Серед електриків ходить розхожий жарт про те, що в електротехніці є лише два види несправностей. Перший вид, це коли відсутній контакт у тому місці, де він має бути. І другий вид – коли контакт є там, де його не повинно бути. Від першого виду несправностей можна позбутися надійним з'єднанням проводів (кабелів). У цьому плані можливості сучасної електротехніки безмежні. Є безліч технологій швидкого та якісного з'єднання різних за формою та матеріалами струмопровідних частин.

З'єднання алюмінієвого та мідного кабелів

При безпосередньому контакті міді та алюмінію виникає гальванічна пара, що сприяє високій швидкості корозії обох металів. В результаті корозійних процесів у місці контакту з'являється додатковий перехідний електричний опір струму. Із загальної електротехніки відомо, що тепло, яке виділяється на ділянці електричного ланцюга прямо пропорційно струму, що проходить по ланцюгу, і опір цієї ділянки. Таким чином, отримуємо зону підвищеного нагрівання, яке сприяє ще більшому окисленню та вищому нагріву. Процес закінчується, як правило, вигорянням цієї зони з передумовами для загального загоряння приміщення. Тому з'єднання цих матеріалів, без застосування спеціальних засобів, заборонено правилами улаштування електроустановок (ПУЕ). Проте з'єднувати їх можна цілком надійно та безпечно такими способами:

• у клемних колодках;
• методом обпресування;
• зварюванням;
• болтовими з'єднаннями.

Існує ще один, дещо екзотичний, спосіб з'єднання мідних та алюмінієвий жил, який використовується тільки у випадках, коли неможливо застосувати звичайні способи. Це пайка після попереднього лудіння як мідного, так і алюмінієвого дроту. З цими способами ми докладно ознайомимося далі в тексті, а поки що розглянемо питання про з'єднання одножильних проводів з багатожильними.

Як з'єднати багатожильний провід з одножильним

Почнемо із застереження. Воно стосується спокуси з'єднання мідних проводів шляхом скручування. Здається, матеріал однаковий, відсутня гальванічна пара, скрутив – та жодних проблем. Насправді цей метод суворо заборонено ПУЕ. Суть у тому, що в результаті багаторазових циклів нагрівання та охолодження відбувається поступове ослаблення контакту, підвищення перехідного опору і нарешті наступають наслідки, описані вище для з'єднання мідь – алюміній.

З'єднання одножильних проводів із багатожильними не мають істотної відмінності від з'єднання однотипних виробів. Але деяка різниця все-таки присутня і її необхідно враховувати. Ці особливості будуть висвітлені в описі конкретних способів з'єднання струмопровідних частин.

Види з'єднань

У кожному конкретному випадку ведення електромонтажних робіт доводиться шукати способи з'єднання різних видів дротів. Вибір способу з'єднання залежить від багатьох факторів, головними з яких є:

• матеріал дроту;
• конструкція дроту (кількість жил, діаметр жил тощо);
• вимоги до з'єднання за надійністю та механічною міцністю;
• технологічні можливості підприємства.

Розглянемо найпоширеніші способи з'єднання токопровідних частин.

Клемні колодки та пружинні клеми

Швидко, надійно та зручно можна з'єднувати дроти за допомогою клемних колодок (клемників). Це, мабуть, найпоширеніший спосіб як для побутових пристроїв, так і промислових виробів. Багаторічне застосування у різних галузях призвело до створення великої кількості типорозмірів таких виробів. Завдання споживача – вибрати клемник діаметром дроту. Провідні дроти не контактують один з одним. Кожен провід притискається різьбовим затискачем до загального майданчика. Майданчики виготовляються з матеріалів нейтральних до міді та алюмінію: сталь з спеціальними покриттями, латунь, луджена мідь. Для попередження руйнівної механічної дії на провід, у якісних клемниках ставлять додаткову пластину між гвинтом і проводом. Це особливо актуально для тонкого багатожильного та алюмінієвого проводів.

Клемні колодки випускаються для проводів завтовшки не більше 25 мм². З'єднання багатожильного та одножильного дроту краще проводити спеціальними клемниками з притискною пластиною, форма якої перешкоджає «розпушуванню» багатожильного дроту. Останнім часом набирають популярності клемники, в яких притиск здійснюється не гвинтом, а пружинами різних конструкцій. Такі вироби дозволяють суттєво збільшити швидкість ведення електромонтажних робіт. Особливим попитом користуються пружинні клемники Wago. Вироби виконані зі спеціальних сортів сталі за унікальними технологіями і не знижують силу притискного зусилля протягом багатьох років, на відміну від гвинтових.

Пайка

Відразу домовимося, що розглядатимемо питання про паяння проводів у силових ланцюгах змінного струму. Йдеться про мережу освітлення та живлення верстатів, нагрівальних приладів тощо. Питання з'єднання дротів у радіоапаратурі потребують спеціального роз’яснення. На перший погляд, паяння здається ідеальним способом з'єднання дротів. З електричного та механічного погляду неможливо пред'явити будь-які претензії.

Але є серйозні претензії щодо електробезпеки. Деякі фахівці стверджують, що пайка небезпечна тим, що руйнуватиметься при великих струмах і нагріванні дротів до 250 – 300 градусів за Цельсієм. Де вони бачили дроти, що працюють за таких температур? Така температура може виникнути лише в аварійних ситуаціях за умови неспрацьовування захисту. У таких умовах повне розплавлення ізоляції відбудеться набагато раніше за руйнування паяного з'єднання. Відставимо ці суперечки на розгляд теоретика і перейдемо до практичних питань з'єднання проводів методом паяння. Технологія пайки є достатньо простою, нею володіє з дитинства більшість чоловічого населення планети. Для з'єднання двох мідних проводів достатньо зачистити від окалини частини, що з'єднуються, залудити їх за допомогою каніфолі і припою, зробити скрутку і прогріти її паяльником. В результаті цих дій припій розіллється по всіх канавках скрутки і міцно з'єднає між собою два дроти.

До з'єднання пайкою мідного та алюмінієвого дроту вдаються дуже рідко. Але, у разі сильної необхідності, роблять це так: на алюмінієвий провід наносять шар міді гальванічним способом, після чого припаюють його до мідного дроту.

Опресування

Опресовування можна коротко охарактеризувати як похідний спосіб з'єднання проводів. Він застосовується, як правило, на об'єктах, до яких ще не підведено живлення і немає можливості застосувати пайку або зварювання.

Цей спосіб дозволяє проводити з'єднання в обмеженому просторі. Важко уявити, як можна встановити клемник в монтажну коробку, яка вже щільно заповнена проводами. Технологія дуже проста: попередньо зачищені від ізоляції та корозії дроти заводять у відрізок трубки (гільзу) з різних боків та обжимають. Для обтиску трубки бажано використовувати спеціальні кліщі, але можна обійтися і підручними засобами (плоскогубці, молоток).

У процесі обтиску трубка деформується і щільно прилягає до дротів, забезпечуючи надійний контакт та достатню механічну міцність. Фахівці відзначають інші позитивні якості даного методу:

• доступність навіть для слабко оснащених підприємств;
• можливість вирішити споконвічну проблему з'єднання мідних дротів з алюмінієвими;
• можливість проведення робіт низькокваліфікованими працівниками;
• висока продуктивність;
• відсутність необхідності експлуатаційного обслуговування отриманих з'єднань.

До недоліків з'єднання відносять неможливість його розбирання, що може знадобитися за необхідності заміни одного з проводів. Деякі складнощі виникають при підборі гільз за розміром та матеріалом. Якщо підготовка мідних проводів до опресовування не вимагає нічого, крім елементарної зачистки, то алюмінієві проводи після зачистки вимагають покриття спеціальними засобами для запобігання утворенню окисної плівки. І останнє, на що слід звернути увагу. це питання підбору гільз. Маркування гільзи складається з літерної та цифрової частини. Літери означають:

• ГМ – гільзи мідні;
• ГМЛ – гільзи мідні луджені;
• ГА – алюмінієві гільзи;
• ГСІ – гільзи сполучні ізольовані.

Цифрова частина маркування вказує на площу поперечного перерізу дроту, виражену у квадратних міліметрах.

ЗІЗ ковпачки

Порівняно новий виріб на ринку електромонтажних виробів. Застосовується в основному для з'єднання проводів у розподільних коробках. Як правило, це дроти одного перерізу та матеріалу, що підвищує надійність з'єднання. Спосіб застосування досить простий. Ковпачок накручується на попередньо сформований пучок дротів, тим самим обтискаючи його. Широкому застосуванню сприяє великий асортимент виробів, простота конструкції та мала вартість.

Зварювання

Ще кілька десятків років тому такий вид з'єднання проводів був доступний лише на промислових підприємствах. Для електромонтажу на об'єктах або в домашніх умовах метод був скрутним через необхідність залучення громіздкого та дорогого зварювального обладнання. Все змінилося з появою на ринку легких, малогабаритних та недорогих інверторних зварювальних апаратів. Судіть самі, для зварювання дротів достатньо мати апарат з максимальною силою струму до 90 ампер при напрузі 36 вольт. Потужність такого апарату знаходиться в межах одного кіловата, а вага не перевищує п'яти кілограмів. З урахуванням дуже демократичних цін на такі пристрої багато умільців мають у себе вдома такі пристрої. З'єднання мідних проводів зварюванням дає механічно міцний контакт із електричним опором, що не перевищує опір цільного металу. Попередньо зачищені та скручені дроти піддають короткочасному впливу зварювального струму (не більше 2 секунд). Процес проходить без застосування флюсів та присадок. Зварювання алюмінієвих проводів дещо складніше через особливості алюмінію миттєво утворювати оксидну плівку на зачищеній поверхні. Для запобігання появі плівки, алюмінієві дроти зварюють з використанням флюсів. Зварювання мідних дротів з алюмінієвими не знайшло широкого застосування через складність процесу. Застосовується лише у випадках гострої потреби, коли інший спосіб неможливий. У таких випадках спочатку виробляють наплавлення міді на алюмінієвий провід. І вже потім зварюють дроти за технологією зварювання двох мідних дротів.

У статті ми розглянули, що для кожного виду силових кабелів потрібен окремий спосіб з'єднання зі своїми особливостями. У нас можна ознайомитися з великим каталогом продукції силових кабелів та проконсультуватися з професіоналами з питань вибору.