Как правильно соединить медный и алюминиевый проводник

Введение

Как соединять медь с алюминием, чтобы это работало долго и надёжно? Практически каждый знает, что алюминиевая электропроводка — наследие прошлого века, и её обязательно нужно заменить при ремонте квартиры. Однако бывают случаи, когда ремонт проводится частично, и возникает необходимость соединить алюминиевый провод с медными или просто нарастить его, добавив несколько лишних сантиметров жилы.

При этом алюминий и медь гальванически несовместимы. Если их соединить напрямую, получится что-то вроде мини-батарейки. При прохождении тока через такое соединение даже при минимальной влажности возникает электрохимическая реакция. Со временем это неизбежно приведёт к проблемам.

Окисление, ослабление контакта, его последующее нагревание и оплавление изоляции неизбежно приведут к серьёзным последствиям. В результате это может закончиться коротким замыканием, отгоранием провода или, не дай бог, пожаром.

Как же правильно и надёжно соединить медь с алюминием, чтобы избежать проблем в будущем? Рассмотрим несколько способов, подробно разберём каждый из них и выберем наиболее надёжный вариант, который не требует последующего обслуживания и регулярной проверки соединения.

Соединение через болтовой зажим

Первый способ соединения через болт и стальные шайбы.

В этом способе для соединения используется стальная шайба и болт. Это один из самых проверенных и простых методов, но он создаёт достаточно габаритную конструкцию. Для монтажа необходимо сформировать на концах проводов кольца, подобрать подходящие шайбы и болты.

Важно, чтобы шайбы были такого диаметра, чтобы полностью закрывать ушко провода, исключая его прямой контакт с другим проводником. Особое внимание следует уделить расположению кольца: его нужно надевать так, чтобы при закручивании гайки оно не разворачивалось, а наоборот — сжималось внутрь.

Стальные шайбы между проводниками из разных металлов предотвращают процессы окисления. Также обязательно устанавливать гровер или пружинную шайбу, иначе со временем контакт ослабнет.

Отдельно стоит отметить, что не рекомендуется использовать оцинкованные болты и шайбы. Дело в том, что безопасное соединение возможно только между металлами, у которых разность электрохимических потенциалов не превышает 0,6 мВ. Ниже представлена таблица таких потенциалов.

Как видно из таблицы, разность потенциалов между медью и цинком составляет 0,85 мВ. Это даже хуже, чем при прямом контакте алюминиевых и медных жил, где разность 0,65 мВ. Такое соединение будет ненадёжным, поскольку электрохимические процессы приведут к быстрому окислению и ухудшению контакта.

Несмотря на простоту резьбового соединения, его основной недостаток — громоздкость. Конструкция занимает много места, и установить её в неглубокий подрозетник не всегда возможно.

Применение соединительного зажима

Следующий способ-это применение соединительного зажима.

Этот способ часто применяется для ответвления от кабеля питания, когда его сечение значительно больше, чем у самой отпайки. При этом магистральный провод даже не нужно разрезать — достаточно снять с него верхний слой изоляции. Однако для распределительных коробок такие зажимы не подходят из-за своих габаритов. Более того, со временем даже такие соединения могут выгорать.

Соединение при помощи клеммников wago

Далее рассмотрим клеммники wago.

Существует специальная серия клеммников Wago, предназначенная для соединения меди с алюминием. Внутри таких клеммников содержится паста, предотвращающая окисление контактов. Однако споры о 100% надёжности этих соединителей, особенно в розеточных группах, а не в осветительных цепях, не утихают до сих пор.

При определённом расположении и в ограниченном пространстве контакт может со временем ослабнуть. Это неизбежно приведёт к выгоранию, даже если нагрузка окажется ниже минимальной, на которую рассчитаны клеммники. Почему и когда это происходит?

Дело в том, что при соединении проводников между прижимной пластиной и местом контакта может образоваться небольшой зазор. Этот зазор становится причиной ухудшения контакта, что со временем приводит к повышенному переходному сопротивлению. В результате соединение начинает нагреваться, что может вызвать его постепенное разрушение и даже выгорание.

Соединение клеммной колодкой

Этот способ имеет один существенный недостаток — большинство колодок, представленных в продаже, низкого качества. Из-за этого контакт может быть ненадёжным и со временем ослабнуть. Некоторые электромонтажники, чтобы избежать прямого контакта меди и алюминия, припаивают медную жилу к зажиму снаружи, а не вставляют её внутрь. Такой подход улучшает качество соединения, но усложняет монтаж и снижает удобство использования.

Правда, для такого соединения придётся разбирать клемму. Кроме того, алюминиевый провод под винтовым зажимом без регулярной ревизии быстро теряет надёжность. Винты необходимо подтягивать каждые полгода-год, иначе контакт ослабнет, что приведёт к нагреву, выгоранию или даже более серьёзным последствиям.

Частота ревизии напрямую зависит от нагрузки и её колебаний в периоды максимального и минимального потребления. Если вовремя не подтянуть винты, проблемы неизбежны. А если соединение спрятано глубоко в подрозетник, добраться до него будет крайне неудобно. К тому же, в реальности мало кто занимается такой профилактикой, что делает этот способ ненадёжным.

Опрессовка соединения с помощью гильзы

Рассмотрим наиболее распространённый случай, который встречается в обычной квартире. Допустим, вам нужно подключить одну или несколько дополнительных розеток к уже существующему алюминиевому проводу, выходящему из стены.

Для наращивания используйте гибкий медный провод сечением 2,5 мм² — это снизит механическое воздействие на алюминиевую жилу при укладке проводов в подрозетник. После снятия изоляции с медного провода необходимо обязательно пропаять соединение. Это предотвратит прямой контакт алюминия с медью внутри гильзы, исключив электрохимическую реакцию.

Для пайки удобно использовать самодельный тигель, представляющий собой слегка доработанный паяльник в форме топора. Перед пайкой обязательно удалите оксидный слой с алюминиевого провода с помощью флюса. Сам процесс лужения заключается в погружении провода в специальное отверстие в таком паяльнике, заполненное расплавленным оловом.

После охлаждения остатки флюса необходимо удалить с провода с помощью растворителя. Затем переходим к подготовке алюминиевых проводов, выходящих из стены. Аккуратно снимаем с них изоляцию и удаляем слой окиси. Для этого можно использовать токопроводящую пасту, которая предотвращает дальнейшее окисление. Такая же паста применяется при монтаже модульного заземления, обеспечивая надёжный контакт между металлическими элементами.

Эта паста рассчитана на работу в любых условиях и предотвращает последующее образование окиси на поверхности провода. Имейте в виду, что оксидная плёнка может обладать сопротивлением, превышающим сопротивление самого алюминия, из-за чего вся работа окажется бесполезной. Более того, температура её плавления достигает 2000 градусов, тогда как у алюминия этот показатель составляет всего около 600 градусов.

После подготовки проводов вставьте их в гильзу ГМЛ с обеих сторон. Остаётся лишь выполнить опрессовку. Возникает логичный вопрос: не продавится ли во время прессования слой припоя и жил, из-за чего вся работа по лужению окажется бесполезной? Чтобы этого не произошло, важно правильно подобрать гильзу по сечению и использовать соответствующие матрицы инструмента для обжимки. В этом случае мягкий припой не вытечет, а наоборот — загерметизирует контактное пятно медно-алюминиевого соединения. Без доступа кислорода эрозия контакта происходить не будет.

При работе с алюминиевыми проводами будьте предельно осторожны — они очень хрупкие, и одно неосторожное движение может привести к их обламыванию. После прессовки обязательно заизолируйте соединение с помощью клеевой термоусадки.

Именно клеевая термоусадка обеспечивает стопроцентную герметичность соединения и предотвращает поступление кислорода к месту контакта, исключая риск его окисления в будущем. Чтобы не повредить изоляцию, нагревать термоусадку лучше строительным феном, а не зажигалкой или портативной горелкой.

После этого полученный пучок проводов нужно аккуратно разместить в подрозетнике. Как уже упоминалось, алюминий не терпит резких перегибов, поэтому работайте с ним осторожно. Однако благодаря нарощенным медным жилам, обладающим большей гибкостью, укладка становится проще. На концы этих проводников обязательно устанавливаются изолированные наконечники НШВИ, обеспечивающие надёжное и безопасное подключение.

После опрессовки проводники можно безопасно подключать к клеммным колодкам розетки или выключателя.

Безусловно, это не единственный способ наращивания алюминиевых проводов, но он сочетает в себе простоту и надёжность. В отличие от скрутки, такое соединение исключает ослабление контакта со временем, а в сравнении со сваркой или классической пайкой его выполнение не требует сложного оборудования и специальных навыков.