Почему нельзя соединять медь и алюминий в электропроводке?
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 плохого контакта 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 -6 м/(м*гр. Цельсия);
- алюминий – 22,2*10 -6 м/(м*гр. Цельсия);
- сталь – 10,8*10 -6 м/(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.
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» (смотрите — Применение электролиза).
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.
В дополнение к статье полезная табличка, в которой в наглядной форме показана совместимость и несовместимость отдельных металлов и сплавов при их соединении. Медь и алюминий между собой соединять нельзя, так как они несовместимы.
Совместимость некоторых металлов и сплавов
Примечание: С – совместимые, Н – несовместимые, П – совместимые при пайке, при непосредственном соединении образуют гальваническую пару.
- Замена электрического распределительного щитка квартиры
- Как осуществить электроснабжение гаража
- АВР для однофазной сети и переключатель фаз PF-451
Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Интересные факты, Электричество в доме
Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика
Поделитесь этой статьей с друзьями:
Как соединить медь с алюминием — чем лучше и надежнее.
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.
Особо нужно отметить, что не рекомендуется использовать оцинкованные болты или шайбы.
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.
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.
Чем грозит неправильное соединение медного и алюминиевого провода, как сделать правильно?
Имеется в виду соединение медного и алюминиевого проводов вместе, скруткой. Происходит быстрое окисление проводов в местах соединения. В результате увеличивается в этом месте переходное сопротивление. Ток в этом месте проходит труднее, поэтому увеличиваются потери электроэнергии. Потери электроэнергии вызывает нагрев проводов в месте контакта, чем больше ток, тем больше нагрев. Соединять провода медь с алюминием не желательно. Избегать такого соединения не трудно, достаточно использовать везде однородные провода. Если появилась такая необходимость, соединять их следует через клемник. В силовых установках используют переходные наконечники или гильзы, медно-алюминевые.
система выбрала этот ответ лучшим
комментировать
в избранное ссылка отблагодарить
Ким Чен Ын [562K]
6 лет назад
Если имеется в виду обычная скрутка, то такое соединение грозит окислением, место соединения будет греться в лучшем случае алюминиевый провод не выдержит первым, в худшем пожар.
Если всё сделать правильно, то такое соединение (не скрутка) ни чем плохим не грозит.
Просто надо всё ещё раз продумать, дело в том что медный и алюминиевый провод одного сечения, рассчитан на разную мощность подключаемых приборов, то есть некоторая потеря будет.
А правильно, соединить, это использовать специальные клеммы, они разные, если клемм нет, то в принципе можно и болтовым соединением, но надо полностью отсечь контакт алюминиевого провода с медным, делается это так:
Скручивам конец и того и этого провода в кольцо (естественно в начале зачищаем).
На болт устанавливаем шайбу и продеваем его в кольцо провода (любого).
Сверху ещё одна шайба и второй провод.
Сверху второго провода третья шайбы и весь узел затягиваем гайкой.
На финише получим надёжное соединение, гайку затягиваем без фанатизма, но надёжно.
Вот фотография такого соединения,
Алюминиевая проводка в доме — новые правила. Приказ №968 — теперь можно то, что раньше было нельзя.
В конце 2017 года незамеченными для многих электриков остался ряд документов и приказов. Например такой, как приказ №968 от 16 октября 2017г.
Какие же изменения были внесены этим документом и почему это важно для всех, кто занимается электромонтажными работами в жилом фонде. Полный текст приказа можно скачать отсюда.
Приказы, ПУЭ и правила по алюминиевой и медной проводке
А говорится в нем о том, что отныне всю проводку в квартире и доме, спокойно можно делать как медными так и алюминиевыми кабелями. Главное соблюсти следующие минимальные сечения жил:
Конечно, есть такое понятие как иерархия нормативно-правовых актов. И министерский приказ в сравнении с ПУЭ и СП стоит ниже в этой цепочке. Вот схематичная пирамида, какой нормативный документ над каким стоит и какой из них важнее.
Однако, если раньше ПУЭ и СП противоречили вышеприведенному приказу, то и в них не так давно также внесли соответствующие изменения.
Например, в ПУЭ пункт 7.1.34 было указано, что электропроводку в жилых домах необходимо выполнять только медным кабелем.
При этом минимальное сечение жилы должно быть 1,5мм2.
Согласно этих правил, алюминий в качестве исключения тоже можно было использовать, но только на магистральных (самых главных) питающих сетях. Например, до распределительных щитовых.
При этом, строго оговаривалось минимальное сечение жил алюминия. Оно должно было быть минимум 16мм2.
Были еще исключения. Это оборудование насосных, вентиляторных и других инженерных механизмов в здании. Согласно ПУЭ п.7.1.34 здесь подключать алюминий можно было начиная от 2,5мм2.
Однако по поводу этих правил ПУЭ, был выпущен другой приказ №1196 от 20 декабря 2017г, который отменил действия многих пунктов.
Приказ №1196 (нажмите, чтобы открыть)
Что касается свода правил СП 256.1325800.2016, то в них по поводу меди говорится:
Но уже и тут законодатели и разработчики правил подсуетились и выкатили проект изменений №2 к данному СП.
Проект изменений №2 (нажмите, чтобы открыть)
По мнению большинства электриков, для рядовых потребителей такие нововведения не приведут ни к чему хорошему. Давайте рассмотрим несколько причин, почему их опасения могут быть обоснованы.
Текучесть алюминия и его последствия
Прежде всего, алюминий это текучий металл. Он в несколько раз мягче чем медь.
Чем это опасно и неудобно в эксплуатации? А грозит это тем, что вам придется регулярно перетягивать все винтовые контактные места с алюминием — в автоматах, клеммниках и даже в розетках.
Представьте, что у вас в квартире пару десяток розеток, и все их каждые полгода-год придется раскручивать, вытаскивать, подтягивать и опять монтировать на место.
А если вы с электрикой на Вы, то готовьте дополнительные затраты на ежегодный профилактический вызов монтера. Если этого не делать, то легко можно столкнуться со следующими последствиями:
Гибкость и хрупкость
Второе — алюминиевые жилы очень хрупкие и ломкие. Достаточно перегнуть их несколько раз и они обломятся.
А вот чтобы обломить медь, придется очень сильно постараться.
Особенно на стадии монтажных работ приходится не один и не два раза изгибать, перекладывать, откручивать и заново закручивать контакты. С медными жилами, электрики это делают не особо заморачиваясь о последствиях.
А вот с алюминиевой проводкой придется быть максимально аккуратным.
Подключение алюминия к автоматам
Третье — это контакты коммутационной аппаратуры. У выключателей, контакторов, пускателей, реле напряжений, УЗО, тех же клеммных колодок, они изначально идут если не из меди, то по крайней мере из латуни.
Если напрямую соединить такой контакт медь-алюминий=латунь-алюминий, то получится гальваническая пара, с образованием окислов и дальнейшим нагревом места соединения.
Не зря для многих, стал головной болью вопрос правильного и надежного подключения провода СИП к автомату. Особенно если он находится под пломбой и никакой возможности провести ревизионные работы на нем нет.
Например в ГОСТе про автоматы, прямо говорится, что его выводы должны быть предназначены для подключения медных жил. А вот про алюминий, прямым текстом ничего не сказано.
То же самое можно сказать и про контакты на большинстве электросчетчиков.
Вам теперь придется через пару лет регулярно подавать заявки на срыв пломбы и перетяжку винтов. Иначе контакт будет ослабляться и начинать искрить.
Если конечно пойдет массовое внедрение такой проводки, то вполне возможно ожидать появления новинок в коммутационной аппаратуре, соединительной арматуре и т.д.
Например, сегодня те же переходные медно-алюминиевые гильзы ГАМ, выпускают для алюминия только на сечение от 16мм2, не меньше.
А их порой, ох как не хватает.
Сечение жил
Пятая причина — это увеличение сечения жил проводки. Там, где раньше было достаточно кабеля с медными жилами 2,5мм2, теперь придется укладывать алюминиевые жилы 4мм2.
А это между прочим все розеточные группы в квартире.
Сейчас очень популярной стала тенденция выполнять весь ремонт без распаечных коробок. При этом все коммутации и соединения производят непосредственно в подрозетниках.
Представьте себе, как вы это сделаете, если речь идет не о двух жилах 2,5мм2, а о трех, четырех или пяти отпайках по 4мм2 каждая.
К примеру, наружный диаметр кабеля АВВГ 3*4мм2 равен 14,8мм, а медного ВВГнг 3*2,5мм2 — 10,2мм. То есть, уже на одном только кабеле будет увеличение занимаемого пространства на 50%.
Проводка из сплава алюминия 8030 и 8176
Есть конечно одно большое НО.
В приказе сказано, что применяться будет не простой алюминий, а его специальный сплав. Такой, как марка 8030 или 8176.
Однако там же говорится, что непосредственно самого алюминия в составе такой проводки должно быть более 99%.
Также остается надеяться, что и название у таких кабелей будет совершенно иными. Например, не хотелось бы, чтобы продукция со сплавами называлась как АВВГ. А его состав указывался где-то отдельными сертификатами.
Иначе это вызовет большие затруднения и двусмысленности при выборе и покупке.
Новые сплавы по заявлению производителей имеют другую кристаллическую решетку и позволяют производить даже алюминиевую проводку шестого класса гибкости, как у меди!
То есть алюминиевые гибкие кабели с многопроволочными жилами (типа КГ).
Раньше такое и представить себе было невозможно. Более того, такие обновленные алюминиевые жилы должны будут выдерживать 15 кратный перегиб под углом в 90 градусов.
Главное преимущества такой продукции — это цена и вес. По сравнению с медной проводкой, алюминиевая из сплавов будет дешевле на 60% и легче на 70%.
Однако здесь нужно учитывать наши реалии. Даже если разработчики и придумали идеальный чудо алюминий, то скажите кто запретит производителям кабельной продукции, немного отклониться от норм изобретателей и выпустить что-то свое.
Наверное все знакомы с ситуацией на рынке, касательно медных кабелей изготовленных по ТУ и ГОСТ.
Экономят на всем. Начиная от толщины изоляции и заканчивая сечением самой жилы.
Получается, что если до сих пор в магазинах есть такая контрафактная продукция, то нет никаких гарантий, что то же самое не повторится и с алюминиевыми проводами.
Поэтому я думаю, что многие электрики, как делали весь ремонт на меди, так на ней и останутся. А вот что касается застройщиков, то тут нас ждет много инноваций и изменений уже в самое ближайшее время.
Кого это коснется в первую очередь
По закону, отныне все застройщики будут правы и полностью защищены вышеприведенным приказом. Так что не удивляйтесь, если при въезде в свою новую квартиру, вы обнаружите в ней алюминиевую проводку как в домах ваших бабушек и дедушек.
В любых проектах всегда есть пункт, где нужно четко обосновывать затраты. Вот здесь то медь и начнет резко проигрывать и терять свои позиции.
Тут уже не будет играть роль квалификация электрика и отсутствие у него нужного инструмента.
Преимущества алюминиевой электропроводки
Хотя справедливости ради, следует рассмотреть и альтернативную точку зрения. Некоторые вовсе не видят в этом приказе какого-то лоббизма интересов отдельных компаний.
Ведь никто данным документом не запрещает применять медь.
Просто отныне появляется законная возможность экономии и удешевления там, где это целесообразно. Может быть в отдельно взятых случаях, действительно удобно проложить более толстый, но дешевый алюминиевый провод.
При этом, естественно учесть все нагрузки. Более того, это создаст в данной области конкуренцию, в результате чего и медь может подешеветь.
К тому же, запасы меди не настолько неисчерпаемы как многим кажется. Поэтому поиск альтернативы, более чем уместен.
Так что, какой кабель медный или из алюминиевых сплавов применять на своих объектах, решать конечно придется самостоятельно. Главное, что теперь вам дали законный выбор применять то или иное решение.