменьшить его сечения, что негативно отразится на контакте.

Если же вы используете гильзу большего сечения чем провод, то площадь контактного соединения будет намного меньше, что опять-таки приведет к перегреву контакта.

Гильзы для соединения проводов разных сечений

• Для соединения проводов разных сечений существуют гильзы с разными диаметрами входных отверстий. Их же можно использовать для соединения более чем двух проводов в одной гильзе.
• Гильзы для соединения алюминиевых проводов имеют строго необходимую длину. Поверьте, производитель не делал в гильзе запаса, поэтому разрезание гильзы пополам в целях экономии — это очень плохой вариант. Ведь при соединении двух проводов обжим следует выполнить дважды противоположными жимами. Разрезав гильзу пополам, у вас это не получится, и контакт будет некачественным.

• Еще один часто возникающий вопрос относится к соединениям многожильного алюминиевого провода и одножильного. Выполнять такое соединение при помощи опрессовки можно, и оно будет достаточно качественное. Главное подобрать гильзу с соответствующими входными диаметрами. Ведь в большинстве случаев это провода разного сечения.

Самое наилучшее качество соединения обеспечивает сварка. Благодаря тому, что в данном случае провод образует единое целое практически исключены проблемы с переходными сопротивлениями, возможности снижения нажимного усилия и многое другое. Но здесь есть и масса проблем.

Сварка алюминиевых проводов

• Дело в том, что как мы уже говорили выше на поверхности алюминия, образуется оксидная пленка. Она имеет совершенно другие тепло – и электропроводность, чем сам алюминий. В связи с этим сварка алюминиевых проводов затруднена.
• Так как температура плавления оксида и алюминия различаются, то попытки простого сваривания проводов угольным электродом будут не очень удачными. Оксиды будут оставаться на расплавленных каплях алюминия, а само соединение будет не однородным, как на видео.

На фото процесс сварки алюминиевых проводов

• Дабы исключить данную проблему, можно снимать оксиды с поверхности механическим способом, но это трудоемко и далеко не всегда эффективно, так как образование новой пленки происходит практически мгновенно.
• Исходя из этого, в большинстве случаев для сварки применяются различные флюсы, которые способны разрушить оксидную пленку. Данный материал должен разрушать оксидную пленку и практически не реагировать на чистый металл, кроме того он не должен давать вредных соединений во время сварки. Подобрать такой материал достаточно сложно и зачастую приходится идти на компромисс.

Технология сварки проводов

• Но даже с использованием флюсов, своими руками выполнить сварное соединение проводов без должной подготовки достаточно сложно. Это связано с тем, что здесь крайне важно подобрать должное напряжение сварки (обычно не более 20В) и время воздействия на проводник (обычно 1-2сек.).

Обратите внимание! Кроме электросварки алюминиевых проводов достаточно распространена и газовая сварка. Она имеет свои особенности, касающиеся как применяемых материалов, так и температуры сварки.

Последним вариантом, которым можно выполнить соединение розеток алюминиевыми проводами является пайка. Этот способ достаточно трудоемок, и его сложно назвать быстрым.

Поэтому для силовых установок оно применяется крайне редко, а в низковольтных сетях алюминиевые провода из-за своей жесткости применяются достаточно редко. Тем не мене давайте рассмотрим и этот вариант.

Пайка алюминиевых проводов

• Основной проблемой здесь, как и в случае со сваркой, является оксидная пленка. Кроме того, имеется такая проблема как отсутствие визуального контроля за температурой провода. Ведь при длительном воздействии больших температур алюминий может изменить свои физико-химические свойства.
• Исходя из этого, процесс пайки алюминия становится достаточно сложным. В первую очередь нам необходимо избавится от оксида на его поверхности. Сделать это можно при помощи любых абразивных материалов, но усердствовать не стоит, так как новая пленка образуется практически мгновенно. Наша задача только уменьшить ее толщину.

• После этого выполняется фиксация проводов и припоем с флюсом прикасаются к проводам. В качестве припоя лучше использовать ЦОП – 40 или его аналоги.
• Флюс для пайки алюминия — это Ф – 59А, Ф – 61, Ф – 34 или другие подобные составы. Они достаточно хорошо разрушают оксидную пленку.

Припой для пайки алюминия

• При прикосновении припоем к проводам им следует поскрести по ним, чтобы упростить флюсу задачу по разрушению оксидной пленки. Если производится пайка без использования флюса, то интенсивность трения припоем по проводам должна быть более интенсивной.

Соединение алюминиевого провода гильзой и при помощи клемм являются наиболее простыми вариантами. В то же время применение опрессовки не требует дополнительных материалов, но требует наличия кримпера.

Использование пассатижей и других подсобных инструментов может сказаться на качестве соединения, поэтому их использование недопустимо. Тем не менее, в сравнении цена и качество, метод опрессовки является одним из лучших для соединения алюминиевых проводов.

Соединение медного и алюминиевого провода заклёпками

Для этого стоит напрячь свою память и вспомнить школьный курс химии и физики. Для начала, вспомним, что такое гальванический элемент. Проще говоря, гальваническим элементом является простая батарейка, которая генерирует электрический ток. Принцип его появления основывается на взаимодействии двух металлов в электролите. Так вот, скрутка между медным и алюминиевым проводом и будет такой же батарейкой.

Гальванические токи быстро разрушают материал. Правда, в сухом воздухе их появление исключается. И если сделать скрутку к розетке, то она не развалится за несколько часов. Однако впоследствии неприятности такой проводке обеспечены.

С течением времени материалы, из которых сделаны провода, разрушаются, вместе с этим постоянно возрастает сопротивление. Если к розетке подключат мощный потребитель тока, то скрутка начнет нагреваться.

При регулярном использовании такой розетки, возрастает угроза пожара. Поэтому соединять алюминиевый проводник с медным строжайше запрещено. Однако, возникают экстренные ситуации, когда сделать такое соединение просто необходимо.

Ни для кого не секрет, что медные и алюминиевые провода соединять не рекомендуется. Но многие, даже зная это, все равно пренебрегают этим, надеясь на русское «авось пройдет». В итоге, такая скрутка из пары медь-алюминий проживет весьма недолго. А если соединение находиться на улице или в помещении с повышенной влажностью, то срок жизни такой пары в разы меньше.

Но довольно-таки часто возникают ситуации, когда нам необходимо соединить медную и алюминиевую электропроводку. Часто такая ситуация возникает при ремонте электропроводки в домах, где проложена алюминиевая проводка.

Выйти из этой ситуации нам помогут специальные клеммники и болтовые соединения, посредством которых мы и соединим медные и алюминиевые провода. Применяя клеммные и болтовые соединения, мы не допускаем прямого контакта пары медь-алюминий.

Не особо вдаваясь в конструктивные особенности клеммных зажимов, рассмотрим наиболее применяемые из них. Одними из старых и проверенных способов соединения проводов являются клеммные соединения типа «орешки». Название свое они получили, из-за внешнего сходства с орехами.

Соединения этого типа состоят из трех пластин, между которыми, собственно, и зажимаются провода. Одним из преимуществ данного типа соединения является то, что для соединения отходящего провода, нет необходимости разрывать магистраль. Достаточно просто открутить 2 болта, вставить между двух пластин провод, и закрутить болты на место. Отходящий провод вставляется между средней и оставшейся пластиной. Все, соединение готово.

Следующим по популярности можно назвать соединения типа WAGO. Данные соединительные клеммы позволяют произвести соединение проводов из алюминия и меди. Достаточно просто зачистить провода на 10-15 мм, вставить в отверстие клеммника, и все, очередное соединение готово к работе.

Еще одним популярным соединением являются клеммные колодки. Внешне они представляют собой планку с клеммничками. Достаточно зачистить конец провода, вставить в одно отверстие и зажать винтом. В другое отверстие вставляется зачищенный конец второго провода. Данные клеммники также позволяют соединять провода из разных металлов.

Болтовые соединения проводов. Данный тип соединения также можно использовать, если вам необходимо соединить медный и алюминиевый провода. При монтаже соединения, необходимо между медным и алюминиевым проводом установить металлическую анодированную шайбу.

Все монтажные работы должен проводить специалист. Все винтовые и болтовые соединения необходимо проверять: для алюминиевых проводов – раз в полгода, для медных – достаточно раз в два года.

Как спаять алюминий с медью? Теоретически это возможно, но практически не имеет никакого смысла. Такая пайка требует специальных флюсов, более высокой температуры (большой риск перегреть провода) и со временем в месте соединения разовьётся электрохимическая коррозия.

Соединение скруткой

Скрутка была раньше наиболее распространенным вариантом соединения проводов при монтаже. Это вызвано простотой действия, которое не требует от исполнителя высокой квалификации. Однако, при соединении проводов из разнородных металлов, этот вариант совершенно недопустим!

Когда происходят температурные колебания окружающей среды, в скрутке между проводами появляется зазор, из-за которого сопротивление контакта увеличивается, происходит нагревание соединения, окисление проводов. В результате, полностью нарушается контакт между проводниками.

Естественно, такое событие происходит не сразу, но, если требуется долговременная надежная работа электросети, тогда соединение скруткой применять нельзя, следует его заменить иным, более надежным. Достаточно надежный контакт получится, если предварительно проводник из меди залудить припоем.

Таким способом можно скручивать провода с разными диаметрами, даже когда у одного много жил, а у другого только одна. При наличии нескольких жил требуется предварительно покрыть их припоем, после чего получится одна жила.

В выполняемой скрутке должно быть минимум три витка при толстом проводе, и не меньше пяти, если диаметр проводника до 1 мм. Скрутку требуется делать таким образом, чтобы провода обвивали друг друга, а не один провод обвивался вокруг другого.

Если соединить медный и алюминиевый проводник винтом с гайками, получится самый надежный контакт, способный обеспечивать проводимость весь срок эксплуатации электропроводки. Такое соединение легко разбирается, а также позволяет монтировать много проводников. Их количество ограничивает лишь длина винта.

Резьбовым соединением успешно крепится любое сочетание металлов. Основное правило – не допускать, чтобы появлялся непосредственный контакт алюминия и меди, а также устанавливать под гайки пружинные шайбы. Чтобы правильно организовать резьбовое соединение, требуется оголить проводники на длину, которая вчетверо больше диаметра винта.

При наличии окисла на жилах, их до блеска зачищают, и формируют колечки, в которые можно вставить винт.

Затем надевают на винт:
1. пружинную шайбу;
2. простую шайбу;
3. колечко проводника;
4. простую шайбу;
5. колечко второго проводника;
6. простую шайбу;
7. гайку.

Путем завинчивания винта, стягивают весь пакет, пока выпрямится пружинная шайба. Чтобы соединить тонкие проводники, достаточно использовать винт М4. При многожильном медном проводе, сначала лучше покрыть колечко припоем.

Одной из новинок электротехнического рынка стали колодки (статья «Клеммники для распаечных коробок»), оснащенные зажимом Wago от немецкого производителя.

Пружинные колодки удобны для соединения проводов внутри распределительных коробок, подключения люстр. Достаточно вставить с усилием в отверстие на коробке провод, чтобы он зафиксировался надежно. Колодка Wago – современное приспособления для надежного и быстрого соединения проводов, но ее применение обходится дороже, нежели остальные варианты.

Следует учесть один неприятный момент, связанный с колодками Wago. В продаже часто встречаются подделки, с виду очень похожие на оригинал, но гораздо худшего качества. Такие зажимы не обеспечат хорошего контакта, а иногда и провод в них вставить не получится. Поэтому к покупке нужно отнестись очень внимательно.

Всеми преимуществами резьбового способа обладает неразъемное соединение. Единственный его недостаток – невозможность последующей разборки без разрушения заклепанного узла, а также необходимость иметь специальный инструмент. Для соединения заклепкой проводников, их готовят аналогично тому, как при резьбовом соединении. Колечки выполняют такие, чтобы заклепка в них проходила свободно.

Сначала на заклепку надевают алюминиевый проводник, потом пружинную шайбу, затем медный провод, и в завершение – плоскую шайбу. Стальной стержень заклепки помещают в инструмент, и сжимают до щелчка его ручки. Соединение готово. Надежность неразъемного варианта соединения достаточно высокая.

Подобным способом успешно выполняют сращивание поврежденных в стене при ремонте алюминиевых проводов, организуя дополнительную медную вставку. Обязательно требуется надежно изолировать оголенные части полученного соединения.

Можно соединить медную и алюминиевую жилы с помощью винта, гайки и трех шайб, одна из которых – пружинная. Зачистите соединяемые провода. На болт наденьте гроверную шайбу, потом простую. Алюминиевую жилу согните колечком и наденьте следом. Накиньте простую шайбу. Наденьте согнутый кольцом медный провод. Теперь затягивайте соединение гайкой до полного выпрямления пружинной шайбы.

Более удобный способ соединения жил из разных материалов – клеммные колодки. Это изделие имеет корпус из пластика, шину и клеммы. Достаточно зачистить провод на длину 5 мм, заправить в клемму и затянуть винт. Контакт двух проводников исключен самой конструкцией клеммной колодки. Соединение необходимо помещать в распределительную коробку.

Самый быстрый и простой способ соединения проводов – пружинные клеммники Wago. Различают одноразовые и многоразовые изделия. Как понятно из названия, первые можно использовать только один раз: вставил зачищенный от изоляции конец – готово. Чтобы поменять схему сети придется срезать клеммник и соединять жилы уже другим изделием. Многоразовые «Ваго» позволяют вставлять и извлекать провода многократно.

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».

Скрутка проводов

Ранее упоминалась скрутка алюминиевого и медного провода как очень ненадёжный способ соединения, но иногда это единственная возможность быстрого восстановления энергоснабжения.

Пара советов перед выполнением скрутки:

• Перед скруткой медный провод следует хорошо залудить.
• Величина скрутки должна быть не менее 5 витков.
• После работы, место соединения надо защитить несколькими слоями изолирующей ленты или термоусадочной трубкой.

Можно спаять медь и алюминий между собой. Если с медью все понятно, то для пайки алюминия нужен специальный флюс. Некоторые электрики просто припаивают медный провод к клеммнику.

Основной метод соединения проводов в бытовых условиях, он достаточно удобен тем, что не требует специальных инструментов и оборудования. Но в случае соединения алюминиевого и медного провода, этот способ необходимо использовать крайне осторожно, соблюдая следующие условия:

• Соединение скруткой делается взаимным скручиванием обоих концов провода друг с другом, не допускается обматывание конца одной жилы на другую;
• Медный кабель перед скручиванием рекомендуется облудить оловом или припоем, этот момент особенно важен для многожильного медного провода;
• На соединение алюминиевого и медного провода обязательно нанесение защитного влагоустойчивого покрытия.

Существует три основных разновидности скрутки: простая, бандажная и скрутка желобком. Нужно отметить, что наилучшие результаты даст бандажная скрутка. При выполнении скрутки стоит учитывать, что количество витков напрямую зависит от диаметра проводки, так для провода до 1 мм диаметра необходимо сделать минимум 5 витков, для больших сечений не менее трёх витков. Помимо влагоизоляции, не нужно забывать и о электроизоляции скрутки, для этого можно использовать специальные наконечники.

Качественная скрутка, прослужит достаточно долго, но верную гарантию может дать только  использование непрямого соединения.

Сначала необходимо подготовить концы жил. Для этого снять изоляцию на расстоянии 3–5 см от края кабеля. Необходимо отметить, что термоусадочная трубка одевается на один из проводов, до скрутки, по завершению всех операций, трубка сдвигается на открытое место и фиксируется на нем. После очистки концов, нужно скрутить провода по предложенной схеме. При этом необходимо следить, чтобы жилы взаимно обвивались, а не происходила накладка одной жилы кабеля на другую.

Для удобства скручивания многожильного медного кабеля, его жилы можно и нужно облудить. Также необходимо отметить, что лужение меди в любом случае повышает надёжность соединения скруткой. После скручивания, место подключения необходимо покрыть влагоустойчивым лаком. Электроизоляцию можно провести с помощью термоусадочной трубки или насадок колпачков с мягким зажимом или конусной пружиной.

Смазка

Для улучшения качества контакта можно использовать специальную смазку или пасту. Обычно это — кварцевазелиновая паста. Обычно ее используют для улучшения соединения именно алюминиевых проводов.

Но  такую пасту можно применять при всех видах соединений (резьбовом, с помощью клеммников, опрессовкой), особенно, если соединение происходит на улице. Тогда на контакт воздействуют дополнительные факторы, существенно снижающие долговечность соединения. Хотя и применение смазки без изоляции вызывает сомнения.

Соединение пружинными и самозажимными клеммниками

В настоящее время выпускаются как клеммные колодки и клеммники многоразового применения, так и однократного использования.

• пружинные клеммные колодки и клеммники многократного применения, имеют фиксирующую пружину, которую можно ослабить поднятием рычага, расположенного на корпусе прибора. Это позволяет достать или вставить провод без приложения усилий. Опускание рычага надёжно фиксирует жилы кабеля;
• клеммники однократного применения автоматически зажимают провод при установке его в гнездо, извлечение провода потребует физического усилия, которое может повредить зажимную пружину, поэтому рекомендуется их однократное использование.

Как многоразовые, так и клеммники однократного применения выпускаются в широком ассортименте, в том числе с разным количеством подключаемых веток разводки, предназначенных для фиксации провода сечением от 0.08 мм² до 6 мм². В том числе, и в виде готовых к установке, клеммных коробок. Этот способ соединения алюминиевого и медного провода на настоящее время является наиболее оптимальным в плане надёжности и удобства использования.

Клеммные коробки с пружинными зажимами впервые были выпущены немецкой компанией Wago, от чего и получили своё название, но в настоящее время существует большое количество аналогов, в том числе и контрафактного происхождения. По этой причине необходимо приобретать пружинные клеммные коробки только в магазинах электротехники. При приобретении клеммных коробок на рынке существует большая вероятность приобрести некачественные изделия, не отвечающие заявленным требованиям.

Для фиксации провода в клеммной коробке необходимо подготовить провода, для этого снять с их концов изоляцию, размер оголённой части должен быть не менее 0.5 см. После чего открытая часть жилы кабеля вставляется в нужное гнездо клеммной коробки и фиксируется в нем посредством пружинного зажима или винта.

Необходимо отметить, что крепление в клеммной коробке обычно не требует дополнительной изоляции, но в тоже время при расположении их в стене, необходима распределительная коробка. Таким образом, пружинные клеммники обладают рядом преимуществ перед остальными видами соединений ввиду удобства подключения.

Выводы

Таким образом соединять медный и алюминиевый провод вполне возможно, но необходимо учитывать место расположения кабеля, окружающую среду. Скруткой, медь и алюминий соединять можно только в сухом помещении. При повышении влажности в комнате это соединение может прийти в негодность и более того, вызвать пожар. Наиболее оптимален на сегодняшний день это метод соединения электропроводки посредством пружинных клеммников.

Основное достоинство этого способа — стабильная фиксация в любых окружающих условиях. При всех достоинствах винтового клеммника, резьбового или заклёпочного соединения при эксплуатации в условиях резкой смены температуры возможно ослабление контакта под винтом. Ввиду разности температурного расширения металлов проводов.