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.
mschistota.ru
Почему нельзя соединять медный провод с алюминиевым?
Электротехники, обладающие опытом, не соединяют в своих конструкциях медь и алюминий, хотя это известно и среди тех людей, которые не имеют никакого отношения к этой сфере. Почему это так? Почему нельзя соединять медный провод с алюминиевым? Часто этот вопрос задается людям со стажем в этой области.
Как правило, люди отмахиваются от спрашивающих буркнув что-то вроде того будет гореть. Но они не успокаиваются, не понимая, ведь медный провод, объединенный со стальным почему-то не горит, да и алюминиевый провод, соединенный с медью тоже. Поэтому стоит углубиться в вопрос, подойдя с точки зрения естественных наук.
Версии, по которым возникает горение
- Эти два металла обладают разными коэффициентами расширения тепла. То есть когда по проводам течет ток, то реагируют на него по-разному, расширяясь при пропускании тока и остывая после его отключения. Такие несовершенства разного расширения и сужения за краткосрочный период времени влияют на провода. В месте соединения медь-алюминий контакт становится слабым и возникает нагревание со временем, к которому добавляется электрическая дуга.
- Алюминиевые провода окутывает плохо проводящая кислая пленка, которая изначально уже дает «плохой» контакт и начинается процесс разрушения, при котором провода нагреваются, контакт становится все хуже и хуже, появляется электрическая дуга и со временем начинается возгорание.
- Эти провода несовместимы по гальваническим химическим признакам, сразу провода на стыке начинают греться, что приводит к разрушению.
Механизм взаимодействия двух металлов
Если смотреть по физическому коэффициенту расширения, то все же самым неблагоприятным сочетанием становится соединение стального и алюминиевого провода, ведь эти их параметры разнятся практически в два раза. В этом случае на помощь легко приходят зажимы и болты, которые давят на контакты. И металлы в этом случае могут расшириться только в стороны, а реакции металлов на температуру попросту не могут способствовать ослаблению контакта.
Наличие пленки на алюминии тоже в корне неверно. Такое покрытие способствует соединению между проводниками из стали и алюминия. Лучше конечно дополнительно использовать смазку, защищающую провода от окисления и постоянные проверки таких соединений. Но соединения с алюминиевыми проводами легко стоят на протяжении нескольких лет.
А вот предположение с гальваническими параметрами несет под собой реальную основу и служит верным ответом на вопрос, почему не стоит соединять медные и алюминиевые провода. Провод из меди быстро окисляется, но все же может проводить электрический ток.
А вот если в соединении участвуют два металла медь и алюминий, то начинается реакция, при которой происходит распадение на ионы обладающие зарядом. Дело в том, что воздух в окружающей среде всегда имеет свою влажность. Именно она и служит причиной такой диссоциации. Ионы окислившихся металлов будут участвовать в процессе электролиза, когда ионы металлов не только переносят заряд, но и сами подвергаются процессу перемещения.
При такой реакции металлу проводников начинают разрушаться, образуя пустые места и пустые промежутки. Большему воздействию подвергается именно проводник из алюминия.
Там где образуются пустоты, контакт уже не может стать хорошим и температура повышается, вплоть до горения. Чем выше влажность в помещении, тем сильней электролиз и быстрей происходит разрушение.
pochemy-nelzya.info
Почему нельзя соединять медь и алюминий в электропроводке?
Любой электрик знает, что нельзя соединять напрямую провода из меди и алюминия. Но простые обыватели, далекие от электротехники, часто допускают такую ошибку, ремонтируя электропроводку самостоятельно. И зачастую это заканчивается неприятными последствиями:
- в домашней электрической сети пропадает напряжение;
- происходит возгорание электропроводки.
Почему нельзя соединять вместе алюминиевые и медные провода?
1. На поверхности алюминия образуется окисная пленка, плохо проводящая ток. Большое сопротивление приводит к нагреву места соединения, которое может оказаться причиной воспламенения.
2. Эти металлы имеют отличающийся коэффициент теплового расширения. Когда по проводам протекает большой ток, они нагреваются и расширяются в разной степени. После отключения нагрузки ток прекращается, провода остывают и сужаются. Последовательность расширений-сужений приводит к ухудшению соединения проводов. Соответственно, растет его электрическое сопротивление, а в итоге — опять же нагрев. В некоторых случаях возникает электрическая дуга, разрушающая соединение и вызывающая возгорание изоляции проводов.
3. Медь и алюминий формируют «гальваническую пару», которая также становится причиной нагрева контакта.
Худший вариант — соединение медного и алюминиевого проводов скруткой. Таким способом нежелательно соединять даже провода с жилами из одного и того же металла (меди или алюминия). Если вместе скручиваются медь и алюминий, то проблем с электропроводкой следует ожидать в ближайшее время.
Использование винтовых и пружинных клеммников позволяет компенсировать эффект теплового расширения металлов. Плотный контакт обеспечивается за счет винта или пружинящей пластины. Но в случае винтовых клеммников следует учитывать «текучесть» металлов. В особенности достаточно пластичного алюминия. Поэтому такие соединения требуют проверки не менее раза в год. По мере необходимости следует подкручивать винт, чтобы контакт с проводом оставался надежным.
Что касается пружинных клеммников (например, WAGO), то для соединения медных и алюминиевых проводов следует использовать только те, внутри которых имеется специальная токопроводящая паста. Она препятствует образованию окисла на поверхности алюминия. Многоразовые пружинные клеммники для указанной цели не годятся.
По поводу «гальванической пары» можно сказать следующее. При соприкосновении запускается процесс, известный как электролиз. Металлы обмениваются ионами, что приводит к появлению раковин и пустот на поверхности проводов. Из-за них снижается качество контакта. Причем эрозия алюминия более значительная. Со временем место соединения начинает греться вплоть до возникновения электрической дуги, возгорания изоляции.
На скорость деградации электрического контакта также оказывает влияние влажность воздуха. Чем она выше, тем процесс происходит быстрее.
Если все же приходится соединять медные и алюминиевые провода, то нужно использовать подходящие клеммники и соединения:
1. Клеммник типа «орех», называемый так из-за своей округлой формы. Внутри его пластикового корпуса имеется три стальные пластины. Средняя разделяет медный и алюминиевый провод. Недостаток такого соединения — сравнительно большие габариты, что может создать препятствие для его использования.
2. Клеммники WAGO, содержащие внутри специальную смазку. Она препятствует образованию окислов на токопроводящих жилах соединяемых проводов. Но указанные клеммники не рекомендуется задействовать в силовых цепях, а только в линиях освещения.
3. Винтовые клеммники также можно использовать для соединения медных и алюминиевых оголенных проводов. Но они должны быть доступными для проверки, поскольку со временем винтовой контакт может ослабнуть. Приходится временами его подкручивать.
4. Болтовое соединение используется в тех случаях, когда специальных клеммников под рукой нет. Берется болт с гайкой, а также три подходящие шайбы. Оголенные жилы медного и алюминиевого проводов закручивают колечком и одевают на болт, разделяя шайбой. Готовое соединение следует обмотать изолентой. Его недостаток — немалые габариты, что иногда делает проблематичным использование в распределительных коробках.
Просмотров: 430
mccstroy.ru
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
- 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.
elektrikru.ru