Медь с алюминием соединение

Как соединить алюминиевый провод с медным — обзор способов

Какие проблемы могут возникнуть при соединении алюминия и меди

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

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

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

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

Способы соединения разных проводов

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

Клеммные колодки

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

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

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

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

Метод опрессовки

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

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

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

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

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

Болтовое соединение

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

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

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

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

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

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

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

Особенности соединения жил на улице

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

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

Распространённые ошибки, полезные советы и правила

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

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

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

Будет полезно прочитать:

Соединяем медный и алюминиевый провода: как правильно?

Иногда в старом доме нужно соединить медный и алюминиевый провод. Как правильно это делать? Советы электриков в нашей статье.

Соединение напрямую медного и алюминиевого проводника создает недопустимую гальваническую пару, в которой под действием влаги и воздуха происходят окислительные процессы. Из-за этого контакт начинает подгорать и может привести к отгоранию провода или даже к возникновению пожара. Как соединить провода правильно, чтобы место соединения служило долго? Обсудим лучшие способы.

Болтовое соединение

Это один из наиболее надежных способов соединения медного и алюминиевого проводника. Для него потребуется стальной болт с гайкой и несколько шайб (на одну больше, чем проводов). Соединение выполняется следующим образом:

• Надеваем на болт первую шайбу.
• Закручиваем жилу проводника колечком и надеваем на болт таким образом, чтобы колечко заворачивалось в сторону закручивания гайки.
• Укладываем стальную шайбу и на нее надеваем жилу другого проводника.
• Кладем третью шайбу, поверх нее гравер, и накручиваем гайку (как на иллюстрации).

Преимущество болтового соединения в том, что можно крепить сразу несколько проводников. Также конструкция разборная, поэтому всегда можно убрать соединение или наоборот добавить провод по необходимости. Однако само по себе соединение получается довольно габаритное, да и изолировать его непросто. Также со временем контакт необходимо подтягивать, поэтому стоит использовать только в местах, обеспечивающих свободный доступ к соединениям (зашивать в стену нельзя).

Орехи

Орех представляет собой небольшую пластиковую коробку, внутри которой располагаются три стальные пластины, соединенные между собой винтами. Между пластинами укладываются медный и алюминиевый провод и крепко стягиваются винтами. Причем можно использовать, как многопроволочные, так и однопроволочные жилы. Чаще всего орехи применяются для соединения алюминиевого вводного провода СИП и медного провода, выходящего из дома. Как и болтовое соединение, орехи можно разбирать, поэтому они относятся к многоразовым соединениям.

Однако ввиду своих больших габаритов и неудобной формы, орехи нельзя использовать в распредкоробках. Также их нельзя «зашивать» в стену. В среднем цена такого ответвительного кабельного сжима колеблется в районе от 25 до 80 рублей, в зависимости от сечения применяемых проводников и производителя.

Клеммные зажимы WAGO

Зажимы WAGO состоят из самозажимной металлической пластины, обработанной противоокислительной пастой и диэлектрического корпуса. Алюминиевый и медный провода заводятся в соседние отверстия и прижимаются одной пластиной. Таким образом материалы не соприкасаются друг с другом и не окисляются.

Применяются зажимы WAGO в основном для групп осветительных приборов, так как при большой токовой нагрузке нередко пластина может подгорать, а сам зажим плавиться. Отметим, что максимальное сечение проводов для зажимов WAGO составляет 2,5 мм 2 , поэтому не рекомендуем ставить жилу толще этого показателя.

Преимуществом клеммников WAGO является быстрота установки и компактные габариты, благодаря чему соединения легко укладываются в распредкоробке. Однако по стоимости WAGO довольно недешевые, и при большом количестве соединений выльется в «копеечку» своему владельцу.

Скрутка с последующей пайкой

Обычная скрутка алюминиевого и медного проводов не допускается, так как будет окисляться и разрушаться. Однако если применить пайку с соблюдением определенных технологических процессов, то все будет хорошо. Чтобы спаять медь и алюминий стоит сделать следующее:

• Лудим медную жилу свинцово-оловянным припоем.
• Берем раствор купороса, батарейку типа «крона» и кусочек медного провода (не того, который будем паять).
• Наносим медный купорос на алюминиевую жилу и затем закрепляем ее на минусе батарейки.
• На плюс батарейки наматываем медную жилу, а другой ее конец опускаем в стакан с купоросом.
• Через время алюминиевая жила покроется медью, что позволит качественно припаять ее к медному проводнику.
• После пайки изолируем соединение изолентой или термоусадкой.

Способ может показаться на первый взгляд несколько сложным, однако качество соединения будет на уровне. Отметим, что соединенные таким образом провода можно прятать в стену, так как контакт в них не будет ослабевать и их не нужно будет подтягивать.

Винтовые клеммники

Винтовые клеммники позволяют соединять две жилы без непосредственного контакта между ними. Два провода заводятся в клеммник и прижимаются с помощью винтов. Недостатком такого сжима является необходимость регулярно подтягивать винты, поэтому нужно их монтировать в местах свободного доступа. Также они рассчитаны исключительно на группы освещения (хотя производитель утверждает, что подходят и для розеток), так как выдерживают невысокую токовую нагрузку.

Главным преимуществом винтовых клеммных колодок является дешевизна. Например, клеммная колодка DKC 43112FV стоит менее ста рублей.

Опрессовка

Опрессовка является самым надежным и качественным соединением двух проводников, состоящих из разных металлов. Существуют специальные медно-алюминиевые гильзы ГАМ, куда заводятся два провода и опресовываются с помощью пресса. Однако стоит отметить, что они рассчитаны на сечение проводов начиная с 16 мм 2 , а квартире зачастую применяется проводник от 1,5 до 4мм 2 . Поэтому соединять будем обычной алюминиевой гильзой. Опрессовка жил выполняется следующим образом:

• Зачищенные концы медного проводника лудим свинцово-оловянным припоем. Это позволит избежать контакта между жилами.
• Удаляем оксидную пленку с алюминиевой жилы.
• Вставляем жилы в гильзу с разных концов и опрессовываем.
• Изолируем гильзу изолентой или термоусадкой.

Обратите внимание, что при сильном обжиме внутри гильзы паяный слой на медной жиле может разрушится, поэтому правильно подбирайте размер гильзы и матрицу, которой будете обжимать кабель.

Преимуществом данного способа является то, что можно зашивать такой сжим под штукатурку, не боясь, что соединение будет гореть. Однако для выполнения процесса потребуется пресс, который стоит немалых денег.

Возможно у вас есть свои оригинальные идеи и лайфхаки по соединению медных и алюминиевых проводов (главное, чтобы способы не противоречили ПУЭ) — поделитесь ими в комментариях!

Почему нельзя соединять медь и алюминий в электропроводке?

То, что в электротехнике нельзя напрямую соединять медные и алюминиевые проводники, не является секретом даже для многих обывателей, не имеющих никакого отношения к электрике. Со стороны тех же обывателей в адрес электриков-профессионалов часто звучит вопрос: «А почему?».

Почемучки любого возраста способны загнать в тупик кого угодно. Вот и здесь подобный случай. Типичный ответ профессионала: «Почему-почему… Потому что гореть будет. Особенно, если ток большой». Но это не всегда помогает. Так как вслед за этим часто следует другой вопрос: «А почему будет гореть? Почему медь со сталью не горит, алюминий со сталью не горит, а алюминий с медью – горит?»

На последний вопрос можно услышать разные ответы. Вот часть из них:

1) У алюминия и меди разный коэффициент теплового расширения. Когда через них проходит ток, они расширяются по-разному, когда ток прекращается, они остывают по-разному. В итоге серия расширений-сужений изменяет геометрию проводников, и контакт становится неплотным. А дальше уже в месте плохого контакта возникает нагрев, он ухудшается еще больше, появляется электрическая дуга, которая и довершает все это дело.

2) Алюминий образует на своей поверхности окисную непроводящую пленку, которая с самого начала ухудшает контакт, а дальше процесс идет по той же нарастающей: нагрев, дальнейшее ухудшение контакта, дуга и разрушение.

3) Алюминий и медь образуют «гальваническую пару», которая просто не может не перегреваться в месте контакта. И снова нагрев, дуга и так далее.

Где же правда, в конце-то концов? Что же там происходит, в месте соединения меди и алюминия?

Первый из приведенных ответов все-таки несостоятелен. Вот табличные данные по линейному коэффициенту теплового расширения для металлов, применяемых для электромонтажа: медь – 16,6*10-6м/(м*гр. Цельсия); алюминий – 22,2*10-6м/(м*гр. Цельсия); сталь – 10,8*10-6м/(м*гр. Цельсия).

Очевидно, что если бы дело было в коэффициентах расширения, то самый ненадежный контакт был бы между стальным и алюминиевым проводником, ведь их коэффициенты расширения отличаются в два раза.

Но и без табличных данных ясно, что различия в линейном тепловом расширении относительно легко компенсируются применением надежных зажимов, создающих постоянное давление на контакт. Расширяться металлам, сжатым, например, при помощи хорошо затянутого болтового соединения, остается только в сторону, а перепады температуры не способны серьезно ослабить контакт.

Вариант с оксидной пленкой тоже не совсем верен. Ведь эта же самая оксидная пленка позволяет соединять алюминиевые проводники со сталью и с другими алюминиевыми проводниками. Да, конечно, рекомендуется применение специальной смазки против окислов, да, рекомендуется систематическая ревизия соединений с участием алюминия. Но ведь все это допускается и работает годами.

А вот версия с гальванической парой действительно имеет право на существование. Но здесь все-таки не обходится без окислов. Ведь медный проводник тоже достаточно быстро покрывается окислом с той лишь разницей, что окисел меди более-менее проводит ток.

Но если соединены медный и алюминиевый проводник, их окислы имеют возможность диссоциации, то есть распада на заряженные ионы. Диссоциация возможна благодаря естественной влаге, которая всегда есть в воздухе. Ионы окислов алюминия и меди, будучи частицами с разным электрическим потенциалом, начинают принимать участие в процессе течения тока. Начинается процесс, известный как «электролиз» (смотрите – Применение электролиза).

В ходе электролиза ионы переносят заряды и перемещаются сами. Но, кроме того, ионы – это ведь частицы металлов проводников. При их перемещениях металл разрушается, образуются раковины и пустоты. Особенно это касается алюминия. Ну, а там где есть пустоты и раковины, там уже нельзя иметь надежный электрический контакт. Плохой контакт начинает греться, становится еще хуже и так далее вплоть до возгорания.

Отметим, что чем влажнее окружающий воздух, тем более интенсивно протекают все перечисленные процессы. А неравномерное тепловое расширение и непроводящий слой окисла алюминия – это лишь отягчающие факторы, не более того.

В дополнение к статье полезная табличка, в которой в наглядной форме показана совместимость и несовместимость отдельных металлов и сплавов при их соединении. Медь и алюминий между собой соединять нельзя, так как они несовместимы.

Совместимость некоторых металлов и сплавов

Примечание: С – совместимые, Н – несовместимые, П – совместимые при пайке, при непосредственном соединении образуют гальваническую пару.

{SOURCE}