Как соединять медные и алюминиевые провода: Соединение медных и алюминиевых проводов | Полезные статьи

Замена медного кабеля на алюминиевый – причины, преимущества

На практике нередко приходится заменять старые и непригодные к эксплуатации алюминиевые провода на их более качественные аналоги, изготовленные на основе меди. Такая необходимость объясняется лучшими электротехническими характеристиками медного материала, изделия из которого способны эксплуатироваться долгие годы.

Но чистая медь – дорогой материал, что заставляет бережливых людей задумываться о целесообразности применения продукции на его основе. В этом случае пользователь напрямую сталкивается с ситуацией, когда предполагается замена медного кабеля на алюминиевый аналог худшего качества. Рассмотрим возможные варианты подмены одного материала другим и попробуем обосновать ее целесообразность.

Причины замены медных кабелей и проводов

Единственная и вполне обоснованная причина замены медного кабеля его алюминиевым аналогом – желание сэкономить на материале, используемом в электротехническом изделии или в линии передач электроэнергии.

Наглядным подтверждением существенной экономии при такой подмене служит сравнение оптовых цен на эти два металла: сегодня медь стоит на рынке примерно в 3,0-3,5 раза дороже, чем алюминий.

Добавим к этому определенные сложности, возникающие при совмещении уже имеющейся алюминиевой проводки, проложенной в домах старой застройки, с новыми наращиваемыми линиями из меди. Дело в том, что соединять напрямую провода разнородных структур согласно требованиям ПУЭ категорически запрещено, поскольку это чревато окислением контактов и последующим их разрушением.

Для получения надежного неразрушающего соединения используются специальные переходные элементы, благодаря которым удается исключить непосредственный контакт проводников из меди и алюминия. В ситуации, когда пользователь решил не тратиться на специальные клеммники и снизить трудоемкость предстоящих операций – он может сделать всю линию однотипной (то есть чисто алюминиевой).

Дополнительный стимул к принятию такого решения – желание сэкономить на второстепенной подводке, а имеющиеся в наличии медные провода припасти для решения более важных задач.

Подробнее о способах соединения проводов из разных материалов в нашей стать Как соединять разные провода? – особенности соединений алюминиевых и медных кабелей»

Где возможна замена медного кабеля на алюминиевый?

При рассмотрении причин замены меди алюминием особо выделим ситуации, когда сделать это вообще возможно и допустимо. Более подробный анализ показывает, что такой подход приемлем в следующих исключительных случаях:

• В промышленных условиях, когда при перемотке двигателей со сгоревшей медной обмоткой исполнитель предпочитает сэкономить на ремонтных работах и использует более дешевые провода из алюминия.
• В быту, когда пришедший в негодность медный отвод для питания стиральной машины, например, в целях экономии заменяется алюминиевыми жилами.
• При ремонте автомобильной проводки нередки случаи замены сгоревших медных шин их алюминиевыми аналогами (но только там, где от этого не ухудшается качество соединений и контактов).

В случае ремонта асинхронных электродвигателей (с заменой сгоревшей обмотки из меди алюминием) рабочая мощность агрегата несколько понижается.

В указанной ситуации приходится принимать дополнительные меры, обеспечивающие повышение этого показателя любыми доступными техническими приемами.

Расчет сечения при замене медного кабеля на алюминиевый

При замене медного кабеля на алюминиевый расчет требуемого сечения – основное условие грамотного решения поставленной перед исполнителем задачи. При этом ему также придется определиться с тем, каким алюминиевым образцом можно заменить медный кабель и нужно ли обязательно увеличивать сечение жил. Для ответа на эти вопросы придется разобраться с характеристиками электротехнических изделий обеих марок.

Эксплуатационные особенности алюминиевых проводов состоят в том, что их жилы рассчитаны на меньший допустимый ток, так что при длительном его протекании в нагрузке они могут перегреваться. А это приводит к потере мощности в линии и снижению эффективности ее работы. Проведенные специалистами исследования убедительно доказали, что для сохранения показателей эффективности передачи электроэнергии по проводам из алюминия сечение последних следует увеличить в 1,5 раза.

Перерасчет сечения в асинхронных двигателях

Из курса электротехники известно, что сопротивление алюминия току в 1,63 раза превышает тот же показатель для медного материала. А это означает, что при замене меди алюминием из-за возрастания сопротивления обмоток номинальный ток снижается примерно на 22 процента.

При этом номинальная мощность асинхронного двигателя также понижается.

Для сохранения величины мощности ток через обмотки придется увеличить на те же 22 процента. Одновременно с этим возникает потребность сохранить показатель потерь электроэнергии в обмотках, идущих на нагрев, на прежнем уровне.

В случае замены медной обмотки алюминиевым проводом для сохранения мощности электроприбора и тепловых потерь на том же уровне используются следующие приемы:

• выбираются проводные изделия с типом изоляции, выдерживающей больший нагрев (это удается сделать, заменив медные жилы класса стойкости «А» на алюминиевые провода с маркировкой «E»)
• подбираются алюминиевые провода большего диаметра (на 3,5-5,0 процента толще медных) с одновременным увеличением коэффициента заполнения монтажного паза;
• увеличивается его диаметр за счет более тонкой изоляционной защиты.

Второй вариант с увеличением диаметра реализовать совсем несложно, поскольку алюминий мягче меди.

Это позволяет поднять плотность заполнения рабочего паза с 0,65-0,7 для медных жил до 0,72-0,75 – для проводов из алюминия.

В заключение отметим, что использование при перемотке алюминиевых проводов с одновременным выбором класса изоляции «Е» гарантирует сохранение рабочей мощности электродвигателя на прежнем уровне.

Нужен медный или алюминиевый кабель?
Отправьте заявку и мы предложим лучшую цену!

Отправить заявку

Почему нельзя соединять медь и алюминий в электропроводке?

Любой электрик знает, что нельзя соединять напрямую провода из меди и алюминия. Но простые обыватели, далекие от электротехники, часто допускают такую ошибку, ремонтируя электропроводку самостоятельно. И зачастую это заканчивается неприятными последствиями:

• в домашней электрической сети пропадает напряжение;
• происходит возгорание электропроводки.

Почему нельзя соединять вместе алюминиевые и медные провода?

1. На поверхности алюминия образуется окисная пленка, плохо проводящая ток. Большое сопротивление приводит к нагреву места соединения, которое может оказаться причиной воспламенения.

2. Эти металлы имеют отличающийся коэффициент теплового расширения. Когда по проводам протекает большой ток, они нагреваются и расширяются в разной степени. После отключения нагрузки ток прекращается, провода остывают и сужаются. Последовательность расширений-сужений приводит к ухудшению соединения проводов. Соответственно, растет его электрическое сопротивление, а в итоге — опять же нагрев. В некоторых случаях возникает электрическая дуга, разрушающая соединение и вызывающая возгорание изоляции проводов.

3. Медь и алюминий формируют «гальваническую пару», которая также становится причиной нагрева контакта.

Худший вариант — соединение медного и алюминиевого проводов скруткой. Таким способом нежелательно соединять даже провода с жилами из одного и того же металла (меди или алюминия). Если вместе скручиваются медь и алюминий, то проблем с электропроводкой следует ожидать в ближайшее время.

Использование винтовых и пружинных клеммников позволяет компенсировать эффект теплового расширения металлов.

Плотный контакт обеспечивается за счет винта или пружинящей пластины. Но в случае винтовых клеммников следует учитывать «текучесть» металлов. В особенности достаточно пластичного алюминия. Поэтому такие соединения требуют проверки не менее раза в год. По мере необходимости следует подкручивать винт, чтобы контакт с проводом оставался надежным.

Что касается пружинных клеммников (например, WAGO), то для соединения медных и алюминиевых проводов следует использовать только те, внутри которых имеется специальная токопроводящая паста. Она препятствует образованию окисла на поверхности алюминия. Многоразовые пружинные клеммники для указанной цели не годятся.

По поводу «гальванической пары» можно сказать следующее. При соприкосновении запускается процесс, известный как электролиз. Металлы обмениваются ионами, что приводит к появлению раковин и пустот на поверхности проводов. Из-за них снижается качество контакта. Причем эрозия алюминия более значительная. Со временем место соединения начинает греться вплоть до возникновения электрической дуги, возгорания изоляции.

На скорость деградации электрического контакта также оказывает влияние влажность воздуха. Чем она выше, тем процесс происходит быстрее.

Если все же приходится соединять медные и алюминиевые провода, то нужно использовать подходящие клеммники и соединения:

1. Клеммник типа «орех», называемый так из-за своей округлой формы. Внутри его пластикового корпуса имеется три стальные пластины. Средняя разделяет медный и алюминиевый провод. Недостаток такого соединения — сравнительно большие габариты, что может создать препятствие для его использования.

2. Клеммники WAGO, содержащие внутри специальную смазку. Она препятствует образованию окислов на токопроводящих жилах соединяемых проводов. Но указанные клеммники не рекомендуется задействовать в силовых цепях, а только в линиях освещения.

3. Винтовые клеммники также можно использовать для соединения медных и алюминиевых оголенных проводов. Но они должны быть доступными для проверки, поскольку со временем винтовой контакт может ослабнуть. Приходится временами его подкручивать.

4. Болтовое соединение используется в тех случаях, когда специальных клеммников под рукой нет. Берется болт с гайкой, а также три подходящие шайбы. Оголенные жилы медного и алюминиевого проводов закручивают колечком и одевают на болт, разделяя шайбой. Готовое соединение следует обмотать изолентой. Его недостаток — немалые габариты, что иногда делает проблематичным использование в распределительных коробках.

Просмотров: 3 836

Почему нельзя соединять алюминиевые и медные провода, как правильно сделать соединение

Содержание:

• Проблемы с проводкой
• Что говорит физика?
• Что делать, если необходимо подключение?
• Соединения клеммной колодки
• Клеммные колодки WAGO
• Болтовое соединение

Чтобы повесить люстру или проложить новую линию проводов в старой квартире, часто требуется соединить алюминиевые и медные провода. Однако электрики категорически запрещают такие навороты. Разберемся, почему медь и алюминий нельзя скручивать и как правильно соединять жилы из разных металлов.

Сложности с электропроводкой

Современные правила устройства внутриквартирной электропроводки (ПУЭ) требуют, чтобы все жилы в квартире были медными. Однако в советское время в целях экономии в большинстве домов проводку делали из алюминиевых проводов. Поэтому у жильцов квартир старой постройки часто возникает проблема подключения медных и алюминиевых проводников. Причин может быть несколько, например:

• необходимость наращивания оборванного алюминиевого провода;
• установка дополнительной розетки;
• Замена старой люстры на современную.

Обычно провода соединяются самым простым способом — скруткой. Однако электрики категорически запрещают скручивать алюминий с медью. Такое соединение называют пожароопасным и недолговечным. Однако не все могут объяснить причины запрета на создание такой связи.

Что говорит физика?

По законам природы при соединении двух металлов возникает гальваническая пара. Поскольку каждый металл имеет свое значение электрохимического потенциала, в месте контакта пара начнет транспортировать электроны. Такие процессы происходят, например, в аккумуляторе. Если в месте контакта присутствует электролит или металлы находятся под током, то скорость переноса электронов от одного металла к другому значительно возрастет.

Поскольку электрохимический потенциал меди и алюминия значительно различается, гальванические процессы в месте соединения протекают быстро. Это приводит к нескольким неприятным последствиям:

• Появление оксидной пленки на поверхности алюминиевой проволоки. Эти продукты разрушения металла плохо проводят электричество и значительно снижают качество контакта.
• Постепенная коррозия разрушит проводники и создаст зазоры между ними. Это также приведет к ухудшению контакта.

Помимо способности образовывать гальваническую пару, алюминий с медью имеют высокую разницу в способности к расширению при нагревании. Из-за разницы температур проводники расширяются неравномерно, что также приводит к увеличению зазоров и снижению качества контакта.

Плохой контакт начинает греться при прохождении через него тока. Поэтому место скручивания медных и электрических проводов быстро превратится в источник тепла. И там недалеко от огня. Поэтому электрики категорически запрещают соединение медных и алюминиевых проводов скруткой.

Некоторые металлы и сплавы, используемые в электротехнике, имеют небольшую разницу в электрохимическом потенциале и коэффициентах расширения. Такие материалы называются совместимыми. Для алюминия совместимы цинк, дюралюминий и электротехническая сталь. Для меди — хром, никель, латунь и бронза.

Что делать, если необходимо подключение?

Иногда все же приходится соединять между собой несовместимые металлы. В таких случаях используются специальные технологические решения, позволяющие улучшить качество контакта. Рассмотрим некоторые из них более подробно.

Соединения клеммной колодки

Клеммные колодки, или клеммники, являются расходным материалом современного электрика. Это контактная группа, помещенная в пластиковый корпус из медного сплава и покрытая слоем никеля. Пользоваться ими достаточно просто:

1. Необходимо зачистить соединяемые провода.
2. Вставьте концы в противоположные гнезда блока.
3. Надежно закрепите, затянув зажимные винты.

Если на алюминиевый сердечник надавить слишком сильно, он может сломаться. Поэтому не затягивайте винты слишком сильно!

Клеммники WAGO

Современный вариант клеммника, оснащенный пружинными зажимами. Достаточно сжать лапки, вставить зачищенные провода на место и снова зажать. Однако накопленный опыт эксплуатации таких колодок выявил ряд недостатков:

• Со временем пружина замка может ослабнуть, что приведет к ухудшению контакта и перегреву.
• Клеммы WAGO дороже, чем обычные клеммные колодки.

Болтовое соединение

Обычный стальной болт, оснащенный тремя шайбами, также может помочь надежно соединить алюминиевый проводник с медным. На концах проводов делаются кольца, затем они надеваются на болт. Порядок такой: шайба — медь — шайба — алюминий — шайба. Затем контакт тщательно прижимается гайкой и изолируется.

Недостатком этого метода является большой размер соединения. Он подходит только для проводников большого сечения.

Таким образом, хотя соединение меди с алюминием скруткой невозможно из-за высокой пожароопасности, существуют безопасные способы соединения таких проводов. Если вы воспользуетесь одним из них, то можете не переживать за стабильность контакта и защиту своего дома от пожара.

Значит, в вашем доме алюминиевая проводка?

Точнее, одножильные алюминиевые провода?

Алюминиевая проводка была наиболее распространена в домах, построенных между 1964 и 1976 годами, и, конечно, некоторые электрики израсходовали свой запас после 19 лет. 76. Я не хочу вдаваться во многие причины проблем, я и другие довольно хорошо рассмотрели эту тему.

Алюминиевая проводка. Можно ли ее починить?
Алюминиевая проводка — ее все еще много
Алюминий, плакированный медью
Веб-сайт, посвященный опасностям и ремонту алюминиевой проводки

Насколько серьезной проблемой является алюминиевая проводка для вашего дома, зависит от того, когда дом был построен и что было сделано для его устранения. система электропроводки с момента постройки дома. К самому началу 70-х годов мы с болью осознали проблемы с алюминиевой проводкой, когда дома начали гореть или были близки к тому, чтобы сгореть.

В 1972 году стал доступен другой сорт алюминиевой проводки, известный как «алюминий серии 8000», который устранил проблемы с более ранним «алюминием серии 1350». Итак, для начала, обсуждая проводку в вашем доме, необходимо определить, какая серия проводки у вас дома.

По моему мнению, в любом доме, построенном до 1972 года и имеющем алюминиевую проводку, самая безопасная рекомендация — заменить проводку.

Если можно определить, что проводка изготовлена ​​из алюминия серии 8000, то варианты могут быть улучшены, но замена все же может быть оправдана, если к старым цепям было добавлено много новой медной проводки, особенно если были внесены непрофессиональные изменения. сделал.

Примером «непрофессионального поведения» является следующее изображение.

Неправильное соединение алюминия/меди

Каждая красная гайка представляет собой неправильное соединение меди с алюминием, не говоря уже о соединениях, выполненных вне соответствующих распределительных коробок. В домах с такими работами каждую распределительную коробку (выключатели, светильники и т. д.) следует вскрыть и оценить, чтобы при необходимости можно было произвести ремонт. Также следует убедиться, что все выключатели, розетки и другие устройства также рассчитаны на алюминиевую проводку. Если розетки и выключатели были «ввернуты назад», а не с использованием боковых винтов, это, на мой взгляд, также следует изменить.

Раньше был только один способ правильно соединить алюминий с медью. Первый метод был с соединителями Copalum, которые давно признаны CPSC в качестве одобренных соединителей. Им требуется специальный инструмент, которым обладают лишь немногие подрядчики и которые обучены его использованию.

На сцену прибыл еще один разъем, который также одобрен, под названием разъем AlumiConn. Этот разъем легко доступен в большинстве магазинов электротоваров, и я подозреваю, что он полностью заменит разъем Copalum из-за его очень низкой стоимости.

После того, как все это будет сделано, вы должны иметь в виду, что у вас все равно не будет проводки, соответствующей современным стандартам в том смысле, что провод не имеет температурного класса современной домашней проводки. Это не имеет большого значения, но может стать проблемой при добавлении приспособлений/устройств, рассчитанных только на провода с более высокой температурой. Это включает в себя большинство современных светильников.

Если все цепи защищены современными комбинированными автоматическими выключателями дугового замыкания, также разумно добавить уровень защиты. Поскольку эти устройства теперь требуются почти во всех цепях 120 вольт в доме, в любом случае это значимое и полезное обновление безопасности.

В каждом конкретном случае электрик должен провести тщательный анализ затрат и выгод, чтобы определить, что имеет смысл для данного конкретного дома. В одноэтажном доме с полным чердаком наверху и открытым подпольем внизу замена может быть лучшим вариантом. В многоэтажных домах с готовыми подвалами и без чердаков замена может быть сочтена нецелесообразной, и некоторые из других вариантов, упомянутых выше, могут иметь больше смысла.

Имейте в виду, что прочность любой отремонтированной алюминиевой проводки равна прочности одной пропущенной распределительной коробки с неподходящим соединением медь/алюминий или устройства, не предназначенного для алюминия.

На следующих двух рисунках мы видим, где медные провода (белые) были неправильно добавлены к местам расположения распределительной коробки.

На первом рисунке к одному алюминиевому проводнику (черному) добавлены 3 медных провода (белых).

Три медных провода неправильно присоединены к одному алюминиевому проводу.

Это было бы незаметно, если бы чердак не был проверен, и никогда не был бы обнаружен, если бы он был зарыт в изоляцию. Как вы можете себе представить, это еще больше усложняет оценку и анализ затрат, потому что может потребоваться удалить всю изоляцию на чердаке и в подполье, чтобы провести более точную оценку — найти каждое место. Даже в этом случае всегда будет вероятность того, что кто-то неправильно спрятал место за стенами, шкафами и т. д.

На следующем рисунке мы видим, что один белый провод добавлен в коробку с тремя черными проводами.

Один медный провод неправильно соединен с тремя алюминиевыми проводами

Со стороны комнаты это не было бы очевидно, если бы не снять крышку и не проверить очень внимательно.

В алюминии серии 8000 нет ничего плохого по своей сути, но его можно сделать небезопасным из-за неправильной проводки.