Способы соединения электрических проводов и кабелей. Соединение токопроводящих жил проводов и кабелей Способы оконцевания жил
Очень надёжный контакт обеспечивает пайка, для подготовки к которой предварительная скрутка совершенно уместна и даже необходима для большей площади контакта (учитывая, что электропроводность припоя ниже, чем у спаиваемых материалов) и механической прочности.
Быстрые варианты соединения алюминиевых и медных проводов с помощью клем Ваго
Для пайки необходим паяльник мощностью 60–100 Ватт. Вначале нужно снять с проводов изоляцию (на 4–5 см), и облудить, т.е. покрыть тонким слоем припоя.
- Для медных проводов можно использовать обычную канифоль (твёрдую или в виде раствора) или специальные пастообразные или жидкие флюсы. Канифоль и нейтральные безотмывочные флюсы не требуют последующего удаления, т.к. не вызывают коррозии.
- Паяльную кислоту и другие активные флюсы применять нежелательно - их остатки могут вызвать коррозию проводов и даже короткое замыкание.
- Существуют паяльные материалы и для алюминия, но их применение не рекомендуется.
Залуженные провода скручиваются, затем тщательно пропаиваются. Пайка должна остыть естественным образом, без принудительного охлаждения, которое может привести к трещинам в соединении. Готовую пайку удобно изолировать термоусадочной трубкой подходящего размера, которая при нагревании плотно охватывает место соединения. Это самый надежный способ соединения проводов и кабелей как медных, так и алюминиевых.
Другой вариант - обычная изоляционная лента, желательно не менее 3 слоёв.
Cкрутка проводов для последующего их сращивания.
Скрутка электрических проводов для соединения в распределительной коробке.
Соединительные изолирующие зажимы (СИЗ) можно считать современным вариантом старой скрутки проводов. Это - пластиковый корпус, имеющий внутри анодированную пружину конической формы. Соединяемые провода зачищают на длину 10–15 мм, собирают в пучок и накручивают на них СИЗ - по часовой стрелке, до упора. Суммарная площадь соединения, в зависимости от типоразмера - от 2,5 до 20 мм 2 . Качество соединения довольно высокое, но несколько меньше, чем у винтовых клеммников.
Соединительные изолирующие зажимы (СИЗ) - современные способы соединения двух - трех и более жил медных проводов.
Соединение алюминиевых и медных проводов при помощи клемм
Наиболее распространены винтовые клеммы, они часто применяются в распределительных коробках. Выпускаются как на малые, так и на очень большие токи. При использовании алюминиевых жил, нужно соблюдать осторожность при затягивании винтов, потому что он отличается мягкостью (а иногда - и хрупкостью) и легко повреждается.
Клеммное соединение - старый и надежный способ.
Соединение кабелей винтами с шайбами
Это несколько устаревший вариант, подходящий при отсутствии винтовых клеммников подходящего типоразмера, обеспечивает аналогичное качество, может быть использован для соединения алюминиевого провода с медным.
Ответвление зажимом У–733
Это фактически вариант винтового клеммника, он позволяет делать ответвления от магистрали, не разрезая её.
В таком варианте розетки фактически могут использоваться как винтовые клеммники, но для большей надёжности соединения проводов следует пропаять.
Самозажимные клеммники Wago
Самозажимные клеммники позволяют сечением до 2,5 квадратных миллиметров, допустимый ток может составлять до 24 А. Это очень быстрый и технологичный способ соединения. Зачистка производится на длину всего 10–12 мм, не требуется ни скрутки, ни изоляции, ни даже затягивания винтов. Провода просто вставляются в клеммник. Не получится таким образом соединить только гибкие многожильные провода.
Ещё один недостаток - в связи с меньшей площадью контакта это соединение всё же несколько менее надёжно, чем винтовое клеммное или, тем более, пайка или сварка.
Клеммы Wago. Самые распространенные виды соединения двух жил как алюминиевых, так и медных.
Соединение двух жил кабеля сваркой
Это самый надёжный способ соединения, он обеспечивает идеальный контакт и очень длительный срок безотказной работы. Электрические провода скручиваются на длину не менее 50 мм, сварка медных проводов производится специальным угольным электродом с медным покрытием. Лучше всего использовать инверторный сварочный аппарат, хотя возможны и другие варианты. При сварке проводов, как и при любых других сварочных работах, необходимо строгое соблюдение техники безопасности.
Чтобы почувствовать себя в своей квартире уверенно и безопасно, следует проверить, соответствует ли сечение проводов электропроводки максимальной фактической нагрузке, а также току защитных предохранителей или автоматического выключателя. Наиболее часто нарушение контакта происходит в местах соединения проводов. Работоспособность и долговечность электропроводки во многом зависят от того, насколько качественно произведено соединение проводов между собой и соединение проводов с контактами электродеталей.
Поэтому целесообразно перед началом работ познакомиться с методами, обеспечивающими надежное соединение. Главная цель каждого соединения - надежный и долговечный контакт в электрической цепи.
Осуществляя соединения проводов, следует учитывать, что сопротивление соединения не должно превышать сопротивления самого провода; кроме того, в соединениях необходимо обеспечить достаточную механическую прочность, особенно на тех участках цепи, где не исключаются случайные растяжения.
По характеру выполнения соединения классифицируются на нераземные (сварка, пайка, опрессовка) и раземные (на болтах, винтовых зажимах, штыревых выводах или скрутка).
Как уже говорилось, наиболее распространенные провода для электропроводок - с алюминиевыми жилами, и стоят они относительно недорого. Однако именно алюминиевые жилы труднее всего соединять, потому что на их поверхности всегда присутствует оксидная пленка (твердая и тугоплавкая), которая образуется в результате реакции окисления алюминия кислородом.
Оксидная пленка - очень плохой проводник электрического тока, поэтому разъемные соединения заметно нагреваются. Конечно же, перед соединением проводов пленку можно удалить зачисткой, но она мгновенно образуется вновь. Кроме того, у алюминиевого провода низкий предел текучести; этот недостаток особенно четко проявляется в винтовых соединениях (винтовых зажимах): алюминий просто
выдавливается из-под зажима, контакт при этом значительно ослабевает. Оксидная пленка в значительной степени затрудняет и осуществление неразъемных соединений: при пайке она препятствует сцеплению жилы с припоем, а при сварке образует в расплаве нежелательные включения. К тому же плавится оксид алюминия при температуре не менее 2000 °C (это в 3 раза больше, чем температура плавления чистого алюминия).
Провода с медными жилами, а также с жилами, изготовленными из сплавов меди (латунные, бронзовые), лучше всего соединять пайкой. Рассмотрим каждый из видов соединений в отдельности.
Разъемные соединения
Самый простой способ соединения проводов между собой - простая скрутка. Для того чтобы его осуществить, необходимо концы провода на длине 3-5 см освободить от изоляции и зачистить до блеска мелким напильником или наждачной бумагой. Скручивать жилы нужно очень плотно, виток к витку. Оставшиеся после скрутки концы осторожно спиливают напильником, а крайние витки поджимают пассатижами. Скрутку проводов можно осуществить и бандажным методом: зачищенные концы зажимают в ручных тисках и обматывают мягкой зачищенной проволокой (для бандажа лучше всего брать медную проволоку диаметром 0,6-1,5 мм; при этом диаметр бандажной проволоки не должен быть больше диаметра скручиваемых жил). Среднюю часть бандажа следует сделать вразбежку: если впоследствии появится необходимость пропаять это соединение, припой будет лучше проникать к месту соединения проводов. После соединения концы проводов изгибают под прямым углом, а сверху накладывают еще 8-10 витков бандажа. Концы жил, оставшиеся от скрутки, опиливают напильником.
Метод простой или бандажной скрутки применим только для соединения проводов между собой, подсоединить провод к контактам электродеталей скруткой невозможно. Самый удобный (и к тому же достаточно надежный) способ подсоединения проводов к электродеталям - соединение с помощью контактных зажимов, которые могут быть винтовыми и пружинными.
Техника осуществления соединений контактными зажимами следующая. Если в соединении участвуют однопроволочные алюминиевые и многопроволочные медные жилы, винтовые зажимы снабжают фасонной шайбой или шайбой-звездочкой, которая препятствует выдавливанию жилы из-под крепления; а для подсоединения проводов с алюминиевой жилой - еще и разрезной пружинной шайбой, которая обеспечивает постоянное давление на жилу (рис. 18).
Рис. 18. Соединения контактными зажимами: а - соединение алюминиевого одножильного провода со штыревым выходом: 1 - гайка; 2 - разрезная пружинная шайба; 3 - фасонная шайба; 4 - стальная шайба; 5 - штыревой вывод; б - соединение двужильного провода плоским контактным винтовым зажимом; в - соединение жилы с выводом зажимно-тычкового типа; г - контактный пружинный зажим.
Перед соединением провод зачищают обычным порядком на участке, соответствующем трем диаметрам винта винтового зажима плюс 2-3 мм. Для обеспечения надежности контакта алюминиевые жилы можно зачистить мелкой наждачной бумагой, смазанной вазелином. Если жила многопроволочная, то на ее конце отдельные проволочки скручивают в плотный жгутик.
Затем конец жилы с помощью круглогубцев или пассатижей изгибают в кольцо (диаметром, равным диаметру винта зажима). Изгибать кольцо лучше всего по часовой стрелке, это предохранит его от раскручивания при затяжке винта. Зажимной винт или гайку затягивают до полного сжатия пружинной шайбы, после чего дожимают еще приблизительно на половину оборота.
В настоящее время электродетали оснащаются винтовыми крепежами зажимно- тычкового типа: при осуществлении таких соединений очищенный от изоляции и зачищенный конец провода в кольцо не изгибают, а прямой конец жилы вводят в зажим и прижимают винтом.
Контактно-зажимные соединения пружинного типа применяются в основном в светильниках с люминесцентными лампами для подсоединения проводов к патронам ламп. Их конструкция представляет собой пружинящую пластину из высококачественной бронзы, которая прочно прижимает жилу провода к корпусу зажима. Эта конструкция соединения полностью исключает самопроизвольный разъем, а, чтобы освободить провод в случае необходимости, в зажим достаточно вставить стальную спицу (жало тонкой отвертки), отогнуть пружинную пластину и освободить провод.
Все детали, использующиеся для соединения с алюминиевыми проводами, должны иметь антикоррозийное гальваническое покрытие. То же требование предъявляется и к стальным деталям.
Алюминиевый провод сечением 2,5 мм2 соединяют с медными арматурными проводами
(например, с проводами люстры), одножильными и многожильными, с помощью люстровых зажимов. Сначала соединяемые провода зачищают наждачной бумагой (медные обычным способом, а алюминиевые - под слоем вазелина) и смазывают кварцево-вазелиновой пастой. После зачистки провода присоединяют к планке и прижимают винтами с пружинными шайбами. Соединение вкладывают в основание люстрового зажима и закрывают крышкой.
Приобретая электродетали с винтовыми зажимами, необходимо обращать внимание на тип зажимов, ибо некоторые электроустановочные устройства (ряд резьбовых патронов для ламп накаливания, патроны для люминесцентных ламп и стартеров, проходные и встроенные малогабаритные выключатели) укомплектованы зажимами, которые предусматривают соединения только с медными проводами.
Неразъемные соединения
Все способы разъемных соединений удобны прежде всего тем, что в случае необходимости их легко разобрать и затем вновь восстановить. Однако соединения этого типа не всегда обеспечивают высокую надежность и долговечность контакта. Поэтому в случаях, когда необходимо обеспечить особую прочность соединения, его производят неразъемным способом: пайкой, сваркой или опрессовкой. Такой метод соединения проводов, как пайка, широко применяется для соединения электрических контактов - и в проводах, и в электробытовых приборах для соединений выводов электроэлементов. Очень часто пайку используют в радиоэлектронной аппаратуре. Однако применение пайки не распространяется на контакты, которые подвергаются механическим воздействиям или нагреву. В процессе пайки, помимо жил проводов и поверхностей контактов, к которым провода присоединяют, участвуют также припои и флюсы.
Припоем называется свинцово-оловянный сплав в виде проволоки или палочки, который при пайке играет роль соединяющего материала. Для пайки обычных проводов выпускаются припои двух марок: ПОС-30 или ПОС-40; они отличаются друг от друга содержанием олова в процентах по массе (соответственно 30 и 40 %). Температура плавления припоев для ПОС-30 равна 225 °C, а для ПОС-40 - 234 °C. Для пайки полупроводниковых приборов используют припои с добавлением висмута, галлия, кадмия; добавки сообщают припоям легкоплавкость, температура их плавления не превышает 150 °C. Если в пайке участвуют детали из металлокерамики, то в качестве припоя используют порошковую смесь.
Флюсы в процессе пайки играют роль изоляторов припаиваемых поверхностей от образования окисной пленки при нагреве; кроме того, они снижают поверхностное натяжение припоя.
Флюсы должны отвечать следующим требованиям :
В интервале температур плавления припоя флюсы должны сохранять стабильность своего химического состава (не разлагаться на составляющие) и активности;
Они не должны вступать в химическую реакцию с металлом и припоем;
Продукты взаимодействия флюсов с окисной пленкой должны легко удаляться промывкой или испарением;
Флюсы должны обладать достаточно высокой жидкотекучестью. Универсальными флюсами (подходящими для пайки и алюминиевых, и медных проводов с деталями из различных металлов) являются канифоль и паяльная кислота. Для пайки стальных проводов более подходящим будет флюс следующего состава: 3 части травленой соляной кислоты и 1 часть насыщенного водного раствора нашатырного спирта.
В продаже имеются сплавы в виде брусков или проволоки, в которых объединены припой и флюс.
Перед спайкой концы проводов освобождают от изоляции и тщательно зачищают наждачной бумагой до появления блеска. Чтобы получить более прочное соединение, концы жил предпочтительнее залудить (покрыть слоем расплавленного припоя). Далее концы закрепляют между собой скруткой. Способов скрутки жил для осуществления пайки существует множество (рис. 19-22). Применение того или иного способа зависит от материала жилы, ее сечения и функционального назначения соединения.
Рис. 19. Техника параллельной скрутки: а - простая скрутка; б - бандажная скрутка; в - скрутка желобком.
Рис. 20. Техника последовательной скрутки: а - простая скрутка; б - бандажная скрутка; в - скрутка желобком.
Рис. 21. Техника скрутки при соединении ответвлений: а - простая скрутка; б - бандажная скрутка; в - скрутка желобком.
Рис. 22. Скрутка многопроволочных жил.
Медные жилы перед пайкой можно скручивать любым способом, а алюминиевые предпочтительнее желобком (при этом способе практически вся поверхность контактируемых жил закрывается припоем, поэтому она надежнее защищена от образования оксидной пленки.
При пайке проводов с большим сечением жил лучше всего применить бандажную скрутку или сочетание бандажной скрутки и скрутки желобком, так как плотно и прочно скрутить между собой жилы большого сечения затруднительно. Поверхность проволоки бандажа также следует залудить расплавленным припоем. Если предстоит соединить пайкой многопроволочные жилы, то после зачистки проволочки каждой жилы переплетают между собой в косички и только после этого производят скрутку (рис. 22).
Техника пайки не представляет особой сложности. Она состоит из следующих этапов :
1. Нагревают паяльник. Степень нагрева можно проверить погружением жала паяльника в твердый нашатырь: если нашатырь шипит и от него идет сизый дым, то паяльник прогрет достаточно и можно приступать к пайке; перегревать паяльник не стоит;
2. В процессе нагревания на жале паяльника обычно образуется окалина, поэтому ее необходимо очистить напильником;
3. Рабочую часть паяльника погружают сначала во флюс, а затем в припой, так чтобы на его жале остались капельки расплавленного припоя. Не стоит брать очень большие капли припоя, вполне достаточно такого количества, чтобы припой при пайке охватил провода со всех сторон и при этом витки бандажа или скрутки просматривались из- под слоя;
4. Прогревают паяльником поверхности скрученных жил, заполняя зазоры между ними расплавленным припоем;
6. Когда место спайки остынет, ватным тампоном, смоченным в ацетоне, удаляют остатки флюса и продукты его реакции с оксидной пленкой. Если паяется скрутка из толстых жил, то для получения прочного соединения необходимо большое количество припоя, которое невозможно донести за один раз на жале паяльника. В этом случае пайку проще выполнять несколько иначе: паяльником нагревают скрученные жилы проводов, затем непосредственно к жалу паяльника подносят палочку припоя, припой плавится и сам затекает на скрутку.
Как мы уже говорили, паять алюминиевые жилы достаточно сложно из-за оксидной пленки, которая моментально образуется на поверхности алюминия даже после тщательной его зачистки.
Чтобы облегчить процесс пайки, можно воспользоваться одним из двух способов :
Во-первых, алюминиевые жилы можно предварительно зачистить наждачной бумагой, обильно смазанной вазелином. Абразивные частички наждачной бумаги удалят оксидную пленку, а вазелин будет препятствовать ее повторному образованию;
Во-вторых, чтобы избежать образования оксидной пленки, залуживание концов жил перед скруткой нужно производить под слоем швейного масла или расплавленной канифоли, добавив в них немного стальных опилок. Жалом паяльника под нажимом натирают жилу, стальные опилки при этом сдирают оксидную пленку, а слой масла или канифоли изолирует жилу от взаимодействия алюминия с кислородом воздуха. После пайки стальных проводов продукты взаимодействия флюса с оксидной пленкой удаляют масляной тряпкой и охлаждают. Слой припоя, как и в других случаях, должен покрывать всю скрутку.
Но самое надежное и прочное соединение как алюминиевых, так и медных проводов обеспечивает сварка. Хотя этот способ более сложен и более трудоемок по сравнению с другими видами соединений, а также требует специального оборудования, он все же доступен в бытовых условиях (при прокладке и ремонте электропроводки и электроприборов своими силами). Суть сварки заключается в контактном разогреве концов жил угольным электродом до образования расплавленного шарика, который образуется в месте контакта проводов с электродом.
Применение метода сварки при соединении алюминиевых или медных жил ограничено их сечением: можно сваривать алюминиевые жилы, если их сечение не превышает 10 мм2, а медные - при сечении 4 мм2.
Для производства сварочных работ используют лабораторный 9-амперный автотрансформатор (ЛАТР), несколько видоизмененный для выполнения данной операции. С трансформатора необходимо снять ползунок, регулирующий напряжение, а поверх сетевой (первичной) обмотки намотать обмотку вторичную. Вторичную обмотку необходимо изолировать от сетевой несколькими слоями специальной трансформаторной бумаги и несколькими слоями изоляционной ленты на хлопчатобумажной основе или лакоткани. После такого переоборудования напряжение на выходе трансформатора должно быть не менее 6-10 В и мощность не менее 0,5 кВт.
Электрод и концы свариваемых жил подключают к концам вторичной обмотки трансформатора.
При отсутствии прибора ЛАТР его можно изготовить (намотать) самостоятельно. В качестве сердечника трансформатора берут Ш-образное трансформаторное железо; сечение магнитопровода должно быть не менее 25 см2.
Количество витков для первичной и вторичной обмоток несложно подсчитать по следующим формулам :
где W1 и W2 - число витков первичной и вторичной обмоток; U1 и U2 - напряжение на входе и на выходе трансформатора;
S - сечение магнитопровода трансформаторного Ш-образного железа.
Рассмотрим конкретный пример: необходимо намотать трансформатор с сечением магнитопровода в 30 см2, который можно использовать при сетевом напряжении 220 В; напряжение на выходе должно быть 10 В. При таких условиях W1 = 40 x 220/30 = 293,33, то есть 293; W2 = 40 x 10/30 = 13,33, то есть 13. Таким образом, первичная обмотка трансформатора должна состоять из 293 витков, а вторичная - из 13. При условии, что для первичной обмотки необходимо использовать провод диаметром 0,8¬1 мм, общее сечение проводов вторичной обмотки должно быть не меньше 15-20 мм2. Обмотку удобнее всего наматывать одновременно тремя параллельными проводами диаметром по 3 мм.
Для изготовления электрода можно использовать угольную щетку старого коллекторного электродвигателя или графитовый вкладыш троллейбусной штанги. В щетке или вкладыше выдалбливают небольшую лунку, в которую помещают флюс и которая способствует формированию из расплава шарика. Готовый электрод с флюсом надежно фиксируют в зажимах.
При сварочных работах на таком оборудовании необходим помощник, поскольку, манипулируя двумя контактами одновременно, нельзя самостоятельно включить и выключить трансформатор. Но если, кроме трансформатора, сделать зажим (рис. 23), который одновременно будет фиксировать и угольный электрод, и соединяемые провода, то помощник окажется лишним.
Рис. 23. Шарнирный зажим для соединения проводов способом сварки: 1 - угольный электрод; 2 - скрутка из жил; 3 - жилы для подключения к сварочному трансформатору; 4 - изоляционная пластина; 5 - шарнирное соединение.
Подготовка проводов для осуществления неразъемного соединения способом сварки аналогична подготовке к пайке, хотя имеет одну особенность: скручивание проводов для сварки необходимо выполнять только параллельным способом, а оставшиеся от скрутки концы жил должны иметь одинаковую длину, обеспечивающую обеим жилам надежный контакт с угольным электродом (рис. 24).
Рис. 24. Способ скрутки под сварку: а - алюминиевые жилы; б, в - алюминиевая и медная жилы; г - готовое сварное соединение.
В процессе сварки также участвует флюс. Его назначение то же, что и при пайке, - защитить расплав от кислорода воздуха. Состоит флюс для сварки из 5 частей хлористого калия, 3 частей хлористого натрия и 2 частей криолита; можно использовать в качестве сварочного флюса и обычную буру (тетраборат натрия). Процесс сварки производят в следующем порядке: угольный электрод обжигают (безопаснее это делать на открытом воздухе), в лунку угольного электрода насыпают флюс, в массу флюса опускают скрутку проводов и прижимают к электроду, включают трансформатор. Под действием электрического тока угольный электрод начинает разогреваться, флюс расплавляется и обволакивает свариваемые жилы, прекращая доступ к ним кислорода и тем самым предотвращая окисление металла жил. Когда достигается температура плавления металла, жилы оплавляются и сливаются в шарик. Трансформатор отключают. Для того чтобы трансформатор можно было отключить в любой момент, в его конструкции используют проходной выключатель (такие обычно применяются на шнурах торшеров), который отводят отдельным шнуром и держат в руке.
После того как место спайки окончательно остынет и затвердеет (размыкать контакт жил и электрода раньше этого времени нельзя, так как можно получить серьезный ожог брызгами расплавленного металла), его очищают от флюса, покрывают лаком и изолируют.
Где следует установить сварочный трансформатор на время сварки? Исходя из соображений качества сварных работ, трансформатор должен находиться в непосредственной близости от места работы, то есть длина жил, соединяющих трансформатор с угольным электродом и свариваемыми жилами, должна быть минимальной. Чем дальше находится трансформатор от того места, где делают сварку, тем больше потери напряжения из-за протяженности электрической линии, а следовательно, страдает качество сварного соединения.
Без опыта сварных работ при необходимости получить соединение проводов (или провода с деталью) именно посредством сварки не следует торопиться делать сразу ответственную операцию - сначала лучше освоить технологию сварки на ненужных обрезках проводов.
Соединение и оконцевание проводов опрессовкой производят следующим образом. Провода и кабели освобождают от изоляции на участке, равном по длине трубчатой
части наконечника (половина длины соединительной гильзы) плюс 2 мм для проводов и 10 мм для кабелей. Освобожденный от изоляции конец провода покрывают слоем вазелина или пасты и зачищают металлической щеткой до блеска. Затем очищают конец провода от загрязненного вазелина и снова покрывают его чистым вазелином. Зачищенный конец жилы вводят в очищенный и заполненный цинковазелиновой или кварцево-вазелиновой пастой наконечник или соединительную гильзу таким образом, чтобы жила входила в наконечник до упора, а в соединительную гильзу - на половину ее длины. После этого вдавливают в двух местах, то есть делают опрессовку. Для жил сечением 16-50 мм2используют клещи типа ПК-1, для жил сечением 16-240 мм2- гидропресс типа РГП-7М, а при сечении жил 2,5-10 мм2- клещи типа ПК-2. После удаления заусенцев и контрольного осмотра опрессованных гильз или наконечников участок жилы провода или кабеля между наконечником и изоляцией или гильзой и изоляцией тщательно очищают от остатков пасты, покрывают для защиты от коррозии влагонепроницаемым лаком воздушной сушки (например, асфальтовым) и обматывают изоляционной лентой. Сверху изоляционную ленту покрывают слоем такого же лака.
Соединение и ответвление предварительно скрученных однопроволочных алюминиевых жил сечением 2,5-10 мм2может быть выполнено опрессовкой (без гильз и пасты) с помощью клещей КСП-4. При этом способе для получения хорошего контакта необходимо особо тщательно зачистить соединительные концы и сохранить в процессе опрессовки их чистоту и чистоту обжимающих элементов клещей. К медным зажимам электродвигателей и электрических аппаратов алюминиевые однопроволочные провода присоединяют так же, как и к установочным изделиям. Это был последний из способов соединения проводов (или проводов и электродеталей), которые применяются при монтаже и ремонте электропроводок (электроприборов).
А теперь несколько правил (или советов), общих для всех способов соединений :
Изоляцию с концов проводов для скрутки следует снимать с таким расчетом, чтобы скрутка состояла минимум из пяти витков;
Поскольку в местах соединений жил и проводов снимается изоляция и обнажается металл, то существует вероятность, что с течением времени металл может подвергнуться коррозии (взаимодействуя с влагой воздуха), от чего пострадают прочность и качество соединения, поэтому скрутку и прилегающие зачищенные участки провода рекомендуется защитить покрытием из асфальтобитумного лака, битума или масляной краски;
Зачищенные от изоляции участки проводов после осуществления соединений (любым способом) должны быть надежно изолированы, причем различные жилы двух- и более жильных проводов изолируются отдельно; изоляция должна не только закрывать само место соединения, но и захватывать оплетку провода с обеих сторон. Во влажных и сырых помещениях для изоляции мест соединения проводов вместо прорезиненной изоляционной ленты лучше применять полихлорвиниловую.
Соединения и ответвления проводов должны производиться только в соответствующих коробках с закрывающейся крышкой. Кстати, в соединительных и разветвительных коробках провода можно стягивать винтовыми соединениями, для этого в основания коробок запрессовываются гайки или винты (рис. 25);
Рис. 25. Соединения проводов в разветвительной коробке.
Независимо от способа соединений их следует располагать в местах, где исключалось бы воздействие на них растяжения и других механических нагрузок;
Разветвительные и соединительные коробки должны располагаться в местах, легко доступных для производства ремонтных работ (например, не стоит маскировать разветвительные коробки под керамической плиткой или слоем штукатурки, их следует устанавливать таким образом, чтобы крышка была заподлицо со стеной);
Поскольку алюминиевые жилы очень нестойки на излом, их соединения рекомендуется выполнять способом пайки;
Все детали и контакты, соединяемые с алюминиевыми проводами, должны иметь антикоррозийное гальваническое покрытие.
Контактные соединения являются очень важным элементом электромонтажных работ, потому что надежность любой электрической установки в значительной степени определяется качеством выполнения электрического контакта.
Ко всем контактным соединениям предъявляют определенные технические требования, в том числе к электрическим параметрам, конструкции, хорошей устойчивости к механическим факторам, надежности и безопасности. В этой подборке собраны лучшие статьи сайта , в которых рассмотрены основные способы создания качественных соединений и ответвлений проводов и кабельных жил в электроустановках.
В месте соприкосновения двух проводников возникает переходное сопротивление электрического контакта , величина которого зависит от большого количества факторов: физических свойств соприкасающихся материалов, их состояния, силы сжатия в месте контакта, температуры нагрева и т.д.
Особенно неблагоприятной с точки зрения надежности электрического контакта является поверхность алюминия . Предварительно очищенная поверхность алюминия после нескольких секунд пребывания на воздухе покрывается тонкой окисной пленкой, твердой и тугоплавкой, обладающей высоким электрическим сопротивлением. Температура плавления алюминия составляет 565 - 578 о С, а его оксидной пленки - около 2000 о С.
В отличие от алюминия медь обладает лучшей проводимостью, медленно окисляется и имеет удовлетворительные механические характеристики . Окисная пленка на меди легко удаляется и незначительно влияет на качество электрического соединения.
При прямом соединении с медью алюминий образует гальваническую пару, являясь в ней отрицательным электродом. В месте контакта возникает электрохимический процесс, в результате которого алюминий разрушается.
Для соединения медных и алюминиевых проводов и жил кабелей нужно использовать специальные клеммные и болтовые соединения, которые описаны в этой статье - .
При создании контактного соединения особое внимание всегда уделяют подготовке жил проводов и кабелей
: снимают изоляцию с жил специализированным инструментом или , наждачной шкуркой, ацетоном или уайт-спритом зачищают оголенные части жил. Длина разделки должна учитывать особенности конкретного способа соединения, ответвления или оконцевания жил проводов и кабелей.
Существует большое разнообразие способов монтажа электрического контакта . Наиболее качественным соединением контактов всегда будет то, которое обеспечивает наиболее низкое значение переходного контактного сопротивления как можно более длительное время.
Основными способами выполнения контактных соединений являются сварка, пайка, опрессовка, болтовые и клеммные соединения. Каждый из перечисленных способов имеет свои достоинства и недостатки.
До внедрению в электромонтажную практику опрессовки и сварки способ соединения, ответвления и оконцевания медных жил был основным. Широко применялись способы скрутки жил небольших сечений с последующей пропайкой их мягкими оловянистыми припоями. Сейчас это способ из-за его большой трудоемкости используют редко.
Процесс пайки проводов и жил кабелей заключается в покрытии разогретых концов соединяемых жил расплавленным оловянисто-свинцовым припоем. В качестве флюса применяется канифоль, стеарин или паяльная мазь ().
Для пайки медных жил малых сечений используют трубки припоя, заполненные канифолью, или раствор канифоли в спирте, который перед пайкой наносят на место соединения. Соединение должно быть механически прочным. Пайка должна быть гладкой, без пор, загрязнений, наплывов, острых выпуклостей припоя, инородных вкраплений - , .
После пайки на контактное соединение накладывают 2-3 слоя липкой изоляционной ленты с перекрытием каждого витка. Очень желательно это место покрыть сверху еще и влагостойким лаком. Вместо изоляционной ленты на пропаянное контактное соединение можно надеть изоляционный колпачек.
Пайка также используется при оконцевании медных многопроволочных жил в кольцо. Это лучший способ оконцевания медных многопроволочных жил сечение до 2,5 мм 2 . Пропаянное кольцо должно быть равномерно покрыто припоем. Проволоки повива должны полностью входить в монолитную часть кольца, а его диаметр соответствовать диаметру винтового зажима.
Для создания качественного пропаянного контактного соединения жилы проводов (кабелей) необходимо правильно скрутить. От правильной скрутки очень сильно зависит качество пропаянного контакта. О том, как сделать хорошую скрутку смотрите здесь:
Один из самых старых способов создания контакта - использование болтовых и винтовых соединений . Они относятся к разборным контактам. Стабилизация переходного сопротивления в них осуществляется за счет затяжки винта или болта.
В последнее время, очень популярным способом соединения проводов и жил кабелей является , типа WAGO
. Существуют и другие фирмы-производители такого типа электротехнических изделий - клеммники REXANT, TRIDONIC, Klemsan, СМК и т.д.
Сварка дает монолитный и надежный контакт, поэтому она широко применяется при электромонтажных работах:
С помощью опрессовочных клещей выполняют также оконцевание жил проводов и кабелей. Для этого используют специальные наконечники под опрессовку: .
Очень часто электрикам приходится подключать электроустановку к уже существующей линии, проходящей мимо в относительной близости. Иными словами, необходимо создать ответвление проводов . В этой статье рассмотрены способы создания ответвлений с помощью специальных ответвительных сжимов, клеммных колодок и прокалывающих зажимов -
При создании соединений, оконцеваний и ответвлений жил проводов и кабелей не забывайте соблюдать правила техники безопасности, особенно это важно при использовании специального инструмента и оборудования!
Жду ваших комментариев!
Обзор подготовил Андрей Повный
Пайку применяют в тех случаях, когда отсутствует возможность применения сварки и опрессовки. Пайку производят с помощью пропано-кислородной горелки. Пайку однопроволочных жил 2,5 - 10 мм2 можно выполнять также с помощью паяльника.
Пайка алюминиевых жил сечением до 10 мм2
Соединение и ответвление выполняют пропаянной скруткой, оконцевание - оформлением в кольцо.
Однопроволочный алюминиевые жилы 2,5 - 10 мм2. Пайку соединений и ответвлений выполняют путем двойной скрутки с желобком. С жил удаляют изоляцию, зачищают до металлического блеска. Затем нагревают соединение пламенем пропан-кислородной горелки до начала плавления припоя.
Палочкой припоя А, введенной в пламя, потирают желобок с одной стороны. По мере прогрева соединения жилы начинают облуживаться и желобок заполняется припоем. Аналогично облуживают жилы и заполняют припоем желобок с другой стороны.
Соединяемые жилы и места скрутки облуживают припоем также с внешних поверхностей. После остывания место соединения изолируют.
Пайка однопроволочных и многопроволочных медных жил 1,5 - 10 мм2.
Соединение и ответвление проводов с медными жилами выполняют пропаянной скруткой (без желобка). Изоляцию с конца жилы удаляют на длине 20 - 35 мм, зачищают жилу наждачной бумагой до металлического блеска, скручивают соединяемые жилы и пропаивают их паяльником или в ванночке с расплавленным припоем ПОССу 40-0,5 (могут примеяются припои и других марок, например, ПОССу 40-2, ПОССу 61-0,5). При пайке применяют флюс - канифоль или спиртовой раствор канифоли. Место пайки после остывания изолируют.
Оконцевание многопроволочных медных жил 1 - 2,5 мм2 выполняют в виде кольца с последующей полудой. Для этого снимают изоляцию с конца жилы на длине 30-35 мм, зачищают ее до металлического блеска наждачной бумагой, круглогубцами выгибают конец жилы в виде кольца, покрывают его канифолью или раствором канифоли в спирте и погружают на 1 - 2 с в расплавленный припой ПОССу 40 - 0,5. После остывания изолируют жилу до кольца.
Пайка многопроволочных алюминиевых жил сечением 16 - 150 мм2.
Перед пайкой соединений и ответвлений снимают с конца жилы
изоляцию на длине 50- 70 мм. Перед снятием бумажной изоляции у места ее обреза
накладывают нитяной бондаж, затем плоскогубцами ослабляют повив проволок жилы и
тканью, смоченной в бензине, удаляют пропиточный состав. Жилы с резиновой и
пластмассовой изоляцией этой операции не требуют.
Жилу секторной формы скругляют с помощью пресса. Многопроволочные жилы можно скруглять с помощью универсальных плоскогубцев. Очищенный от изоляции конец жилы разделывают ступенями. На край изоляции навивают несколько витков шнурового асбеста.
Подогревают жилы пламенем пропан-бутановой горелки или паяльной лампы. после начала плавления палочки припоя А, введенной в пламя наносят его на всю ступенчатую поверхность повива проволок и на их торцы, при этом для полного облуживания проволок поверхность жилы тщательно натирают стальной кисточкой. На этом процесс облуживания жилы заканчивается.
После этого подматывают на жилу у предполагаемого края формы асбестовый шнур. Укладывают концы жил в разъемную форму. Укрепляют форму на жилах специальными замками или проволочными бандажами и надевают на жилы защитные экраны, а при больших сечениях жил устанавливают охладители. Нагревают форму пламенем, начиная со дна средней части и далее по всей поверхности, до начала плавления припоя, пруток которого вводят в пламя и сплавляют в литниковое отверстие до заполнения припоем формы до верха.
Расплавленный припой перемешивают крючком из стальной проволоки и удаляют с поверхности ванны расплавленного металла шлаки, легким постукиванием по форме производят уплотнение припоя. После остывания соединения или ответвления снимают экраны и форму и опиливают место пайки, затем покрывают его влагостойким лакоми изолируют.
Оконцевание алюминиевых жил пайкой
Оконцевание алюминиевых жил пайкой выполняют наконечниками. При этом размер наконечника берут по сечению на одну ступень выше (для жилы 50 мм2 берут наконечник 70 мм2) для лучшего проникновения припоя в зазор между жилой и наконечником.
Внутреннюю поверхность гильзы наконечника зачищают стальной щеткой и облуживают, затем надевают наконечник на жилу так, чтобы центральная проволока (первая ступень жилы) выступала из шейки наконечника на 5 - 6 мм. Для уплотнения на жилу у горловины наконечника наматывают асбестовый шнур и закрепляют на жиле экран.
Пламя горелки направляют на верхнюю торцевую часть гильзы наконечника и выступающую из него первую ступень повива жилы и нагревают их до начала плавления припоя. Палочку припоя сплавляют в наконечник до заполнения всего пространства между жилой и гильзой наконечника.
После остывания и снятия экрана и асбестовой подмотки место пайки покрывают влагостойким лаком и изолируют жилы до 3/4 высоты гильзы наконечника.
Оконцевание медных многопроволочных жил 1,5 - 240 мм2
Оконцевание медных многопроволочных жил 1,5 - 240 мм2 выполняют с применением штамованных наконечников. С конца жилы снимают изоляцию на длине, равной длине гильзы наконечника плюс 10 мм. Секторную жилу скругляют плоскогубцами. тканью, смоченной бензином, удаляют с конца жилы пропиточный состав, покрывают его флюсом или паяльным жиром и облуживают. На жилу надевают наконечник, у нижнерго торца которого накладывают бандаж из двух-трех слоев асбеста.
Подогревают наконечник пламенем пропан-кислородной горелки или паяльником и заливают предварительно расплавленный припой ПОССу 40-0,5, наблюдая за тем, чтобы припой проник между проволоками жилы. Сразу после этого тканью, смазанной паяльной мазью, сгоняют и разглаживают подтеки припоя на поверхности наконечника. асбестовый бандаж снимают и на его место накладывают изоляцию.
Соединение алюминия с медью пайкой
Соединение алюминиевых жил 16-240 мм2 с медными выполняют точно также, как соединение пайкой двух алюминиевых жил.
Алюминиевую жилу подготавливают к пайке ступенчатой разделкой или со скосом под углом 55 градусов к горизонтали. Медную жилу готовят так же, как и при пайке медных жил.
Концы алюминиевых жил должны быть облужены сначала припоем А, а затем припоем ПОССу, а концы медных жил и медные соединительные гильзы - припоем ПОССу.
Оконцевание алюминиевых жил медными наконечниками
Оконцевание алюминиевых жил медными наконечниками выполняют так же, как и оконцевание алюминиевыми наконечниками. Медный наконечник предварительно облуживают припоем ПОССу 40-0,5.
Оконцевание производят также с подготовкой конца алюминиевой жилы со скосом под углом 55 градусов. В этом случает конец подготовленной алюминиевой жилы вводят в гильзу наконечника скосом в сторону его контактной части так, чтобы жила была утоплена в гильзе наконечника на 2 мм. Зазоры уплотняют непосредственным оплавлением припоя ЦО-12 на скошенную поверхность жилы. Оксидную пленку с торца жилы удаляют скребком под слоем припоя.
Требования к качеству соединения, ответвления и оконцевания. Согласно ПУЭ к качеству соединения, ответвления и оконцевания предъявляются следующие требования:
- Соединение, ответвление и оконцевание жил проводов и кабелей должны производиться при помощи опрессовки, сварки, пайки или сжимов (винтовых, болтовых и т. п.).
- В местах соединения, ответвления и присоединения жил проводов или кабелей должен быть предусмотрен запас провода (кабеля), обеспечивающий возможность повторного соединения ответвления или присоединения.
- Места соединения и ответвления проводов и кабелей должны быть доступны для осмотра и ремонта.
- В местах соединения и ответвления провода и кабели не должны испытывать механических усилий тяжения.
- Места соединения и ответвления жил проводов и кабелей, а также соединительные и ответвительные сжимы и т. п. должны иметь изоляцию, равноценную изоляции жил целых мест этих проводов и кабелей.
- Соединение и ответвление проводов и кабелей, за исключением проводов, проложенных на изолирующих опорах, должны выполняться в соединительных и ответвительных коробках, в изоляционных корпусах соединительных и ответвительных сжимов, в специальных нишах строительных конструкций, внутри корпусов электроустановочных изделий, аппаратов и машин. При прокладке на изолирующих опорах соединение или ответвление проводов следует выполнять непосредственно у изолятора, клицы или на них, а также на ролике.
Способы соединения. Рассмотрим некоторые способы соединения жил проводов и кабелей электропроводки.
- Клеммные зажимы. Выпускаются с прижимной планкой, для соединения многожильных проводов, и без прижимной планки, для одножильных. Устройство клеммных колодок позволяет не использовать дополнительную изоляцию места соединения.
- Бугельный зажим. Отличается от обычных клеммных зажимов тем, что на прижимной планке имеются насечки, которые рассекают оксидный слой на жиле провода увеличивая площадь контакта и качество соединения. Кроме того, конструкция корпуса данного зажима препятствует самопроизвольному развинчиванию прижимного винта.
- Прокалывающий зажим. Особенность зажима в том, что при соединении проводов с последних не требуется снимать изоляцию. Зажим состоит из пластмассового корпуса и Ш-образной контактной пластины, которая после монтажа зажима раздвигает изоляцию провода и обеспечивает электрический контакт между соединяемыми проводами.
- Пружинный зажим. Является наиболее простым способом соединения проводов. Требуется только зачистить жилу от изоляции и вставить в зажим, где она надежно фиксируется с помощью специального пружинного механизма. Одно из достоинств данных зажимов – возможность соединения проводов разного диаметра, как медных, так и алюминиевых, они не контактируют между собой, что исключает электрокоррозию. Кроме того, гель, заполняющий внутренний объем, разрушает оксидную пленку на алюминии и защищает его от коррозии.
Контактную сварку проводов производят сварочным аппаратом, как переменным, так и постоянным током при напряжении 12 - 36В.
Рисунок. Сварочный аппарат ТС-700-2.
Сварка состоит из нескольких технологических операций. Сначала с проводов следует снять оболочку и изоляцию, после чего выполнить скрутку. Полученную скрутку подрезать так, чтобы концы всех проводов были на одном уровне, а длина скрутки получилась бы не менее 50 мм. После этого на скрутку устанавливается медный теплоотводящий зажим, и подключается «масса» сварочного аппарата. После этих операций к концу скрутки подносят торец заряженного в держатель угольного «карандаша» и производят сварку.
В результате на конце скрутки должен образоваться аккуратный шарик расплавленного металла, после чего сварку следует прекратить. Чтобы не расплавить изоляцию проводов время сварки каждой скрутки не должно превышать 1 - 2 сек.
Рисунок. Сварка скрутки.
После того, как сваренные скрутки остынут, их следует заизолировать.
Ответвление. Для выполнения ответвления применяются такие же способы, как и для соединения жил проводов и кабелей.
В качестве зажимов кроме описанных выше типов, часто используют ответвительные зажимы типа – «орехи», состоящие из двух стальных пластин с канавками под проводники, сжимаемые четырьмя винтами, расположенные в пластмассовом корпусе. Между ними располагается еще одна плоская пластина, которая исключает непосредственный контакт между жилами, в случае, когда соединяют медные и алюминиевые провода.
Рисунок. Ответвительный зажим – «орех».
