Возможные варианты соединения токопроводящих жил
Существуют различные варианты формирования качественного соединения проводов. Их выполнение осуществляется согласно ПУЭ. При этом необходимо иметь в виду, что указанные правила не допускают использование скрутки для образования контактной части между проводами. Скрутить провода можно только для обеспечения временной работоспособности электрической цепи.
Далее представлены допустимые способы соединения токопроводящих жил.
Клеммные колодки
Клеммные колодки представляют собой контактную часть, которая покрыта диэлектрическим материалом. Соединение выполняется за счет сжима проводников. Для этого может использоваться винтовой, резьбовой зажим. Также выпускаются изделия с дополнительной прижимной пластиной.
Соединение проводов с помощью винтовой клеммной колодки
В зависимости от вида используемого зажима, рекомендуется придерживаться следующих правил:
- Формирование контакта между одножильными медными проводниками осуществляется при помощи винтовой фиксации. Она предполагает заведение отдельных концов в латунную часть клеммы, с последующим затягиванием винтов. Данная методика противопоказана для образования электрической цепи из алюминиевых кабелей. Это обусловлено сильным повреждением рабочей поверхности проводника в процессе сжатия винтом.
- Применение винтового клеммного устройства для создания контакта между многожильными проводами, также не рекомендуется. В процессе закручивания винта могут повредиться отдельные токопроводящие жилы кабеля.
- Для соединения между собой многожильных и одножильных проводников лучше всего воспользоваться колодками с винтом и специальным наконечником. Он представляет собой пластину с ровной поверхностью, которая обеспечивает плотную фиксацию токопроводящих жил без нанесения механического повреждения.
Барьерные зажимные клеммники
Пружинные клеммы
Конструктивно изделие практически аналогично клеммным колодкам с винтовым и резьбовым зажимом. Также имеется контактная часть и защитный корпус из диэлектрика. Крепеж токопроводящих жил осуществляется посредством пружин, между которыми расположена токопроводящая пластина. Для сжатия пружин предусмотрен специальный пластиковый рычаг.
Пружинная фиксация в клеммных колодках является универсальным способом соединения различных видов проводов. При этом многие специалисты сомневаются в надежности и долговечности такого контакта.
СИЗ колпачки
СИЗ колпачки получили широкое применение для формирования контакта между проводами в распределительных коробках. Допускается выполнять соединения только из идентичного материала токопроводящих жил. Для этого осуществляется накручивание колпачка по часовой стрелке на подготовленный пучок проводников. В нем расположена фиксирующая пружина, которая сработает при требуемом уровне затяжки.
Использование СИЗ колпачков
Рассматриваемые изделия выпускаются различных оттенков и размеров. Обладают отличным качеством соединения, а также низкой стоимостью.
Специальные гильзы
Для выполнения соединения жил кабеля посредством прессования понадобится использовать гильзы и специализированные клещи. Гильзы изготавливаются из меди и алюминия под конкретный вид материала провода. Также выпускаются универсальные гильзы из латуни. С их помощью можно сформировать контакт между алюминиевыми и медными токопроводящими жилами. Клещи необходимы для качественной прессовки гильзы. Они бывают двух видов:
- ручные;
- гидравлические.
Опрессовка скруток гильзами
Пайка и сварка
Формирование контакта между проводниками пайкой или сваркой способствует получению надежного соединения. Но данный метод требует применения специального оборудования, а также навыков работы с ним.
Для осуществления пайки понадобится паяльник, канифоль и припой. Предварительно выполняется подготовка соединяемых поверхностей. Здесь могут возникнуть проблемы с многожильными кабельными линиями, так понадобится обработать каждую отдельную жилу. В дальнейшем процесс образования практически идентичен. Первоначально выполняется соединение проводников скруткой, после чего наносится припой.
Соединение проводов пайкой
При задействовании сварки также потребуется провести подготовительные работы. При этом суть метода заключается в расплавлении концов соединяемых проводников. После их застывания получается качественное соединение. Указанным способом можно сформировать контакт между неограниченным числом токопроводящих жил.
Что такое скрутка провода и чем она опасна
Несколько десятилетий назад, когда нагрузки на электрическую проводку не были такими большими, подобное соединение пользовалось популярностью. Причем опытные мастера учили меня, тогда еще молодого электрика, предварительно хорошо зачищать металл жилы, скручивать их плотно, обжимать пассатижами.
Длина такой скрутки должна была создаваться длиной порядка 10 см для обеспечения хорошего электрического контакта, как показано на самой нижнем примере. А все что выше — они бы забраковали, несмотря на красоту.
Внутри закрытых сухих помещений такие скрутки работали годами и десятилетиями. Однако многие электрики нарушали технологию и создавали не качественный контакт.
К тому же в условиях влажной среды металл окисляется. Электрическое сопротивление его переходного поверхностного слоя ухудшается. Это ведет к повышенному нагреву жил, преждевременному повреждению изоляции.
Поэтому современными правилами, в частности ПУЭ (пункт 2.1.21.), простая скрутка проводов запрещена, как бы красиво и надежно она не была сделана.
Особую опасность составляют скрутки алюминиевых проводов, а также жил из разных металлов — меди и алюминия.
Сказывается здесь высокая пластичность мягкого алюминия и его высокая способность создавать под воздействием кислорода воздуха внешний слой оксидов, защищающий внутреннюю структуру металла. Эта пленка снижает проводимость.
При протекании токов с повышенными нагрузками алюминий, имеющий высокий коэффициент линейного расширения, нагревается, увеличивая свой объем. После охлаждения он сжимается, нарушая плотность соединения.
Каждый цикл нагрева и охлаждения ухудшает электрические характеристики скрутки. К тому же медь с алюминием работают как гальваническая пара, а это дополнительные химические реакции с образованием поверхностных окислов.
Моя рекомендация: везде, где встречаете простую скрутку, избавляйтесь от нее. Усиливайте ее пайкой, сваркой, обжимом или иным другим разрешенным способом.
Можно ли соединять и кабели скруткой
Согласно правилам ПУЭ, скрутка запрещена, так как она не обеспечивает надежного контакта. Ее можно использовать только вместе с другим способом соединения. Также недопустимо использовать скрутку для присоединения двух разных металлов.
Многожильные и одножильные
При подсоединении многожильных проводов следует придерживаться следующих правил:
- зачистить изоляцию на 4 см;
- раскрутить проводники на 2 см;
- соединить до стыка незакрученных жил;
- закручиваются провода только пальцами;
- затянуть скрутку можно при помощи плоскогубцев;
- оголенные провода изолируются специальной лентой или термоусадочной трубкой.
Скрутить одножильные провода намного проще. Их нужно зачистить от изоляции, скрутить вручную по всей длине, затем зажать при помощи плоскогубцев, заизолировать.
Способы скрутки
Делать скрутку можно разными способами. Она может быть выполнена ответвлением, параллельным или последовательным соединением. Также для улучшения надежности контакта дополнительно используются колпачки и зажимы.
Правильная скрутка электропроводки в распределительной коробке
При скрутке нужно следовать следующему порядку действий:
- обесточить дом или квартиру;
- очистить проводки от изоляции на 4 см и более;
- раскрутить проводки на 2 см;
- соединить до стыка нераскрученные провода;
- закрутить жилы пальцами;
- затянуть скрутку плоскогубцами;
- заизолировать оголенные провода.
Соединять можно как одножильные, так и многожильные кабели.
Скрутка разного сечения
Нельзя скручивать провода с сильно разными диаметрами. Такой контакт не является надежным и устойчивым. Можно скручивать провода соседних сечений – например 4 кв.мм и 2,5 кв.мм. При скрутке нужно следить, чтобы обе жилы обвивали друг друга. Тонкий провод не должен накручиваться на толстый, иначе контакт будет ненадежным. Затем нужно произвести пайку или сварку места соединения.
Колпачки скрутки
Колпачки помогают надежно заизолировать место контакта. Колпак выполнен из пожаростойкого материала, внутри него находится металлическая часть с резьбой.
Сделать скрутку при помощи колпачков достаточно просто – нужно снять изоляцию на 2 см, слегка закрутить провода. На них надевается колпачок и поворачивается несколько раз, пока металлические провода не окажутся внутри.
С помощью контактных зажимов
Контактный зажим состоит из винта, пружинной шайбы, основания, токоведущей жилы и упора, ограничивающего растекание алюминиевого проводника. Сделать соединение при помощи контактного зажима просто – достаточно лишь зачистить концы проводков на 12 мм и вставить их в отверстие зажима. Контактные зажимы используются как для одножильных, так и для многожильных проводников.
После скрутки провода нужно запаять. Для этого провода перед скруткой лудят и наносят на них канифоль. Разогретый паяльник опускается в канифоль, им нужно провести по зачищенной части проводков. После скрутки на паяльник берут олово, прогревают место соединения до тех пор, пока олово не станет затекать между витками. На такой способ требуется много времени, но он является надежным и качественным.
Особенности скручивания одножильных проводов
Техника удаления изоляции с проводки
Чтобы скручивать одножильные провода плотно и правильно, подойдет параллельное соединение. При выполнении работ необходимо:
- снимать изоляцию под углом меньше 90 градусов;
- действовать аккуратно, если материалом кабеля является алюминий;
- зачищать для соединения изоляцию на отрезок, равный 3-4 см;
- уложить два кабеля друг на друга на 1,5-2 см выше оголенного места под углом 45 градусов;
- придерживая левой рукой участок выше среза, начинать скручивать жилы;
- работать так, чтобы вначале была скрутка с изоляцией, а потом – оголенный отрезок;
- окончить процесс скручивания пассатижами для дополнительной плотности.
Способы соединения
Различные виды соединения проводов Из разрешенных методов ПУЭ разрешает создавать контакт следующими способами:
- зажимы;
- клеммы;
- опрессовка;
- пайка, сварка.
Соединение скруткой запрещено. Это связано с тем, что контакт будет подвергаться температурному воздействию. При росте температуры материал расширяется, при охлаждении наоборот сужается. Так как контакт ничем не закреплен, он быстро выйдет из строя и разрушится. Скручивание может использоваться только вместе с другим способом соединения – например, сваркой или пайкой.
Метод сжимов
Соединительные клеммы WAGO Этот способ включает в себя винтовые и болтовые соединения, а также контакт с помощью зажимов Wago. Такие механизмы позволяют соединить одножильный и многожильный медный провод. На данный момент такой способ является самым распространенным и удобным. К преимуществам можно отнести невысокую стоимость, надежность, простоту процесса и отсутствие необходимости покупки дополнительного оборудования.
Лучше соединять таким способом провода с сечением до 25 кв.мм. Проводники с большим сечением требуют другого соединения или нужно будет учитывать нюансы при контакте методом сжимов.
Винтовое соединение используется для кабелей небольшого сечения. Его суть заключается в установке двух проводников в латунную трубку и зажимании каждого отрезка своим винтом. При соединении одножильного и многожильного кабелей есть риск повреждения тонкой проволоки. По этой причине рекомендуется защищать их с помощью специального наконечника. Существуют специальные клеммы с зажимной площадкой, для которых применение наконечников не требуется. Они обеспечивают качественный зажим без повреждения проволоки по всему сечению трубки из латуни.
Метод прессовки
Варианты опрессовки проводов Опрессовка проводов осуществляется с использованием специального инструмента – клещей. Он бывает ручной и гидравлический. Для проводников с небольшим сечением подходят ручные клещи.
Также потребуются специальные гильзы из меди, алюминия или латуни. Подбираются под соответствующий материал жил кабеля. Если нужно соединить несколько многожильных проводов перед клеммником, применяются наконечники.
Прессовка применяется для любых видов кабелей – многожильных, одножильных, их комбинации
Важно лишь правильно подобрать тип гильзы и нажимное усилие
Метод сварки
При сварке проводов используется оловянный припой Сварка проводов – самый надежный и долговечный способ соединения. Его недостаток заключается лишь в сложности реализации своими руками, так как для работы потребуется профессиональный сварочный аппарат. Также предъявляются требования к опыту мастера – в случае отсутствия необходимых навыков следует выбрать другой способ соединения или доверить работу профессионалу.
С помощью сварочного аппарата расплавляются концы жил. Когда они застывают, образуется единое целое между двумя отрезками и обеспечивается качественный контакт. С помощью такого метода можно соединять неограниченное число проводников в одной точке. Но нужно понимать, что при контакте одножильного и многожильного кабеля будут возникать сложности. Мастер должен будет выполнить несколько дополнительных шагов перед сваркой. Подключение четырехжильного провода к одножильному:
- Расплавление оконцевания многожильного провода.
- Соединение расплавленного проводника с одножильным отрезком.
Пайка
Пайка проводов Для пайки двух отрезков кабеля также потребуются дополнительные инструменты – паяльник, канифоль, припой, паяный жир. Мастер должен уметь паять, иначе надежный контакт обеспечить не получится.
Как скрутить многожильный провод вместе с одножильным:
- Зачистка от изоляции.
- Обработка поверхности обоих проводников канифолью.
- Наматывание многожильного кабеля на одножильный.
- Сгибание одножильного кабеля, обжимание пассатижами.
- Обработка места паяльным жиром и припоем.
Также существует вариант соединения, когда обработка жиром и канифолью производится отдельно для каждой части провода. Затем проводники соединяются параллельно и место контакта обрабатывается припоем.
Одножильные проводники соединить проще. Для этого их достаточно зачистить от изоляции и обработать канифолью. Затем кабели нужно спаять. Если для соединения берется луженый одножильный проводник, обработка канифолью не требуется.
Почему скрутка не лучший вариант
Надёжность и качество соединения двух проводов зависит от площади контакта между ними. Алюминий, из которого изготавливались провода для электропроводки в советское время, достаточно пластичный металл и при скручивании концов алюминиевых токоведущих жил они деформируются.
Это делает площадь контакта больше, что уменьшает нагрев соединения и увеличивает срок службы скрутки.
Медь более жёсткая и для её деформации необходимо приложить бОльшие усилия, поэтому медные провода в скрутке имеют меньшую площадь контакта.
В результате соединение при протекании электрического тока начинает нагреваться, а при его отсутствии остывать. Такие циклы нагрев-остывание сопровождаются тепловым расширением и сжатием, что ослабляет скрутку, провода в которой кроме собственной упругости ничем не прижимаются друг к другу. Ослабленная скрутка нагревается ещё сильнее, что ускоряет процесс разрушения до полного выхода из строя.
Поэтому скрутку допускается применять только в качестве промежуточного этапа перед пайкой или сваркой. В других случаях для соединения проводов необходимо использовать другие способы сращивания.
Как сделать скрутку с пайкой для создания надежного электрического контакта: 3 способа
При пайке создается надежный электрический контакт за счет проникновения расплавленного припоя во все пустоты. Между витками скрутки и припоем создается прочное сцепление взаимной диффузии обоих металлов.
Пайка обеспечивает гарантированно долговечный электрический контакт, обладающий хорошей проводимостью. Она требует соблюдения определенной технологии и качественной подготовки.
С проводов надо снять изоляцию, зачистить металл жил от окислов, пропитать его флюсом. Он уберет с подготавливаемой поверхности все органические загрязнения.
Кислотные флюсы, например, раствор цинка в серной кислоте или аспирин сложно удалить с поверхности спаянных деталей. Оставшиеся капельки со временем вступают химическую реакцию с металлом жил, нарушают их проводимость.
Для пайки электрических схем используют канифоль. Ее можно растворить в этиловом спирте и наносить кисточкой на соединяемые провода.
При пайке скруток подготовленный раствор флюса удобно держать в небольшом флаконе и просто окунать в него зачищенные и скрученные провода поочередно. Так работать можно на высоте.
Обычные электрические паяльники с резистивным нагревом затрудняют такую работу: требуется выполнять много действий по распределению припоя по поверхности скрутки и хорошо прогревать ее.
Для электрических проводов бытовой сети удобно пользоваться газовыми паяльниками, пламя которых направляют на специальный тигель с припоем, закрепленный на удалении от горелки.
Обработанную раствором канифоли скрутку, даже расположенную высоко над потолком в распределительной коробке, помещают на короткое время в тигель с расплавленным припоем и извлекают.
Аналогичную работу можно выполнять электрическим паяльником для полипропиленовых труб. Определенная часть электриков приспособилась хорошо и быстро пропаивать им скрутки.
Еще один современный способ получения качественной пайки практически любых металлов заключается в использовании паяльной пасты, которая специально создана для применения в электромонтажных работах.
Ее просто наносят палочкой на скрутку, как показано ниже для алюминиевой проволоки, и затем прогревают в пламени горелки.
Сцепление металлов отличается хорошей проводимостью тока. При небольших объёмах электромонтажных работ в квартире можно вполне обойтись пламенем обычной зажигалки.
Паста обладает нейтральной кислотностью с pH порядка 7,5. Она экономно расходуется. Если на месте спайки осталось много флюса, то его легко смыть водой и протереть бумажной салфеткой.
Паяльную пасту ELP рекомендуют для соединения проводов из разных металлов, включая и медь с алюминием. Она исключает эффект создания гальванопары за счет явления диффузии, создаваемой при частичном проникновении припоя в поверхностный слой спаиваемых проводов.
Почему контактные соединения должны быть выполнены правильно
Прежде всего, давайте разберем с чем связаны требования по качественному выполнению контактных соединений. Ведь недаром п.2.1.21 ПУЭ отдельно оговаривает способы соединения проводов, и разрешает только винтовые или болтовые сжимы, опрессовку, сварку или пайку.
Плохой контакт является главной причиной пожаров
Связано это в первую очередь с тем, что такие виды соединений могут обеспечить должный уровень долговечности и надежности соединения
Ведь любой электрик вам скажет, что более 90% всех повреждений случаются именно на контактных соединениях, и поэтому им уделяется такое большое внимание.
Ведь что такое некачественное контактное соединение – это соединение, имеющее большое переходное сопротивление. А раз у нас есть сопротивление — это обозначает нагрев.
Зависимость сопротивления от температуры проводника
- Как мы помним из курса физики, любой проводник в нагретом состоянии обладает большим сопротивлением, чем проводник с более низкой температурой. Поэтому получается лавинообразный процесс. От некачественного контактного соединения проводник греется, и еще больше увеличивается его сопротивление. В результате, он греется еще больше — пока не наступает та точка, при которой он просто расплавляется.
- В результате, наша основная задача состоит в том, чтобы обеспечить минимальное сопротивление между двумя соединяемыми проводниками. Достигается это за счет обеспечения должной площади соприкосновения двух проводников, а также за счет максимально возможного соприкосновения их между собой.
- Сразу давайте разберем, почему мы не будем рассматривать вопрос, как скрутить одножильные провода или их многожильных собратьев. Ведь при правильном подходе, и за счет скрутки можно обеспечить достаточную площадь соприкосновения и сжатия проводников друг с другом.
Соединение методом скрутки запрещено
Дело в том, что в любом случае контактное соединение будет подвергаться температурным воздействиям. То есть, оно будет нагреваться и остывать. А как мы знаем, нагрев ведет к расширению материалов, а охлаждение, соответственно, к сужению. В результате наше контактное соединение, не зафиксированное ни одним третьим элементом, может быстро стать недостаточно качественным.
Скрутка проводов правильно – виды, плюсы и минусы
Напомним, что скрутка проводов при соединении двух участков электрической сети, операция запрещенная ПУЭ. Но, как показывает практика, скрутки, как делали, так и делают, и ничего с этим сделать уже невозможно. Ими пользуются как обыватели, так и опытные электрики. Конечно, нельзя утверждать, что даже самая хорошая скрутка является самым надежным контактом, но будем считать, что данный вид соединения будет как бы первым этапом в процессе пайки или сварки. Итак, наша задача рассмотреть вопрос, как делается скрутка проводов правильно.
Существует несколько видов скруток проводов, которые гарантируют высокое качество контакта. И если этот вид соединения провести «а лишь бы как», то есть большая вероятность, что в месте подключения начнет образовываться так называемое переходное контактное напряжение. Этому есть две причины:
- в местах контактирования двух проводов происходит уменьшение площади соприкосновения за счет образования выпуклостей самих проводов во время их скручивания;
- на голых проводах начнет образовываться оксидная пленка, которая будет являться непреодолимым барьером для прохождения электрического тока.
Необходимо добавить, что оксидная пленка есть у всех металлов, кроме благородных. Вот почему очень часто контакты в электрике и радиоэлектронике чаще всего выполнены из серебра.
Понятно, что контактное сопротивление приводит к тому, что соединение двух проводов начнет нагреваться. И это опять-таки приводит к увеличению сопротивления. При этом тепло внутри изоляции практически не отводится, что приводит к повышению температуры и проводов, и скрутки. Этот процесс, как геометрическая прогрессия, увеличивается лавинообразно. Так что недалеко до пожара, который обычно констатируется как «неисправность в электропроводке».
Но самое интересное заключается в том, что никакие защитные приборы на это не реагируют. Имеется в виду автоматические выключатели и разнообразные предохранители. А все дело в том, что эти приборы реагируют на увеличение нагрузки, которой в данной ситуации в сети и нет. Сила тока все та же без изменений, просто нагревается плохой контакт.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что хорошо сделанная скрутка необходима лишь для одной единственной цели – не изменять величину переходного контактного сопротивления. Этот показатель должен оставаться стабильным.
Советы
Существует ряд правил, придерживаясь которых, можно добиться качественного соединения:
Проводники с множеством жил нельзя зажимать слишком сильно. В таких проводах жилы слишком тонкие, они легко рвутся под влиянием сдавливания
Следствием разрывов становится перегрузка на оставшиеся жилы, из-за чего возможно возгорание.
Немаловажно правильно подобрать клемму с учетом сечения проводника. Если канал слишком узкий, проводник не поместится, а если широкий — будет выпадать.
Латунные гильзы и клеммы очень хрупкие, поэтому не стоит слишком сильно их зажимать.
Следует внимательно относиться к маркировке, где подсказана максимально возможная сила тока
Причем данного показателя лучше не достигать, ограничиваясь не более чем 50 % нагрузкой.
