Как правильно соединить медный и алюминевый провод. Почему нельзя соединять медь и алюминий в электропроводке?

Жаропонижающие средства для детей назначаются педиатром. Но бывают ситуации неотложной помощи при лихорадке, когда ребенку нужно дать лекарство немедленно. Тогда родители берут на себя ответственность и применяют жаропонижающие препараты. Что разрешено давать детям грудного возраста? Чем можно сбить температуру у детей постарше? Какие лекарства самые безопасные?

Многие из нас знают, что нельзя напрямую соединять медные и алюминиевые провода. Существует несколько ответов на данный вопрос.

Миф №1. У алюминия и меди разный коэффициент теплового расширения. Когда через них проходит ток, они расширяются по-разному, когда ток прекращается, они остывают по-разному. В итоге серия расширений-сужений изменяет геометрию проводников, и контакт становится неплотным. А дальше уже в месте плохого контакта возникает нагрев, он ухудшается еще больше, появляется электрическая дуга, которая и довершает все это дело.

Такое мнение представляется несостоятельным по причине того, что линейный коэффициент теплового расширения для металлов, применяемых для электромонтажа: медь - 16,6*10-6м/(м*гр. Цельсия); алюминий - 22,2*10-6м/(м*гр. Цельсия); сталь - 10,8*10-6м/(м*гр. Цельсия). Однако, различия в линейном тепловом расширении относительно легко компенсируются применением надежных зажимов, создающих постоянное давление на контакт. Расширяться металлам, сжатым при помощи хорошо затянутого болтового соединения, остается только в сторону, а перепады температуры не способны серьезно ослабить контакт.

Миф №2. Алюминий образует на своей поверхности окисную непроводящую пленку, которая с самого начала ухудшает контакт, а дальше процесс идет по той же нарастающей: нагрев, дальнейшее ухудшение контакта, дуга и разрушение. Этот вариант тоже не совсем верен, так как оксидная пленка позволяет соединять алюминиевые проводники со сталью и с другими алюминиевыми проводниками.

Миф №3. Алюминий и медь образуют «гальваническую пару», которая просто не может не перегреваться в месте контакта. И снова нагрев, дуга и так далее. Однако, медный проводник тоже достаточно быстро покрывается окисью с той лишь разницей, что окись меди более-менее проводит ток. Если соединены медный и алюминиевый проводник, их окиси имеют возможность распада на заряженные ионы. Ионы окиси алюминия и меди, будучи частицами с разным электрическим потенциалом, начинают принимать участие в процессе течения тока. Начинается процесс, известный как «электролиз». В ходе электролиза ионы переносят заряды и перемещаются сами. При их перемещениях металл разрушается, образуются раковины и пустоты. Особенно это касается алюминия. Ну, а там где есть пустоты и раковины, там уже нельзя иметь надежный электрический контакт. Плохой контакт начинает греться, становится еще хуже и так далее вплоть до возгорания.

Особенно опасным является соединение медного и алюминиевого провода на улице. Под влиянием естественной влажности и прохождения через соединение электрического тока происходит процесс электролиза и на улице процесс разрушения контакта значительно ускоряется. В результате в месте соединения образуются раковины, происходит нагрев и искрение контактов, обугливание изоляции.

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. 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.

Ремонтируя электропроводку в старых домах, можно столкнуться с ситуацией, когда менять приходится большие участки проводки. Однако в большинстве случаев старая проводка сделана из алюминия, а для замены в вашем распоряжении есть лишь медный провод. Вообще, соединять проводники из столь разных материалов строго запрещается, но бывает, что другого выхода просто нет. Рассмотрим, как все же соединить алюминиевый и медный провод так, чтобы не возникло короткого замыкания или пожара.

Для этого стоит напрячь свою память и вспомнить школьный курс химии и физики.

Для начала, вспомним, что такое гальванический элемент . Проще говоря, гальваническим элементом является простая батарейка, которая генерирует электрический ток. Принцип его появления основывается на взаимодействии двух металлов в электролите. Так вот, скрутка между медным и алюминиевым проводом и будет такой же батарейкой.

Гальванические токи быстро разрушают материал. Правда, в сухом воздухе их появление исключается. И если сделать скрутку к розетке, то она не развалится за несколько часов. Однако впоследствии неприятности такой проводке обеспечены.

С течением времени материалы, из которых сделаны провода, разрушаются, вместе с этим постоянно возрастает сопротивление . Если к розетке подключат мощный потребитель тока, то скрутка начнет нагреваться. При регулярном использовании такой розетки, возрастает угроза пожара.

Поэтому соединять алюминиевый проводник с медным строжайше запрещено. Однако, возникают экстренные ситуации, когда сделать такое соединение просто необходимо.

Рассмотрим несколько способов, как соединить алюминиевый и медный провод. Эти способы помогут успешно справиться с непростым делом.

Скрутка

Является самым простым способом смонтировать провода. Он не требует особых знаний и квалификации. Однако, является не самым надежным способом соединения. Из-за температурных колебаний металл расширяется. В результате чего между проводниками образуется зазор, увеличивающий сопротивление. Спустя некоторое время контакт окисляется и разрушается.

Конечно, это не произойдет в течение года, но если соединение должно профункционировать длительное время, то стоит подумать о других способах скрепления.

Сам принцип крепежа методом скрутки заключается в том, чтобы оба проводника обвивали друг друга . Для более качественного соединения медный кабель залуживают припоем. Многожильный медный провод придется залудить в обязательном порядке.

Резьбовое соединение

Для соединения меди и алюминия этим способом понадобиться пара простых шайб , одна пружинная шайба, винт и гайка. Этот метод очень надежен - контакт между проводниками будет обеспечен на многие годы. Для этого крепления неважно ни сечение провода, ни его тип - многожильный или одножильный.

С конца провода снимается изоляция. Пружинную шайбу надевают на винт, затем надевается обычная шайба, потом колечко провода алюминия. Его подпирает простая шайба. После чего надевается медный проводник, а затем на винт накручивается гайка. Она крепко сжимает все соединение.

Многожильный кабель перед соединением нужно обязательно пролудить припоем.

Соединение с помощью клеммной колодки

Это современный метод монтирования проводов. Хотя он немного проигрывает в надежности резьбовому способу соединения, метод имеет свои плюсы:

соединение можно сделать очень быстро;
при соединении можно обойтись небольшим запасом провода.

Последнее поясним, случается, что из стены или потолка торчит небольшой отрезок кабеля. Сделать скрутку невозможно - провода очень мало. Да и сделанная на потолке скрутка просуществует недолго, через какое-то времени провода просто обломятся. А клеммная колодка будет долго держать винтами оба проводника. Потом колодка полностью исключает соприкосновение двух зачищенных проводников.

Монтаж выполняется так: зачищенный от изоляции конец провода (около 5 мм.) вставляется в клеммное отверстие колодки, после чего закручивается стопорный винт .

Клеммную колодку нельзя прятать в штукатурку или в стену без распределительной коробки.

Плоско-пружинный зажим и клеммная колодка

Появился этот метод не так давно. Существует два вида такого соединения: одноразовое и многоразовое . Для последнего соединения в клеммной колодке существует специальный рычаг. Благодаря ему провод можно вставлять и вынимать несколько раз. Клеммные колодки такого типа успешно могут соединить медные и алюминиевые многожильные провода различных видов.

Широко применяются для установки люстр и соединения проводов в распределительных коробках . Требуется некоторое усилие, чтобы вставить провод в отверстие клеммной колодки. Чтобы вытащить проводник потребуется приложить еще больше усилий. Для практического применения лучше пользоваться многоразовыми моделями. В случае ошибки соединение можно быстро переделать.

Выполнить такой монтаж очень просто. Вначале с кабеля снимается изоляция (примерно 10 мм.). Потом на многоразовом клеммнике нужно поднять рычажок, вставить провод, а затем вернуть рычажок в первоначальное положение. Все просто!

Заклепка

По надежности не уступает резьбовому соединению и имеет свои преимущества и недостатки:

устанавливается такое соединение очень быстро;
оно очень прочное, надежное и доступное по цене;
однако, в отличие от резьбового крепежа, это соединение одноразовое.

Монтаж производится с помощью специального инструмента - заклепочника. На заклепку надевается алюминиевый провод, затем пружинная гайка, после чего медный провод и плоская шайба. Потом в ход идет заклепочник и соединение готово.

Стоит упомянуть, что участок соединения нужно обязательно изолировать.

Пайка

Возможна ли пайка проводников, изготовленных из различных материалов? Вполне возможна, если соблюсти определенные условия .

С пайкой меди проблем не возникнет, в отличие от алюминия. На поверхности этого металла образуется амальгама, проявляющая удивительную стойкость в химическом плане. То есть припой не может приклеиться к ней. Это явление часто вызывает удивление у начинающих электриков.

Чтобы спаять два разных проводника следует запастись раствором медного купороса, батарейкой «Крона» и кусочком медной проволоки. На алюминиевом проводе аккуратно зачищается будущее место пайки. Затем на это место капают раствором медного купороса .

Медную проволоку подсоединяют к положительному полюсу батареи «Крона» и опускают в медный купорос. К отрицательному полюсу батареи подсоединяется алюминиевый проводник. Спустя время на алюминии осядет слой меди, на который без всяких проблем можно припаять нужный провод.

Заключение

Еще раз стоит отметить, что любое соединение проводов должно быть заизолировано.

Можно разместить соединения в специальных распределительных коробках .

Если соединение планируется делать собственными руками, то не стоит прибегать к методу пайки. Он требует определенного опыта и квалификации. Лучше использовать другой из вышеперечисленных способов соединения алюминиевого и медного проводника.

Наиболее доступные и распространенные методы были рассмотрены в статье. Однако, при отсутствии опыта проведения таких работ, лучше обратиться к профессионалам.

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.

То, что в электротехнике нельзя напрямую соединять медные и алюминиевые проводники , не является секретом даже для многих обывателей, не имеющих никакого отношения к электрике. Со стороны тех же обывателей в адрес электриков-профессионалов часто звучит вопрос: «А почему?».

Почемучки любого возраста способны загнать в тупик кого угодно. Вот и здесь подобный случай. Типичный ответ профессионала: «Почему-почему… Потому что гореть будет. Особенно, если ток большой». Но это не всегда помогает. Так как вслед за этим часто следует другой вопрос: «А почему будет гореть? Почему медь со сталью не горит, алюминий со сталью не горит, а алюминий с медью - горит?»

На последний вопрос можно услышать разные ответы. Вот часть из них:

1) У алюминия и меди разный коэффициент теплового расширения. Когда через них проходит ток, они расширяются по-разному, когда ток прекращается, они остывают по-разному. В итоге серия расширений-сужений изменяет геометрию проводников, и контакт становится неплотным. А дальше уже в месте возникает нагрев, он ухудшается еще больше, появляется электрическая дуга, которая и довершает все это дело.

2) Алюминий образует на своей поверхности окисную непроводящую пленку, которая с самого начала ухудшает контакт, а дальше процесс идет по той же нарастающей: нагрев, дальнейшее ухудшение контакта, дуга и разрушение.

3) Алюминий и медь образуют «гальваническую пару», которая просто не может не перегреваться в месте контакта. И снова нагрев, дуга и так далее.

Где же правда, в конце-то концов? Что же там происходит, в месте соединения меди и алюминия?

Первый из приведенных ответов все-таки несостоятелен. Вот табличные данные по линейному коэффициенту теплового расширения для металлов, применяемых для электромонтажа: медь - 16,6*10-6м/(м*гр. Цельсия); алюминий - 22,2*10-6м/(м*гр. Цельсия); сталь - 10,8*10-6м/(м*гр. Цельсия).

Очевидно, что если бы дело было в коэффициентах расширения, то самый ненадежный контакт был бы между стальным и алюминиевым проводником, ведь их коэффициенты расширения отличаются в два раза.

Но и без табличных данных ясно, что различия в линейном тепловом расширении относительно легко компенсируются применением надежных зажимов, создающих постоянное давление на контакт. Расширяться металлам, сжатым, например, при помощи хорошо затянутого болтового соединения, остается только в сторону, а перепады температуры не способны серьезно ослабить контакт.

Вариант с оксидной пленкой тоже не совсем верен. Ведь эта же самая оксидная пленка позволяет соединять алюминиевые проводники со сталью и с другими алюминиевыми проводниками. Да, конечно, рекомендуется применение специальной смазки против окислов, да, рекомендуется систематическая ревизия соединений с участием алюминия. Но ведь все это допускается и работает годами.

А вот версия с гальванической парой действительно имеет право на существование. Но здесь все-таки не обходится без окислов. Ведь медный проводник тоже достаточно быстро покрывается окислом с той лишь разницей, что окисел меди более-менее проводит ток.

В ходе электролиза ионы переносят заряды и перемещаются сами. Но, кроме того, ионы - это ведь частицы металлов проводников. При их перемещениях металл разрушается, образуются раковины и пустоты. Особенно это касается алюминия. Ну, а там где есть пустоты и раковины, там уже нельзя иметь надежный электрический контакт. Плохой контакт начинает греться, становится еще хуже и так далее вплоть до возгорания.

Отметим, что чем влажнее окружающий воздух, тем более интенсивно протекают все перечисленные процессы. А неравномерное тепловое расширение и непроводящий слой окисла алюминия - это лишь отягчающие факторы, не более того.

О том что в электропроводке нельзя соединять медные и алюминиевые провода , знают даже многие обыватели, не говоря уже о профессиональных электриках. В данной статье мы попытаемся ответить на вопрос: "А почему это нельзя делать?". Казалось бы, по старым нормам и правилам в электрической проводке применялись как медные, так и алюминиевые провода. Они могли свободно существовать даже в одной проводке! Существовать могли (отдельные линии), но соединяться нет! Если же они соединялись, то приходилось постоянно контролировать места соединения. Иначе - нагрев и возгорание!

По этому поводу возникает закономерный вопрос: «А почему происходит возгорание? Почему медь со сталью не горит, алюминий со сталью не горит, а алюминий с медью - горит?!»

На последний вопрос можно услышать разные ответы. Вот часть из них:

У алюминия и меди разный коэффициент теплового расширения. Когда через них проходит ток, они расширяются по-разному, когда ток прекращается, они остывают по-разному. В итоге серия расширений-сужений изменяет геометрию проводников, и контакт становится неплотным. А дальше уже в месте плохого контакта возникает нагрев, он ухудшается еще больше, появляется электрическая дуга, которая и довершает все это дело.

Алюминий образует на своей поверхности окисную непроводящую пленку, которая с самого начала ухудшает контакт, а дальше процесс идет по той же нарастающей: нагрев, дальнейшее ухудшение контакта, дуга и разрушение.

Алюминий и медь образуют «гальваническую пару», которая просто не может не перегреваться в месте контакта. И снова нагрев, дуга и так далее.

Где правда и что действительно происходит в местах соединения меди и алюминия?

Но если соединены медный и алюминиевый проводник, их окислы имеют возможность диссоциации, то есть распада на заряженные ионы. Диссоциация возможна благодаря естественной влаге, которая всегда есть в воздухе. Ионы окислов алюминия и меди, будучи частицами с разным электрическим потенциалом, начинают принимать участие в процессе течения тока. Начинается процесс, известный как «электролиз».

Отметим, что чем выше влажность окружающей среды, тем более интенсивно протекают все перечисленные процессы. А неравномерное тепловое расширение и не проводящий слой окисла алюминия - это лишь отягчающие факторы, не более того.