Медь и алюминий

Больше никаких скруток: обзор способов соединения медных и алюминиевых проводов

Уже год, как в жилых домах вновь разрешено использовать проводку из алюминиевых сплавов. При этом довольно часто в одной квартире имеются еще и медные кабели — ситуация допустима, но требует особого внимания, так как возникает проблема корректного перехода с меди на алюминий. Рассмотрим оптимальные решения вместе с экспертом Группы компаний IEK, одного из крупнейших производителей и поставщиков электротехники и светотехники.

Почти три миллиона многоквартирных домов в России построены до 1995 года — все они, как и большая часть зданий, возведённых с 1995 по 2003 год, оборудованы алюминиевой электропроводкой, срок службы которой составляет всего 15-20 лет. С 2003 года применение алюминиевой электропроводки в строительстве жилых и общественных зданий и сооружений было запрещено согласно нормам безопасности — пришла эпоха медного кабеля. Однако в 2017 году Минэнерго внесло изменения в правила устройства электроустановок, вновь разрешив использовать современные алюминиевые сплавы для проводки внутри зданий. Таким образом, вопрос грамотного соединения медных и алюминиевых проводов встаёт особенно остро.

«Согласно Правилам устройства электроустановок, прямое соприкосновение алюминия с медью запрещено: оно провоцирует сильное окисление в месте стыка, из-за чего растет удельное сопротивление контакта, проводка нагревается и обгорает, — рассказывает Надежда Петрова, специалист по электромонтажным изделиям IEK GROUP. — Необходимо учитывать это, выбирая вариант соединения — клеммы, зажимы или гильзы должны быть приспособлены именно для перехода с меди на алюминий».

Например, строительно-монтажные клеммы (СМК) предназначены для соединения от двух до восьми проводников сечением до 4 мм 2 по принципу «медь — медь», «медь — алюминий», «алюминий — алюминий». Одно из главных достоинств — низкие теплопотери: температура нагрева при пропускании номинального тока не превышает 30 °C. Корпус СМК должен быть изготовлен из самозатухающего пластика, который не возгорается при нагревании, а контактная часть — из лужёной латуни.

«Наиболее оптимальны СМК, внутри смазанные специальной пастой, которая предохраняет поверхность алюминия от окисления, обеспечивает надёжный электрический контакт и защищает место соединения от электрохимической коррозии», — говорит Надежда Петрова.

Выступать в роли посредника между медными и алюминиевыми проводами могут и другие электромонтажные изделия — например, зажимы винтовые (ЗВИ). Важное преимущество: ЗВИ не требуют дополнительной изоляции, кроме того, можно надежно и безопасно соединить и зафиксировать сразу несколько проводов.

Гильзы соединительные изолированные (ГСИ) позволяют качественно и быстро соединить медные и/или алюминиевые провода сечением от 0,5 до 6 мм². Они используются в электрических цепях постоянного или переменного тока напряжением до 400 В. Главные плюсы — простота монтажа (метод опрессовки) и одновременная изоляция контакта. Современные гильзы с новым типом изоляции в виде термоусадки (ГСИ-т) являются ещё и полностью влагозащищёнными, и герметичными (клей находится внутри).

Для распределительных щитов и проводки за пределами квартир следует применять соединители других типов.

Гильзы медные лужёные (ГМЛ), изготовленные из электротехнической меди высокого качества, предназначены для соединения по типу «медь — медь», «медь — алюминий», «алюминий — алюминий». Чаще всего данные приспособления используют для наружной электропроводки, например, для соединения кабелей, идущих от трансформаторной подстанции к распределительному щиту. Важно, что сечение соединяемых кабелей должно быть одинаковым и строго соответствовать сечению гильзы, иначе контакт будет ненадёжным.

Когда необходимо срастить две жилы разных геометрических размеров, используются гильзы медно-алюминиевые (ГМА). Они имеют маркировку, состоящую из двух чисел: первое указывает сечение медного проводника, второе — алюминиевого. Со стороны алюминия ГМА снабжены специальным колпачком: он защищает внутреннюю часть от появления оксидной плёнки, которая снижает проводимость в месте соединения гильзы и кабеля. Как правило, необходимость в соединении двух проводов разного сечения возникает при переходе между наружной и внутренней проводкой.

«Приспособления для безопасного перехода с медных на алюминиевые провода доступны и просты в применении, поэтому не стоит рисковать и использовать метод прямой скрутки даже в качестве временного варианта при соединении проводов из разных металлов», — заключает Надежда Петрова, представитель IEK GROUP.

Источник: Группа компаний IEK

Почему нельзя соединять медь и алюминий в электропроводке

Надёжное соединение проводов является одним из необходимых условий безаварийной работы электрооборудования. Но иногда случается так, что все болты были зажаты, а место соединения кабелей всё равно подгорает. Чаще всего это происходит при соединении медных и алюминиевых проводников.

Профессиональные электромонтёры учитывают эту особенность данных металлов, но люди, не имеющие отношения к электричеству, не знают, почему нельзя соединять медь и алюминий в электропроводке.

Можно ли соединять алюминиевые провода с медными

По наблюдениям электриков, такой контакт имеет пониженный срок службы, но на вопрос, почему нельзя соединять медные и алюминиевые провода, разные специалисты дают различные ответы.

Различный коэффициент теплового расширения

При прохождении электрического тока место соединения нагревается. При этом форма и размеры проводников изменяются по-разному, что приводит к ослаблению контакта и дальнейшему нагреву. При работе цикл нагрев-охлаждение повторяется много раз, из-за чего соединение ослабевает и появляется искрение, завершающее разрушение проводников.

При всей «научности» этого объяснения оно не выдерживает проверку фактами. Достаточно взглянуть на коэффициент теплового расширения самых распространенных металлов:

• медь – 16,6*10-6м/(м*°С);
• алюминий – 22,2*10-6м/(м*°С);
• сталь – 10,8*10-6м/(м*°С).

Согласно этому списку самый ненадёжный контакт должен быть в паре сталь-алюминий, но на практике такие соединения, например в клеммниках, прекрасно служат много лет и обеспечивают качественное соединение проводов. Даже без знания данного параметра понятно, что причина не в этом, потому, что для предотвращения разрушения контакта было бы достаточно периодически подтягивать соединительные болты.

Окисная плёнка

На поверхности алюминиевых проводников образуется окисная плёнка, ухудшающая контакт и способствующая нагреву места соединения. В результате оно нагревается с последующим увеличением переходного сопротивления и ростом температуры. При этом контакт ухудшается, а температура растёт до разрушения проводников.

Действительно, окисная плёнка образуется на поверхности проводов, но она не препятствует соединять два алюминиевых провода. Даже если предположить, что причина в окислении поверхности медных проводников, то эта плёнка не разрушает контакт этих проводов. Следовательно, эта причина так же не имеет отношения к тому, почему нельзя соединять медь и алюминий в электропроводке.

Электрохимическая коррозия

Как известно из школьного курса физики, два разных металла, находящиеся в растворе электролита, образуют «гальваническую пару». В этом случае на этой паре проводов возникает ЭДС, а при прохождении электрического тока появляется электрохимическая коррозия. Этот эффект действует разрушительно на поверхность металлов и именно он является причиной того, почему нельзя соединять медные и алюминиевые проводники.

Что такое электрохимическая коррозия

Главной причиной того, почему нельзя соединять медь и алюминий в электропроводке, является разрушение металлов вследствие электрохимической коррозии. Этот процесс требует наличия электролита, но при наличии протекающего через место соединения электрического тока достаточно влаги, находящейся в воздухе.

Этот процесс происходит всегда при соединении двух разных металлов и его скорость зависит от выбранных материалов и окружающей среды. При этом один из металлов выполняет роль катода, а второй анода и при протекании тока происходит перенос металла от одного электрода к другому. Этот процесс называется «электролиз».

Он может использоваться для электрохимического нанесения различных покрытий, но в электротехнике действует деструктивно. В соединении медь-алюминий роль анода выполняет алюминиевый провод или шина, которые будут разрушаться вплоть до полного разрушения места соединения.

Такое явление возможно так же при использовании других металлов. Например, алюминий совместим с цинком, оцинкованной сталью и хромированными покрытиями, а медь нельзя подключать к оцинкованному металлу, но возможно присоединять её к обычной углеродистой стали. Подробно совместимость металлов для различных условий и возможные пары соединений указаны в ГОСТе 9.005-72.

В некоторых случаях электрохимическая коррозия происходит без подключения деталей к электросети. Например, в случае соединения в ёмкости с водой алюминиевых листов медными заклёпками или наоборот, эти металлы образуют гальваническую пару (типа батарейки) и алюминий начинает быстро коррозировать.

Какие проблемы могут возникнуть при соединении алюминия и меди

Соединение медного и алюминиевого проводов может привести к серьёзным проблемам в электропроводке. При соединении этих металлов и протекании через место контакта электрического тока начинается электролиз с переносом атомов металла от алюминиевого проводника к медному, причем, чем выше влажность воздуха и сила тока, тем активнее происходит процесс переноса.

При этом на поверхности алюминиевого контакта появляются углубления и раковины, ухудшающие контакт и ускоряющие разрушение ещё целых мест контакта.

В результате соединение начинает перегреваться и изоляция разрушается, что может привести к короткому замыканию. При продолжающемся процессе разрушения контакт полностью разрушается и начинается его искрение, которое может привести к пожару.

Способы соединения медных и алюминиевых проводов

Несмотря на то, что прямое соединение этих проводников может привести к аварии, в некоторых ситуациях без этого обойтись невозможно. В этих случаях необходимо принять меры, препятствующие гальваническому эффекту и электрохимической коррозии:

1. Использовать клеммник . Контактная пластина большинства клеммников изготовлена из стали. Этот металл совместим как с медью, так и с алюминием.
2. Применить специальные наконечники или переходные шайбы . Эти элементы изготавливаются на заводе из двух частей — медной и алюминиевой, каждая из которых контактирует с проводником из соответствующего металла.
3. В болтовом соединении между проводами можно установить стальную шайбу. Она разделяет гальваническую пару и препятствует разрушению контакта.
4. Использовать специальную смазку , улучшающую контакт и препятствующую появлению гальванического эффекта.

Вывод

Подводя итог статье можно дать ответ на вопрос, можно ли соединять медь и алюминий. Прямой контакт в электротехнике между этими металлами приведёт к разрушению места соединения из-за гальванического эффекта, поэтому для надёжного контакта следует использовать вспомогательные средства.

Почему нельзя соединять напрямую медный провод с алюминиевым?

Чтобы повесить люстру или проложить новую линию провода в старой квартире, зачастую нужно соединять алюминиевые и медные провода. Однако электрики категорически запрещают делать такие скрутки. Разберемся, почему нельзя скручивать медь и алюминий и как выполнять соединение проводников из разного металла правильно.

Трудности с проводкой

Современные правила создания внутриквартирной проводки (ПУЭ) требуют, чтобы все проводники в квартире были медными. Однако в советское время в целях экономии в большинстве домов проводка делалась из алюминиевых проводов. Поэтому перед жильцами квартир старой постройки часто возникает проблема соединения медных и алюминиевых проводников. Причин может быть несколько, например:

• необходимость нарастить обломившийся алюминиевый провод;
• установка дополнительной розетки;
• замена старой люстры современной.

Обычно провода соединяют наиболее простым способом – скруткой. Однако электрики категорически запрещают скручивать алюминий с медью. Такое соединение называют пожароопасным и недолговечным. Однако далеко не все способны объяснить причины запрета на создание такого соединения.

Что говорит физика?

Согласно законам природы, при соединении двух металлов возникает гальваническая пара. Поскольку каждый металл имеет свое значение электрохимического потенциала, в месте контакта участники пары начнут транспортировку электронов. Такие процессы происходят, например, в батарейке. Если в месте контакта присутствует электролит или металлы находятся под током, скорость перехода электронов из одного металла в другой существенно возрастет.

Поскольку электрохимический потенциал меди и алюминия отличается существенно, гальванические процессы в месте соединения идут быстро. Это приводит к нескольким неприятным последствиям:

• Появлению на поверхности алюминиевого провода пленки окислов. Эти продукты разрушения металла плохо проводят электричество и существенно снижают качество контакта.
• Постепенная коррозия разрушит проводники и создаст зазоры между ними. Это также приведет к ухудшению контакта.

Помимо способности образовывать гальваническую пару, алюминий с медью отличаются высокой разницей в способности расширяться при нагреве. Из-за перепадов температур проводники расширяются неравномерно, что также ведет к увеличению зазоров и падению качества контакта.

Некачественный контакт начинает греться при прохождении сквозь него тока. Поэтому место скрутки медного и электрического провода быстро превратится в источник нагрева. А там недалеко и до пожара. Поэтому электрики категорически запрещают выполнять соединение медного и алюминиевого провода путем скрутки.

Некоторые применяемые в электротехнике металлы и сплавы имеют небольшую разницу в электрохимическом потенциале и коэффициентах расширения. Такие материалы называют совместимыми. Для алюминия совместимыми являются цинк, дюраль, электротехническая сталь. Для меди – хром, никель, латуни и бронзы.

Как быть, если соединение необходимо?

Иногда все же приходится соединять несовместимые металлы между собой. В таких случаях применяют специальные технологические решения, которые способны повысить качество контакта. Разберем некоторые из них подробнее.

Соединения с помощью клеммных колодок

Клеммники, или клеммные колодки, – расходный материал для современного электрика. Это помещенная в пластиковый корпус контактная группа, выполненная из медного сплава и покрытая слоем никеля. Пользоваться ими довольно просто:

1. Нужно зачистить соединяемые провода.
2. Вставить концы в противоположные гнезда колодки.
3. Надежно зафиксировать, затянув прижимные винты.

Если слишком сильно прижать алюминиевую жилу, она может обломиться. Поэтому не стоит чрезмерно затягивать винты!

Клеммники WAGO

Современный вариант клеммной колодки, оснащенный пружинными фиксаторами. Достаточно отжать прижимные лапки, вставить зачищенные провода на место и снова зажать. Однако накопленный опыт эксплуатации таких колодок выявил ряд недостатков:

• Со временем пружина фиксатора может ослабеть, что приведет к нарушению контакта и перегреву.
• WAGO стоят дороже обычных клеммников.

Соединение с помощью болта

Обыкновенный стальной болт, оснащенный тремя шайбами, также может помочь надежно соединить алюминиевый проводник с медным. На концах проводов делаются кольца, затем они надеваются на болт. Порядок таков: шайба – медь – шайба – алюминий – шайба. Затем контакт тщательно прижимается гайкой и изолируется.

Недостаток такого способа – крупные размеры соединения. Подходит оно только для проводников большого сечения.

Таким образом, хотя соединять медь с алюминием скруткой и нельзя из-за высокой пожарной опасности, существуют безопасные способы соединения для таких проводов. Если вы используете одно из них, можете не волноваться за стабильность контакта и защищенность вашего дома от пожара.

Применение алюминия

Алюминий многогранен: он не только является универсальным
конструктивным материалом, но и отлично проводит электрический ток.
Сегодня именно алюминий, наряду с медью, обеспечивает передачу
электроэнергии на Земле.

Одним из важнейших открытий в истории человечества является электричество. Оно приводит в движение все на нашей планете, позволяет за доли секунды связывать континенты. Без него был бы невозможен современный научно-технический прогресс. Да и производить алюминий мы не могли бы без электричества. Любопытно, что сегодня именно этот металл отвечает за передачу электрической энергии на тысячи километров.

Среди недрагоценных металлов алюминий по электропроводности уступает только меди, и то лишь на треть, при этом алюминий обладает неоспоримым преимуществом – он легче. Чтобы пропускать ток такой же силы, что и медный, алюминиевый провод должен быть по сечению в полтора раза больше медного, но все равно будет иметь вдвое меньший вес. Для высоковольтных линий электропередач, которые осуществляют доставку электроэнергии на большие расстояния, весовые характеристики являются одним из важнейших параметров. Поэтому во всех магистральных воздушных линиях электропередач используются только алюминиевые провода.

4,1х10 7 См/м

5,96х10 7 См/м

6,3х10 7 См/м

Для изготовления алюминиевой проводки используются сплавы серий 1ххх, 6ххх, 8ххх – последние позволяют создавать продукцию со сроком службы более 40 лет.

Заготовкой для алюминиевого кабеля служит алюминиевая катанка – сплошной алюминиевый прут диаметром от 9 до 15 мм. Она легко гнется и сворачивается без появления трещин. Ее практически невозможно порвать или сломать, она легко выдерживает значительные статические нагрузки.

Катанку производят методом непрерывного литья и прокатки. Полученную литую заготовку пропускают через несколько прокатных клетей, уменьшая сечение до нужного диаметра, и формируют гибкий шнур, который затем охлаждается и сворачивается в большие круглые рулоны – «бухты». Далее, уже на кабельных заводах, катанка перерабатывается в проволоку на специальном волочильном оборудовании, волочится до диаметров от 4 мм до 0,23 мм.

Чаще всего используется алюминиевый провод со стальным сердечником (ACSR, aluminium conductor steel reinforced). Он имеет в сердечнике несколько перекрученных стальных нитей, которые «обернуты» слоями алюминиевой проволоки. Сталь используется для увеличения прочности кабеля и позволяет ему сохранять первоначальную форму при нагреве и других нагрузках. Алюминиевая часть отвечает за передачу тока.

Полностью алюминиевый провод из нелегированного алюминия (AAAC, all aluminium alloy conductor) или из алюминиевого сплава легче армированного и в отличие от него абсолютно не подвержен коррозии.

Наконец, провод с композитным сердечником (ACCC, aluminium conductor composite core) позволяет сократить эффект термопровисания провода, характерный для типа ACSR, стальной сердечник которого расширяется при нагреве. Коэффициент расширения углеродного сердечника в 10 раз ниже стального. Кроме того, он существенно легче и прочнее – это позволяет использовать в таком проводе на 28% больше алюминия без увеличения диаметра и общего веса. Дополнительный алюминий сокращает потери энергии в линии на 25-40%.

Медь и алюминий

Соединение медь + алюминий — в чем проблема?

Нередко даже в случае протягивания новой проводки приходится соединять медные провода с алюминиевыми. Да хотя бы на вводе в дом, ведь подающий провод ЛЭП из алюминия, а значит, подсоединять к нему следует также алюминиевый провод или медный, но с оговорками. Соединять два этих металла напрямую нельзя, и вот почему это происходит. Медь и алюминий – металлы разной активности, у них разная сопротивляемость, различны и прочие их физические свойства. По меди ток движется с наименьшим сопротивлением, а значит, пропускная способность у медных проводов выше. Не только поэтому, но в случае прямой скрутки медных и алюминиевых проводов возникают проблемы.

Что происходит при прямой скрутке

Для начала разберемся с пропускной способностью. Представьте себе, что вы пускаете по трубе произвольного диаметра воду. Давайте постепенно начнем наращивать давление воды. Рано или поздно наступит момент, когда пропускной способности трубы не хватит, давление в ней начнет нарастать, и она лопнет. Почти это же происходит и в проводе. Повышенное сопротивление в алюминии заставит его греться, если он будет скручен с медным проводом того же сечения. Но самое главное происходит именно в месте скрутки.

Химические особенности металлов

Вступая в реакцию с кислородом воздуха и влагой, металлы, как известно, начинают окисляться. Скорость окисления и свойства оксидной пленки у них различны. В случае с медью процесс этот протекает достаточно медленно, а оксидная пленка обладает хорошей проводимостью тока. А вот на алюминии оксидная пленка появляется в разы быстрее, причем она очень плохо проводит ток. В результате на скрутке создается зона повышенного или активного переходного сопротивления, почти, как в спирали вашего домашнего электрического чайника или утюга. Происходит усиленный нагрев. Но это еще не все.

Некоторые физические свойства металлов

Также всем хорошо известно о линейных расширениях металлов. У меди и алюминия они различны. Дали нагрузку – скрутка нагрелась, провода расширились неравномерно, сняли нагрузку – произошло сужение, скрутка ослабла. Очень быстро плотность скрутки утрачивается – начинает искрить! Это самый опасный момент, когда высокие температуры в совокупности с искрением становятся причиной пожара.

Как избежать проблем?

Несколько простых правил:

• Обращайтесь к профессионалам, заказывая услуги электромонтажа – они точно все сделают правильно, даже если нужно будет соединять медные и алюминиевые провода
• Используйте переходные металлы или специальные соединители– обычный металлический болт, три шайбы и гайка – вот вам и примитивный способ соединения через металл. Но на рынке электрооборудования масса различных соединителей на клеммах, которые специально для этого предназначены, есть и переходные пластины
• Лужение– если под рукой только паяльник и припой – вперед, лудите медный провод (с алюминиевым проводом это не выйдет, да уже и не нужно будет)
• Смазки– дополнительно применяйте специальные смазки, которые не дают металлам окисляться
• Правильно рассчитывайте нагрузки– в любом случае жила алюминиевого провода должна быть большего сечения, чем медного. В противном случае алюминиевый участок будет греться

Приобрести все специальные соединители и смазки можно в магазинах электрооборудования, а у специалистов они и так имеются всегда. И последний совет – не стоит экономить. Пусть лучше вся проводка будет из медных проводов, хоть это и обойдется дороже. Но зато сделаете один раз и забудете о проблемах. Тем более, что компании, оказывающие услуги электромонтажа, предлагают материалы по максимально выгодным ценам, которых вы не увидите в магазинах.

Какие провода лучше выбрать — алюминиевые или медные

Владельцы недвижимости часто с трудом могут определиться, какая проводка лучше — медная или алюминиевая. Этот вопрос встает перед частными застройщиками и владельцами городских квартир, в которых планируется капитальный ремонт. От правильности принятого решения зависят не только эксплуатационные характеристики жилья, но и безопасность проживания хозяев. Чтобы не ошибиться в выборе электропроводки, необходимо разобраться с плюсами и минусами каждого материала, выяснить общие моменты и принципиальные различия.

1. На что обращать внимание при выборе проводов
2. Свойства алюминия
3. Свойства меди
4. Что лучше проводит ток
5. Какой материал для проводки лучше
6. Полезные рекомендации

На что обращать внимание при выборе проводов

Выбирая между медью или алюминием для проводки, необходимо отталкиваться от нескольких критериев, от которых зависит эффективность работы электрической системы.

Обращать внимание нужно на такие нюансы:

• Места расположения розеток, осветительных приборов, пакетных и клавишных выключателей. На основании схемы можно подсчитать, требуемый метраж кабеля.
• Суммарная мощность приборов, которые одновременно будут включены в сеть. Получается показатель максимальной токовой нагрузки проводов.
• Стандарт розеток. Они приспособлены под присоединение жил, диаметр которых не превышает 2,5 мм. Соотносится токовая нагрузка и электропроводность металлов.
• Стоимость материала. На этот параметр нужно ориентироваться в последнюю очередь, так как безопасность превыше всего.

Не следует забывать о таком критерии, как долговечность. Замена коммуникаций — слишком дорогое и трудоемкое мероприятие, чтобы проводить его раз в несколько лет

Свойства алюминия

Алюминий относится к категории легких, химически и биологически инертных металлов с удельным весом 2700 кг/м³. Материал безопасен для человека и окружающей среды.

• Доступная стоимость. Цена определяется более низкой температурой плавления и меньшими, чем у других металлов, затратами на производство.
• Пластичность. Провод хорошо гнется, сохраняя приданную форму. Жилам придается любая нужная в работе конфигурация.
• Образование защитного слоя. Поверхность металла после зачистки покрывается тонким слоем, который препятствует его окислению по всему объему.

Вместе с тем, алюминий имеет следующие недостатки:

• Высокая степень сопротивления потоку электронов. Это вызывает нагревание линий, что может привести к возгоранию отделочных материалов.
• Большой уровень теплового расширения. Из-за этого возникает ослабление контактных соединений. При частом включении и отключении линий с высокой нагрузкой происходит разъединение цепи.
• Окисление при контакте с воздухом. Образующаяся от этого пленка имеет плохую проводимость, из-за чего контакты перегреваются и плавят изоляцию, а линия «земля» просто перестает выполнять свою функцию.
• Короткий срок эксплуатации. Он не превышает 30 лет при средней нагрузке.

Сегодня в соответствии с требованиями ГОСТ использование алюминия запрещено в строительстве жилых домов и инженерных сооружений.

Свойства меди

Медь является тяжелым металлом с удельным весом 8700 кг/м³. Это показатель следует учитывать только при прокладке ЛЭП с ограниченным запасом прочности опор. В быту им можно пренебречь. Материал активно взаимодействует с кислородом, образуя оксид — патину, которую можно увидеть на статуях, ограждениях и сувенирах.

Достоинства меди следующие:

• Долговечность. Если линия не проходит на улице, она может прослужить 30-50 лет в зависимости от влажности помещения.
• Прочность. Медь устойчива к скручиванию и изгибанию. Качественный кабель можно деформировать до 100 раз без потери его рабочих характеристик.
• Высокая проводимость. Металл хорошо пропускает электроны, не подвергаясь нагреванию и тепловому расширению.
• Гибкость. Проводка легко принимает нужное положение, распрямляясь после прекращения действия нагрузки. С кабелями удобно работать в процессе монтажа.

Минусы у материала тоже есть:

• Высокая цена. Объясняется это сложностями добычи руды и затратами на ее переработку. Чтобы расплавить концентрат, требуется большое количество энергии, плюс затраты на транспортировку.
• Окисление при взаимодействии с водой и воздухом. Образующаяся пленка ухудшает проводимость контактов и способствует их нагреванию.

Выбирая между алюминиевой или медной проводкой, целесообразно останавливаться на втором варианте, так как он имеет больше достоинств, чем недостатков.

Что лучше проводит ток

Этот показатель определяет такие свойства разводки, как ее предельная мощность, долговечность и пожарная безопасность.

От проводимости зависят такие эксплуатационные характеристики проложенной линии:

• потери на нагревание от потока электронов;
• сохранение параметров тока, что важно для чувствительных приборов;
• степень повышения температуры кабеля во время работы мощных потребителей;
• наличие или отсутствие в помещении запаха от плавящейся и горящей проводки.

Чтобы понять, что лучше проводит ток — медь или алюминий, можно сопоставить степень их сопротивления. Чем этот показатель меньше, тем ниже вероятность возникновения нежелательных явлений.

Данный показатель составляет:

• медь — 0,018 Ом×мм²/м;
• алюминий — 0,028 Ом×мм²/м.

Медь проводит ток более, чем в 1,5 раза лучше. Компенсация сопротивления достигается за счет увеличения сечения жил в кабеле.

Какой материал для проводки лучше

При всех достоинствах алюминия не стоит забывать о его недостатках. Главным из них, не считая механических характеристик, является низкая проводимость. Бесконечно увеличивать диаметр кабеля нельзя, так как бытовые приборы и проложенные в стенах каналы на такое не рассчитаны. Не следует забывать о таком факторе, как хрупкость металла. После нескольких лет эксплуатации он может лопнуть при замене розетки или счетчика. Делать в подрозетнике скрутку нежелательно, так как она долго не прослужит. Выбор в пользу алюминия даст хорошую экономию на закупке материалов, но последующие затраты на ремонт могут свести ее на нет.

Медь тоже имеет свои минусы, но они компенсируются большим количеством преимуществ. Даже процесс протягивания кабеля по каналу происходит легче, так как он хорошо изгибается без каких-либо склонностей к поломке или разрыву. Стоит помнить и о низком сопротивлении. Установив линию с жилами 2,5 мм², можно использовать в быту настолько мощные потребители, насколько это позволяет общая домовая линия.

Подводя итог, можно рекомендовать мастерам делать свой выбор в пользу изделий из меди. Если бюджет ограничен, можно комбинировать материалы, используя современные средства коммутации.

Полезные рекомендации

Схема разводки кабелей в квартире состоит из верхнего и нижнего уровня. К нижнему проведены розетки, предназначенные для питания потребителей, мощность которых может достигать 2 кВт: стиральные машины, бойлеры, микроволновые печи. Чтобы не подвергать линии риску перегрева и обгорания, здесь целесообразно провести медный кабель с максимально допустимым для бытовых розеток сечением жил.

Верхний уровень используется для питания дверных звонков, потолочных и настенных ламп. Эти изделия потребляют минимальное количество электричества, особенно если в них установлены современные светодиодные лампы. Поверху можно пустить тонкий и недорогой алюминиевый кабель, запаса мощности которого хватит с большим резервом. При таком решении отдельным вопросом встает безопасный способ соединения двух несовместимых между собой металлов.

Токопроводящая паста

Чтобы избежать проблем с контактами после проведения монтажа, можно воспользоваться одним из таких приспособлений:

• Зажим. Изделие состоит из 3 стальных пластин. Жилы вставляются между ними, после чего пластины затягиваются болтами.
• Болт с 2 железными шайбами. Концы жил скручиваются кольцами и насаживаются на ось, между разными материалами устанавливаются шайбы. Закручивание гайки обеспечивает надежный контакт.
• Пружинный коммутатор. Его клеммы обработаны специальной смазкой против коррозии. Жилы вставляются в пазы и фиксируются пружинными рычагами.
• Колодки. Представляют собой стальную планку с контактами, запрессованную в пластиковый корпус. В концы кабеля вставляются в отверстия, где затягиваются болтами. Изделия могут использоваться для соединения 2-10 пар проводов.

Чтобы избежать окисления проводов, медь следует пропаивать, а алюминий покрывать специальной токопроводящей пастой.

Как соединять медные и алюминиевые провода

Для электропроводки в квартире в настоящее время господствует повсеместное применение медных проводов. Сегодня можно встретить алюминиевую электропроводку только в тех местах, где нет выбора кабельной продукции или в условиях дефицита бюджета. Ведь еще каких-то 10-15 лет назад все новые дома сдавались с алюминиевыми проводами и медь использовали только прагматичные состоятельные люди и, разве что, эстеты. Во время самостоятельного ремонта квартиры, в доме старого жилого фонда у вас может появиться задача правильного соединения медных и алюминиевых проводов.

Что же особенного в соединении медных и алюминиевых проводников между собой? И какие подводные камни могут встретиться на этом пути? Казалось бы, что за проблема? Соединять как обычно и не забивать себе голову. Однако, с такими соединениями все не так просто. Все правила категорически ЗАПРЕЩАЮТ непосредственный контакт медных и алюминиевых проводов.

Почему нельзя обычным способом соединять медь и алюминий

Проблема кроется в свойствах этих металлов. Алюминий является более активным металлом нежели медь. В результате чего на поверхности алюминия в нормальных условиях в быстрое время образуется оксидная пленка. Эта пленка имеет худшие электопроводные свойства в отличие от чистого алюминия. В связи с этим, электрический контакт становится хуже, по сравнению с медью, оксидная пленка на которой практически не сказывается на качестве контакта. Проявляется явление электрохимической несовместимости металлов.

Получается что при соединении медных и алюминиевых проводов, электрический контакт происходит между их оксидными пленками. Контакт получается некачественный, который будет нагреваться со всеми вытекающими последствиями. При попадании влаги начинается процесс электролиза, который разрушает контакт и превращает соединение в потенциальный источник пожара. При таком контакте первым разрушается алюминий, при ежедневном нагреве и остывании появляются трещины и раковины, под воздействием влаги соединение покрывается окислами, солями, изоляция также начинает разрушаться, образуются токопроводящая копоть и со временем контакт нарушается или приводит к пожару. Сухой контакт будет разрушаться медленно, годами, а при попадании влаги, может произойти авария за считанные недели даже при незначительных токах.

В истории были прецеденты, когда медно-алюминивые соединения спокойно исправно служили свою службу, но такие примеры скорее исключения, чем правило. Такое возможно при парниковых условиях эксплуатации и незначительных токах.

Как правильно соединять медные и алюминиевые проводники

Что же делать когда соединять разнородные металлы действительно нужно? Остается только два пути: соединять через другой металл или устранять образование разрушающей оксидной пленки. В первом случае используются самые различные соединители:

• клеммные колодки без непосредственного соприкосновения разнородных проводников,
• защитный слой из третьего металла
• шайбы
• специальные наконечники.

Для соединения меди и алюминия используются специальные пасты, которые и защищают контакт от окисления и попадания влаги, препятствуют последующему разрушению контакта.

Если для дружбы этих двух металлов нужен третий, то можно один из них залудить. Например луженый медный многожильный провод прекрасно выполнит поставленную задачу при соединении с одножильным алюминиевым.

Для конкретной задачи подключения к алюминиевому стояку в подъездном щитке используются ответвительные зажимы (сжимы) с проколами или без, так называемые «орешки». В них есть промежуточная пластина исключающая непосредственный контакт. Есть экземпляры как с пастой, так и без нее. Для более бытовых задач можно использовать клеммные колодки с перегородками или разными гнездами для проводников из меди и алюминия. Можно даже использовать обычное болтовое соединение, главное не забыть проложить между медным и алюминиевым проводом шайбу, оцинкованную или из нержавейки.

Удачно сочетают в себе нужные нам свойства — клеммы Wago. У них отдельные зажимы для каждого провода и специальные пасты для соединения с алюминиевыми проводами. Такие клеммы Wago отличаются от чисто медных клемм цветом — они серо-черные. Для применения в домашних условиях, при ремонте старой электропроводки, рекомендуем вам присмотреться именно к ним.

Если все же придется решать задачу соединения медного и алюминиевого проводов, ни в коем случае не заделывайте на глухо место соединения, например, в стену. Оставляйте такой контакт под присмотром или обеспечьте доступ для профилактического подтягивания контакта или аварийного ремонта, иначе придется ломать стену и переклеивать обои.

Соединение алюминиевого и медного проводов при устройстве новой или ремонте старой электропроводки дело хлопотное и очень ответственное. Соблюдая нехитрые правила можно с блеском решить поставленную задачу.

Медный и алюминиевый кабель. Отличия и преимущества

Преимущества кабеля из меди.

Почему многие отдают предпочтение кабелю с медной «начинкой»?

Медный кабель имеет лучшую проводимость по сравнению с алюминиевым. При такой же площади поперечного сечения жилы кабеля, медь может выдержать нагрузки значительно больше, чем алюминий. Например, при площади сечения 10 мм2, алюминиевая жила может вынести электрический ток до 50А, а медная жила того же сечения выдерживает ток до 70А. То есть, если требуется заменить алюминиевый кабель по уже готовой магистрали и толщина кабеля ограничена, а предположительная нагрузка возросла, то прокладка медного кабеля вместо алюминиевого позволит, при тех же размерах кабеля, увеличить допустимую нагрузку.

Медный кабель имеет лучшую проводимость по сравнению с алюминиевым. При такой же площади поперечного сечения жилы кабеля, медь может выдержать нагрузки значительно больше, чем алюминий. Например, при площади сечения 10 мм2, алюминиевая жила может вынести электрический ток до 50А, а медная жила того же сечения выдерживает ток до 70А. То есть, если требуется заменить алюминиевый кабель по уже готовой магистрали и толщина кабеля ограничена, а предположительная нагрузка возросла, то прокладка медного кабеля вместо алюминиевого позволит, при тех же размерах кабеля, увеличить допустимую нагрузку.

Медный кабель по сравнению с алюминиевым имеет большую химическую стойкость. Медь относится к благородным (инертным) металлам и не вступает в химическую реакцию с большинством веществ. А алюминий подвергается химическому воздействию, вследствие чего разрушается.

Медный кабель имеет большую механическую прочность по сравнению с алюминиевым. Это можно наблюдать в местах присоединения алюминиевого кабеля в домашней проводке. В районе клемм, алюминиевая жила всегда очень примята и часто разрушена, что с медной жилой никогда не происходит.

Преимущества алюминиевого кабеля.

Алюминиевый кабель подходит для временной проводки. Благодаря его небольшой стоимости (небольшая стоимость – это минимум в три раза дешевле кабеля из меди), на этом виде кабеля можно значительно сэкономить.

Прежде всего, он, конечно, легкий. Это бесспорное преимущество: ведь удобнее раскатывать бухту или катушку с легким кабелем, а если речь идет о монтаже ЛЭП, то легкость и вовсе становится ценнейшим качеством.

Но по мимо плюсов так же есть и минусы алюминиевого кабеля.

Алюминий как проводник, по сравнению с медью имеет более высокое удельное электрическое сопротивление — 0,0271 Ом х кв. мм/м против 0,0175 Ом х кв. мм/м. Разница почти в два раза!

Именно высокое удельное сопротивление и сводит на нет преимущество легкости алюминия. Получается, что для того, чтобы обеспечить одну и ту же проводимость, придется взять намного более мощный, а, значит, и тяжелый алюминиевый проводник, чем если бы мы использовали медь.

Все прекрасно знают, что алюминий – стойкий к коррозии металл. Но из курса химии известно, что это не совсем так. Сам алюминий окисляется на воздухе очень быстро. А вот образовавшаяся тонкая пленка окисла и предохраняет его от дальнейшего химического разрушения.

Но у защитной пленки уже немного другие свойства, нежели у самого металла. В частности, проводник из нее уже совсем не такой хороший. Это значит, что в месте электрического контакта с пленкой из окисла алюминия может образоваться повышенное переходное сопротивление. А это приводит к нагреву контакта, который в свою очередь приводит к еще большему увеличению электрического сопротивления.

Вот такой замкнутый круг. Итогом становится расплавление контактов, обрыв цепи или ненадежное электроснабжение. Проблемный контакт приходится искать, подтягивать его, или менять зажимы, а подвергнутый длительному нагреву алюминий, и без того не обладающий особой пластичностью, может обломиться от любого неосторожного движения. Тогда и вовсе потребуется замена кабеля, которая технологически даже не всегда и возможна.

Однако применение того или иного кабеля зависит также и от того, для каких целей его применяют. Каждый электроприбор обладает своей мощностью, от которой будет напрямую зависеть сечение кабеля, а значит – и его начинка.

В аббревиатуре кабеля, для обозначения алюминиевой жилы, в начале стоит буква А. То есть уже к знакомым нам линейками добавляется А, и получается соответсвенно АВВГ , АВВГнг , АВВГнг(А)-LS , АВБбШв , АВБШв .

Если вы определились с типом кабеля, который подходит именно вам, обязательно убедитесь в качестве товара перед совершением покупки. Кабель из любого метала должен храниться в соответствующих условиях и иметь всю необходимую техническую документацию.