медь с алюминием | Советы электрика
16 Апр 2012 Советы специалиста
Очень часто в старых домах приходится при ремонте электропроводки соединять алюминиевые провода старой проводки с медными— вновь проложенными.
Кто незнаком с этой темой и делает ремонт своими руками- просто тупо скручивают их между собой и закрывают в распредкоробке, не понимая какую головную боль они себе приобретут в дальнейшем…
С этой темой- соединение меди с алюминием- сталкиваются не отлько при монтаже внутренней электропроводки, но и при замене ввода в дом
Дело в том, что провода воздушной линии (ВЛ)- алюминиевые и если вы делаете вводной кабель медный, то просто так накрутить на алюминиевый провод жилу кабеля- нельзя!
А ведь делают же! Сколько раз сам видел… А потом удивляются- “Почему это у меня свет в доме моргает?!”
Да, действительно, а почему? А вот из-за чего.
Немного химии. Алюминий- очень активный метал, попробуйте его спаять простым методом как медный провод, ничего не получится.
Алюминий активно реагирует на воздух, вернее даже не на сам воздух, а на влагу в воздухе, быстро образуя на своей поверхности тонкую пленку окиси.
Эта пленка оказывает высокое сопротивление электрическому току- появляется так называемое “переходное сопротивление” в месте соединения проводов.
Но медный провод тоже окисляется, однако не так сильно и интенсивно как алюминий и пленка окиси на поверхности меди оказывает гораздо меньшее сопротивление протеканию тока.
Получается что при соединении медного и алюминиевого провода они контактируют своими оксидными пленками.
Так же у этих двух металлов разное линейное расширение, поэтому при изменении температуры в помещении или величины тока, протекающего через скрутку медь-алюминий контакт между ними со временем ослабевает.
Переходное сопротивление в скрутке итак “тормозило” электрический ток, да еще ослабление контакта еще более увеличивало величину переходного сопротивления.
Это приводит к тому, что скрутка начинает греться, чем дальше- тем больше, греется изоляция провода. разрушается от нагрева даже может загореть.
Сами знаете сколько домов сгорело из-за неисправностей в электропроводке и зачастую виновато в этом именно переходное сопротивление или плохой контакт.
Кстати о переходном сопротивлении.
Это активное сопротивление, то есть вся мощность на нем на 100% преобразуется в теплоту, ну как в утюге например)))
Что бы понять что это такое- представтье что два провода соединены между собой нихромовой проволокой и по ним протекает электрический ток, который раскаляет нихром докрасна.
Вот внутри скрутки медного и алюминиевого провода и находится такая раскаленная докрасна нихромовая нить. А оно вам надо?!
Запомните- переходное сопротивление- аналог раскаленной нихромовой нити.
Так, химии достаточно. Теперь как выйти из положения если надо соединить медный провод с алюминиевым.
Тут суть вот в чем: главное что бы эти два металла не соприкасались между собой. Между ними должен быть нейтральный по отношению к ним материал, естественно токопроводящий.
Это может быть свинцовый припой, дюралюминий,сталь, нержавейка, покрытие из хрома.
Кстати интересно- нельзя: цинк, углерод (графит) и серебро с золотом и платиной.
Хотя я себе не представляю кто может себе позволить такое удовольствие- соединять медь с алюминием через платину)))
В такм случае если денег море- лучше совсем провода полностью из платины сделать, потери напряжения исчезнут напрочь)))
Итак, соединяем медь с алюминием:
-С помощью клемных зажимов;
-Болтовое соединение через шайбы
-Слой из нейтрального материала
Клемные зажимы- это ответвительные сжимы (так называемые “орехи”), wago, клемники в изоляции и т.п.
Ну болтовое соединение итак понятно- делается петля на проводе, вставляется болт, а между медью и алюминием- стальные шайбы.
Такое соединение гораздо надежнее всех клемников и зажимов, единственный минус- большие габариты, в распредкоробке много метса занимают.
Я так сам делал например на вводе в дом- когда надо было соединить медный кабель с алюминиевым вводом от ВЛ. Да еще кабель был четырехжильным, а сеть- 220.
Тогда сделал на фазу и ноль по две жилы кабеля, соединил через болтовое соединение с обрезком алюминиевого провода, и уже этот обрезок был подключен энергетиками на ввод.
Уже второй год прошел- замечаний нет))) Это при наличии электроплиты в доме и всего прочего- электротитан, чайник, утюг, микроволновка и т.д.
Сейчас про слой из нейтрального материала. Я имею ввиду- свинцово-оловянный припой.
Как это делается покажу на фото:
Это хороший выход из положения когда нет под рукой зажимов или не хочется их использовать, а болтовое соединение не помещается в коробку.
Тогда надо покрыть медный провод припоем и сделать скрутку с алюминием- соединение будет надежным! Хотя и по ПУЭ- неправильным…
Там требуется или пайка-сварка или клемники-болты, чистая скрутка по ПУЭ- вне закона…
Хотя я лично однажды вскрыл распредкоробку освещения в старом доме- там с выключателя медный провод шел, а на лампочку- алюминиевый. Скрутка была чисто медь с алюминием без вских клемников, припоя и т.д.
Так состояние- как будто только что скрутили!
Все чистенько, никакого окисла и подгара. Я думаю это потому, что в квартире было всегда сухо и к тому же распредкоробка была наглухо запечатана в стене- то есть воздух в нее не проникал.
А поэтому и алюминий не окислялся и к тому же нагрузка на скрутку была минимальная- всего одна лампочка подцеплена.
Поэтому если через соединение медь-алюминий будет проходить большой ток, то лучше сделать болтовое соединение как самое простое, посложнее- пайка.
А вот ваговский зажим в таком случае я бы не рекомендовал использовать, лучше другие клемники где провода хотя бы винтом зажимаются.
Итак, сейчас вы знаете как соединять медный провод с алюминиевым и если вам придется это делать- уверен, вы сделаете правильный выбор!
Качественное алюминиевое остекление балконов не дорого.
Узнайте первым о новых материалах сайта!
Просто заполни форму:
Теги: медь с алюминием, соединение проводов
Почему нельзя соединять медь и алюминий в электропроводке?
Практически все уже знают, что алюминиевая проводка это наследие прошлого века, и ее обязательно нужно менять при ремонте квартиры. Мало кто проводит капремонт и забывает об этом.
Однако случаются ситуации, когда ремонт проводится частично, и возникает крайняя необходимость соединить алюминиевый провод с медным или просто их нарастить, добавив несколько лишних сантиметров жилы.
При этом алюминий и медь не совместимы гальванически. Если вы их соедините напрямую, это будет что-то вроде мини батарейки.
При прохождении тока через такое соединение, даже при минимальной влажности, происходит электролизная химическая реакция. Проблемы обязательно рано или поздно себя проявят.
Окисление, ослабление контакта, его дальнейший нагрев с оплавлением изоляции. Переход в короткое замыкание, либо отгорание жилы.
К чему может в итоге привести такой контакт, смотрите на фото.
Как же сделать такое соединение грамотно и надежно, чтобы избежать проблем в будущем.
Вот несколько распространенных способов, которые применяют электрики. Правда не все они удобны для работы в монтажных коробках.
Рассмотрим подробнее каждый из них и выберем наиболее надежный, не требующий последующего обслуживания и ревизий.
Здесь для соединения используется стальная шайба и болт. Это один из наиболее проверенных и простых методов. Правда получается очень габаритная конструкция.
Для монтажа, закручиваете кончики проводов колечками. Далее подбираете шайбы.
Они должны быть такого диаметра, чтобы все ушко провода спряталось за ними и не могло контактировать с другим проводником.
Самое главное, как расположить колечко. Его нужно одевать так, чтобы во время закручивания гайки, ушко не разворачивалось, а наоборот стягивалось во внутрь.
Стальные шайбы между проводниками из разных материалов препятствуют процессам окисления. При этом не забывайте про установку гравера или пружинной шайбы.
Без нее контакт со временем ослабнет.
Дело в том, что безопасно соединять между собой можно металлы, у которых электрохимический потенциал соединения не превышает 0,6мВ.
Вот таблица таких потенциалов.
Как видите у меди и цинка здесь целых 0,85мВ! Такое подключение даже хуже чем прямой контакт алюминиевых и медных жил (0,65мВ). А значит, соединение будет не надежным.
Однако, несмотря на простоту резьбовой сборки, в итоге получается большая, неудобная конструкция, формой похожая на улей.
И запихнуть все это дело в не глубокий подрозетник, не всегда есть возможность. Более того, даже в такой простой конструкции многие умудряются напортачить.
Последствия себя не заставят ждать через очень короткое время.
Еще один способ — это применение соединительного сжима типа орех.
Он часто используется для ответвления от питающего кабеля гораздо большего сечения, чем отпайка.
Причем здесь даже не требуется разрезание магистрального провода. Достаточно снять с него верхний слой изоляции. Некоторые нашли ему применение для подключения вводного кабеля к СИПу.
Однако делать этого не стоит. Почему, читайте в статье ниже.
Но опять же, для распаечных коробок орехи не подходят. Более того, и такие зажимы бывает, выгорают. Вот реальный отзыв от пользователя на одном из форумов:
Есть серия специальных зажимов, которыми можно стыковать медь с алюминием.
Внутри таких клемм находится противоокислительная паста.
Однако споры о 100% надежности таких зажимов, тем более для розеточных, а не осветительных групп, не утихают до сих пор. При определенной укладке в ограниченном пространстве, контакт может ослабнуть, что неминуемо приведет к выгоранию.
Причем произойти это может даже при нагрузке ниже минимальной на которую рассчитаны Ваго. Почему и когда это происходит?
Дело в том, что когда сжимаются соединяемые проводники, между прижимной пластиной и местом контакта появляется небольшой зазор. Отсюда и все проблемы с нагревом.
Вот очень наглядное видео, без лишних слов объясняющее данную проблему.
Данный способ имеет один существенный минус. Большинство продаваемых колодок очень низкого качества.
Некоторые исхитряются и чтобы избежать прямого контакта меди и алюминия, медную жилку припаивают сбоку такого зажима, а не вставляют во внутрь.
Правда клемму для этого придется разобрать. Кроме того, надежный контакт алюминия под винтом без ревизии, не живет очень долго.
Винтики каждые полгода-год нужно будет подтягивать. Частота ревизионных работ будет напрямую зависеть от нагрузки и ее колебаний в периоды максимума и минимума.
Забудете подтянуть и ждите беды. А если все это соединение запрятано глубоко в подрозетнике, то лезть туда каждый раз, не совсем удобное занятие.
Поэтому остается самый надежный из доступных способов – опрессовка. Здесь не будем рассматривать применение специализированных медно-алюминиевых гильз ГАМ, так как они начинаются от сечений 16мм2.
Для домашней же проводки, как правило наращивать нужно провода 1,5-2,5мм2 не более.
Рассмотрим наиболее распространенный случай, который встречается в панельных домах. Допустим, вам нужно запитать одну или несколько дополнительных розеток от уже существующего алюминиевого вывода в сквозной нише.
Для наращивания берете ГИБКИЙ медный провод сечением 2,5мм2. Это уменьшит механическое воздействие на алюминиевою жилу, когда вы будете укладывать провода в подрозетник.
Зачищаете концы медного провода. Далее, для такого соединения их нужно обязательно пропаять. Это исключит непосредственный контакт в гильзе меди и алюминия. Для пайки удобно использовать самодельный тигель, представляющий из себя слегка доработанный паяльник в форме топорика.
- При этом перед пайкой флюсом снимите с жилы оксидный слой.
- Сам процесс лужения заключается в окунании провода в специальное отверстие в паяльнике, заполненное оловом.
- После остывания жилы остатки флюса удаляются растворителем.
Далее переходите к алюминиевым проводам, торчащим из стены. Аккуратно зачищаете их концы и также удаляете слой окиси.
Для этого можно воспользоваться оксидной токопроводящей пастой. Такая же паста используется при монтаже модульных штыревых систем заземления.
Она рассчитана на работу в любых условиях и исключает дальнейшее появление окиси на поверхности провода. Имейте в виду, что оксидная пленка может в последствии иметь сопротивление в несколько раз большее, чем сам алюминий.
И не удалив ее, вся ваша дальнейшая работа пойдет насмарку. Более того, температура плавления такой пленки достигает 2000 градусов (против примерно 600С у Al). После всех подготовительных работ, вставляете в гильзу ГМЛ провода с двух сторон. Все что осталось, это опрессовать данное соединение.
У некоторых возникнет логичный вопрос, а не продавится ли при опрессовке слой припоя на жиле? Тогда получается что все манипуляции по лужению будут напрасны.
Главное здесь правильно подобрать по сечению гильзу и матрицы инструмента для обжатия.
В этом случае мягкий припой как бы загерметизирует контактное пятно медноалюминиевого соединения. А без отсутствия доступа кислорода к этой точке, эрозии контакта наблюдаться не будет.
Будьте внимательны, при работе с алюминиевыми проводниками нужно действовать крайне осторожно, так как это очень ломкий материал. Одно неосторожное движение и облом жилы вам обеспечен.
После опрессовки необходимо заизолировать данное соединение клеевой термоусадкой.
Именно клеевой тип обеспечит 100% герметичность и предотвратит поступление кислорода к контактным местам. Чтобы не рисковать и не прожечь изоляцию, нагревать термоусадку лучше строительным феном, а не зажигалкой или портативной горелкой.
- Полученный пучок проводов укладывать в подрозетник нужно с большой осторожностью, так как алюминий не любит резких перегибов.
- Так как наращенные медные жили гибкие, то на концы этих проводников одеваете изолированные наконечники НШВИ.
- Только после этого их можно смело заводить в клеммные колодки розеток и затягивать винты.
- Безусловно, это не единственный способ наращивания алюминиевых проводов, но он является одним из самых простых (в отличии от сварки или пайки) и надежных (в отличии от скрутки). Подробнее
- Если же у вас есть малейшая возможность сменить целиком алюминиевую проводку, делайте это обязательно, не экономьте на своей безопасности.
Как соединить алюминиевый провод с медным — обзор способов
Любая кабельная продукция имеет токопроводящую жилу, выполненную из алюминия или меди. Так как эти материалы обладают хорошей токопроводимостью, теплоотдачей и стоят недорого, то при монтаже и подключении довольно часто возникает необходимость соединения этих двух разных по химическому составу элементов электрических цепей.
Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ глава 2.1. п 2.1.21) простая скрутка между собой двух проводов разного материала запрещена, если нет последующей пайки или сварки. Однако, существуют и более действенные способы для выполнения данной процедуры как в домашних условиях, так и на производстве.
В этой статье мы расскажем, как правильно выполнить соединение медного и алюминиевого провода и каких ошибок не следует допускать.
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:
- Перед тем как соединить жилы пайкой нужно знать, что медь залудить будет очень просто, а алюминий только с помощью специального припоя.
- Нельзя слишком сильно сжимать места соединения как многожильных, так и одножильных проводников. В противном случае возникнет деформация и повреждение жил.
- Всегда стоит соблюдать маркировку и правильно подбирать клеммники в зависимости от сечения жилы и типа установки (в помещении или же на улице).
- 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:
Как правильно соединять алюминиевые провода с медными в электропроводке
В квартирах домов старой постройки зачастую электропроводка выполнена из алюминиевых проводов, соединенных между собой методом скрутки.
При подключении к алюминиевой электропроводке светильников, установке дополнительных розеток и другого электрооборудования необходимо учитывать, что при повышенной влажности сопротивление контакта между алюминиевыми и медными проводами со временем увеличивается. Это приводит к нагреву места соединения и разрушению контакта.
Для надежного соединения медных и алюминиевых проводов между собой необходимо соблюдать простые правила, о которых и пойдет речь.
Способы соединения алюминиевых проводов с медными
Подключать медные провода к уже существующей проводке из алюминиевых проводов, не так сложно, как кажется на первый взгляд. Главное соблюдать технологию.
Соединение скруткой
Скрутка, хотя правилами ПУЭ в настоящее время запрещена, является одним из самых распространенных способов соединения проводов в быту, благодаря простоте и не требующая дополнительных затрат. Но при соединении разнородных металлов, скрутка является и самым низко надежным способом соединения проводников.
При колебаниях температуры окружающей среды, из-за линейного расширения металлов, между проводами в скрутке образуется зазор, увеличивается сопротивление контакта, начинает выделяться тепло, провода окисляются, и контакт в конечном итоге между проводниками полностью нарушается. Конечно, это происходит спустя не один год, но, тем не менее, если планируется надежная долговременная работа электропроводки, то соединение проводов скруткой лучше заменить более надежным, например резьбовым или с помощью клеммных колодок.
Но если возникла необходимость скрутить провода, то скрутку нужно выполнять таким образом, чтобы проводники обвивали друг друга, а не один обвивал другой.
На фотографии слева показана скрутка, которую делать недопустимо, так как не будет, обеспечена достаточная механическая прочность соединения.
Скрутку медного проводника и алюминиевого без принятия мер по дополнительной герметизации ее недопустимо. Герметизировать скрутку можно любым водостойким защитным лаком.
Максимально надежное соединение медного и алюминиевого проводников получится, если медный провод предварительно залудить припоем. На правой фотографии скрутка медного и алюминиевого проводов выполнена правильно.
Соединять провода можно разного диаметра, многожильный провод с одножильным проводом. Только многожильный провод необходимо предварительно пролудить припоем, сделав, таким образом, его одножильным.
Витков в скрутке должно быть не менее трех для толстого провода и не менее пяти для тонкого, диаметром менее 1 мм.
Резьбовое соединение алюминиевых проводов с медными
Соединение проводов, при правильном выполнении, с помощью винтов и гаек является самым надежным и способно обеспечивать надлежащий контакт на протяжении всего срока службы электропроводки и подсоединенных электроприборов.
Легко разбирается и позволяет соединять любое количество проводников, ограниченное только длиной винта. С помощью резьбового соединения можно успешно соединять провода в любом сочетании, алюминиевые и медные, тонкие и толстые, многожильные и одножильные.
Главное, не допускать непосредственного контакта проводов из меди и алюминия, и устанавливать пружинные шайбы.
Для того, чтобы выполнить резьбовое соединение необходимо снять с проводников изоляцию на длину, равную четырем диаметрам винта, если жилы окисленные, то зачистить металл до блеска и сформировать колечки.
Далее на винт одевают пружинную шайбу, простую шайбу, колечко одного проводника, простую шайбу, колечко другого проводника, шайбу и в довершение гайку, завинчивая винт в которую весь пакет стягивают до выпрямления пружинной шайбы.
Для проводников с диаметром жил до 2 мм достаточно винта М4. Соединение готово. Если проводники из одного металла или при соединении алюминиевого провода с медным, конец которого залужен, то шайбу между колечками проводников прокладывать не нужно. Если медный провод многожильный, то его сначала нужно пролудить припоем.
В настоящее время широкое распространение получил способ соединения проводов с помощью клеммной колодки. Конечно, этот вид соединения проводов по надежности уступает соединению с помощью винта и гайки, но имеет ряд преимуществ.
Позволяет надежно и быстро соединять алюминиевые провода и медные между собой в любом сочетании, не требуется формировать на концах проводов колечки, не нужно соединение изолировать, так как конструкция клеммной колодки исключает случайное прикосновение оголенных участков проводов друг с другом.
Для подсоединения провода к клеммной колодке, достаточно зачистить его конец от изоляции на длину 5 мм, вставить в отверстие и зажать винтом. Затягивать винт нужно со значительным усилием, особенно это важно при соединении алюминиевых проводов.
Клеммная колодка незаменима при подключении люстры к коротким алюминиевым проводам, выходящим из потолка. От многократных скруток алюминиевые провода обламываются и становятся короткими.
Даже если выходит алюминиевый проводник длиной всего в один сантиметр, то с помощью клеммной колодки можно подключить люстру надежно.
Очень удобна клеммная колодка для соединения перебитых в стене алюминиевых и медных проводов, так как длина перебитых проводов для соединения другими способами недостаточна. Но прятать клеммную колодку под штукатурку без размещения в распределительной коробке, не допустимо.
Соединение алюминиевых проводов с медными с помощью клеммной колодки с плоско пружинным зажимом Wago
В настоящее время широкое распространение получили клеммные колодки с плоско пружинным зажимом Wago (Ваго) немецкого производителя. Клеммники Wago бывают двух конструктивных исполнений, одноразовые, когда провод вставляется без возможности изъятия, и многократного применения, с рычажком, позволяющим многократно как вставлять провода, так и вынимать.
На фото одноразовый клеммник Wago. Они рассчитаны для соединения любых видов одножильных проводов, в том числе и медных с алюминиевыми проводами сечением от 1,5 до 2,5 мм2. Колодка рассчитана на соединение электропроводки в соединительных и распределительных коробках с силой тока до 24 А, но я сомневаюсь в этом. Думаю, током силой более 5 А нагружать клеммы Wago не стоит.
Пружинные клеммники Wago очень удобные для подключения люстр, соединения проводов в соединительных и распределительных коробках. Достаточно просто с усилием вставить провод в отверстие колодки, и он надежно зафиксируется.
Для того, чтобы вынуть провод из колодки потребуется значительное усилие. После изъятия проводов может произойти деформации пружинящего контакта и надежное соединение проводов при повторном соединении этой клеммой не гарантируется.
Это является большим недостатком одноразового клеммника.
Более удобный клеммник Wago многоразовый, имеющий оранжевый рычажок. Такие клеммники позволяют соединять и в случае необходимости, разъединять между собой любые провода электропроводки, одножильные, многожильные, алюминиевые в любом сочетании сечением от 0,08 до 4,0 мм2. Рассчитаны на ток до 34 А.
Достаточно снять с провода изоляцию на 10 мм, поднять вверх оранжевый рычажок, вставить провод в клемму и вернуть рычажок в исходное положение. Провод надежно зафиксируется в клеммнике.
Клеммная колодка Wago является современным средством соединения проводов без инструмента быстро и надежно, но обходится дороже, чем традиционные способы соединения.
Неразъемное соединение алюминиевых проводов с медными
Неразъемное соединение проводов обладает всеми преимуществами резьбового, за исключением возможности разборки и повторной сборки соединения без разрушения заклепки и необходимость наличия специального инструмента для выполнения заклепки – заклепочника.
Сегодня заклепки широко используются для неразъемного соединения тонкостенных деталей конструкций при создании перегородок и интерьера в любых помещениях.
Скорость, прочность, низкая цена и простота выполнения операции по заклепке – вот главное достоинство данного вида неразъемного соединения.
Принцип работы заклепочника простой, втягивание и отрезание стального стержня, продетого через трубчатую алюминиевую заклепку со шляпкой. Стержень имеет утолщение и когда втягивается в трубку заклепки, расширяет ее. Заклепки бывают разных длин и диаметров, так что есть возможность подобрать любую.
Для того, чтобы соединить проводники заклепкой, нужно их подготовить так же, как и для резьбового соединения. Диаметры колечек должны быть чуть больше диаметра заклепки. Оптимальный диаметр заклепки это 4 мм.
На заклепку одевают сначала алюминиевый проводник, затем пружинную шайбу, далее медный и плоскую шайбу. Вставляют стальной стержень в заклепочник и сжимают его ручки до щелчка (это происходит обрезка излишков стального стержня).
Соединение готово.
Надежность резьбового и неразъемного соединения заклепкой достаточно высокая. Такой способ соединения можно успешно применять для сращивания, например, поврежденных при ремонтных работах в стене алюминиевых проводников дополнительной вставкой. Только нужно позаботиться о хорошей изоляции оголенных участков соединений.
С другими видами и способами соединения проводов вы можете ознакомиться на странице «Как правильно соединять электрические провода».
Существует мнение, что алюминиевые и медные провода соединять непосредственно вместе недопустимо и это действительно научно обоснованный факт. А можно ли соединять медный провод с оцинкованной клеммой? Конечно, Вы не можете сразу дать ответ, но через минуту будете ориентироваться в этом вопросе не хуже опытного химика.
Что же происходит при соприкосновении двух разных проводников тока? Если влаги нет, то соединение будет надежным всегда. Но в атмосферном воздухе всегда есть пары воды, которые и является виновником разрушения контактов. Каждый проводник тока обладает определенным электрохимическим потенциалом. Это свойство металлов широко используется в технике, например, изготавливают термопары.
Но если вода попадает между металлами, то образует короткозамкнутый гальванический элемент, начинает течь ток и как в гальванической ванне разрушается один из электродов, так и в соединении разрушается один из металлов. Электрохимический потенциал каждого токопроводящего материала известен, и зная величину можно точно определить, какие материалы допустимо соединять между собой.
Таблица электрохимических потенциалов (мВ) возникающих между соединенными проводниками
Согласно требованиям стандарта допускается механическое соединение между собой материалов, электрохимический потенциал (напряжение) между которыми не превышает 0,6 мВ. Как видно из таблицы, надежность контакта при соединении меди с нержавеющей сталью (потенциал 0,1 мВ) будет гораздо выше, чем с серебром (0,25 мВ) или золотом (0,4 мВ)!
А если медный провод покрыть оловянно-свинцовым припоем, то можно его смело соединять любым механическим способом с алюминиевым! Ведь тогда электрохимический потенциал, как видно из таблицы, составит всего 0,4 мВ.
Почему нельзя соединять напрямую медный провод с алюминиевым?
Чтобы повесить люстру или проложить новую линию провода в старой квартире, зачастую нужно соединять алюминиевые и медные провода. Однако электрики категорически запрещают делать такие скрутки. Разберемся, почему нельзя скручивать медь и алюминий и как выполнять соединение проводников из разного металла правильно.
Трудности с проводкой
Современные правила создания внутриквартирной проводки (ПУЭ) требуют, чтобы все проводники в квартире были медными. Однако в советское время в целях экономии в большинстве домов проводка делалась из алюминиевых проводов. Поэтому перед жильцами квартир старой постройки часто возникает проблема соединения медных и алюминиевых проводников. Причин может быть несколько, например:
- необходимость нарастить обломившийся алюминиевый провод;
- установка дополнительной розетки;
- замена старой люстры современной.
Обычно провода соединяют наиболее простым способом – скруткой. Однако электрики категорически запрещают скручивать алюминий с медью. Такое соединение называют пожароопасным и недолговечным. Однако далеко не все способны объяснить причины запрета на создание такого соединения.
Что говорит физика?
Согласно законам природы, при соединении двух металлов возникает гальваническая пара.
Поскольку каждый металл имеет свое значение электрохимического потенциала, в месте контакта участники пары начнут транспортировку электронов. Такие процессы происходят, например, в батарейке.
Если в месте контакта присутствует электролит или металлы находятся под током, скорость перехода электронов из одного металла в другой существенно возрастет.
Поскольку электрохимический потенциал меди и алюминия отличается существенно, гальванические процессы в месте соединения идут быстро. Это приводит к нескольким неприятным последствиям:
- Появлению на поверхности алюминиевого провода пленки окислов. Эти продукты разрушения металла плохо проводят электричество и существенно 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 отличаются высокой разницей в способности расширяться при нагреве. Из-за перепадов температур проводники расширяются неравномерно, что также ведет к увеличению зазоров и падению качества контакта.
Некачественный контакт начинает греться при прохождении сквозь него тока. Поэтому место скрутки медного и электрического провода быстро превратится в источник нагрева. А там недалеко и до пожара. Поэтому электрики категорически запрещают выполнять соединение медного и алюминиевого провода путем скрутки.
Некоторые применяемые в электротехнике металлы и сплавы имеют небольшую разницу в электрохимическом потенциале и коэффициентах расширения. Такие материалы называют совместимыми. Для алюминия совместимыми являются цинк, дюраль, электротехническая сталь. Для меди – хром, никель, латуни и бронзы.
Как быть, если соединение необходимо?
Иногда все же приходится соединять несовместимые металлы между собой. В таких случаях применяют специальные технологические решения, которые способны повысить качество контакта. Разберем некоторые из них подробнее.
Соединения с помощью клеммных колодок
Клеммники, или клеммные колодки, – расходный материал для современного электрика. Это помещенная в пластиковый корпус контактная группа, выполненная из медного сплава и покрытая слоем никеля. Пользоваться ими довольно просто:
- Нужно зачистить соединяемые провода.
- Вставить концы в противоположные гнезда колодки.
- Надежно зафиксировать, затянув прижимные винты.
Если слишком сильно прижать алюминиевую жилу, она может обломиться. Поэтому не стоит чрезмерно затягивать винты!
Клеммники WAGO
Современный вариант клеммной колодки, оснащенный пружинными фиксаторами. Достаточно отжать прижимные лапки, вставить зачищенные провода на место и снова зажать. Однако накопленный опыт эксплуатации таких колодок выявил ряд недостатков:
- Со временем пружина фиксатора может ослабеть, что приведет к нарушению контакта и перегреву.
- WAGO стоят дороже обычных клеммников.
Соединение с помощью болта
Обыкновенный 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 таков: шайба – медь – шайба – алюминий – шайба. Затем контакт тщательно прижимается гайкой и изолируется.
Недостаток такого способа – крупные размеры соединения. Подходит оно только для проводников большого сечения.
Таким образом, хотя соединять медь с алюминием скруткой и нельзя из-за высокой пожарной опасности, существуют безопасные способы соединения для таких проводов. Если вы используете одно из них, можете не волноваться за стабильность контакта и защищенность вашего дома от пожара.
Ответы Mail.ru: ..почему нельзя напрямую соединять алюминиевые и медные провода? (+)
Friendly Fire Гений (55767) 12 лет назад
Практика — критерий истины. Ради эксперимента соединил обычной скруткой алюминиевый провод с медным. Постоянная нагрузка на шнурок где-то в среднем 400-500 ватт. Уже пятый год жду, когда сгорит — ХРЕНУШКИ! Греется, конечно, но не до такой степени, чтобы разрушить изоляцию.
Алексей ЛобановУченик (117) 10 месяцев назад
Ваш случай называется «систематическая ошибка выжившего». Проблема главным образом кроется не в постоянной нагрузке на соединение, а в пиковых типа короткого замыкания. Там, где нормальное соединение перенесли бы кз без потерь, Ваше с гораздо большей вероятностью может вспыхнуть. Алло, некачественная проводка — самая частая причина пожаров.
Танюшкин Гуру (3067) 12 лет назад
Алюминий будет коррозировать и ,в конце концов, разрушится. Может произойти короткое замыкание. Данный процесс будет ускоряться при повышенной влажности.
White Rabbit Искусственный Интеллект (312559) 12 лет назад
Разница электрохимических потенциалов альминия имеди слишком велика.В результате образуется гальваническая пара (типа батарейки) и начинает протекать электричесий ток, во ВЛАЖНОЙ АТМОСФЕРЕ вызывающий интенсивную коррозию алюминия.
Это приводит к возрастанию сопротивления контактаЮ он начинает греться и искрить, добавляется электроэррозионное разрушение.
В общем короткое замыкание в результата совсем необязательно, разве уж очень не повезёт, а вот качество соединения (сопротивление контакта) очень быстро ухудшится. ВО ВЛАЖНОЙ АТМОСФЕРЕ!
Черепахарь Оракул (56548) 12 лет назад
Да, значительная разница в электрохимическом потенциале меди и алюминия. Результат — возможно ослаблание контакта и искрение. Это плохо, скачки напряжения — могут перегореть лампы и приборы окруче.
А если это соединение недоступно, тог кирдык проводке. Впрочем, во многих случаях это соединение работает годами и ничего не делается.
ПРосто, когда работаешь с силовой проовдкой, такие рисковые вещи необходимо свести к минимуму. Ещё есть правила ПУЭ.
Сергей Семакин Просветленный (24330) 12 лет назад
При вводе в дом со столба это делать нельзя, т.к. в месте соединения алюминия и меди будет большое переходное сопротивление, следовательно их нагревание, электрохимическая коррозия. Что в дальнейшем приведет либо к короткому замыканию, либо провод алюминевый просто отгорит.
В крайнем случае соединения делаются через коммутирующие зажимы, в быту их называют «орехами». Вообще смотрите «Правила устройства электроустановок». Если сами никогда не занимались монтажем электропроводки в доме, лучше сделайте это с помощью специалистов и посмотрите сами как это все делается. Есть много тонкостей которые нужно знать.
Правильно выполненные работы, залог вашей безопасности и сохранности дома. Успеха!
Siatkoq Karomel Ученик (245) 4 года назад Из практики — электрики в доме заменили старую проводку (люмишку) на медную. В квартире оставалась старая (люмишка) — через 2 месяца после замены в счетчике на клеммах окислились контакты, перегрелась проводка и пошел специфический запах 🙂 Менял проводку. Алюминий – металл с высокой окисляемостью Это процесс образования на его поверхности окисной плёнки, имеющей очень высокое сопротивление, что естественно не может не сказываться на токопроводимости такого соединения. Медные провода менее подвержены окислению, вернее, окисная плёнка на них имеет гораздо меньшее сопротивление, чем окисная плёнка на алюминиевых проводах, поэтому на токопроводимости это сказывается очень незначительно. Поэтому при соединении медных и алюминиевых проводов электрический контакт фактически происходит через окисные плёнки меди и алюминия, имеющие разные электрохимические свойства, что существенно может затруднять токопроводимость в этом месте соединения. Что же делать когда соединять разнородные металлы действительно нужно? Остается только два пути: соединять через другой металл или устранять образование разрушающей оксидной пленки. В первом случае используются самые различные соединители: клеммные колодки без непосредственного соприкосновения разнородных проводников, защитный слой из третьего металла шайбы специальные наконечники. Для соединения меди и алюминия используются специальные пасты, которые и защищают контакт от окисления и попадания влаги, препятствуют последующему разрушению контакта.
Если для дружбы этих двух металлов нужен третий, то можно один из них залудить. Например луженый медный многожильный провод прекрасно выполнит поставленную задачу при соединении с одножильным алюминиевым.
Как сделать правильное соединение медь-алюминий
Для электропроводки в квартире в настоящее время господствует повсеместное применение медных проводов. Сегодня можно встретить алюминиевую электропроводку только в тех местах, где нет выбора кабельной продукции или в условиях дефицита бюджета. Ведь еще каких-то 10-15 лет назад все новые дома сдавались с алюминиевыми проводами и медь использовали только прагматичные состоятельные люди и, разве что, эстеты. Во время самостоятельного ремонта квартиры, в доме старого жилого фонда у вас может появиться задача правильного соединения медных и алюминиевых проводов.
Что же особенного в соединении медных и алюминиевых проводников между собой? И какие подводные камни могут встретиться на этом пути? Казалось бы, что за проблема? Соединять как обычно и не забивать себе голову. Однако, с такими соединениями все не так просто. Все правила категорически ЗАПРЕЩАЮТ непосредственный контакт медных и алюминиевых проводов.
Почему нельзя обычным способом соединять медь и алюминий
Проблема кроется в свойствах этих металлов. Алюминий является более активным металлом нежели медь. В результате чего на поверхности алюминия в нормальных условиях в быстрое время образуется оксидная пленка. Эта пленка имеет худшие электопроводные свойства в отличие от чистого алюминия. В связи с этим, электрический контакт становится хуже, по сравнению с медью, оксидная пленка на которой практически не сказывается на качестве контакта. Проявляется явление электрохимической несовместимости металлов.
Получается что при соединении медных и алюминиевых проводов, электрический контакт происходит между их оксидными пленками. Контакт получается некачественный, который будет нагреваться со всеми вытекающими последствиями. При попадании влаги начинается процесс электролиза, который разрушает контакт и превращает соединение в потенциальный источник пожара. При таком контакте первым разрушается алюминий, при ежедневном нагреве и остывании появляются трещины и раковины, под воздействием влаги соединение покрывается окислами, солями, изоляция также начинает разрушаться, образуются токопроводящая копоть и со временем контакт нарушается или приводит к пожару. Сухой контакт будет разрушаться медленно, годами, а при попадании влаги, может произойти авария за считанные недели даже при незначительных токах.
В истории были прецеденты, когда медно-алюминивые соединения спокойно исправно служили свою службу, но такие примеры скорее исключения, чем правило. Такое возможно при парниковых условиях эксплуатации и незначительных токах.
Как правильно соединять медные и алюминиевые проводники
Что же делать когда соединять разнородные металлы действительно нужно? Остается только два пути: соединять через другой металл или устранять образование разрушающей оксидной пленки. В первом случае используются самые различные соединители:
- клеммные колодки без непосредственного соприкосновения разнородных проводников,
- защитный слой из третьего металла
- шайбы
- специальные наконечники.
Для соединения меди и алюминия используются специальные пасты, которые и защищают контакт от окисления и попадания влаги, препятствуют последующему разрушению контакта.
Если для дружбы этих двух металлов нужен третий, то можно один из них залудить. Например луженый медный многожильный провод прекрасно выполнит поставленную задачу при соединении с одножильным алюминиевым.
Для конкретной задачи подключения к алюминиевому стояку в подъездном щитке используются ответвительные зажимы (сжимы) с проколами или без, так называемые «орешки». В них есть промежуточная пластина исключающая непосредственный контакт. Есть экземпляры как с пастой, так и без нее. Для более бытовых задач можно использовать клеммные колодки с перегородками или разными гнездами для проводников из меди и алюминия. Можно даже использовать обычное болтовое соединение, главное не забыть проложить между медным и алюминиевым проводом шайбу, оцинкованную или из нержавейки.
Удачно сочетают в себе нужные нам свойства — клеммы Wago. У них отдельные зажимы для каждого провода и специальные пасты для соединения с алюминиевыми проводами. Такие клеммы Wago отличаются от чисто медных клемм цветом — они серо-черные. Для применения в домашних условиях, при ремонте старой электропроводки, рекомендуем вам присмотреться именно к ним.
Если все же придется решать задачу соединения медного и алюминиевого проводов, ни в коем случае не заделывайте на глухо место соединения, например, в стену. Оставляйте такой контакт под присмотром или обеспечьте доступ для профилактического подтягивания контакта или аварийного ремонта, иначе придется ломать стену и переклеивать обои.
Соединение алюминиевого и медного проводов при устройстве новой или ремонте старой электропроводки дело хлопотное и очень ответственное. Соблюдая нехитрые правила можно с блеском решить поставленную задачу.
Читайте также
Монтаж F разъема на кабель
Электроустановочные изделия. Критерии отбора
Как купить хорошие розетки и выключатели
Конструкция хорошей розетки
Соединение медь + алюминий — в чем проблема?
Нередко даже в случае протягивания новой проводки приходится соединять медные провода с алюминиевыми. Да хотя бы на вводе в дом, ведь подающий провод ЛЭП из алюминия, а значит, подсоединять к нему следует также алюминиевый провод или медный, но с оговорками. Соединять два этих металла напрямую нельзя, и вот почему это происходит. Медь и алюминий – металлы разной активности, у них разная сопротивляемость, различны и прочие их физические свойства. По меди ток движется с наименьшим сопротивлением, а значит, пропускная способность у медных проводов выше. Не только поэтому, но в случае прямой скрутки медных и алюминиевых проводов возникают проблемы.
Что происходит при прямой скрутке
Для начала разберемся с пропускной способностью. Представьте себе, что вы пускаете по трубе произвольного диаметра воду. Давайте постепенно начнем наращивать давление воды. Рано или поздно наступит момент, когда пропускной способности трубы не хватит, давление в ней начнет нарастать, и она лопнет. Почти это же происходит и в проводе. Повышенное сопротивление в алюминии заставит его греться, если он будет скручен с медным проводом того же сечения. Но самое главное происходит именно в месте скрутки.
Химические особенности металлов
Вступая в реакцию с кислородом воздуха и влагой, металлы, как известно, начинают окисляться. Скорость окисления и свойства оксидной пленки у них различны. В случае с медью процесс этот протекает достаточно медленно, а оксидная пленка обладает хорошей проводимостью тока. А вот на алюминии оксидная пленка появляется в разы быстрее, причем она очень плохо проводит ток. В результате на скрутке создается зона повышенного или активного переходного сопротивления, почти, как в спирали вашего домашнего электрического чайника или утюга. Происходит усиленный нагрев. Но это еще не все.
Некоторые физические свойства металлов
Также всем хорошо известно о линейных расширениях металлов. У меди и алюминия они различны. Дали нагрузку – скрутка нагрелась, провода расширились неравномерно, сняли нагрузку – произошло сужение, скрутка ослабла. Очень быстро плотность скрутки утрачивается – начинает искрить! Это самый опасный момент, когда высокие температуры в совокупности с искрением становятся причиной пожара.
Как избежать проблем?
Несколько простых правил:
- Обращайтесь к профессионалам, заказывая услуги электромонтажа – они точно все сделают правильно, даже если нужно будет соединять медные и алюминиевые провода
- Используйте переходные металлы или специальные соединители – обычный металлический болт, три шайбы и гайка – вот вам и примитивный способ соединения через металл. Но на рынке электрооборудования масса различных соединителей на клеммах, которые специально для этого предназначены, есть и переходные пластины
- Лужение – если под рукой только паяльник и припой – вперед, лудите медный провод (с алюминиевым проводом это не выйдет, да уже и не нужно будет)
- Смазки – дополнительно применяйте специальные смазки, которые не дают металлам окисляться
- Правильно рассчитывайте нагрузки – в любом случае жила алюминиевого провода должна быть большего сечения, чем медного. В противном случае алюминиевый участок будет греться
Приобрести все специальные соединители и смазки можно в магазинах электрооборудования, а у специалистов они и так имеются всегда. И последний совет – не стоит экономить. Пусть лучше вся проводка будет из медных проводов, хоть это и обойдется дороже. Но зато сделаете один раз и забудете о проблемах. Тем более, что компании, оказывающие услуги электромонтажа, предлагают материалы по максимально выгодным ценам, которых вы не увидите в магазинах.
Способ соединения медного и алюминиевого провода
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Этот небольшой пост я написал при содействии моего соседа Владимира Ш, за что ему отдельное спасибо.
На днях ко мне обратился Владимир с просьбой посмотреть его розетку. Спустя год после ремонта из розетки стало пахнуть, а со временем она стала еще и греться. Ну и когда розетка заискрила, он стал бить тревогу.
Все оказалось просто. Проводка по квартире выполнена алюминиевым проводом, а вновь вводимая и дополнительная велась уже медным проводом, и соединялись медь с алюминием обычной скруткой без всяких переходников и приспособлений.
Никогда не соединяйте вместе алюминий и медь. Не исключен пожар.
Необходимо было отделить медь от алюминия, но при этом оставить соединение. Под рукой ничего подходящего не оказалось, и первое, что пришло в голову — это сделать болтовое соединение: дешево и сердито.
В первую очередь разрываем соединение, и если есть возможность, то откусываем поврежденные части меди и алюминия. Но, в нашем случае провода оказались короткими, и мы отрезали только самые-самые поврежденные части, а остальное зачистили.
Чтобы восстановить соединение, а заодно отделить медь от алюминия нам понадобиться:
1. Два болта диаметром 4 или 5мм;
2. Четыре гайки диаметром 4 или 5мм;
3. Восемь шайб подходящего внутреннего диаметра;
4. Изолента;
5. Медный двухжильный провод сечением 2,5 квадрата и длиной около 40см.
Снимаем изоляцию с алюминиевого провода и делаем полукольцо такого диаметра, чтобы вошел болт.
На болт надеваем шайбу, и вместе с шайбой вставляем в полукольцо алюминиевого провода.
Сверху полукольцо закрываем шайбой и хорошо зажимаем гайкой.
Теперь алюминиевый провод надо нарастить куском медного, чтобы уже дальнейшее соединение производить медь с медью.
Берем отрезок медного провода длиной 15 – 20 см, делаем полукольцо, надеваем на этот же болт, и между двумя шайбами хорошо зажимаем гайкой.
У Вас получится вот такой «бутерброд».
Теперь этот «бутерброд» изолируем и прячем в глубине коробки.
Таким же образом делаем второе болтовое соединение.
И теперь к получившимся двум концам можно свободно прикрутить любую медь.
Обратно восстанавливаем схему.
Сделанные скрутки можно облудить, а можно и не облуживать.
Далее, скрутки изолируем, убираем вовнутрь коробки и разводим так, чтобы они не мешали розетке.
Ну и осталось подключить и закрепить розетку на стене.
Вот таким простым, но в тоже время эффективным способом мы соединили медь с алюминием, а заодно, устранили неисправность, которая могла бы привести к неизвестным последствиям.
Удачи!
Архитектура. Бытовая техника. Канализация. Лестницы. Мебель. Окна. Отопление. Ремонт. Строительство
Очень часто в старых домах приходится при ремонте электропроводки соединять алюминиевые провода старой проводки с медными — вновь проложенными.
Кто незнаком с этой темой и делает ремонт своими руками- просто тупо скручивают их между собой и закрывают в распредкоробке, не понимая какую головную боль они себе приобретут в дальнейшем…
С этой темой- меди с алюминием- сталкиваются не отлько при монтаже внутренней электропроводки, но и при замене ввода в дом
Дело в том, что провода воздушной линии (ВЛ)- алюминиевые и если вы делаете вводной кабель медный, то просто так накрутить на алюминиевый провод жилу кабеля- нельзя!
А ведь делают же! Сколько раз сам видел… А потом удивляются- “Почему это у меня свет в доме моргает?!”
Да, действительно, а почему? А вот из-за чего.
Немного химии. Алюминий- очень активный метал, попробуйте его спаять простым методом как медный провод, ничего не получится.
Алюминий активно реагирует на воздух, вернее даже не на сам воздух, а на влагу в воздухе, быстро образуя на своей поверхности тонкую пленку окиси.
Эта пленка оказывает высокое сопротивление электрическому току- появляется так называемое “переходное сопротивление” в месте соединения проводов.
Но медный провод тоже окисляется, однако не так сильно и интенсивно как алюминий и пленка окиси на поверхности меди оказывает гораздо меньшее сопротивление протеканию тока.
Получается что при соединении медного и алюминиевого провода они контактируют своими оксидными пленками.
Так же у этих двух металлов разное линейное расширение , поэтому при изменении температуры в помещении или величины тока, протекающего через скрутку медь-алюминий контакт между ними со временем ослабевает .
Переходное сопротивление в скрутке итак “тормозило” электрический ток, да еще ослабление контакта еще более увеличивало величину переходного сопротивления.
Это приводит к тому, что скрутка начинает греться , чем дальше- тем больше, греется изоляция провода. разрушается от нагрева даже может загореть.
Сами знаете сколько домов сгорело из-за неисправностей в электропроводке и зачастую виновато в этом именно переходное сопротивление или плохой контакт.
Кстати о переходном сопротивлении.
Это активное сопротивление , то есть вся мощность на нем на 100% преобразуется в теплоту, ну как в утюге например)))
Что бы понять что это такое- представтье что два провода соединены между собой нихромовой проволокой и по ним протекает электрический ток, который раскаляет нихром докрасна .
Вот внутри скрутки медного и алюминиевого провода и находится такая раскаленная докрасна нихромовая нить. А оно вам надо?!
Запомните- переходное сопротивление- аналог раскаленной нихромовой нити.
Так, химии достаточно. Теперь как выйти из положения если надо соединить медный провод с алюминиевым .
Тут суть вот в чем: главное что бы эти два металла не соприкасались между собой. Между ними должен быть нейтральный по отношению к ним материал, естественно токопроводящий.
Это может быть свинцовый припой, дюралюминий,сталь, нержавейка, покрытие из хрома.
Кстати интересно- нельзя: цинк, углерод (графит) и серебро с золотом и платиной.
Хотя я себе не представляю кто может себе позволить такое удовольствие- соединять медь с алюминием через платину)))
В такм случае если денег море- лучше совсем провода полностью из платины сделать, потери напряжения исчезнут напрочь)))
Итак, соединяем медь с алюминием:
-С помощью клемных зажимов;
-Болтовое соединение через шайбы
-Слой из нейтрального материала
Клемные зажимы- это ответвительные сжимы (так называемые “орехи”), wago, клемники в изоляции и т.п.
Ну болтовое соединение итак понятно- делается петля на проводе, вставляется болт, а между медью и алюминием- стальные шайбы.
Такое соединение гораздо надежнее всех клемников и зажимов, единственный минус- большие габариты, в распредкоробке много метса занимают.
Я так сам делал например на вводе в дом- когда надо было соединить медный кабель с алюминиевым вводом от ВЛ. Да еще кабель был четырехжильным, а сеть- 220.
Тогда сделал на фазу и ноль по две жилы кабеля, соединил через болтовое соединение с обрезком алюминиевого провода, и уже этот обрезок был подключен энергетиками на ввод.
Уже второй год прошел- замечаний нет))) Это при наличии электроплиты в доме и всего прочего- электротитан, чайник, утюг, микроволновка и т.д.
Сейчас про слой из нейтрального материала. Я имею ввиду- свинцово-оловянный припой.
Как это делается покажу на фото:
Это хороший выход из положения когда нет под рукой зажимов или не хочется их использовать, а болтовое соединение не помещается в коробку.
Тогда надо покрыть медный провод припоем и сделать скрутку с алюминием- соединение будет надежным! Хотя и по ПУЭ- неправильным…
Там требуется или пайка-сварка или клемники-болты, чистая скрутка по ПУЭ- вне закона…
Хотя я лично однажды вскрыл распредкоробку освещения в старом доме- там с выключателя медный провод шел, а на лампочку- алюминиевый. Скрутка была чисто медь с алюминием без вских клемников, припоя и т.д.
Так состояние- как будто только что !
Все чистенько, никакого окисла и подгара. Я думаю это потому, что в квартире было всегда сухо и к тому же распредкоробка была наглухо запечатана в стене- то есть воздух в нее не проникал.
А поэтому и алюминий не окислялся и к тому же нагрузка на скрутку была минимальная- всего одна лампочка подцеплена.
Поэтому если через соединение медь-алюминий будет проходить большой ток, то лучше сделать болтовое соединение как самое простое, посложнее- пайка.
А вот ваговский зажим в таком случае я бы не рекомендовал использовать, лучше другие клемники где провода хотя бы винтом зажимаются.
Итак, сейчас вы знаете как соединять медный провод с алюминиевым и если вам придется это делать- уверен, вы сделаете правильный выбор!
Узнайте первым о новых материалах сайта!
Практически все уже знают, что алюминиевая проводка это наследие прошлого века, и ее обязательно нужно менять при ремонте квартиры. Мало кто проводит капремонт и забывает об этом.
Однако случаются ситуации, когда ремонт проводится частично, и возникает крайняя необходимость соединить алюминиевый провод с медным или просто их нарастить, добавив несколько лишних сантиметров жилы.
Электрохимическая коррозия
При этом алюминий и медь не совместимы гальванически. Если вы их соедините напрямую, это будет что-то вроде мини батарейки.
При прохождении тока через такое соединение, даже при минимальной влажности, происходит электролизная химическая реакция. Проблемы обязательно рано или поздно себя проявят.
Окисление, ослабление контакта, его дальнейший нагрев с оплавлением изоляции. Переход в короткое замыкание, либо отгорание жилы.
К чему может в итоге привести такой контакт, смотрите на фото.
Как же сделать такое соединение грамотно и надежно, чтобы избежать проблем в будущем.
Вот несколько распространенных способов, которые применяют электрики. Правда не все они удобны для работы в монтажных коробках.
Рассмотрим подробнее каждый из них и выберем наиболее надежный, не требующий последующего обслуживания и ревизий.
Соединение через болт и стальные шайбы
Здесь для соединения используется стальная шайба и болт. Это один из наиболее проверенных и простых методов. Правда получается очень габаритная конструкция.
Для монтажа, закручиваете кончики проводов колечками. Далее подбираете шайбы.
Они должны быть такого диаметра, чтобы все ушко провода спряталось за ними и не могло контактировать с другим проводником.
Самое главное, как расположить колечко. Его нужно одевать так, чтобы во время закручивания гайки, ушко не разворачивалось, а наоборот стягивалось во внутрь.
Стальные шайбы между проводниками из разных материалов препятствуют процессам окисления. При этом не забывайте про установку гравера или пружинной шайбы.
Без нее контакт со временем ослабнет.
Дело в том, что безопасно соединять между собой можно металлы, у которых электрохимический потенциал соединения не превышает 0,6мВ.
Вот таблица таких потенциалов.
Как видите у меди и цинка здесь целых 0,85мВ! Такое подключение даже хуже чем прямой контакт алюминиевых и медных жил (0,65мВ). А значит, соединение будет не надежным.
Однако, несмотря на простоту резьбовой сборки, в итоге получается большая, неудобная конструкция, формой похожая на улей.
И запихнуть все это дело в не глубокий подрозетник, не всегда есть возможность. Более того, даже в такой простой конструкции многие умудряются напортачить.
Последствия себя не заставят ждать через очень короткое время.
Сжим — орех
Еще один способ — это применение соединительного сжима типа орех.
Он часто используется для ответвления от питающего кабеля гораздо большего сечения, чем отпайка.
Причем здесь даже не требуется разрезание магистрального провода. Достаточно снять с него верхний слой изоляции. Некоторые нашли ему применение для подключения вводного кабеля к СИПу.
Однако делать этого не стоит. Почему, читайте в статье ниже.
Но опять же, для распаечных коробок орехи не подходят. Более того, и такие зажимы бывает, выгорают. Вот реальный отзыв от пользователя на одном из форумов:
Зажимы Wago
Есть серия специальных зажимов, которыми можно стыковать медь с алюминием.
Внутри таких клемм находится противоокислительная паста.
Однако споры о 100% надежности таких зажимов, тем более для розеточных, а не осветительных групп, не утихают до сих пор. При определенной укладке в ограниченном пространстве, контакт может ослабнуть, что неминуемо приведет к выгоранию.
Причем произойти это может даже при нагрузке ниже минимальной на которую рассчитаны Ваго. Почему и когда это происходит?
Дело в том, что когда сжимаются соединяемые проводники, между прижимной пластиной и местом контакта появляется небольшой зазор. Отсюда и все проблемы с нагревом.
Вот очень наглядное видео, без лишних слов объясняющее данную проблему.
Клеммная колодка
Данный способ имеет один существенный минус. Большинство продаваемых колодок очень низкого качества.
Некоторые исхитряются и чтобы избежать прямого контакта меди и алюминия, медную жилку припаивают сбоку такого зажима, а не вставляют во внутрь.
Правда клемму для этого придется разобрать. Кроме того, надежный контакт алюминия под винтом без ревизии, не живет очень долго.
Винтики каждые полгода-год нужно будет подтягивать. Частота ревизионных работ будет напрямую зависеть от нагрузки и ее колебаний в периоды максимума и минимума.
Забудете подтянуть и ждите беды. А если все это соединение запрятано глубоко в подрозетнике, то лезть туда каждый раз, не совсем удобное занятие.
Поэтому остается самый надежный из доступных способов – опрессовка. Здесь не будем рассматривать применение специализированных медно-алюминиевых гильз ГАМ, так как они начинаются от сечений 16мм2.
Для домашней же проводки, как правило наращивать нужно провода 1,5-2,5мм2 не более.
Соединение меди с алюминием опрессовкой
Рассмотрим наиболее распространенный случай, который встречается в панельных домах. Допустим, вам нужно запитать одну или несколько дополнительных розеток от уже существующего алюминиевого вывода в сквозной нише.
Для наращивания берете ГИБКИЙ медный провод сечением 2,5мм2. Это уменьшит механическое воздействие на алюминиевою жилу, когда вы будете укладывать провода в подрозетник.
Для пайки удобно использовать самодельный тигель, представляющий из себя слегка доработанный паяльник в форме топорика.
При этом перед пайкой флюсом снимите с жилы оксидный слой.
Сам процесс лужения заключается в окунании провода в специальное отверстие в паяльнике, заполненное оловом.
После остывания жилы остатки флюса удаляются растворителем.
Далее переходите к алюминиевым проводам, торчащим из стены. Аккуратно зачищаете их концы и также удаляете слой окиси.
Для этого можно воспользоваться оксидной токопроводящей пастой. Такая же паста используется при монтаже модульных штыревых систем заземления.
Она рассчитана на работу в любых условиях и исключает дальнейшее появление окиси на поверхности провода. Имейте в виду, что оксидная пленка может в последствии иметь сопротивление в несколько раз большее, чем сам алюминий.
И не удалив ее, вся ваша дальнейшая работа пойдет насмарку. Более того, температура плавления такой пленки достигает 2000 градусов (против примерно 600С у Al).
После всех подготовительных работ, вставляете в гильзу ГМЛ провода с двух сторон. Все что осталось, это опрессовать данное соединение.
У некоторых возникнет логичный вопрос, а не продавится ли при опрессовке слой припоя на жиле? Тогда получается что все манипуляции по лужению будут напрасны.
Главное здесь правильно подобрать по сечению гильзу и матрицы инструмента для обжатия.
В этом случае мягкий припой как бы загерметизирует контактное пятно медноалюминиевого соединения. А без отсутствия доступа кислорода к этой точке, эрозии контакта наблюдаться не будет.
Будьте внимательны, при работе с алюминиевыми проводниками нужно действовать крайне осторожно, так как это очень ломкий материал. Одно неосторожное движение и облом жилы вам обеспечен.
После опрессовки необходимо заизолировать данное соединение клеевой термоусадкой.
Именно клеевой тип обеспечит 100% герметичность и предотвратит поступление кислорода к контактным местам. Чтобы не рисковать и не прожечь изоляцию, нагревать термоусадку лучше строительным феном, а не зажигалкой или портативной горелкой.
Полученный пучок проводов укладывать в подрозетник нужно с большой осторожностью, так как алюминий не любит резких перегибов.
Так как наращенные медные жили гибкие, то на концы этих проводников одеваете изолированные наконечники НШВИ.
Только после этого их можно смело заводить в клеммные колодки розеток и затягивать винты.
Безусловно, это не единственный способ наращивания алюминиевых проводов, но он является одним из самых простых (в отличии от сварки или пайки) и надежных (в отличии от скрутки).
Если же у вас есть малейшая возможность сменить целиком алюминиевую проводку, делайте это обязательно, не экономьте на своей безопасности.
Еще достаточно много квартир, в которых электрическая проводка сделана алюминиевыми проводами. А так как производители осветительных приборов и электротехники перешли на медные питающие кабели, то вопрос, как соединить медный и алюминиевый провод, сегодня еще актуален. Ввиду того, что медь и алюминий имеют разные электрические потенциалы, то между ними обязательно будет образовываться напряжение. Если бы эта связка двух металлов располагалась в вакууме, то соединение прослужило бы вечно. Что нельзя сказать о воздушной атмосфере, где присутствует влажность. Она и является катализатором химических процессов внутри контакта меди и алюминия.
Специалисты давно пришли к мнению, что разность потенциалов больше 0,6 мВ уже опасна для соединений проводов. Долгосрочным такой контакт не назовешь. Что касается меди и алюминия, то между ними электрический потенциал равен 0,65 мВ, что выше нормы. Получается гальваническая пара, как в батарейке. Поэтому соединять их в электрической проводке не разрешается. Но что делать тем, у кого в квартире или доме схема разводки проводов алюминиевая? Есть несколько выходов.
Скрутка двух проводов
Самый старый вариант соединения электрических проводов – скрутка. Он же и самый простой. Возвращаемся к электрическим потенциалам металлов. У алюминия со свинцово-оловянным припоем разница потенциалов составляет 0,4 мВ, у меди с припоем всего лишь 0,25 мВ. Получается так, что если один из соединяемых проводов обработать этим припоем, то можно провести безопасное их соединение. Обычно припой наносят на медный провод.
Лудить можно и одножильный провод, и многожильный. Во втором случае жилы необходимо скрутить, при этом учитывается их количество. Для кабелей большого сечения лудить можно три жилы, для малых сечений (не больше 1 мм²) пять жил.
Но даже этот вариант соединения не дает стопроцентной гарантия, что контакт будет работать долго. Есть такое понятие, как линейное расширение металлов, то есть под действием температур они расширяются. При скрутке добиться плотного прижима проводов друг к другу не всегда получается. При расширении между ними образуются зазоры, которые уменьшают плотность примыкания. А это ведет к снижению токопроводящей величины. Вот почему скрутку сегодня используют редко.
Резьбовой контакт
Считается, что резьбовые соединения меди с алюминием – это самые надежные контакты, которые прослужат без проблем весь срок эксплуатации самих проводов. Простота соединения и возможность состыковать несколько кабелей в одном узле делают этот тип сегодня востребованным. Правда, его обычно используют для стыковки проводов большого сечения. Количество соединяемых электрических линий будет ограничено лишь длиною болта (винта).
Возвращаемся к электрическому потенциалу металлов и определяем, что между алюминием и сталью (из нее сделаны все элементы болтового соединения) разница потенциалов составляет 0,2 мВ, между медью и сталью – 0,45 мВ, что опять-таки меньше норматива. То есть, всем присутствующим в связке металлам окисление не грозит. Прочность соединения алюминиевых проводов с медными в данном случае обеспечивает хорошо проведенный зажим гайки. Между двумя жилами устанавливаются стальные шайбы, как ограничитель или разрыватель контакта.
Внимание! В процессе эксплуатации резьбового соединения необходимо позаботиться о том, чтобы под действием колебаний здания не произошло самопроизвольное откручивание гайки. Это приведет к ослаблению контакта. Поэтому под плоскую шайбу обязательно укладывается шайба Гровера.
Как провести правильно контакт резьбовым соединением
Чтобы правильно соединить алюминиевые и медные провода между собой, необходимо:
- Удалить изоляционный слой на длину, равную четырем диаметрам болта. Если используется болт М6, то длина открытого участка должна быть 24 мм.
- Если жилы уже имеют окисление на поверхности, то надо их очистить.
- Концы сворачиваются в кольца диаметром чуть больше диаметра болта.
- Теперь в последовательности надеваются на болт: простая плоская шайба, один любой провод, плоская шайба, второй провод, еще шайба плоская, шайба Гровера и гайка, которая закручивается до упора.
Обратите внимание, что для зажима таким способом проводов сечением не более 2 мм², можно использовать болт М4. Если медный провод обработан припоем, то между двумя жилами укладывать шайбу не обязательно. Конец многожильного медного кабеля надо обязательно обработать припоем.
Неразъемное соединение
Этот вид контакта похож на предыдущий, только оно является неразъемным. И если появляется необходимость добавить в него еще один провод, то придется соединение сломать и сделать его по-новому. По сути, этот контакт основан на зажиме клепки. Сам процесс производится при помощи специального инструмента, который называется заклепочник.
- Очищаются от изоляции концы, как и в предыдущем варианте.
- Делаются кольца чуть больше диаметра заклепки (максимальная его величина 4 мм).
- Сначала надевается алюминиевый конец.
- Затем плоская шайба.
- Медный конец.
- Еще одна шайба.
- Вставляют конец заклепки в заклепочник и сжимают рукоятки инструмента до щелчка, который говорит о том, что обрезка стального стержня произошла.
Контакт в клеммной колодке
Такой вид соединения медного и алюминиевого провода чаще всего используется в осветительных приборах. Колодки приходят в комплекте со светильниками. По надежности соединения они уступают резьбовым контактам, но это один из самых простых вариантов. Нет необходимости скручивать кольца, или лудить концы, проводить изоляцию. Надо зачистить провода на длину 5-10 мм и вставить в клеммные пазы устройства. Зажим производится винтом. Усилие приложить придется, особенно это касается алюминиевого провода.
Если с помощью клеммной колодки соединяются между собой медь с алюминием, то укладывать устройство под штукатурку нельзя. Оно может быть использовано только в закрытых коробах: в распределительной коробке или в колпаке светильника.
Клеммник
Wago
Обойти стороной переходник Wago никак нельзя. Это устройство немецкого производства, с помощью которого можно между собой соединять алюминий и медь без усилий и без инструментов. Единственное, что нужно сделать, это очистить концы проводников.
Клеммник Wago – пружинный прибор, в который вставляются жилы кабеля, и он автоматически их зажимает. Сегодня производитель предлагает два исполнения колодки: одноразовые (серия 773) и многоразовые (серия 222). В первом случае провода вставляются в клеммник и вытащить их оттуда можно только, сломав устройство. Второй вариант – это прибор, в состав которого входят рычажки. Поднимая или опуская их, можно зажать конец жилы или отпустить его. В каждом разъемном гнезде есть свой рычажок.
В одноразовый клеммник можно установить провода сечением не больше 2,5 мм² (он выдерживает ток до 10 А), в многоразовый не более 4 мм² (ток до 34 А).
Орехи
Еще одна конструкция, с помощью которой можно состыковать алюминий с медью. Состоит устройство из металлического соединительного элемента пластинчатого типа и пластикового корпуса, чем-то похожего на орех. Отсюда и название.
Принцип крепления, как у резьбового варианта. Только по конструкции это две пластины, которые прижимаются друг к другу четырьмя винтами. В одной из пластин в отверстиях нарезана резьба, на которую и накручиваются винты, сжимая пластины между собой. Соединяют орехом алюминий с медью так:
- Защищают концы проводников.
- Один вставляется с одной стороны в специально образованный паз между пластинами.
- С другой стороны, вставляется второй. Здесь важно, чтобы два провода (алюминиевый и медный) не соприкоснулись внутри соединительного устройства. Поэтому в состав ореха входит дополнительная пластина из стали, которая располагается между зажимными элементами. Так вот один провод необходимо расположить сверху этой пластины, второй под ней. Это и обеспечит отсутствие контакта между медным и алюминиевым проводами.
- Винты зажимаются до упора, что обеспечивает надежность контакта.
- Конструкция закрывается подпружиненным корпусом.
Сегодня производители предлагают большое разнообразие орехов, как по мощности, так и по размерам. Существуют варианты, в которых сам корпус не открывается, и вся начинка спрятана в нем и недоступна. Подключение производится путем вставления конца провода в гнездо, где он зажимается винтом. Есть орехи с зубчатым подключением, надо просто вставить проводник в паз, где произойдет сжатие при помощи зубьев, что обеспечит надежность контакта.
Возвращаясь к вопросам, можно ли соединять, и как правильно соединить медный и алюминиевый провода, нужно сделать обобщение, что вариантов-то немало. У каждого есть свои плюсы и минусы, но под необходимые требования можно выбрать один правильный, который создаст условия длительной эксплуатации электрической схемы разводки.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Ни для кого не секрет, что медные и алюминиевые провода соединять не рекомендуется . Но многие, даже зная это, все равно пренебрегают этим, надеясь на русское «авось пройдет».
В итоге, такая из пары медь-алюминий проживет весьма недолго. А если соединение находиться на улице или в помещении с повышенной влажностью, то срок жизни такой пары в разы меньше.
Но довольно таки часто возникают ситуации, когда нам необходимо соединить медную и алюминиевую электропроводку. Часто такая ситуация возникает при ремонте электропроводки в домах, где проложена алюминиевая проводка.
Выйти из этой ситуации нам помогут специальные клеммники и болтовые соединения, посредством которых мы и соединим медные и алюминиевые провода. Применяя клеммные и болтовые соединения, мы не допускаем прямого контакта пары медь-алюминий .
Не особо вдаваясь в конструктивные особенности клеммных зажимов, рассмотрим наиболее применяемые из них.
Одними из старых и проверенных способов соединения проводов являются клеммные соединения типа «орешки» . Название свое они получили, из за внешнего сходства с орехами.
Соединения этого типа состоят из трех пластин, между которыми, собственно, и зажимаются провода. Одним из преимуществ данного типа соединения является то, что для соединения отходящего провода, нет необходимости разрывать магистраль. Достаточно просто открутить 2 болта, вставить между двух пластин провод, и закрутить болты на место. Отходящий провод вставляется между средней и оставшейся пластиной. Все, соединение готово.
Следующим по популярности можно назвать . Данные соединительные клеммы позволяют произвести из алюминия и меди. Достаточно просто зачистить провода на 10-15 мм, вставить в отверстие клеммника, и все, очередное соединение готово к работе.
Внутренность клемника наполнена специальной смазкой, которая не позволяет окисляться проводам. Использовать такой тип соединений рекомендуем в цепях освещения. Использование данных соединений в силовых цепях не рекомендуем, так как большая нагрузка может привести к нагреву пружинистых контактов, и как следствие к плохому контакту.
Еще одним популярным соединением являются . Внешне они представляют собой планку с клеммничками. Достаточно зачистить конец провода, вставить в одно отверстие и зажать винтом. В другое отверстие вставляется зачищенный конец второго провода. Данные клеммники также позволяют соединять провода из разных металлов.
Болтовые соединения проводов. Данный тип соединения также можно использовать, если вам необходимо соединить медный и алюминиевый провода. При монтаже соединения, необходимо между медным и алюминиевым проводом установить металлическую анодированную шайбу.
Все монтажные работы должен проводить специалист. Все винтовые и болтовые соединения необходимо проверять: для алюминиевых проводов- раз в пол года, для медных- достаточно раз в два года.
Сергей Серомашенко
Любой кабель состоит из алюминиевых или медных токоведущих жил. Правилами устройства электроустановок обычная скрутка таких проводов категорически запрещается. Но случаются ситуации при монтаже, когда нет вариантов кроме, как соединить алюминиевый и медный провод. Подобных возможностей имеется немало. Остаётся лишь выбрать доступный и безопасный.
Электрохимическое разрушение металлов
Часто упоминается мнение о невозможности сочетания алюминия и меди. Это верно из анализа химической совместности металлов. В мире современных технологий можно встретить десятки сопряжений металлических пар.
Существует понятие разности электрохимических потенциалов, показатели которой сводятся в специальную справочную таблицу. Из неё по необходимости берут показатели и определяются с сочетаемостью:
- Медь — свинцово-оловянный припой 25 мВ.
- Алюминий — свинцово-оловянный припой 40 мВ.
- Медь — сталь 40 мВ.
- Алюминий — сталь 20 мВ.
- Медь — цинк 85 мВ.
Чтобы представлять происходящее, необходимо понимать реакции, в которые вступают электроды из различных металлов при соприкосновении.
При отсутствии влаги надёжность контакта неоспорима. Но идеальной обстановки не бывает. Влажность атмосферы всегда отрицательно сказывается на качестве соединений. Некий электрохимический потенциал имеет любой проводник. Это свойство на практике применяется в работе аккумуляторных батарей.
Попадая на контактирующие плоскости из различных соединений, вода создаёт короткозамкнутую гальванизированную среду. Один электропроводник начинает деформироваться. Разрушению подвергается также материал, из которого он производится.
Способы соединения проводов из разных металлов
Технологические правила допускают прямую связь разных металлических проводников с коэффициентом электрохимического потенциала свыше 0,6 милливольт. По табличным данным, для связки алюминия и меди он равняется 0,65 мВ, что делает такое сочетание недопустимым. Однако существуют способы корректной взаимосвязи различающихся проводов.
Соединение кабеля методом скручивания
Наиболее известный , но ненадёжный приём называется скруткой. Подобный способ не требует специальных навыков и лёгок для изготовления. По этим причинам он достаточно часто применяется. Перед тем как соединить алюминиевый провод с медным, нужно представить происходящее в подобном сочетании при температурных перепадах и осадках:
- В соединении имеется зазор.
- Повышенное сопротивление в точке связки.
- Нагрев.
- Окисление кабелей, разрушение контакта.
Для обеспечения безопасной взаимосвязи этот способ не подойдёт. Хотя если выполнить определённые операции, в отдельных случаях можно применить скрутку для соединения алюминиевого и медного провода:
Резьбовое соединение проводов
Подобный способ выполняется зажимом концов кабеля в болтовое крепление. Это самое надёжное соединение алюминиевых и медных проводов между собой . Оно гарантирует плотный контакт на весь период использования скрутки. Замена болтов различной длины даёт возможность объединять неограниченное число кабелей:
- Разного сечения.
- Многопроволочные о монолитные.
- С шайбами для исключения непосредственного касания медных и алюминиевых жил.
Порядок действий:
- Срезать изоляционное покрытие на необходимую для крепежа длину.
- Зашлифовать и обезжирить зачищенные участки. Многопроволочный кабель облудить. Жилы соединить с помощью резьбы через стальные шайбы.
- Туго затянуть гайку.
- Перед крайними шайбами помещаются амортизаторы для предотвращения пережимания и излома провода. При обжиме он распрямится и соединение зафиксируется.
Соединение разных кабелей клеммником
Сращивание кабелей через клеммные соединения получило в последние времена широкое распространение. Хотя по качеству контакта он уступает болтовому, неоспоримые достоинства тоже имеются:
- Провода соединяются в произвольном порядке.
- Нет необходимости изготавливать соединительные кольца и надевать наконечники.
- Конструктивные особенности клеммников не допускают замыкания проводов.
- Изолирование места контакта не требуется.
- Работы по подключению клеммных контактов просты.
Концы проводов оголяют приблизительно на пять миллиметров, вставляют в зажим и протягивают. Такой способ незаменим при соединении алюминиевых кабелей, жилы которых от многократных сгибов ломаются.
Ремонт повреждённых кабелей при помощи клеммников также оказывается единственно допустимым из-за малой длины проводов. После сращивания монтируется разветвительная коробка.
Из многочисленного соединительных приспособлений не последнее место занимают немецкие пружинные клеммники Ваго одноимённой фирмы. Они бывают как одноразовыми, так и с зажимом для неоднократного сращивания провода. Такие клеммники применяются при работе с однопроволочными проводами с сечением от полутора до двух с половиной квадрата из любых металлов в изолирующих коробах. По паспорту они рассчитаны на двадцать четыре ампера по нагрузке. Контакты обработаны особым составом для предотвращения окисления.
Это самые простые по способу применения устройства. Провод зачищается и с усилием вставляется в колодку. Фиксация надёжная. Достать провод возможно с хорошо приложенным усилием. Пружинный блок при этом разрушается и повторное применение невозможно, что представляет собой самый большой недостаток этой продукции.
Многоразовые клеммники Wago с оранжевым рычажком рассчитаны на применение проводов любого типа с площадью сечения до четырёх квадратных миллиметров и токи до тридцати четырёх ампер. Применяют многократно до полного износа.
Способ применения доступен любому. Зачищается изоляция на расстояние примерно десять миллиметров, рычаг поднимается, провод укладывается в канал и рычажок захлопывается. Соединение зафиксировано.
Клеммники Ваго — это эффективные приспособления для работ по монтажу электрических сетей. Они не требуют применения специальных инструментов, но достаточно дороги.
Монолитный способ соединения
Методика выполнения такого соединения аналогична резьбовому. В качестве крепёжного элемента используется заклёпка и особое приспособление — заклёпочник. Заклёпка представляет пустотелый стержень из алюминия, утолщённый с одной стороны. В него помещается проволочная шпилька со шляпкой. При прохождении через полость он создаёт с одной стороны утолщение. Затем шпилька отламывается , формируя заклёпку.
Если не учитывать цену заклёпочника, это способ контакта становится самым доступным не считая скручивания. Минус такого контакта — одноразовость и невозможность разъединения при ошибочном выполнении работы.
Применение особых медных гильз будет ещё одним способом неразъемного объединения проводников. Они производятся различных размеров, для каждого сечения кабеля свой. В них продевают оголённые концы проводов и обжимают специальными клещами. Этот метод самый компактный наравне со скруткой.
Соединение проводов пайкой
Если имеется желание, то разнородные провода можно спаивать. Этот метод должен учитывать определённые технологические особенности. До того как правильно соединить провода, алюминий и медь надо подготовить к пайке. Медь особых ухищрений не потребует. Другое дело алюминиевый провод. На его поверхности под воздействием окружающего воздуха образуется оксидная плёнка — амальгама. Она сопротивляется химическому воздействию и припой к ней не пристаёт.
Для её нейтрализации придётся изготовить несложное приспособление. Зачищается кончик алюминиевого провода и обрабатывается раствором медного купороса. Берётся батарейка ина её минус крепится этот проводник. Медный провод закрепляется на плюсе одним концом, а вторым окунается в тот же раствор. По истечении определённого интервала времени алюминий покроется медным налётом и станет доступен для пайки.
Специфика соединений при наружном монтаже
Электрические соединения в условиях монтажа на открытом воздухе подвергаются воздействию различных погодных факторов. Требования к изоляции более жёсткие. В целях предотвращения замыкания используется зажимный комплект Орех.
В его пластмассовой оболочке размещены металлические зажимы, в которых осуществляется соединение проводов путём затягивания винтов. Половинки корпуса плотно сжимаются винтами или пружинными кольцами. Такой кокон гарантирует защиту от внешних колебаний погоды. Это довольно крупногабаритное соединение, но в условиях уличного размещения это не критично.
Как соединять медные и алюминиевые провода?
Алюминиевая проводка в наши дни встречается еще очень часто. Она находится в основном в домах советской постройки, которые составляют большую часть жилого фонда нашей страны. А современные приборы и новая электропроводка состоит уже из медных жил. Поэтому хотите вы того или нет, но часто приходится соединять медные и алюминиевые провода. Их соединять можно, но это нужно делать правильно и качественно. Как это делать вы можете узнать из данной статьи.
Медь и алюминий имеют разные химические свойства, которые сказываются на качестве их соединения. При контакте с медью алюминий быстро окисляется под воздействием влаги, которая находится в воздухе. Также эти металлы имеют разное линейное расширение при изменении температуры. Из-за всего этого в местах соединения меди с алюминием образуется плохой контакт и соответственно появляется большое переходное сопротивление. В следствии этого начинает выделяться тепло, т.е. место соединения проводов греется, затем плавиться изоляция и может произойти ЧП. Это очень плохо и нужно у себя дома делать так, чтобы этого не происходило.
Из вышесказанного можно сделать следующие выводы, что для качественного соединения необходимо исключить:
- прямой контакт меди и алюминия;
- попадание воздуха в место соединения.
Как соединять медные и алюминиевые провода?
Существует несколько способов соединения:
- с помощью болта с гайкой и шайбами;
- с помощью винтовых зажимов ЗВИ;
- с помощью современных универсальных клемм;
- с помощью скрутки через слой нейтрального вещества;
- с помощью клеммника типа «Орех».
Давайте ниже рассмотрим более подробно каждый способ соединения медных и алюминиевых проводов.
1. С помощью болта с гайкой и шайбами.
Этот способ соединения очень простой и доступный для каждого. Вам потребуется болт, гайка, несколько шайб или по желанию гроверных шайб. Тут поступаем так:
- зачищаем жилы ориентировочно на 2 см;
- делаем кольца из проводов по диаметру болта;
- берем болт, одеваем на него шайбу, затем кольцо медной жилы, опять шайбу, кольцо алюминиевой жилы, шайбу и затягиваем все это гайкой.
- все соединение изолируем изолентой.
Смотрите фото инструкцию:
Главное не забыть поставить промежуточную шайбу между медью и алюминием.
Количество соединяемых жил может быть разное. Оно ограничивается длиной болта. Провода из одного металла можно соединять без промежуточных шайб. Стоит отметить, что этот способ хорош для моножильных (жестких) кабелей.
Минусами такого соединения являются его громоздкость, что может не везде поместиться.
Также очень часто существующей длины алюминиевых проводов торчащих из распредкоробки бывает недостаточным для такого способа. Тогда приходится применять другие варианты соединения проводов.
Многие считают болтовое соединение медных с алюминиевыми проводами самым надежным. Однако в моей практике был случай совершенно противоположный. Смотрите фото ниже. Тут хорошо видно как все окислилось и изоляция сильно оплавилась. Данному соединению со слов хозяина всего два года.
2. С помощью винтовых зажимов ЗВИ.
Винтовые зажимы ЗВИ сегодня широко распространены. С их помощью подключаются большинство светильников и люстр.
Тут поступаем так:
- зачищаем провода на половину длины клеммы;
- вставляем их с разных сторон в клеммник;
- затягиваем болты.
Смотрите фото инструкцию:
Когда будете вставлять провода в зажим, то старайтесь чтобы медные и алюминиевые жилы не касались друг друга.
Здесь главное не переусердствуйте и не раздавите болтом полностью алюминиевый провод, так как он очень мягкий. Были случаи, когда хочется закрутить посильнее и надежнее, а в итоге получалось, что просто жилу расплющивали полностью и она отламывалась.
Данный способ соединения имеет право на жизнь, но лично мне он не очень нравится.
3. С помощью современных универсальных клемм.
Это популярные и вызывающие огромное количество споров клеммники Wago. Выпускаются специальные серии с контактной пастой Alu-plus. Данная паста предотвращает появление электролитической коррозии в месте контакта между алюминиевыми и медными проводами. Отличить данные клеммы можно по обозначению на упаковке «Al Cu». Сюда относятся Wago следующих серий:
- 2273-242, 2273-243, 2273-244, 2273-245, 2273-248;
- 773-302, 773, 304, 773-306, 773-308;
- 273-503;
- 224-111, 224-122.
Снимаем изоляцию с жил на длину, указанную на самом клеммнике…
Вставляем каждый провод до упора в разные гнезда (отверстия). Через прозрачный корпус видно до конца ли зашла жила в клемму.
Такая серия Wago считается одноразовой. Вставили провода и если потом данное соединение не нужно, то его просто отрезаем. Хотя если аккуратно вращать в разные стороны жилы, то можно их вытащить. Вот только часть специальной смазки тоже удалится. На фото ниже видна данная смазка на проводах и видно ее отсутствие в двух отверстиях самого клеммника.
4. С помощью скрутки через слой нейтрального вещества.
Тут выполняется обычная скрутка двух проводов. Только сначала медную жилу необходимо покрыть свинцово-оловянным припоем. Так мы исключим прямой контакт алюминия с медью. Скрутку необходимо делать аккуратно, так как алюминиевый провод может сломаться даже при незначительной нагрузке. Затем данное соединение следует хорошо заизолировать. Отличным вариантом будет защита скрутки термоусадочной трубкой. Лично мне этот вариант не нравится и я не стал делать фото этого процесса. Хотя кто-то этим способом все-таки пользуется.
5. С помощью сжима ответвительного типа «Орех».
Про данный вид соединения проводов я очень подробно писал в статье: Соединение проводов с помощью зажимов типа «орех». Там вы узнаете каких размеров бывают данные клеммники, как правильно их выбрать и как ими нужно пользоваться. Поэтому здесь повторяться не буду, а просто выложу небольшую фото инструкцию.
Разбираем «орех» и зачищаем жилы на длину плашки…
Вставляем провода в плашку с разных сторон под специальные пазы. Между медью и алюминием обязательно должна присутствовать промежуточная пластина. Она исключает прямой контакт этих двух металлов. Затем затягиваем болты.
Соединение вставляем в диэлектрический корпус…
Закрываем корпус и ставим на место стопорные кольца…
Я старался объяснить как соединять медные и алюминиевые провода простым языком. У меня это получилось? 🙂
А вы каким способом соединяете медные и алюминиевые провода?
Не забываем улыбаться:
Судят электрика:
— Почему вы не бросились спасать прораба, когда его било током?
— Да, я даже и не подумал, что его бьёт током. Орал как обычно.
Гальваническая совместимость алюминия и меди
Образование, Алоха и большинство
весело вы можете получить в отделке
Интернет-ресурс №1 в мире с 1989 года
——Обсуждение началось в 2001, но продолжаться до 2020 года
2001 г.В. Мы хотели бы знать гальванический эффект, когда у нас есть болтовое соединение алюминий-медь, возможно, есть опыт таблицы или данные расчетных значений.
Спасибо за вашу помощь.
Гонсало Рамирес— Мехико, Мексика
2001 г.
А.Алюминий будет очень восприимчив к гальванической коррозии при контакте с медью, если предположить, что два металла также находятся в контакте с общим электролитом (например, с водой с некоторым содержанием ионов). Почти в любом учебнике или справочнике по коррозии есть таблица гальванических рядов. Чем дальше друг от друга разделены два металла или сплава на столе, тем быстрее будет коррозия менее благородного из двух металлов, когда они соприкасаются.
Ларри Ханке
Миннеаполис, Миннесота
2001
A. Дополнительное примечание. Оловите медные болты или другие медные детали. Это поможет остановить или замедлить гальваническую атаку.
Блюдо Криса Снайдера— Шарлотт, Северная Каролина
2001
A. Также обратите внимание на то, чтобы на вашу медную шину было нанесено серебряное покрытие. Это улучшит болтовые соединения за счет снижения сопротивления и противостоит коррозии. Кроме того, поскольку он превращает красновато-черную медь в приятный однородный серый цвет, он прекрасно сочетается с естественным цветом алюминия. Покрытие «Silver Flash» очень тонкое, поэтому дополнительные расходы на фут на несколько центов выше, чем у обычных шин.
В. Карл Эриксон— Рим, Нью-Йорк
2001 г.
В.Я также думаю о контакте меди и алюминия, на этот раз в установке антенны. Каждый комментарий выше я могу относиться и понимать, пока У. Карл Эриксон не говорит о серебре.
Единственные гальванические таблицы, которые я могу найти, относятся к коррозии в морской воде, но они по-прежнему ранжируют металлы от наиболее анодных до наиболее катодных. Например: www.eaa1000.av.org/technicl/corrosion/galvanic.htm
.На этой странице автор перечисляет некоторые правила проектирования, включая необходимость иметь низкий коэффициент C / A (следствие IV).Следовательно, олово / алюминий лучше, чем медь / алюминий. Но серебро находится на дальнем конце катодного спектра, и по этой логике серебро / алюминий очень нежелательно. Другие источники говорят, что серебро / золото / графит очень благородны. Что это означает для коррозии плохих анодов?
Кроме того, для меня электрическая проводимость не обязательна. Что лучше: конформное покрытие медной платы или анодирование алюминиевой части?
Марк Нельсон— Мельбурн, Флорида
2004
А.Взгляните на эту ссылку www.corrosionsource.com/handbook/galv_series.htm, чтобы увидеть гальваническую серию. При использовании стандартного водородного электрода разница между медью и алюминием составляет -50 вольт.
Несмотря на все отзывы здесь. Коррозия алюминия / меди довольно сложна. Почему? Поскольку алюминий имеет оксид на поверхности, стабильность оксида определяет его характеристики. Гальванический ряд не всегда предсказывает реакцию в абсолютном выражении, поскольку нам необходимо учитывать площадь двух металлов.Хлориды и медь могут вызвать точечную коррозию алюминия. Наконец, таблица скоростей коррозии зависит от области. В Мексике самый высокий уровень загрязнения в мире. SO4, CO2, Cl-, F-2 могут легко образовывать кислоты с влагой и вызывать коррозию. Атмосферная коррозия варьируется от места к месту.
Kam Dianatkhah— Даллас, Техас
22 июня 2010 г.
В. Привет! Меня интересует эта тема, поскольку я собираюсь соединить медную трубу с алюминиевой частью (резьбовое соединение, ниппель на алюминии с гайкой крокса для медной трубы или что-то подобное).Вода, протекающая через систему, является чистой (питьевой). Есть ли проблема с этим суставом? Поможет ли я вставить между ними отрезок трубы из ПВХ?
Все змеевики теплопередачи по всему миру построены с алюминиевыми ребрами, механически закрепленными на медной трубе, и все они очень хорошо работают в течение многих лет на крышах и в различных средах без коррозии. Почему они не ржавеют?
Крис Моана— Окленд, Новая Зеландия
19 ноября 2012 г.
В. Я подумывал построить солнечный коллектор, используя инструкцию на сайте www.n3fjp.com/solar, но меня беспокоит, что медные трубки с алюминиевыми защелками на абсорберах будут настраивать систему на преждевременный выход из строя? Или это маловероятно, поскольку между этими разнородными металлами не будет жидкости?
Надеюсь получить ответ от кого-то, кто знает об этом.
Спасибо,
Кеннет Форрестер— Ричмонд, Вирджиния, США
1 марта 2013 г.
В. Могут ли другие разнородные металлы попасть в зону гальванической коррозии при наличии гальванической коррозии? Пример: когда алюминий и медь образуют узелок гальванической коррозии, может ли растворимое железо попасть в этот узел?
Роберт Агирре— Нейпервилл, Иллинойс, США
7 марта 2013 г.
А.Привет, Роберт. Ваше понимание этого явления может быть глубже моего, и я могу неправильно понять вопрос, но я бы сказал «нет».
Давайте начнем с рассмотрения одного металла, не связанного ни с каким другим металлом. Он состоит из атомов с положительно заряженными ядрами (хорошо, «ядра», мисс Крэбэппл), которые окружены электронами, которые уравновешивают заряды, и все в порядке. Затем предположим, что эти атомы подвергаются воздействию агрессивной среды (похитителя электронов). Агрессивные среды крадут электрон.Теперь этот атом больше не атом, а положительно заряженный ион в поисках электрона; поэтому он растворяется в среде в поисках электрона, чтобы уравновесить его. Итак, что на самом деле вызывает коррозию, так это потеря электронов из металла.
Металлы электропроводны, т. Е. Электроны могут проходить через них из одного места в другое так же, как они проходят через провод. Итак, если два разных металла механически связаны каким-либо образом без электрического изолятора между ними, электроны могут проходить через них.
Теперь возьмите кусок двух разных металлов, соединенных вместе, и поместите их в агрессивную среду, которая крадет электроны. Гальваническая защита / коррозия происходит следующим образом: когда более благородный металл (в данном случае медь) имеет электрон, украденный из него коррозионным раствором, он имеет большее сродство к электронам, чем более низкий металл, и немедленно отбирает электрон из металла. основной металл (в данном случае алюминий). В результате атом меди остается уравновешенным атомом металла, а атом алюминия не выдерживает и растворяется.
С уважением,
Тед Муни, P.E.
Стремление к жизни Алоха
finish.com — Пайн-Бич, Нью-Джерси
14 мая 2013 г.
Q. Подрядчик прикрепил короткие отрезки меди толщиной 25 мм к алюминиевым угловым стойкам, сплющив один конец и закрепив болтами из цинкового сплава. Посты по ошибке прервал один из его оперативников. Затем медь продвинется в подоконник / пол и будет заполнена бетоном.
Стоит ли волноваться? Само соединение алюминия / меди будет закрыто зажимом на ПВХ и подвергаться воздействию только влажного воздуха IRISH.
— Ома Тайрон, Ирландия
16 июня 2013 г.
A. Цинкование болтов будет первым.
Khozem Vahaanwala
Saify Ind
Bengaluru, Karnataka, India
июнь 2013
Привет, Патрик. Фотография мне наверняка поможет — извините, я заблудился 🙂
С уважением,
Тед Муни, P.E.
Стремление к жизни Алоха
finish.com — Пайн-Бич, Нью-Джерси
Совместимость медных заглушек с алюминиевыми вентиляционными трубами
12 мая 2014 г.В.Моя ассоциация домовладельцев очень строгая и требует, чтобы медь использовалась для прошивки и других видов воздействия. У меня, очевидно, есть алюминиевый вентиляционный трубопровод для моей сушилки и вытяжного колпака. Если я надену на эти трубы медные заглушки, я напрашиваюсь на проблемы или это имеет значение?
Брайан Эллис— Чесапик Вирджиния
мая 2014
А. Привет, Брайан. Теоретически, влажный алюминий будет подвергаться гальванической коррозии в области соединения с медью. Но это не критичное применение, как в самолете, а дождевая вода не обладает высокой проводимостью.С практической точки зрения я бы не стал об этом беспокоиться.
С уважением,
Тед Муни, P.E.
Стремление к жизни Алоха
finish.com — Пайн-Бич, Нью-Джерси
16 июня 2014 г.
В. У меня есть связанный вопрос по этой теме. Мы исследуем возможность использования меди в бытовых приборах. У меня есть толстая медная пластина (чистота 99,9%) и на нее ставится алюминиевая сковорода. Когда я нагрел пластину (газовое пламя внизу), мы получили чешуйчатое черное окисление на поверхности меди в местах соприкосновения двух металлов.Также потребовалось больше времени для закипания воды (по сравнению с обычной чугунной пластиной). Однако медь должна иметь более высокую теплопроводность. Так как же могло закипеть медленнее? Мы думаем, что между ними возник гальванический отклик, и черное окисление действовало как изолятор и замедляло теплопередачу. Звучит правдоподобно? Есть ли покрытие или гальваническое покрытие, которое мы могли бы использовать на меди, чтобы предотвратить образование этого слоя окисления? Многие кастрюли и сковороды изготовлены из алюминия или анодированного алюминия, поэтому просто использовать кастрюли из нержавеющей стали — недостаточно хорошее решение.
Ханс Венцель— Фуллертон, Калифорния, США
августа 2014
А. Привет, Ганс. Нет, мне это кажется неправдоподобным. Гальваническая коррозия включает два электрических пути: металлический путь, по которому могут проходить электроны, и ионный путь (жидкость), по которому могут проходить ионы. Если одного пути не существует (в данном случае жидкостного пути), я не думаю, что у вас может быть гальваническая коррозия.
Гальваническая коррозия, конечно, не единственный возможный вид коррозии.
С уважением,
Тед Муни, П.E.
Стремление к жизни Алоха
finish.com — Пайн-Бич, Нью-Джерси
12 августа 2014 г.
В. Меня интересует эта тема, потому что я буду подключать две батарейки АА через перемычку из алюминиевой фольги (алюминиевая проводящая лента 3M). Как вы думаете, может ли в этой связи возникнуть гальваническая коррозия? Будет всего 3 вольта.
Буду признателен за вашу помощь
Карлос Вильянуэва— Чиуауа, Мексика
августа 2014
А. Привет, Карлос. Гальваническая коррозия обычно не является такой проблемой в благоприятной среде, в которой обычно находятся электронные устройства.Я не очень хорошо знаком с этой проводящей лентой, но считаю, что клей является проводящим, поскольку чистый алюминий не может служить должным образом контактной поверхностью такого типа. Что произойдет, если батареи необходимо заменить, если один конец из них склеен лентой? (Я думаю, что контакты на обоих концах батарей должны быть никелированы или покрыты химическим никелированием, а не алюминиевой лентой).
С уважением,
Тед Муни, P.E.
Стремление к жизни Алоха
finish.com — Пайн-Бич, Нью-Джерси
15 августа 2014 г.
В.Я делаю установку для точечной сварки и думаю об использовании алюминиевых стержней для крепления медных электродов. Очевидно, это может вызвать гальваническую реакцию, но она останется в моем гараже и не промокнет. Будет ли проблемой медленная гальваническая реакция? Повлияет ли это на проводимость перехода медь-алюминий? Я буду работать с током около 1000 ампер, поэтому хорошая проводимость имеет решающее значение.
Ли Рэтлифф— МакКинни, Техас, США
Август 2014 г.
А. Привет Ли. Вероятно, вы правы в том, что гальваническая коррозия сама по себе не будет проблемой в сухой среде, но поверхность алюминия окисляется до пленки с высоким сопротивлением, и по этой причине не гальванический алюминий редко является удовлетворительным проводником.Однако, если соединение собрано с компаундом «No-Ox-Id», вероятно, все будет в порядке.
С уважением,
Тед Муни, P.E.
Стремление к жизни Алоха
finish.com — Пайн-Бич, Нью-Джерси
10 декабря 2014 г.
В. Кажется, что это противоречит гальванической коррозии, но если я поставлю медный поддон в посудомоечную машину со столовыми приборами из нержавеющей стали, все будет хорошо, но если я поставлю алюминиевый поддон, медный станет черным. Вы можете это объяснить?
Дэвид Денли— Хьюстон, Техас, США
декабря 2014
А.Привет, Дэвид. Я не уверен, что понимаю, что вы описываете, но для гальванического воздействия требуется токопроводящий металлический путь между двумя металлами. Если алюминиевый поддон не касается медного поддона и столовых приборов, значит, гальванической коррозии не происходит. Если два из этих трех металлов соприкасаются, но не третий, гальваническое действие может происходить между ними, но не третьим.
Алюминиевые сковороды нельзя мыть в посудомоечной машине. Обычные моющие средства очень щелочные и легко разъедают алюминий.
С уважением,
Тед Муни, P.E.
Стремление к жизни Алоха
finish.com — Пайн-Бич, Нью-Джерси
28 апреля 2015
В. Здравствуйте. Я хотел бы поставить солнечный медный «ионизатор» в ванну, топленную кедровым деревом. Я не хочу добавлять в воду такие химические вещества, как бром, хлор и т. Д., Которую нужно менять примерно раз в неделю. «Печка» представляет собой алюминиевый ящик, погруженный в пресную воду. Металлы не будут в прямом контакте. Стоит ли беспокоиться о том, чтобы повредить плиту? Защитит ли алюминий жертвенный цинковый болт? Спасибо!
Брюс Бэрд— Уотертаун, Нью-Йорк, США
Апрель 2015
А.Привет, Брюс. Не может быть гальванической коррозии, если части не соприкасаются, но это не обязательно означает, что медь и алюминий могут полностью противостоять коррозии. Цинковые аноды не защитят алюминий в пресной воде — вам понадобятся магниевые аноды.
Хотя я не очень знаком с «ионизаторами» меди, похоже, что они созданы для того, чтобы помещать ионы меди в воду. Эта медь попытается приклеиться к алюминию, и это может быть проблемой (я знаю, что медная пыль очень агрессивна по отношению к алюминию), но, надеюсь, магниевый анод защитит ее.Удачи.
С уважением,
Тед Муни, P.E. RET
Алоха — идея, которую стоит распространить
finish.com — Пайн-Бич, Нью-Джерси
13 ноября 2015
В. Я ничего не знаю обо всех технических материалах, которые публикуют люди, но я надеюсь узнать, возникнет ли проблема с установкой моих новых ограждений водостока, сделанных из алюминия с финишной отделкой, на наши медные водостоки. У них также есть сетка из нержавеющей стали, но не думаю, что она будет соприкасаться. Компания сказала, что я могу нанести покрытие на алюминий, но это звучит как большая дополнительная работа.
спасибо !!
— Санта-Крус, Калифорния, США
декабря 2015
А. Привет, Лулу. Предполагая, что вы не используете соль на крыше, средство для предотвращения плесени или что-нибудь на ней, поэтому единственная влажность — это дождевая вода, я сомневаюсь, что это будет проблемой. Гальваническая коррозия требует наличия токопроводящей жидкости, а дождевая вода не проводит ток. Кроме того, ограждения водосточных желобов вообще не являются критичным применением.
С уважением,
Тед Муни, P.E. RET
Алоха — идея, достойная выкладывания
отделки.com — Пайн-Бич, Нью-Джерси
2 декабря 2015
В. Здравствуйте,
Я изучаю эффекты гальванической коррозии из-за медной стружки и пыли, попавших в алюминиевые катушки из-за высокого давления при обработке. Я пытаюсь найти рентабельные способы удаления медной пыли с машины (стали) перед тем, как использовать алюминий.
Если это не правдоподобное решение, не лучше ли покрыть алюминий жертвенным металлом, чтобы предотвратить образование проколов в катушке? Может ли это существенно повлиять на теплопередачу змеевика? Если не каким металлом вы бы посоветовали его покрыть?
Спасибо!
Ник
Ник Скотт— Гренада, Миссисипи, США
декабря 2015
А.Привет. Я действительно не понимаю, что вы имеете в виду под «катушками» или о какой теплопередаче вы говорите. Убирать пыль, вероятно, является лучшим решением, но вы можете покрыть катушки медью или никелем или даже покрыть их никелевым покрытием.
С уважением,
Тед Муни, P.E. RET
Алоха — идея, которую стоит распространить
finish.com — Пайн-Бич, Нью-Джерси
Оцинкованные гвозди для обрамления и медный сайдинг
8 сентября 2016 г.В. Привет, весь мой дом облицован медью с переплетением листов 4×2.Мы строим пристройку, и вместо того, чтобы удалять медь, подрядчик прибивал каркас непосредственно к медным листам с помощью горячеоцинкованных гвоздей. Нужно ли мне беспокоиться о коррозии и разваливании моего дополнения? Вокруг гвоздей образовалась такая масса меди, что я не знал, что чувствую по этому поводу. Я вижу это горячее окунание. в основном сталь с цинковым покрытием. Сообщите мне, поможет ли изображение дома
Бриттани Келли— Рок-Хилл, Южная Каролина
Сентябрь 2016
А.Привет, Бриттани. Как домовладелец, я не ожидал, что на снятие сайдинга уйдет много времени; а медный сайдинг имеет хорошую стоимость лома. Мне кажется немного странным оставлять старый медный сайдинг на месте, а не снимать его. Но я не строитель, и я полагаю, что он, возможно, не думал, что было практично прикреплять теперь свободный конец сайдинга к дому, если он разрезал его вместо того, чтобы просто оставить прикрепленными целые листы.
Гальваническая коррозия — проблема во влажной среде, поэтому, если бы вы сказали мне, что он разрезал листы и прибил края оцинкованными гвоздями, я бы, вероятно, ожидал сильного окрашивания шляпок гвоздей.Но в том, что теперь будет сухим внутренним обрамлением, не думаю, что я ожидал бы коррозии гвоздей.
С уважением,
Тед Муни, P.E. RET
Алоха — идея, которую стоит распространить
finish.com — Пайн-Бич, Нью-Джерси
(Вы находитесь на 1-й странице этой темы) Следующая страница>
finish.com стало возможным благодаря …
этот текст заменяется на bannerText
Заявление об ограничении ответственности: на этих страницах невозможно полностью диагностировать проблему отделки или опасности операции.Вся представленная информация предназначена для общего ознакомления и не отражает профессионального мнения или политики работодателя автора. Интернет в основном анонимный и непроверенный; некоторые имена могут быть вымышленными, а некоторые рекомендации могут быть вредными.
Если вы ищете продукт или услугу, относящуюся к отделке металлов, посетите следующие каталоги:
О нас / Контакты — Политика конфиденциальности — © 1995-2021 finish.com, Pine Beach, New Jersey, USA
Коррозия алюминия и меди в кабельные жилы — Leonardo Energy
Коррозия — обычно определяемая как разрушение металлов в результате комбинированного воздействия кислорода, воды, других металлов и солей — это хорошо известное явление разложения, которое при некоторых обстоятельствах может быть «опасным для жизни».
Коррозия под воздействием кислорода
Алюминий легко окисляется на воздухе. Вокруг металла быстро образуется прочно прикрепленный твердый внешний слой электроизолирующего оксида [1]. Медь также окисляется на воздухе, но в гораздо меньшей степени. Образующийся оксид относительно мягкий и, в отличие от алюминия, является проводящим, хотя и не таким проводящим, как основной металл.
Гальваническая коррозия
Гальваническая коррозия [2] может возникнуть, когда разнородные металлы находятся в контакте друг с другом и электролитом.Для алюминия, химически активного металла в гальванической серии, это наиболее частая причина коррозии. Когда алюминий контактирует с более катодным материалом, он действует как расходуемый анод и становится подверженным коррозии. Медь, которая является относительно благородным металлом, обычно не подвержена гальванической коррозии.
Последствия коррозии
Коррозия может стать опасной по двум основным причинам:
- Потеря материала и, как следствие, потеря жизненно важных функций алюминиевого проводника и ламинированного алюминиевого покрытия, что неизбежно приводит к выходу из строя.
- Введение дополнительного сопротивления, приводящего к выделению тепла и, в конечном итоге, к выходу из строя. Это особенно важно при выборе разъема.
Коррозия: алюминий по сравнению с медью
Коррозия алюминия обычно считается серьезной проблемой, хотя все еще ведутся работы, чтобы полностью понять механизм, его влияние на надежность [3] и разработать соответствующие методы защиты. Однако, особенно при подготовке стыков к алюминиевым проводам, следует обращать внимание на разъем, чтобы не допустить окисления.Слой оксида должен быть удален, и часто можно нанести ингибирующее оксид соединение соединение для уменьшения окисления.
Для меди коррозия не является проблемой. Медь устойчива к большинству органических химикатов и может бесконечно работать в большинстве промышленных сред. Зеленый налет может образоваться после длительного пребывания в атмосфере, но это функция защитной пленки поверхности и не указывает на вредное воздействие. На самом деле в защите меди нет необходимости, даже когда она используется в морских установках, когда она подвергается воздействию соленой атмосферы.
Список литературы
1. Р. Франк, К. Мортон: Сравнительные испытания на коррозию и токовый разрыв медных и алюминиевых электрических соединителей, Конференция по промышленным приложениям IEEE 2005.
2. А. Мак: Коррозия стали, алюминия и меди в электротехнике, публикация General Cable.
3. С. Пелиссу, Дж. Кот, Р. Сэвидж, С. Сен-Антуан: Влияние корродированных проводников на характеристики экструдированных кабелей среднего напряжения, Jicable 03.
проблем с электричеством из алюминия и медных проводов | Руководства по дому
Фред Деккер Обновлено 22 февраля 2021 г.
Алюминий и медь — два лучших проводника электричества, поэтому неудивительно, что они оба использовались для домашней электропроводки.Медь остается золотым стандартом (так сказать) для электрических проводов, но примерно десять лет, начиная с середины 60-х годов, алюминиевая проводка также была популярным вариантом. В домах того года изготовления вина может все еще быть полностью алюминиевая проводка или смесь меди и алюминия. Наличие обоих типов проводки в одном доме может представлять проблему или, как это ни парадоксально, решение одной из них.
Плюсы и минусы Aluminium Wiring
Цена на большинство товаров растет и падает в зависимости от колебаний спроса и предложения, и медь не является исключением.В течение 1960-х годов цена на медь резко выросла, и экономные строители обратились к алюминию в качестве альтернативы. Это был почти такой же хороший проводник, он был физически легче — большое преимущество для электриков, тащащих катушки с этим материалом — и он был значительно дешевле.
У него также было несколько заметных недостатков. Алюминиевая проводка должна быть толще, чем медная, чтобы безопасно пропускать такое же количество тока, а также она мягче и ее легче повредить. Что еще более важно, в отличие от меди, открытый алюминий теряет проводимость при окислении.Электрическое сопротивление создает тепло (так работают электроплиты), так что это плохо. Кроме того, алюминий расширяется и сжимается больше, чем медь, при нагревании и охлаждении. Со временем это может привести к ослаблению соединений и возникновению дуги. Это тоже плохо.
После ряда пожаров в 1974 году Комиссия по безопасности потребительских товаров США (CPSC) выпустила знаменательное заявление, в котором алюминиевая проволока определена как потенциальная опасность возгорания. На тот момент CPSC подсчитал, что за предыдущее десятилетие около двух миллионов домов было построено с использованием алюминиевой проводки.Он так и не исчез полностью, но больше не используется в доме. Дома с существующей алюминиевой проволокой были «забыты», поэтому домовладельцы все еще должны знать об этом.
Если у вас алюминиевая проводка
Если ваш дом был построен между серединой 60-х и серединой 70-х годов, в нем может быть алюминиевая проводка. Если с тех пор он был увеличен или частично отремонтирован, он также может содержать смесь алюминия и медной проволоки. Самая большая потенциальная проблема в этих домах — ненадежные или поврежденные соединения внутри выключателей или электрических розеток.Они подвергаются мелкомасштабным физическим движениям каждый раз, когда используются, что — в сочетании с тенденцией алюминия к ослаблению соединений со временем — делает их потенциальной опасностью.
На сайте Family Handyman представлен ряд тревожных симптомов проблем с электричеством. Если вы иногда замечаете «горячий» запах, например, от перегрева электронного оборудования, это признак потенциальной опасности. То же самое можно сказать о выключателе или электрической розетке, которые горячие на ощупь или имеют видимое плавление или изменение цвета.Менее тревожным симптомом является периодическое мерцание лампочек, которое не соответствует «включению» прибора. Если вы видите какой-либо из этих признаков, не исследуйте и не пытайтесь отремонтировать самостоятельно. Вместо этого вызовите квалифицированного электрика.
Если ваш дом подходит по возрасту, чтобы, возможно, содержать алюминиевую проводку, но вы не видите никаких симптомов, стоит исключить возможность для вашего собственного душевного спокойствия (кроме того, BobVila.com указывает, что это может ограничить вашу способность перепродавать дом). Если перед покупкой вы провели осмотр дома, обычно упоминали бы алюминиевую проводку.Вы также можете нанять электрика, чтобы проверить, есть ли в вашем доме алюминий.
Алюминиевая и медная проводка вместе
Есть несколько способов смешивания алюминиевой и медной проводки в вашем доме. Если бы была построена пристройка или был проведен значительный ремонт, вероятно, использовалась бы медная проводка. Пока они хранятся отдельно, это не проблема. Однако, если медная и алюминиевая проводка соединяется вместе с помощью простого винтового соединения, это представляет дополнительную опасность из-за их различного диаметра и разной скорости расширения при нагревании и охлаждении.
Использование алюминиевой проводки с переключателями, розетками или электрическими коробками, предназначенными для меди, также может быть проблемой, потому что они плохо приспособлены к увеличенному диаметру алюминиевой проводки. Как ни парадоксально, соединение меди с алюминиевой проволокой — если все сделано правильно — также является обычным подходом к восстановлению.
Ремонт алюминиевой проводки
Самая тщательная корректирующая мера для домов с алюминиевой проводкой — полностью заменить ее на медную. Это редко бывает практичным вариантом, если вы уже не делаете полный ремонт и не заложили в бюджет такой уровень затрат.Если вы ищете действенные меры по более разумной цене, есть несколько вариантов.
One предназначен для замены существующих электрических коробок, выключателей и розеток на эквиваленты, предназначенные для использования с алюминиевой проводкой. Другой вариант — безопасно соединить кусок меди с концом алюминиевой проводки и использовать медную часть для подключения к розеткам и переключателям.
Согласно The Family Handyman, есть два подходящих метода для этого.Один использует соединители COPALUM, усиленные обжимные соединители, для которых требуется специальный инструмент и сертифицированный установщик. Другой требует навинчивающегося разъема, который может быть установлен любым лицензированным электриком, хотя, опять же, установщик должен позаботиться о том, чтобы затянуть винты «точно так же», чтобы не деформировать более мягкий алюминиевый провод. Вам могут понадобиться электрические коробки большего размера, чтобы освободить место для разъемов.
электрические — Подключение алюминиевой проводки 6 калибра к меди 10 калибра с помощью AlumiConn
Разделение прядей №6 для установки на две проушины №10
Нет, так разрезать провода — незаконно.Помимо отказа на 110.12 «аккуратно и качественно», это также параллельное (не допускается без специального оборудования) и 110.3b «использование продукта, несовместимого с его маркировкой / инструкциями».
Вам нужен наконечник разъема №6. Выглядит как Alumiconn, но имеет 6-е место. Его легко найти в любом подходящем месте электроснабжения, в Home Depot его, конечно же, не будет.
В этой коробке много ошибок.
Ого! Нельзя повесить на нейтральный провод одновременно нейтраль и землю прибора!
У вас есть 4-проводное соединение с панелью, обратите внимание на большой алюминиевый провод заземления.Вы не можете комбинировать нейтраль и землю нигде (кроме эквипотенциального соединения NG на главной панели). Так что трехстороннее соединение нейтраль-нейтраль-земля предназначено для птиц и должно быть выполнено.
Я бы посоветовал купить дополнительную шину заземления за 4 доллара с проводом №6 (который сам по себе является алюминиевым, поэтому совместим как с медным, так и с алюминиевым проводом). Отрежьте все пустоты, кроме трех, и монтажную проушину, установите монтажную проушину в отверстие под винт № 10-32 в распределительной коробке и поместите два заземляющих провода в две полости.Решено!
Коробка слишком мала
Следуйте советам ThreePhaseEel относительно коробки 6x6x4 (144 c.i.), которая действительно будет удобной! Если вы не можете снять старую коробку, поставьте на нее дополнительную коробку 4×4 — выглядит как эта коробка, но с открытой спиной. Я не использую выбивные отверстия на коробках расширения.
Кабелепровод FMC требует надлежащего монтажа.
Провода не должны быть помечены лентой этих цветов, если только ваше соединение не подключено к трехфазному «треугольнику». Также вам не разрешается изменять горячие точки, чтобы они были нейтральными.Нейтраль должна быть белого цвета. Остальные провода могут быть красными, черными или синими; это все настоящие горячие цвета.
Эту коробку нужно прикрутить к чему-нибудь
Не плюхается.
Не используйте здесь проволочные гайки и никогда не склеивайте проволочные гайки.
Проволочные гайки ненадежны с алюминиевой проволокой. Это должны быть подходящие наконечники разъемов (например, алюминиевые, но рассчитанные на провод №6).
Никогда не заклеивайте проволочную гайку. Откажитесь заклеивать их, затем дайте гайкам «испытание на растяжение» — удерживая гайку и потянув за каждый провод по очереди. Провал теста на отрыв означает плохое соединение, которое приведет к возникновению дуги . Приклеивание ленты скрывает этот важный предупреждающий знак.
У ленточных гаек, которые держат одиночный провод; они не предназначены для этого и там не работают.
электрическое — Могу ли я использовать медное заземление с алюминием в горячем и нейтральном состоянии?
Вы, , можете использовать медь 10AWG для вашего EGC, при условии, что провод является оголенным или изолированным с зеленой или зеленой + желтой полосой — 250.118 (A) ничего не говорит о невозможности использовать заземляющий провод, сделанный из другого металла, чем проводники вашей цепи:
(1) Проводник из меди, алюминия или алюминия с медным покрытием. Этот проводник должен быть сплошным или многожильным; изолированные, закрытые или голые; и в виде проволоки или шина любой формы.
и таблица 250.122 позволяют использовать медь 10AWG для EGC всех цепей с током до 60 А. Поскольку Таблица 310.15 (B) (16) ограничивает допустимую нагрузку на токопроводящие элементы алюминия THWN 6AWG до 50 А в кабелепроводе, вы будете в безопасности на этой передней панели.
ОДНАКО , вы должны использовать розетки соответствующей силы тока — розетки 15A НЕ допускаются в цепях 30 или 50A! Это ограничение исходит из 210.21 (B) (3) и связанной с ним таблицы:
.Номинальные характеристики розеток. При подключении к ответвленной цепи питания двух или более розетки или розетки, характеристики розеток должны соответствовать перечисленным значениям. в таблице 210.21 (B) (3), или, если номинальный ток превышает 50 ампер, розетка номинал не должен быть меньше номинала параллельной цепи.
Кроме того, вы, , не можете, , включать освещение в жилых помещениях вне цепи 30А — это запрещено 210.23 (B):
30-амперные ответвительные цепи. Разрешается параллельная цепь 30 ампер для поставки стационарных осветительных приборов с патронами для тяжелых условий эксплуатации, кроме жилые единицы или служебное оборудование в любом помещении. Рейтинг любого одно подключенное к электросети утилизирующее оборудование не должно превышать 80 процентов номинального тока параллельной цепи.
Для этого вам потребуется установить водонепроницаемую подпанель у подъездной дороги с 6AWG Al в качестве питателя, следуя 312.2 для корпуса:
В сырых и влажных местах. Для влажных или влажных помещений, корпуса поверхностного типа в рамках настоящей статьи должны быть размещены или оборудованы таким образом, чтобы предотвратить попадание влаги или воды внутрь шкафа или проема и их накопление коробки, и должен быть установлен так, чтобы было не менее 6 мм (1/4 дюйма.) воздушное пространство между ограждение и стена или другая опорная поверхность. Установленные корпуса во влажных помещениях должен быть защищен от атмосферных воздействий. Для корпусов во влажных помещениях, кабельные каналы или кабели, выходящие выше уровня неизолированных токоведущих частей, должны используйте приспособления, указанные для влажных помещений.
После того, как эта субпанель будет на месте, вы можете использовать кабель UF 14/2 с заземлением или USE-кабель, рассчитанный на прямую закопку, для прокладки стандартных ответвленных цепей 15 А к розетке и осветительным приборам.
Либо так, либо просто протяните пучок меди THWN через кабелепровод (конечно, убедившись, что он имеет соответствующий размер) и проложите несколько ответвленных цепей.В этом подходе вам понадобится как минимум 2 — 1 15 А для освещения и еще одна ответвленная цепь соответствующего размера для питания ваших розеток.
Как и почему в алюминий добавляются легирующие элементы
Q — Мне сообщили, что чистый алюминий обычно не используется в конструкциях и что для производства алюминия, обладающего достаточной прочностью для изготовления конструкционных компонентов, необходимо необходимо добавить к алюминию другие элементы. Какие элементы добавляются в эти алюминиевые сплавы? Как они влияют на характеристики материала? И в каких приложениях используются эти сплавы?A — Полученная вами информация в основном верна.Было бы очень необычно найти чистый алюминий (серия сплавов 1ххх), выбранный для изготовления конструкций из-за его прочностных характеристик. Хотя серия 1xxx представляет собой почти чистый алюминий, они будут реагировать на деформационное упрочнение, особенно если они содержат значительное количество примесей, таких как железо и кремний. Однако даже в состоянии деформационного упрочнения сплавы серии 1ххх имеют очень низкую прочность по сравнению с другими сериями алюминиевых сплавов. Когда сплавы серии 1xxx выбираются для применения в конструкции, их чаще всего выбирают из-за их превосходной коррозионной стойкости и / или их высокой электропроводности.Чаще всего сплавы серии 1xxx применяются в алюминиевой фольге, шинах электрических шин, металлизации проволоки, резервуарах для химикатов и системах трубопроводов.
Добавление легирующих элементов в алюминий является основным методом, используемым для производства ряда различных материалов, которые можно использовать в широком диапазоне конструкционных применений.
Если мы рассмотрим семь обозначенных серий алюминиевых сплавов, используемых для деформируемых сплавов, мы можем сразу определить основные легирующие элементы, используемые для производства каждой из серий сплавов.Затем мы можем пойти дальше и изучить влияние каждого из этих элементов на алюминий. Я также добавил некоторые другие часто используемые элементы и их влияние на алюминий.
Серия Элемент первичного легирования
1xxx Алюминий — 99,00% или больше
2xxx Медь
3xxx Марганец
4xxx Кремний
5xxx Магний
6xxx Магний и кремний
7xxx Цинк
Основные эффекты легирующих элементов в алюминии следующие:
Медь (Cu) 2xxx — Алюминиево-медные сплавы обычно содержат от 2 до 10% меди с небольшими добавками других элементов.Медь обеспечивает значительное увеличение прочности и способствует дисперсионному твердению. Введение меди в алюминий также может снизить пластичность и коррозионную стойкость. Повышена склонность к растрескиванию при затвердевании алюминиево-медных сплавов; следовательно, некоторые из этих сплавов могут быть наиболее сложными для сварки алюминиевыми сплавами. Эти сплавы включают одни из самых прочных, термически обрабатываемых алюминиевых сплавов. Чаще всего сплавы серии 2xxx применяются в аэрокосмической, военной технике и ракетных плавниках.
Марганец (Mn) 3xxx — Добавление марганца к алюминию несколько увеличивает прочность за счет упрочнения раствора и улучшает деформационное упрочнение, не снижая заметно пластичность или коррозионную стойкость. Это материалы средней прочности, не поддающиеся термической обработке, которые сохраняют прочность при повышенных температурах и редко используются в основных конструкционных приложениях. Чаще всего сплавы серии 3ххх применяются в кухонной утвари, радиаторах, конденсаторах систем кондиционирования, испарителях, теплообменниках и связанных с ними трубопроводных системах.
Кремний (Si) 4xxx — Добавление кремния к алюминию снижает температуру плавления и улучшает текучесть. Сам по себе кремний в алюминии дает сплав, не поддающийся термической обработке; однако в сочетании с магнием он дает дисперсионно-твердеющий термообрабатываемый сплав. Следовательно, в серии 4xxx есть как термически обрабатываемые, так и не подлежащие термической обработке сплавы. Добавки кремния к алюминию обычно используются для изготовления отливок. Чаще всего сплавы серии 4ххх применяются для присадочной проволоки для сварки плавлением и пайки алюминия.
Магний (Mg) 5xxx — Добавление магния к алюминию увеличивает прочность за счет упрочнения твердого раствора и улучшает их способность к деформационному упрочнению. Эти сплавы являются алюминиевыми сплавами наивысшей прочности, не поддающимися термической обработке, и поэтому широко используются в конструкциях. Сплавы серии 5ххх производятся в основном в виде листов и пластин и лишь иногда в виде прессованных изделий. Причина этого заключается в том, что эти сплавы быстро затвердевают при деформации и, следовательно, их трудно и дорого подвергать экструзии.Некоторые общие области применения сплавов серии 5xxx — это кузова грузовиков и поездов, здания, бронетранспортеры, кораблестроение, танкеры-химовозы, сосуды под давлением и криогенные резервуары.
Магний и кремний (Mg 2 Si) 6xxx — Добавление магния и кремния к алюминию дает соединение силицид магния (Mg 2 Si). Образование этого соединения обеспечивает серию 6ххх их термообрабатываемость. Сплавы серии 6xxx легко и экономично экструдируются, и по этой причине их чаще всего можно найти в широком ассортименте экструдированных форм.Эти сплавы образуют важную дополнительную систему со сплавом серии 5ххх. Сплав серии 5ххх, используемый в форме пластины, и сплав 6ххх часто присоединяются к пластине в некоторой экструдированной форме. Некоторые из распространенных применений сплавов серии 6xxx — поручни, приводные валы, секции автомобильных рам, велосипедные рамы, трубчатая мебель для газонов, строительные леса, ребра жесткости и распорки, используемые на грузовиках, лодках и многих других конструкционных изделиях.
Цинк (Zn) 7xxx — Добавление цинка к алюминию (в сочетании с некоторыми другими элементами, в первую очередь магнием и / или медью) дает термически обрабатываемые алюминиевые сплавы высочайшей прочности.Цинк значительно увеличивает прочность и способствует дисперсионному твердению. Некоторые из этих сплавов могут быть подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением и по этой причине обычно не свариваются плавлением. Другие сплавы этой серии часто свариваются плавлением с отличными результатами. Некоторые из распространенных применений сплавов серии 7xxx — аэрокосмическая промышленность, бронетехника, бейсбольные биты и велосипедные рамы.
Железо (Fe) — Железо является наиболее распространенной примесью, обнаруживаемой в алюминии, и специально добавляется в некоторые чистые сплавы (серия 1ххх) для обеспечения небольшого увеличения прочности.
Хром (Cr) — Хром добавляется в алюминий для контроля структуры зерен, предотвращения роста зерен в алюминиево-магниевых сплавах и для предотвращения перекристаллизации в сплавах алюминий-магний-кремний или алюминий-магний-цинк во время термообработки. Хром также снижает подверженность коррозии под напряжением и улучшает ударную вязкость.
Никель (Ni) — Никель добавляют в сплавы алюминия с медью и алюминий с кремнием для повышения твердости и прочности при повышенных температурах и для снижения коэффициента расширения.
Титан (Ti) — Титан добавляется в алюминий в основном в качестве измельчителя зерна. Эффект измельчения зерна титана усиливается, если бор присутствует в расплаве или если он добавлен в виде лигатуры, содержащей бор, в значительной степени объединенный как TiB 2 . Титан — обычное дополнение к алюминиевой присадочной проволоке, поскольку он улучшает структуру сварного шва и помогает предотвратить растрескивание сварного шва.
Цирконий (Zr) — Цирконий добавляется к алюминию для образования мелкодисперсного осадка из интерматаллических частиц, препятствующих перекристаллизации.
Литий (Li) — Добавление лития к алюминию может значительно повысить прочность и, модуль Юнга, обеспечить дисперсионное твердение и снизить плотность.
Свинец (Pb) и висмут (Bi) — Свинец и висмут добавляются в алюминий для облегчения стружкообразования и улучшения обрабатываемости. Эти легко обрабатываемые сплавы часто не поддаются сварке, поскольку свинец и висмут образуют легкоплавкие компоненты и могут давать плохие механические свойства и / или высокую чувствительность к образованию трещин при затвердевании.
Резюме:
Сегодня в промышленности используется много алюминиевых сплавов — более 400 деформируемых сплавов и более 200 литейных сплавов в настоящее время зарегистрированы в Алюминиевой ассоциации. Безусловно, одним из наиболее важных факторов, которые необходимо учитывать при сварке алюминия, является определение типа свариваемого сплава на основе алюминия. Если тип основного материала свариваемого компонента недоступен из надежного источника, выбор подходящей процедуры сварки может быть затруднен.Есть несколько общих рекомендаций относительно наиболее вероятного типа алюминия, используемого в различных областях, таких как упомянутые выше. Однако очень важно знать, что неверные предположения относительно химического состава алюминиевого сплава могут привести к очень серьезным последствиям для характеристик сварного шва. Настоятельно рекомендуется произвести точную идентификацию типа алюминия, а также разработать и протестировать процедуры сварки для проверки характеристик сварного шва.
В чем разница между алюминием и медью в электротехнике?
Очевидно, что существуют различия в свойствах материалов, таких как емкость, вес и стоимость между алюминием (Al) и медью (Cu), которые следует учитывать при применении в электрических системах.В прошлом Al был более распространен в таких продуктах, как шины, предохранители и выключатели. Со временем некоторые конструкторы изменили компоненты с Al на Cu. Сегодня из-за стабильности стоимости и покрытия некоторые дизайнеры возвращаются обратно.
Материалы
Заблуждения о свойствах алюминия и меди могут возникать из-за различных марок металлов, используемых в различных электрических приложениях. Медь, используемая в проводе и электрическом оборудовании, номинально чиста. Однако чистый Al часто бывает недостаточно прочным для электрических применений.Также имейте в виду, что различные сплавы менялись с течением времени и в связи с развитием приложений.
Различные свойства алюминиевых сплавов также меняются в зависимости от обработки. Например, Al 6101 прочнее, чем Al 1350. Тем не менее, термообработка Al6101 упрочняет его и улучшает его прочность. Различные марки металлов, такие как Al 6101 и Al 1350, будут отличаться по сравнению с Cu. Поэтому в процессе проектирования важно иметь свойства материала для конкретного используемого материала.
Недвижимость
Вес, электрическая мощность и стоимость являются основными соображениями при выборе алюминия или меди для электрического применения. А другие могут казаться такими же большими. Например, сопротивление в электрических соединителях может увеличиваться, если не учитывать прочность и расширение материала. Поскольку соединение подвергается термическим циклам, расширение может увеличивать зажимное усилие, которое может деформировать точки контакта и способствовать ползучести материалов. Это будет более серьезной проблемой для Al, потому что его коэффициент теплового расширения, в зависимости от сплава, примерно на 42% больше, чем у Cu, но Al может быстрее рассеивать тепло.
Алюминиевые кабели с тонкой скрученной проволокой обеспечивают гибкость, улучшая установку и их использование в приложениях, где требуется небольшой радиус изгиба.Воспользовавшись более низким модулем упругости с 1990-х годов, экструдированные алюминиевые шины увеличили площадь поверхности, помогая поддерживать низкие температуры. При проектировании из любого материала важно, чтобы соединения были прочными, чтобы предотвратить плохое соединение с течением времени из-за деформации из-за теплового расширения, а также ползучести.
Распространенное заблуждение состоит в том, что Al мягкий и должен использовать компрессионные соединители.Однако с некоторыми изменениями конструкции и покрытия механические соединители давления и компрессионные соединители больше не требуются. В некоторых случаях сплавы или обработка используются для получения алюминия почти наравне с медью. Для Al может потребоваться покрытие для уменьшения окисления в целом, поскольку это может повлиять на соединение — даже соединение Al с Al. Кроме того, покрытие и гальваника часто включают олово или серебро. Эти материалы уменьшают коррозию как алюминия, так и меди, поскольку они склонны к окислению при контакте с атмосферой.
Коррозия также является проблемой, когда в одной системе используются два разных металла. Al будет электрохимически реагировать с Cu, если будет введена влага (влага, которая будет действовать как электролит). Кабельные наконечники Al-Cu представляют собой соединители, сваренные трением и герметизированные для предотвращения повреждения соединения Al-Cu из-за коррозии. Правильные соединения важны, так как коррозионный износ также является проблемой. Al и Cu — совместимые металлы, поэтому контакт может создавать сцепление, которое может способствовать износу.В то время как коррозионный износ является большей проблемой для движущихся частей, техническому специалисту может потребоваться больше времени в полевых условиях, если провода прилипли к шине.
Масса и электрическая мощность
Вероятно, основным свойством материала при выборе между использованием Al или Cu в электрическом применении является его емкость. Cu предлагает лучшую электрическую емкость на единицу объема. Однако Al имеет лучшую производительность на единицу веса. По словам Уве Шенка, менеджера глобального сегмента Helukabel: «В качестве сырья Al примерно на 70% легче меди.Что касается проводов, то алюминий может быть на 60% легче, чем аналогичные токоведущие медные провода ».
Реле, датчики, переключатели и небольшие двигатели могут использовать кабели управления для включения / выключения приложений управления сигнальным и управляющим оборудованием.Вес не имеет прямого отношения, поскольку требуется больше алюминия, чтобы соответствовать емкости Cu. Al несет примерно половину емкости Cu (56% в Al6101). Разница в отношении веса к электрической емкости обычно означает, что один фунт алюминия имеет электропроводность, равную 1.85 фунтов Cu. Например, медная шина может весить около 550 фунтов, тогда как та же шина из алюминия — около 300 фунтов. Уменьшение веса может помочь в транспортировке или даже в стоимости рабочей силы.
Прочие соображения
Хотя рабочая сила не является материальной собственностью, она влияет на стоимость. Некоторые проекты могут быть более рентабельными, если можно уменьшить вес — будь то расходы на доставку, установку или другие расходы. Однако легче не во всех приложениях.Учтите, что дополнительный диаметр алюминиевой проволоки соответствует емкости Cu. Национальный электротехнический кодекс (NEC) устанавливает правила, определяющие, насколько кабель может заполнить кусок кабелепровода.
Существует больше правил, чем это, но, как правило, при работе с тремя или более кабелями заполнение трубы должно составлять 40% или меньше. Однако статья 501 NEC гласит, что если трубопровод находится в опасной зоне, допускается заполнение только на 25% или меньше. Это означает, что увеличенный размер Al может увеличить стоимость труда для дополнительного или большего трубопровода, который теперь необходимо проложить для удовлетворения требований NEC.
В качестве общего примера, при переключении с медного кабеля 14 AWG на алюминиевый, увеличение размера кабеля (12 AWG) уменьшит максимальное количество проводов, разрешенных в-дюймовом кабелепроводе, на три (максимальное заполнение: Cu = шесть проводов, Al = три провода при заполнении 40%). Если для этого приложения требуется четыре кабеля, вы можете уменьшить заполнение, проложив два куска кабелепровода или большего размера, что потребует больше энергии для изгиба. Любое из этих решений может увеличить трудозатраты.
Были и другие проблемы с алюминием в электрических компонентах.Исторически Al был преобладающим в распределительных устройствах (предохранители и автоматические выключатели). К сожалению, в прошлом для крепления распределительных устройств часто требовалась сварка. Сварка алюминием в полевых условиях, возможно, подтолкнула дизайнеров к переходу на медь. С этого времени они предлагают шины с отверстиями или канавками в виде ласточкина хвоста, которые упрощают установку и не обязательно должны быть сварены.
Несмотря на обращение к этим процессам, производители, такие как GE, сообщили, что многие клиенты стали запрашивать шины с медью вместо алюминия.Производители будут производить по заказу конструкторов, поэтому медь производилась в больших объемах. Некоторые из прошлых проблем Ала, хотя и были исправлены, дали импульс производству меди.
Асинхронные двигатели переменного тока могут использовать роторы с короткозамкнутым ротором из алюминия или меди. Это та часть, которая вращается во время работы электродвигателя.Несмотря на эту тенденцию, стоимость и планирование остаются ключевыми факторами при оценке проектов. Al является третьим по содержанию материалом в земной коре, а Cu — 26-м. Это приводит к колебаниям цен на Cu, в то время как стоимость Al более стабильна.Если дизайнер планирует долгосрочный или будущий проект, цены на медь может быть трудно предсказать. Если цены на медь станут выше прогнозируемых, это может навредить проекту или даже обанкротить его. Это одна из причин, почему в крупных ветроэнергетических проектах используется Al. Часто они планируют на длительные периоды времени, и для получения точных оценок требуется стабильная цена. Кроме того, ветряные турбины могут иметь высоту до 328 футов и использовать провод большого сечения для передачи электричества на землю. Уменьшение веса кабеля, такого как этот провод передачи, может помочь уменьшить опоры и ненужную нагрузку на разъемы, а также упростить установку.
Для крупных проектов, требующих большого количества проводов, Al может оказаться рентабельным. На момент написания этой статьи NASDAQ показывает Cu на уровне 2,14 доллара за фунт. и Al по цене 0,73 долл. США / фунт. (3/16). Поскольку стоимость является таким движущим фактором (не отрицая вышеупомянутого), если увеличение размера не вызывает беспокойства и вам нужно его большое количество, Al может быть лучшим выбором.
Приложения
Применение алюминия
Линии передачи и распределения : Более легкий алюминиевый провод означает меньшее количество опор, что приводит к тому, что большая часть мира использует алюминий для высоковольтных воздушных линий электропередачи.
Применения для освещения: Раньше во многих лампах и других соединителях использовались латунные соединители. Сегодня во многих осветительных разъемах используется алюминий.
Cu Приложения
Телекоммуникационные провода: Cu обладает более высокой пластичностью, обеспечивая гибкость и меньшее количество разрывов в телекоммуникационной отрасли.
Двигатели: Размер и мощность являются важными факторами при разработке двигателей, и многие производители используют медь в своих конструкциях.
Применения как Cu, так и Al
Электропроводка в больших зданиях: Al входит в состав многих проводов больших зданий. Он обеспечивает стабильность цен в течение длительного времени, необходимого для их постройки. Кроме того, если пространство не является проблемой, Ал может снизить цену на большое здание, в котором можно проложить километры проводов. Однако пластичность и меньший размер меди хорошо подходят для труб внутри зданий. Это пара причин, по которым оба материала имеют преимущества в больших зданиях.
После начала 1970-х годов в алюминиевый сплав были внесены изменения, чтобы улучшить качество для электрических применений. Многие до сих пор думают, что алюминиевая проводка — это плохо, но при правильном использовании она может быть дешевле и стабильнее.
Другие области применения как Cu, так и Al включают: шины, трансформаторы, подземные кабели низкого и среднего напряжения.