Жесткий провод удобен при прокладке стационарных сетей скрытым или открытым способом. Его монолитный стержень хорошо устанавливается под винт, клемму. Но малая механическая стойкость к неоднократному перегибанию ограничивает, когда нужно подключить оборудование, положение которого меняется. Тогда, если вся проводка не проложена мягким кабелем, нужно стыковать проводники разной конструкции.
Как выполнить правильное соединение многожильных проводов из меди с одножильными, расскажет эта статья.
Необходимость выполнения правильного контакта
Надежность работы участка цепи или всей сети питания зависит от качества выполнения, плотности стыка.
Электротехника оперирует понятием переходного сопротивления электрическому току, возникающего по границе неоднородности двух сред. Поверхность металла под воздействием кислорода воздуха покрывается окисной пленкой, увеличивающей величину сопротивления контакта. Большое значение имеет площадь соприкосновения жил проводников, она должна быть больше площади номинального сечения жилы.
При соединении проводов справедливы такие требования:
- Тщательная очистка соединяемых жил от окисла,
- Получение нормальной площади касания поверхностей проводов:
- Гарантия сохранения плотности контакта все время эксплуатации электрической сети.
Для иллюстрации возьмем работу, не разрешенной ПУЭ, простой скрутки проводов. Предварительно очищенные от окисла, скрученные 8-10 раз концы жил выполняют первые два пункта требования. Но, любой металл, даже относительно пластичная медь, имеет остаточную упругость, со временем ослабляющая витки скрутки. Между ними образуется микроскопический зазор, который заполняется воздухом, вызывающим образование окисла. Увеличившееся переходное сопротивление начинает греться при прохождении тока, нагрузка ведь не изменилась. Линейное температурное расширение металла приводит к увеличению зазора, уменьшению площади контакта. Это увеличивает плотность тока, нагрев металла усиливается. Лавинообразно ухудшается контакт, повышается температура стыка.
Сильный разогрев стыка разрушит его, но чаще высокая температура стыка поджигает находящиеся рядом легко воспламеняющиеся материалы до того, как ток прервется. Возникает пожар, тяжесть последствий не возьмется предсказать никто. По сравнению с этим, срабатывание защитной автоматики и отключение участка цепи, замкнувшегося от расплавившейся изоляции, покажется благом, требующим всего-то ремонта проводки.
Различие конструкции
Разберемся, что определяет класс гибкости кабелей.
Одножильный провод имеет монолитную жилу из одной проволоки необходимого номинального сечения. Предел стойкости изгибания до переламывания у разных материалов отличается. Медь выдерживает около 80 циклов перегибов, у алюминия эта цифра редко превышает 10. Это первый класс гибкости.
Стержень многожильного кабеля составлен из большого количества скрученный между собой тонких проволок, сумма сечений которых образует номинал. Поперечный разрез жилы напоминает конструкцию металлического троса. Количество, толщина проволочек определяют степень гибкости. Предельное количество циклов изгиба достигает более 30000 для медных проводников пятого класса.
Мягким кабелем удобно подключать клеммы розеток, патронов светильников, где монолит часто обламывается. Удобно включить варочную поверхность электроплиты, которую приходится сдвигать при уборке. Стационарно подключить к сети вибрирующую при работе стиральную машину.
Подготовка многожильного проводника
В основе любого соединения лежит удаление изоляции на нужной длине проводника.
При зачистке конца медного многожильного проводника выясняется, что тросик из тонких проволок начинает менять форму. До этого повив удерживался слоем изоляции, теперь сдерживание пропало, остаточная упругость заставляет проволочки распрямляться, стержень распушивается на отдельные элементы. Каждая не соединившаяся проволочка:
- Снижает общее номинальное сечение стыка, допустимая плотность тока через контакт падает, температура повышается,
- Оказавшись вне изоляции, может привести к электрической травме, вызвать короткое замыкание цепи.
Требуется предварительная обработка зачищенных концов многожильного провода для предупреждения растрепывания, получения однородного, монолитного участка.
Облуживание
Одним из более доступных, популярных способов подготовки до недавнего времени было лужение. Для этого:
- Зачищается изоляция на нужной длине, проволочки тщательно, туго скручиваются между собой,
- Разогретым паяльником на поверхность жилы переносится расплавленная канифоль. Металл прогревается, канифоль пропитывает тросик проволок,
- Кончиком жала паяльника набирается припой, переносится на место лужения. Припой растекается по поверхности горячих проволок, заполняя все зазоры, образуя молекулярную связь с металлом,
- После остывания бензином или спиртом удаляются остатки канифоли, наждачной бумагой обрабатывается поверхность для удаления возможных «тянучек» припоя в виде тонких длинных игл.
Имеет значение:
- Канифоль, это флюс, который применяется при пайке для удаления окислов поверхности металла, улучшает теплообмен, распределение тепла на месте пайки. Для лужения жил запрещается применять флюсы, содержащие кислоту, другие активные компоненты удаления окиси, которые приведут к разрушению жилы,
- Применяется свинцово-оловянный припой. Торговая сеть предлагает огромное количество паяльных паст, состоящих из смеси припоя с флюсом. Они очень удобны. Разрешается применять только те, на торговой этикетке которых есть отметка о не активном флюсе.
Подготовленный луженый конец используется при любом виде соединения – болтовом, клеммном, прижимном, сваренном.
Но, если уж все равно разогрелся паяльник, проще всего залудить так же жесткий проводник и соединить их пайкой. Получится прочный, надежный стык при минимальном переходном сопротивлении контакта.
Метод требует наличия паяльника, расходных материалов, присутствия электроэнергии на месте монтажа, навыков работы, тщательного аккуратного исполнения, занимает много времени.
Опрессовывание
Этот способ подготовки зачищенного конца гибкой жилы требует наличия пресс-клещей, расходного материала гильз, внутренний диаметр которых соответствует диаметру жилы. Процесс занимает несравненно меньше времени, трудозатрат, чем лужение:
- Зачищенный конец многожилки туго скручивается, помещается в гильзу,
- Пресс-клещи обжимают наружную поверхность гильзы, туго зажимая корпусом провод. Получившиеся вмятины более надежно удерживают жилы.
Готовый отпрессованный конец участвует в любом виде стыка. Если нужно соединить его с одножильным, имеет смысл сразу взять гильзу, диаметр которой позволит разместить внутри нее два проводника. Одновременное обжатие даст хороший стык. В этом случае предварительное лужение многожильного не потребуется.
Виды соединения
Стыковку пайкой, прессованием уже рассмотрели. Другие способы:
- Болтовое, под шайбу:
- Луженый многожильный и монолитный концы изгибаются петлей, внутренний диаметр которой равен диаметру болта,
- На болт, поочередно чередуя, надевается: стальная шайба – петля опять шайба петля вторая последняя шайба,
- Удерживается этот пирог гайкой через шайбу гровер, не дающей ослабиться скрутке.
- Клеммное, винтовое. Подготовленные концы вставляются в гильзу клеммной колодки, зажимаются двумя винтами. Если позволяет размер клеммной трубки, жилы предварительно скрутить. Подобное используется в клеммной распределительной коробке, где гайка запрессована в корпусе коробки, есть винт с шайбой.
- Самозажимное пружинное. Модный быстрый способ. Подготовленный конец вставляется в гнездо, где он зажимается специальной пружиной намертво. Гнезда соединяются между собой пластиной, которая обеспечивает контакт. Для создания быстроразъемного стыка используются клеммы WAGO c фиксирующим рычагом, откинув который можно извлечь провод,
- Сварное, сварочным аппаратом или инвертором. Лужение или прессовка конца не даст проволочкам многожильного проводника распушиться, обеспечит участие их всех в создании контакта.
В заключение необходимо сказать, что соединение проводов простой скруткой не разрешено ПУЭ. Использовать ее рекомендуют как можно реже, для временного включения не очень ответственных мест сети.