Среди электриков ходит расхожая шутка о том, что в электротехнике есть только два вида неисправностей. Первый вид, это когда отсутствует контакт в том месте, где он должен быть. И второй вид – когда контакт присутствует там, где его не должно быть. От первого вида неисправностей можно избавиться надежным соединением проводов (кабелей). В этом плане, возможности современной электротехники безграничны. Имеется множество технологий быстрого и качественного соединения различных по форме и материалам токопроводных частей.

Соединение алюминиевого и медного кабелей

При непосредственном контакте меди и алюминия возникает гальваническая пара, что способствует высокой скорости коррозии обоих металлов. В результате коррозионных процессов в месте контакта появляется дополнительное переходное сопротивление электрическому току. Из общей электротехники известно, что тепло, выделяемое на участке электрической цепи, прямо пропорционально току, проходящему по цепи, и сопротивлению этого участка. Таким образом получаем зону повышенного нагрева, которая способствует еще большему окислению и более высокому нагреву. Процесс заканчивается, как правило, выгоранием этой зоны с предпосылками для общего возгорания помещения. Поэтому соединение этих материалов, без применения специальных средств, запрещено правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Тем не менее соединять их можно вполне надежно и безопасно следующими способами:

• в клеммных колодках;
• методом опрессовки;
• свариванием;
• болтовыми соединениями.

Существует еще один, несколько экзотический, способ соединения медных и алюминиевых жил, который используется только в случаях, когда невозможно применить обычные способы. Это пайка, после предварительного лужения как медного, так и алюминиевого провода. С этими способами мы подробно ознакомимся далее в тексте, а пока рассмотрим вопрос о соединении одножильных проводов с многожильными.

Как соединить многожильный провод с одножильным

Начнем с предостережения. Оно касается соблазна соединения медных проводов методом скручивания. Казалось бы, материал одинаковый, отсутствует гальваническая пара, скрутил – и никаких проблем. На самом деле, этот метод строго запрещен ПУЭ. Суть в том, что в результате многократных циклов нагревания и остывания происходит постепенное ослабление контакта, повышение переходного сопротивления и, в конце концов, наступают последствия, описанные выше для соединения медь – алюминий.

Соединение одножильных проводов с многожильными не имеют существенного отличия от соединения однотипных изделий. Но некоторая разница все-таки присутствует и ее необходимо учитывать. Эти особенности будут освещены в описании конкретных способов соединения токопроводных частей.

Виды соединений

В каждом конкретном случае ведения электромонтажных работ приходится изыскивать способы соединения различных видов проводов. Выбор способа соединения зависит от множества факторов, главными из которых являются:

• материал провода;
• конструкция провода (количество жил, диаметр жил и т.п.);
• требования к соединению по надежности и механической прочности;
• технологические возможности предприятия.

Рассмотрим конкретно наиболее распространенные способы соединения токопроводящих частей.

Клеммные колодки и пружинные клеммы

Быстро, надежно и удобно можно соединять провода при помощи клеммных колодок (клеммников). Это, пожалуй, самый распространенный способ как для бытовых устройств, так и промышленных изделий. Многолетнее применение в различных отраслях привело к созданию огромного количества типоразмеров таких изделий. Задача потребителя – выбрать клеммник по диаметру провода. Соединяемые провода не контактируют один с другим. Каждый провод прижимается резьбовым зажимом к общей площадке. Площадки изготавливаются из материалов нейтральных к меди и алюминию: сталь со специальными покрытиями, латунь, луженая медь. Для предупреждения разрушающего механического воздействия на провод, в качественных клемниках ставят дополнительную пластину между винтом и проводом. Это особенно актуально для тонкого многожильного и алюминиевого проводов.

Клеммные колодки выпускаются для проводов толщиной не более 25 мм². Соединения многожильного и одножильного провода лучше производить специальными клеммниками с прижимной пластиной, форма которой препятствует «распушиванию» многожильного провода. В последнее время набирают популярность клеммники, в которых прижим осуществляется не винтом, а пружинами различных конструкций. Такие изделия позволяют существенно увеличить скорость ведения электромонтажных работ. Особенным спросом пользуются пружинные клеммники Wago. Изделия выполнены из специальных сортов стали по уникальным технологиям и не снижают силу прижимного усилия в течении многих лет, в отличие от винтовых.

Пайка

Сразу договоримся, что будем рассматривать вопрос о пайке проводов в силовых цепях переменного тока. Имеются в виду сети освещения и питания станков, нагревательных приборов и т.п. Вопросы соединения проводов в радиоаппаратуре требуют специального освещения. На первый взгляд, пайка кажется идеальным способом соединения проводов. С электрической и механической точки зрения невозможно предъявить какие-либо претензии. Но есть серьезные претензии с точки зрения электробезопасности. Некоторые специалисты утверждают, что пайка опасна тем, что будет разрушаться при больших токах и нагреве проводов до 250 – 300 градусов по Цельсию. Где они видели провода, работающие при таких температурах? Такая температура может возникнуть только в аварийных ситуациях при условии несрабатывания защиты. В таких условиях полное расплавление изоляции произойдет гораздо раньше разрушения паяного соединения. Отставим эти споры на рассмотрение теоретикам и перейдем к практическим вопросам соединения проводов методом пайки. Технология пайки достаточна проста, ею владеет с детства большинство мужского населения планеты. Для соединения двух медных проводов достаточно зачистить от окалины соединяемые части, залудить их при помощи канифоли и припоя, сделать скрутку и прогреть ее паяльником. В результате этих действий припой разольется по всем канавкам скрутки и прочно соединит между собой два провода.

К соединению пайкой медного и алюминиевого провода прибегают крайне редко. Но, в случае сильной необходимости, делают это следующим образом: на алюминиевый провод наносят слой меди гальваническим способом, после чего припаивают его к медному проводу.

Опрессовка

Опрессовку можно кратко охарактеризовать, как походный способ соединения проводов. Он применяется, как правило, на объектах, к которым еще не подведено питание и нет возможности применить пайку или сваривание.

Этот способ позволяет проводить соединение в ограниченном пространстве. Трудно себе представить, как можно установить клеммник в монтажную коробку, которая уже плотно заполнена проводами. Технология очень проста: предварительно зачищенные от изоляции и коррозии провода заводят в отрезок трубки (гильзу) с разных сторон и обжимают. Для обжима трубки желательно использовать специальные клещи, но можно обойтись и подручными средствами (плоскогубцы, молоток).

В процессе обжима трубка деформируется и плотно прилегает к проводам, обеспечивая надежный контакт и достаточную механическую прочность. Специалисты отмечают и другие положительные качества данного метода:

• доступность даже для слабо оснащенных предприятий;
• возможность разрешить извечную проблему соединения медных проводов с алюминиевыми;
• возможность проведения работ низкоквалифицированными работниками;
• высокая производительность;
• отсутствие необходимости эксплуатационного обслуживания полученных соединений.

К недостаткам соединения относят невозможность его разборки, что может потребоваться при необходимости замены одного из проводов. Некоторые сложности возникают при подборе гильз по размеру и материалу. Если подготовка медных проводов к опрессовке не требует ничего кроме элементарной зачистки, то алюминиевые провода после зачистки требуют покрытия специальными средствами для предотвращения образования окисной пленки. И последнее, на что следует обратить внимание – это вопрос подбора гильз. Маркировка гильзы состоит из буквенной и цифровой части. Буквы означают:

• ГМ – гильзы медные;
• ГМЛ – гильзы медные луженые;
• ГА – гильзы алюминиевые;
• ГСИ – гильзы соединительные изолированные.

Цифровая часть маркировки указывает на площадь поперечного сечения провода, выраженную в квадратных миллиметрах.

СИЗ колпачки

Сравнительно новое изделие на рынке электромонтажных изделий. Применяется, в основном, для соединения проводов в распределительных коробках. Как правило, это провода одного сечения и материала, что повышает надежность соединения. Способ применения достаточно прост. Колпачок накручивается на предварительно сформированный пучок проводов, тем самым обжимая его. Широкому применению способствует большой ассортимент выпускаемых изделий, простота конструкции и малая стоимость.

Сварка

Еще пару десятков лет назад такой вид соединения проводов был доступен только на промышленных предприятиях. Для электромонтажа на объектах или в домашних условия метод был затруднителен из-за необходимости привлечения громоздкого и дорогого сварочного оборудования. Все изменилось с появлением на рынке легких, малогабаритных и недорогих инверторных сварочных аппаратов. Судите сами, для сваривания проводов достаточно иметь аппарат с максимальной силой тока до 90 ампер при напряжении в 36 вольт. Мощность такого аппарата находится в пределах одного киловатта, а вес не превышает пяти килограмм. С учетом весьма демократических цен на такие устройства, многие умельцы имеют у себя дома такие устройства. Соединение медных проводов свариванием дает механически прочный контакт с электрическим сопротивлением, не превышающим сопротивление цельного металла. Предварительно зачищенные и скрученные провода подвергают кратковременному воздействию сварочного тока (не более 2 секунд). Процесс проходит без применения флюсов и присадок. Сварка алюминиевых проводов несколько сложнее из-за особенности алюминия мгновенно образовывать оксидную пленку на зачищенной поверхности. Для предотвращения появления пленки, алюминиевые провода сваривают с использованием флюсов. Сварка медных проводов с алюминиевыми не нашла широкого применения из-за сложности процесса. Применяется только в случаях острой необходимости, когда другой способ невозможен. В таких случаях сначала производят наплавку меди на алюминиевый провод. И уж затем сваривают провода по технологии сваривания двух медных проводов.

В статье мы рассмотрели, что для каждого вида силовых кабелей требуется отдельный способ соединения со своими особенностями. У нас можно ознакомиться с обширным каталогом продукции силовых кабелей и проконсультироваться с профессионалами по вопросам выбора.