Как соединить алюминиевый кабель с медной шиной

ОБЛАСТЬ И ПОРЯДОК ПРИМЕНЕНИЯ ИНСТРУКЦИИ

1.1. Требования Инструкция распространяется на разборные и неразборные контактные соединения шин толщиной до 15 мм, гибких шин и профилей (швеллерного, корветного, двутаврового и др.) из алюминия, твердого алюминиевого сплава АД31Т и меди, а также на соединение шин с выводами электротехнических устройств.

Для контактных соединений стальных проводников требования Инструкции являются рекомендуемыми.

Инструкция устанавливает требования к персоналу, выполняющему проектирование и монтажные работы, определяют организационные и технические мероприятия, обеспечивающие качество электромонтажных работ и их безопасность.

1.2. Настоящая инструкция вводится приказом организации и является обязательной к применению в организациях Ассоциации «Росэлектромонтаж».

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Термины, упомянутые в Инструкции

Документ, устанавливающий термин

Способ лужения с одновременным удалением с поверхности металла окисной пленки при трении твердыми металлическими или неметаллическими частицами

Проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителем

Контактный узел, образующий неразмыкаемый контакт

Линейное контактное соединение

Контактное соединение двух и более проводников токопроводов, кабелей, воздушных линий электропередачи, внешних цепей управления, сигнализации, защиты и др.

Лужение погружением в расплавленный припой

Начальное электрическое сопротивление контактного соединения

Сопротивление контактного соединения, измеренное непосредственно после сборки (до испытаний)

Неразборное контактное соединение

Контактное соединение, которое не может быть разомкнуто без его разрушения. Например, сварное, паяное, клепаное и др.

Нулевой защитный проводник

Проводник, соединяющий зануляемые части с нейтралью электроустановки

Материалы, номинальные электрохимические потенциалы которых близки по значению

Токоведущая деталь, предназначенная для соединения токоведущих шин из разнородных материалов и присоединения токоведущих шин из одного материала к выводам электротехнических устройств из другого материала

Пластина из алюминиевого сплава

Переходная пластина из твердого алюминиевого сплава

Переходная пластина, состоящая из медной и алюминиевой частей

Разборное контактное соединение

Контактное соединение, которое может быть разомкнуто без его разрушения. Например, винтовое, болтовое и др.

3.1. Виды контактных соединений

3.1. 1. Соединение между собой шин из однородных металлов, ответвления от этих шин и соединения алюминиевых шин и шин из алюминиевого сплава с выводами из алюминия и из алюминиевых сплавов выполняются разборными или неразборными. Соединения шин из разнородных материалов и в тех случаях, когда по условиям эксплуатации необходима периодическая разборка соединений, должны выполняться, как правило, разборными.

Класс контактных соединений в зависимости от области их применения приведен в табл. 3.1.

Класс контактных соединений в зависимости от области применения

Рекомендуемый класс контактного соединения

1. Контактные соединения цепей, сечения проводников которых выбраны по допустимым длительным токовым нагрузкам (силовые электрические цепи, линии электропередачи и т.п.)

2. Контактные соединения цепей, сечения проводников которых выбраны по стойкости к сквозным токам, потере и отклонению напряжения, механической прочности, защите от перегрузки. Контактные соединения в цепях заземляющих защитных проводников из стали.

3. Контактные соединения цепей с электротехническими устройствами, работа которых связана с выделением большого количества тепла (нагревательные элементы, резисторы)

Линейные контактные соединения силовых цепей следует относить к первому классу.

3.1.3. В зависимости от климатического исполнения и категории размещения электротехнических устройств по ГОСТ 15150 контактные соединения в соответствии с ГОСТ 10434 подразделяются на группы А и Б:

Климатическое исполнение и категория размещения электротехнического устройства

Группа контактного соединения

Климатические исполнения У, УХЛ, ТС для категории размещения УХЛ, ТС для категории размещения 4 при атмосфере типов II и I

Примечание: в таблице приведены категории размещений изделий

3.1.4. Контактные соединения должны выполняться в соответствии с требованиями ГОСТ 10434, ГОСТ 17441, стандартов, технических условий на конкретные виды электротехнических устройств, СНиП 3.05.06-85, настоящей инструкции по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.

Соединение — алюминиевая шина

Соединение алюминиевых шин с медными выполняют с помощью переходных алюминиевых пластин, плакированных медью, или медно-алюминиевых переходных пластин. По условиям экономии меди целесообразно применять переходные пластины алюминиевые плакированные, у которых один конец покрыт тонким ( доли миллиметра) слоем меди. Применение плакированного алюминия обеспечивает надежное соединение алюминия с медью при весьма малом расходе меди. Целесообразно применение плакированных пластин при соединении шин больших сечений. [1]
Соединение алюминиевых шин с медными выполняют с помощью переходных алюминиевых пластин, плакированных медью, или медно-алюминиевых переходных пластин. По условиям экономии меди целесообразно применять переходные пластины алюминиевые, плакированные, у которых один конец покрыт тонким ( доли миллиметра) слоем меди. Применение плакированного алюминия обеспечивает надежное соединение алюминия с медью при весьма малом расходе меди. Целесообразно применение плакированных пластин при соединении шин больших сечений. [2]

Соединение алюминиевых шин давлением ( холодная сварка) 1 выполняется внахлестку, при этом в соединяемые шины ( рис. 11 — 26) вдавливаются с обеих сторон два встречных пуансона, что обеспечивает в точках соприкосновения шин монолитность структуры материала. [3]

Соединение алюминиевых шин давлением выполняют яри сечении до 100X10 мм включительно во всех сухих закрытых электротехнических установках высокого и низкого напряжений. Не допускается такое соединение шин в ошиновке генераторов, распределительных устройствах собственных нужд электростанций, камерах трансформаторов мощностью 20 000 ква и выше и в установках, подверженных вибрации. [4]

Соединение алюминиевых шин с медными выполняют с помощью переходных алюминиевых пластин, плакированных медью, или медно-алюминиевых переходных пластин. По условиям экономии меди целесообразно применять переходные пластины алюминиевые, плакированные, у которых один конец покрыт тонким ( доли миллиметра) слоем меди. Применение плакированного алюминия обеспечивает надежное соединение алюминия с медью при весьма малом расходе меди. Целесообразно применение плакированных пластин при соединении шин больших сечений. [5]

Для соединения алюминиевых шин между собой и алюминиевых шин с медными, а также при присоединениях алюминиевых шин и наконечников к контактным зажимам оборудования применяют болты получистые диаметром до 10 мм с нормальной шестигранной головкой, а диаметром 12 мм и выше — получистые с увеличенной шестигранной головкой. [7]

При соединении алюминиевых шин рекомендуется под головки болтов и гайки подкладывать специальные шайбы увеличенных размеров, а при соединении алюминиевых шин с медными подкладывать специальные шайбы только со стороны алюминиевой шины. При отсутствии шайб увеличенного размера устанавливают две нормальные шайбы вместо одной специальной. [8]

При соединении алюминиевых шин увеличенные шайбы подкладываются под го-лоикн и гайки болтов, а при соединении алюминиевых шин к медным шинам или выводам аппаратов шайбу подкладывают только со стороны алюминиевой шины. [9]

В последнее время для соединения алюминиевых шин в РУ широко приме няют сварку. Такие соединения обладают высокой механической прочностью и хорошей проводимостью. Однако у шин из закаленных алюминиевых сплавов в зоне сварного шва происходит разупрочнение материала и снижение прочности до 50 % номинальной. [11]

Характеристика переходных пластин для соединения алюминиевых шин с медными, а также способы присоединения шин к выводам аппаратов из меди и медных сплавов указаны в разд. [12]

Применять болтовые зажимы для соединения алюминиевых шин в открытых РУ не рекомендуется. [14]

Источник www.ngpedia.ru

Соединение шин болтами. Проводники прямоугольного сечения соединяют между собой с помощью болтов, шпилек или сжимов. Число болтов определяется размерами шин. Силу сжатия контактных поверхностей целесообразнее обеспечивать применением нескольких болтов небольшого сечения, а не одного болта большего сечения, так как в первом случае количество контактных пятен получается больше. В результате переходное сопротивление соединения уменьшается и происходит более равномерное распределение тока по контактной площади. Несколько параллельных шин фазы соединяют между собой путем укладки их в переплет, а не попарно, так как в последнем случае контактная поверхность получается значительно меньшей, а переходное сопротивление большим. При прохождении электрического тока контактные соединения нагреваются и как следствие, расширяются. Особенно значительный нагрев и расширение происходят при коротком замыкании. Расширение не одинаково по всему соединению, так как его детали имеют разные коэффициенты линейного расширения. Болты соединений медных и алюминиевых шин работают в неблагоприятных условиях, поскольку коэффициент линейного расширения стального болта меньше, чем медной или алюминиевой шины, кроме того, болты при коротком замыкании всегда нагреваются значительно меньше, чем шины. В режиме короткого замыкания на болты действуют дополнительные силы, которые, складываясь с силой затяжки болта, могут привести к остаточным деформациям и ослаблению контактного соединения при понижении температуры. Чем больше толщина пакета шин, тем больше механические напряжения возникают в стягивающих болтах. Эти напряжения могут быть снижены, если под головки болтов (гаек) установить тарельчатые пружины.

Тарельчатые пружины электротехнического назначения изготовляют (по ГОСТ 17279-71) двух типов: Ш – для поддержания контактного давления в соединениях шин; К – для поддержания контактного давления в соединениях кабельных наконечников с выводами электрооборудования, имеющими уменьшенную контактную поверхность по сравнению с шинами.

Допускается вместо тарельчатых пружин устанавливать со стороны алюминия утолщенную шайбу под головку болта или под гайку также для снижения напряжения. Длина перекрытия (нахлеста) соединяемых элементов в контактном соединении при одном или четырех болтах редко превышает ширину шины, а при двух болтах составляет от 1,5 до 2 размеров ширины шины.

Уменьшение переходного сопротивления соединения достигается повышением контактного давления и понижением его жесткости. Для уменьшения жесткости контактного соединения на шинах делают продольные разрезы шириной 3 … 4 мм и длиной 50 мм.

Болты в соединении выбирают в зависимости от удельных давлений между контактными поверхностями, кажущейся плотности тока и допустимых растягивающих усилий для болтов. Рекомендуемые удельные давления в КС для различных материалов контактных соединений приведены ниже в табл. 2.1.

Длину болтов подбирают такой, чтобы после сборки и затяжки соединений оставалось не менее двух ниток свободной резьбы. Затяжку болтов КС производят гаечным ключом, обеспечивая значения нужных крутящих моментов, приведенные в табл. 2.2. Соединение алюминиевых шин с шинами из меди или алюминиевых сплавов толщиной 4 мм, а также медных или стальных шин толщиной 6 мм допускается производить болтами М6 длиной 16 мм или М8 длиной 20 мм.

Дата добавления: 2017-04-20 ; ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник helpiks.org

3.2. Требования к неразборным контактным соединениям

3.2.1. Неразборные контактные соединения выполняются сваркой, пайкой, опрессовкой 1 или другими методами, указанными в действующих НТД.

1 Неразборные соединения, выполненные методами опрессовки или обжатия, описаны в главе 7.

3.2.2. Конструктивные элементы и размеры сварных контактных соединений шин следует выбирать в соответствии с рекомендациями ГОСТ 23792.

Основные типы сварных соединений и шин

Способы сварки шин из различных материалов указаны в табл. 3.3.

Способы сварки шин

алюминиевый сплав АД31

штучным стальным электродом

неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона

Полуавтоматическая и автоматическая плавящимся электродом в среде аргона

1) Сварка сплава АД31 угольным электродом не рекомендуется

2) В качестве защитного газа применяются: CO 2 или его смеси

При выборе способа сварки следует иметь в виду:

1) Для сварки угольным электродом не требуется специального сварочного оборудования, в то время как для сварки в среде защитного газа (аргона) плавящимся электродом необходимо приобретение специального сварочного полуавтомата, либо установка для ручной аргонодуговой сварки. В силу своих особенностей сварка угольным электродом возможна только в нижнем положении; сварка в аргоне (ручная, и полуавтоматическая) может выполняться во всех пространственных положениях. При сварке угольным электродом основными факторами, оказывающими вредное воздействие на организм сварщика и окружающую среду, являются ультрафиолетовое излучение и выделение большого количества сварочного аэрозоля и пыли, состоящей из паров металла, его окислов и продуктов сгорания флюса. Эти выделения необходимо удалять непосредственно от места сварки и отфильтровывать перед выбросом в окружающую среду.

2) Ручная аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом эффективна при толщине шин до 6 мм. При больших толщинах производительность этого способа резко снижается, особенно при низкой температуре воздуха, что приводит к резкому увеличению энергозатрат на сварку. Сварка в аргоне (ручная дуговая неплавящимся и плавящимся электродом) обеспечивает более высокое качество сварных соединений по сравнению со сваркой угольным электродом. При сварке в аргоне основу вредных выделений составляет озон, который также необходимо удалять от места выполнения сварки.

4) Ручная дуговая сварка покрытыми электродами допускается к применению для соединения шин из алюминия при нижнем положении шва после согласования с Заказчиком или разработчиком проекта.

Примечание: более подробно о выборе процесса сварки, техники сварки, оборудования можно узнать из «Инструкции по сварке цветных металлов в электромонтажном производстве».

3.2.4. Поверхность швов сварных соединений должна быть равномерно-чешуйчатой без наплывов. Швы не должны иметь трещин, прожогов, непроваров длиной более 10 % длины шва (но не более 30 мм), незаплавленных кратеров и подрезов глубиной 0,1 толщины шины (но не более 3 мм). Сварные соединения компенсаторов не должны иметь подрезов и непроваров на лентах основного пакета.

Правильные способы безопасного соединения в электропроводке

Поскольку химические свойства меди и алюминия значительно отличаются, для их совмещения стандартные приемы не подходят. Есть мнение, что вообще не стоит производить соединение проводов этих типов. Да, стандартная скрутка тут категорически недопустима, но отлично подойдут другие методы, не допускающие контакта проводников, но позволяющие полноценно произвести объединение медной и алюминиевой проводки.

Болтовое соединение через болт и стальные шайбы

Способ с высокой степенью надежности – болтовое соединение, сделать которое по силам даже непрофессионалу. При этом полностью исключается непосредственный контакт, нежелательный для меди с алюминием, можно совмещать жилы разного сечения.

Чтобы произвести соединение алюминиевых и медных проводов между собой этим способом, понадобятся:

Стоит понимать, что выполненный таким образом узел получится довольно громоздким, что делает метод удобным далеко не всегда. Он вряд ли допустим в квартирной распределительной коробке, имеющей небольшие размеры, но отлично подойдет для общего электрощитка, где места достаточно.

Как выполняется соединение алюминиевых проводов с медными болтовым способом:

1. Снять слой изоляции с соединяемых кабелей;

2. Зачищенные концы сформировать по форме кольца;

3. На болт установить шайбу, колечко первой проводки, шайбу, колечко второй, шайбу, гайку, затягиваемую до упора;

4. Произвести изоляцию лентой.

Клеммники переходники и клеммные колодки

Еще один вариант решения, как правильно соединить медный и алюминиевый провод – применение клемм и клеммных колодок. Они состоят из прозрачного пластикового корпуса с ячейками и зажимными винтами, внутри которых размещена латунная гильза. Одной колодкой можно соединить различное количество пар проводников, выбрав необходимое число ячеек.

Как использовать клеммники для соединения проводов:

1. Открутить винт зажима;

2. Удалить изоляционный слой с проводника;

3. Вставить кабель в клемму, закрутить зажимный винт.

Аналогичным образом производится креплением кабеля каждой стороны.

Клеммники WAGO для алюминия и меди с пастой внутри (или без пасты)

Клеммы немецкого бренда WAGO хорошо известны электрикам, пользуются высоким уровнем доверия. Для кабелей из одного материала компания выпускает модели клемм с плоскопружинным зажимом и оборудованные зажимными рычажками. Чтобы выполнить соединение алюминия и меди предлагает разновидность клемм WAGO серии 2273 с контактной пастой внутри.

Поскольку характеристики меди и алюминия различны, их прямой контакт недопустим. Чтобы его исключить и необходима контактная паста внутри клемм.

Бывает так, что клеммники продаются без пасты.

В таком случае, такую токопроводящую пасту WAGO для алюминия всегда можно докупить отдельно, она называется
WAGO “ALU-PLUS” арт.249-130

Контактная паста Alu-Plus производства WAGO

Метод опрессовки гильзами с помощью пресс-клещей: гильзование

Соединение проводов методом опрессовки гильзами – процесс затратный, но позволяющий получить долговечный результат, а также надежный контакт. Понадобятся специальные гильзы, похожие на полые трубки, выполняющие роль соединителя. Также необходимы пресс-клещи, которые бывают ручными или механическими.

Соединение медного и алюминиевого провода путем опрессовки выполняется с применением комбинированных гильз. Они имеют маркировку ГМА, называются алюмомедными, рассчитаны на рабочее напряжение до 10 кВ. Потребителям предлагаются варианты доступные под разные размеры сечения жилы – 16/10, 25/16, 35/25, 50/35, 70/50, 95/70, 120/95, 150/120, 185/150, 240/185.

Для выполнения работ:

1. На концах кабеля удаляется изоляционный слой;

Соединение пружинными и самозажимными клеммниками

В настоящее время выпускаются как клеммные колодки и клеммники многоразового применения, так и однократного использования.

Как многоразовые, так и клеммники однократного применения выпускаются в широком ассортименте, в том числе с разным количеством подключаемых веток разводки, предназначенных для фиксации провода сечением от 0.08 мм² до 6 мм². В том числе, и в виде готовых к установке, клеммных коробок. Этот способ соединения алюминиевого и медного провода на настоящее время является наиболее оптимальным в плане надёжности и удобства использования.

Клеммные коробки с пружинными зажимами впервые были выпущены немецкой компанией Wago, от чего и получили своё название, но в настоящее время существует большое количество аналогов, в том числе и контрафактного происхождения. По этой причине необходимо приобретать пружинные клеммные коробки только в магазинах электротехники. При приобретении клеммных коробок на рынке существует большая вероятность приобрести некачественные изделия, не отвечающие заявленным требованиям.

Для фиксации провода в клеммной коробке необходимо подготовить провода, для этого снять с их концов изоляцию, размер оголённой части должен быть не менее 0.5 см. После чего открытая часть жилы кабеля вставляется в нужное гнездо клеммной коробки и фиксируется в нем посредством пружинного зажима или винта. Необходимо отметить, что крепление в клеммной коробке обычно не требует дополнительной изоляции, но в тоже время при расположении их в стене, необходима распределительная коробка. Таким образом, пружинные клеммники обладают рядом преимуществ перед остальными видами соединений ввиду удобства подключения.

Почему нельзя соединять медный и алюминиевый электрический провод напрямую

Алюминий и медь, подвергаясь воздействию внешней среды, образуют на поверхности оксидную пленку. Это не представляет опасности для меди, а в случае с алюминием способствует повышению сопротивления.

Когда алюминий с медью непрерывно контактируют, запускается электролиз. В его результате ионы алюминия постепенно переходят на медь, отчего первый металл постепенно утрачивает массу, в его структуре появляются пустоты. Поскольку реакция эта происходит непрерывно, в какой-то момент алюминий полностью разрушается и электропроводке требуется ремонт. Самое опасное последствие – перегрев проводки, ее возгорание.

Еще одна причина почему нельзя скручивать медные и алюминиевые провода – несоответствие показателей их электропроводимости. Алюминий мягче, показатели проводимости у него ниже, от чего при контакте он греется больше. В процессе работы и отдыха проводки постоянно будет происходить расширение/сжатие металлов. Постепенно это ослабит скрутку, что усилит нагрев. Это еще одна причина, почему нельзя соединять медь и кабель из алюминия без использования переходников.

Неправильные способы соединения

Перечислив правильные способы соединения медных и алюминиевых проводов, нельзя не упомянуть о том, как поступать при электромонтаже нельзя.

Скрутка

Скрутка с залуженным медным проводом

Считается, что если выполнить залуживание проводника из меди, то его непосредственная скрутка с алюминием становится возможной. Мнения на этот счет различаются и в большинстве из них говорится о том, что таким образом соединять медный провод с алюминием можно. Но риски все равно есть. Правила залуживания просты и надежны только на первый взгляд. Со временем защитный слой может начать разрушаться, а контролировать этот процесс практически невозможно. Именно поэтому от данного метода также лучше отказаться или использовать его только в самых крайних случаях и на короткий срок.

Клеммники и клеммные коробки

Удобный и надёжный способ соединения. Клеммная колодка представляет собой планку из изолирующего материала, в которой размещены гнезда для провода. Фиксация провода в гнёздах осуществляется прижимными болтами. Важной особенностью в нашем случае является отсутствие контактов проводов между собой. Для соединения медного и алюминиевого провода достаточно лишь отвёртки.

Клеммная коробка представляет собой систему из нескольких отдельно размещённых клеммников, объединённых в одну конструкцию и имеющую несколько выводов.

Достоинствами этого способа соединения являются:

• Простота монтажа, достаточно ножа электрика для зачистки концов провода и отвёртки для затягивания винтов;
• Надёжность изоляции, очень часто при использовании клеммника или клеммной коробки дополнительная изоляция не требуется;
• Нетребовательность к длине провода, для фиксации провода в клеммной коробке достаточно 1–2 см провода.

В тоже время для монтажа скрытой проводки в стене клеммник требует установки распределительной коробки. Без распределительной коробки монтаж скрытой проводки недопустим. Но в этом случае можно использовать клеммную коробку для скрытого монтажа.

При работе с клеммной коробкой важно тщательно фиксировать концы провода в гнезде, особенно это касается алюминиевых проводов. Это особенно важно при монтаже коробки на улице или в помещении, в котором возможны колебания температуры.

Самое простое и надежное соединение алюминиевого и медного провода

Как соединить безопасно и грамотно алюминиевый проводник с медью и какой использовать переходник с одного металла на другой – по этому поводу у каждого специалиста по электромонтажу есть свое мнение, выработанное в результате анализа работы и личного опыта. Но большинство из них говорят о том, что самый простой, современный и безопасный метод соединить медную и алюминиевую проводку – это клеммники WAGO с пастой. Они безопасны для проводов, а монтаж с ними занимает минимум времени. При этом дешевле всего использовать для совмещения кабелей болт с гайкой и с шайбами.

Какие способы использовать, чтобы выполнить переход с алюминия на медь, каждый решает для себя сам.

Равноправие

Чаще всего все компьютеры равноправны между собой. Так как канал связи один, то общение происходит по очереди. В противном случае из-за одновременной отправки сообщения сигнал может накладываться друг на друга, а из-за этого будут возникать помехи. Именно поэтому применяется полудуплексный режим в сетевых картах.

Полудуплекс – это когда передача ведется только в одном направлении, в одно время и по одному каналу. Из-за того, что в шинная типология не имеет центральное управляющее звено в виде сервера или маршрутизатора, то при выходе из строя одного из участников «Шина» продолжит свою работу.

Также можно в любой момент подключить еще компьютер, используя для этого минимум кабеля. Но есть и минус в том, что при разрыве кабелей сеть полностью перестает работать. Если подобная топология сети очень большая, то между длинными кабелями используют повторители.

Повторитель – это устройство, которое усиливает и повторяет сигнал. Обычно используется в местах затухания сигнала в кабеле или беспроводном пространстве (Wi-Fi).