Способы безопасного соединения медных и алюминиевых проводов в коробке квартиры: как делать нельзя, можно ли через клеммник

В старых домах и квартирах делали алюминиевую электропроводку. Это объясняется невысокой ценой и доступностью указанного металла. Сейчас часто используют медные проводники, и возникает необходимость удлинить жилу или установить дополнительные розетки, осветительные приборы и т.д., но мало кто знает, как соединить алюминиевый и медный провод.

Последствия от контакта меди и алюминия

Рассмотрим возможные последствия на примере работы простой батарейки. Внутри нее есть 2 электрода и электролит. При взаимодействии металлов возникают химические процессы, потребляется или вырабатывается ток.

Чем дальше друг от друга металлы расположены в электрохимическом ряду, тем большее напряжение между ними возникнет во время химической реакции. Результатом этого будет разрушение металла, находящегося левее.

Если сравнивать никель и кадмий, то они находятся рядом (через один элемент). Разрушение последнего происходит медленно, батарейки или аккумуляторы обладают длительным сроком эксплуатации.

Алюминий и медь имеют большую разницу в формировании напряжений, поэтому находящийся намного левее Al будет быстро разрушаться. На его поверхности активно образовывается слой оксидов, что приводит к ухудшению контакта и его перегреву.

Правила соединения медных и алюминиевых проводов

Несмотря на то что не рекомендуется соединять медный и алюминиевый кабели, часто возникает такая необходимость. Безопасно решить вопрос можно несколькими способами:

1. Размещением между проводниками третьего материала. Для этого лучше использовать неактивный металл, например латунь, чтобы не начинался электролиз. Сталь имеет высокую проводимость, поэтому место соединения все равно будет нагреваться. Такой вариант подходит только для сетей с небольшими нагрузками.
2. Надежной защитой места контакта от влаги. Полностью герметизировать соединение сложно, и не всегда это получается надежно. Есть специальные пасты, препятствующие поступлению влаги и кислорода, поэтому провода не окисляются и электролиз не начинается.

В чем сложность соединения напрямую

Главная проблема при соединении меди и алюминия — развитие электрокоррозии. Если окружающая среда сухая, то при прямом соединении этих металлов ничего не происходит. Влага выступает в качестве электролита, создается «эффект батарейки». Происходит разрушение металлов, прежде всего алюминия, и в сети появляется обрыв, который приводит к короткому замыканию или возгоранию.

Способы соединения

Чтобы преодолеть описанные сложности, соединение медных и алюминиевых жил выполняют с помощью:

• прямого контакта (скрутки, заклепки, пайки, опрессовки);
• непрямого (болтового соединения, клеммников).

Предпочтительнее вторая группа. Если используются способы из первой, то провода рекомендуется предварительно облудить припоем.

С помощью болтов и стальных шайб

Это доступный способ, необходимые элементы легко найти. Понадобятся стальные болты, например М4, М5, неоцинкованные шайбы и гайки.

Сначала на концах проводов удаляют изоляцию и загибают их в виде колец. На краях болта и между проводниками устанавливают шайбы и закручивают гайку. В результате получается соединение в виде бутерброда, не допускающее прямого контакта проводов.

Недостаток в том, что конструкция получается громоздкая, и при больших напряжениях она все равно нагревается.

С помощью скрутки

Этот метод удобен тем, что здесь нет никаких дополнительных элементов, но для соединения меди и алюминия его используют редко.

Если применения скрутки не избежать, то придерживаются следующих правил:

• концы проводов скручивают, взаимное обматывание одного вокруг другого не допускается;
• медную жилу покрывают оловом, особенно если она многопроводниковая;
• место контакта защищают влагоустойчивым составом (литолом, техническим вазелином и др.).

Скрутка бывает 3 видов:

• простая;
• бандажная — дает лучший результат;
• желобком.

Если диаметр соединяемых проводов до 1 мм, делают не менее 5 витков, а для жил большего сечения — не меньше 3.

С помощью клемм

Контактная группа клеммника (латунная трубка с винтами) находится в защитном пластиковом корпусе. Надо только вставить концы проводов в клемму и зажать винты. Большое усилие при затяжке не прикладывают, чтобы не сломать алюминиевую жилу. Внутри клеммы нет перегородок, поэтому вставляя провода, надо смотреть, чтобы они между собой не соприкасались. Через некоторое время зажим винтов может ослабнуть, и контакт ухудшится.

С помощью клеммных колодок Wago

Немецкие клеммы «Ваго» просто эксплуатировать: достаточно вставить провод в отверстие, где его зафиксирует пластина. Преимущество такой конструкции в том, что здесь каждая жила находится в отдельной ячейке, поэтому между собой они не соприкасаются. Производитель уже нанес на клеммы пасту, предотвращающую окислительные процессы. Недостаток в том, что они одноразовые и стоят немного дороже других клеммников.

С помощью заклепок

При создании неразъемного соединения применяются заклепки. Эти элементы состоят из трубки и сердечника. Для их установки необходим заклепочник. Концы проводов завивают в виде колец, между ними вставляют шайбу и все надевают на заклепку. С помощью пистолета ее зажимают, сердечник расклинивает трубку и получается соединение, похожее на болтовое, только оно неразъемное.

С помощью паяльника

Этот способ отличается надежностью, но для его применения необходимо наличие специальных навыков и паяльника.

Спаять провода можно в такой последовательности:

1. С обеих жил снимают изоляцию, этот участок на медном проводе должен быть примерно на 30% длиннее, чем на алюминиевом.
2. Медь с помощью канифоли залуживают по всему очищенному участку.
3. Жилы плотно скручивают между собой.
4. Место соединения покрывают флюсом для пайки алюминия, сверху наматывают проволоку припоя.
5. Чтобы во время пайки не испарился флюс, с обоих концов скрутку зажимают острозубцами (они будут теплоотводами) и равномерно прогревают ее паяльником.
6. Промывают соединение от флюса — сначала раствором соды, затем мыльным составом и проточной водой.
7. Протирают насухо и изолируют.

Переходники для соединения

Чтобы соединить провода сечением больше 4 мм² используют зажим, называемый «орехом». В его пластиковом корпусе есть пластины. Между ними зажимают провода. Такое соединение получается громоздким, и его не всегда можно спрятать в коробке или за плинтусом.

Для соединения одножильного алюминиевого и пучкового медного проводов винтовой клеммой на их концы надевают латунные наконечники. Они не позволяют во время зажима винта раздавить мягкий алюминий. Предотвращают возможность поломки части проволок в многожильном медном проводе, что приводит к уменьшению его сечения. Использование наконечника избавляет от таких проблем.

Можно самостоятельно изготовить переходник. Для этого спаивают 2 небольших куска медного и алюминиевого проводов. После этого скручивают медный конец с медным, а алюминиевый с алюминиевым, надежно изолируют места контактов, затем подключают электричество.

Почему нельзя соединять напрямую

Напрямую соединять алюминий и медь нельзя по следующим причинам:

1. У этих металлов разный коэффициент теплового расширения. При их нагреве и остывании постепенно меняется геометрия, в результате чего соединение ослабевает, перегревается и появляется искра.
2. На поверхности алюминия образуется оксидная пленка, ухудшающая контакт. Он также начинает перегреваться и разрушаться.
3. Два металла образуют гальваническую пару. Это приводит к их перегреву и описанным выше результатам.

Если посмотреть на коэффициенты теплового расширения алюминия и меди, то они не сильно отличаются, например, со сталью у него разница почти в 2 раза. Эти различия компенсируют за счет надежного зажима.

Несмотря на наличие оксидной пленки, алюминиевые провода скручивают между собой, со сталью, и такое подключение работает годами. Использование специальной смазки и периодический осмотр места контакта еще больше продлевает срок его службы.

Более правдоподобной является версия с гальванической парой. На меди, как и на алюминии, образуется оксидная пленка, но она все равно немного проводит ток. При соединении металлов находящиеся на их поверхности окислы диссонируют (распадаются на заряженные ионы). Влаги, имеющейся в воздухе, достаточно, чтобы начался процесс электролиза. Заряды начинают перемещаться, и в металлах образуются раковины, пустоты. Больше это касается алюминия, в результате контакт ослабевает, разрушается и перегревается.

Если на улице или в помещении высокая влажность, электролиз проходит интенсивнее. В этом процессе неравномерное тепловое расширение и оксидные пленки являются отягощающими факторами.

Советы и рекомендации

Для создания максимально прочного и надежного соединения медной и алюминиевой жилы специалисты советуют придерживаться следующих правил:

• выполняют надежную изоляцию;
• соединения размещают в распределительных коробках, чтобы потом можно было подтянуть;
• если нет соответствующих навыков, то самостоятельно провода не сваривают и не паяют;
• болтовое соединение периодически подтягивают;
• если выполнена скрутка, то ее дополнительно защищают колпачками СИЗ;
• более качественную пайка получают при замене канифоли чистым машинным или оружейным маслом;
• размер самозажимных клемм зависит от выбора сечения проводов, которые они будут соединять;
• медный провод обязательно залуживают;
• в качестве гидроизоляции не используют парафин, лак или масло.

Нет единственного способа, позволяющего правильно соединить такие провода. Чтобы получить хороший контакт, учитывают местные условия и имеющиеся под рукой принадлежности, после чего выбирают один из описанных вариантов.