Jak spojit dva hliníkové dráty k sobě? Zdálo by se to jako poněkud banální otázka, ale ani zde není první odpověď, která vás napadne, vždy správná. Koneckonců, kroucení vodičů je podle standardů PUE zakázáno a jakékoli vodiče lze připojit pouze krimpováním, pájením, svařováním a pomocí šroubových svorek. A o tom, jak to udělat správně, si povíme v našem článku.
Vlastnosti hliníkových drátů
Navrhujeme však začít náš rozhovor rychlou analýzou vlastností hliníkového drátu. To vám umožní identifikovat problémové oblasti a pochopit možné problémy během instalace.
- Začněme výhodami hliníkového drátu. Tou hlavní je cena, která je o řád nižší než u hlavního konkurenta – mědi.
- Další výhodou tohoto materiálu je jeho lehkost. To vedlo k jeho širokému použití v elektrických vedeních, kde je velmi důležitá hmotnost.
- No a poslední výhodou je jeho odolnost proti korozi. Hliník je téměř okamžitě potažen trvanlivým oxidovým filmem, který zabraňuje další oxidaci. Zároveň má tato fólie i negativní stránky – je velmi špatným vodičem elektrického proudu.
- Pak už byly jen průběžné nedostatky. A prvním z nich je nízká elektrická vodivost hliníku. U tohoto materiálu je to 38×106 S/m. Pro srovnání, pro měď je tento parametr 59 × 5 S/m. To má za následek, že např. měděný drát o průřezu 106 mm1 je schopen propustit proud téměř 2x větší než podobný hliníkový drát.
- Další významnou nevýhodou je, že hliníkové dráty mají velmi nízkou flexibilitu. V tomto ohledu je nelze použít v místech, kde je elektroinstalace za provozu vystavena opakovanému ohýbání nebo jinému mechanickému namáhání.
- No a nakonec návod říká, že hliník má tak špatnou vlastnost, jako je tekutost. V důsledku tepelných a mechanických vlivů může ztratit svůj tvar, což má mimořádně negativní vliv na kontaktní spojení.
Poznámka! Podle norem PUE je od roku 2001 zakázáno používat hliníkový drát pro instalaci elektrického vedení v obytných prostorách. Tento zákaz výrazně omezil používání hliníkových elektrických rozvodů v každodenním životě.
Způsoby spojování hliníkových drátů
Jak jsme si řekli výše, hliníkové dráty lze spojovat čtyřmi hlavními způsoby – šroubovacími nebo šroubovými svorkami, lisováním, svařováním a pájením. Podívejme se na vlastnosti každého z těchto typů připojení.
Připojení hliníkových drátů pomocí kompresní metody
Začněme nejběžnějším způsobem připojení – kompresí. Může být více typů – šroubový, šroubový nebo pomocí tlačné pružiny, která se používá u terminálů Wago.
Spojování hliníkových drátů metodou lisování
V poslední době je stále oblíbenější spojování hliníkových drátů s objímkou. To je částečně způsobeno rozšířeným používáním lisovacích kleští nebo, jak se jim také říká, lisovacích kleští. Tento nástroj umožňuje krimpovat vodiče různých sekcí, což zajišťuje poměrně spolehlivý kontakt.
- Spojení vodičů krimpováním se provádí pomocí speciálních objímek. Tyto objímky jsou k dispozici v různých průměrech a materiálech. Pro připojení hliníkových vodičů by měly být použity buď hliníkové nebo mosazné objímky. Za žádných okolností by se neměla používat měď, protože spojení těchto dvou materiálů může vést ke vzniku galvanické izolace a nakonec k úplné destrukci hliníkového vodiče.
Poznámka! Průřez objímky pro připojení vodičů musí odpovídat průřezu vodiče. Pokud použijete objímku s menším průřezem, pak pro vložení drátu do objímky budete muset zmenšit její průřez, což negativně ovlivní kontakt. Pokud použijete objímku s větším průřezem než drát, pak bude plocha kontaktního spojení mnohem menší, což opět povede k přehřátí kontaktu.
- Pro připojení vodičů různých sekcí existují objímky s různými průměry vstupních otvorů. Mohou být také použity pro připojení více než dvou vodičů v jedné objímce.
- Objímky pro připojení hliníkových drátů mají přísně požadovanou délku. Věřte, že výrobce nedělal v objímce rezervu, takže rozříznutí návleku na polovinu v zájmu úspory je velmi špatná varianta. Koneckonců, při připojení dvou vodičů by mělo být krimpování provedeno dvakrát s opačnými krimpy. Pokud rukáv přestřihnete napůl, tak se vám to nepodaří a kontakt bude nekvalitní.
- Další často kladená otázka se týká spojení mezi lankovým hliníkovým drátem a plným drátem. Takové spojení je možné provést pomocí krimpování a bude dostatečně kvalitní. Hlavní věcí je vybrat objímku s příslušnými průměry vtoků. Ve většině případů se jedná o dráty různých průřezů.
Způsob svařování spojovacích hliníkových drátů
Nejlepší kvalita spojení je zajištěna svařováním. Vzhledem k tomu, že drát v tomto případě tvoří jeden celek, prakticky odpadají problémy s přechodovými odpory, možností snížení přítlačné síly a mnoho dalšího. I tady je ale spousta problémů.
- Faktem je, že, jak jsme řekli výše, na povrchu hliníku se tvoří oxidový film. Má úplně jinou tepelnou a elektrickou vodivost než samotný hliník. V tomto ohledu je svařování hliníkových drátů obtížné.
- Protože se teploty tavení oxidu a hliníku liší, pokusy jednoduše svařit dráty uhlíkovou elektrodou nebudou příliš úspěšné. Na roztavených kapkách hliníku zůstanou oxidy a samotná sloučenina nebude homogenní, jako na videu.
- Chcete-li tento problém odstranit, můžete odstranit oxidy z povrchu mechanicky, ale je to pracné a ne vždy účinné, protože k vytvoření nového filmu dochází téměř okamžitě.
- Na základě toho se ve většině případů ke svařování používají různá tavidla, která mohou zničit oxidový film. Tento materiál by měl zničit oxidový film a prakticky nereagovat na čistý kov, navíc by neměl při svařování produkovat škodlivé sloučeniny. Výběr takového materiálu je poměrně obtížný a často musíte udělat kompromis.
- Ale i při použití tavidel je poměrně obtížné provést svařované spojení vodičů vlastníma rukama bez řádné přípravy. To je způsobeno tím, že je nesmírně důležité zvolit správné svařovací napětí (obvykle ne více než 20V) a dobu expozice na vodiči (obvykle 1-2 sekundy).
Poznámka! Kromě elektrického svařování hliníkových drátů je zcela běžné také svařování plynem. Má své vlastní charakteristiky týkající se jak použitých materiálů, tak teploty svařování.
Spojování hliníkových vodičů pájením
Poslední možností, kterou lze pro připojení zásuvek hliníkovými dráty použít, je pájení. Tato metoda je poměrně pracná a jen stěží ji lze nazvat rychlou.
Proto se pro elektrárny používá extrémně zřídka a v nízkonapěťových sítích se hliníkové dráty používají poměrně zřídka kvůli jejich tuhosti. Přesto zvažme tuto možnost.
- Hlavním problémem zde, stejně jako v případě svařování, je oxidový film. Kromě toho existuje takový problém, jako je nedostatek vizuální kontroly nad teplotou drátu. Při dlouhodobém vystavení vysokým teplotám může hliník skutečně změnit své fyzikálně-chemické vlastnosti.
- Na základě toho se proces pájení hliníku stává poměrně složitým. V první řadě se musíme zbavit oxidu na jeho povrchu. To lze provést pomocí jakýchkoli abrazivních materiálů, ale neměli byste být horliví, protože nový film se tvoří téměř okamžitě. Naším úkolem je pouze snížit jeho tloušťku.
- Poté jsou dráty upevněny a na dráty se dotýká pájka a tavidlo. Jako pájku je lepší použít TsOP-40 nebo jeho analogy.
- Tavidlo pro pájení hliníku je F – 59A, F – 61, F – 34 nebo jiné podobné složení. Docela dobře ničí oxidový film.
- Když se pájka dotkne drátů, měly by se přes ně oškrábat, aby tavidlo snáze rozložilo oxidový film. Pokud se pájení provádí bez použití tavidla, pak by intenzita tření pájky na drátech měla být intenzivnější.
Výkon
Nejjednodušší možností je připojení hliníkového drátu s objímkou a pomocí svorek. Současně použití krimpování nevyžaduje další materiály, ale vyžaduje přítomnost krimpovacího zařízení.
Použití kleští a jiných pomocných nástrojů může ovlivnit kvalitu spoje, proto je jejich použití nepřijatelné. Při porovnání ceny a kvality je však metoda krimpování jednou z nejlepších pro připojení hliníkových drátů.
Existuje mnoho pověstí o spojení měděného a hliníkového drátu. Někteří říkají, že na tom není nic špatného a uvádějí příklady, kdy taková spojení trvají desítky let, jiní zase, že z praxe vědí, jak rychle se porouchají. Komu věřit a jak správně připojit takové dráty, budeme diskutovat v našem článku.
Proč nemůžete připojit měděný a hliníkový drát
Nejprve si ujasněme, proč nemůžete tyto vodiče spojit dohromady a co potřebujete k tomu, aby takové spojení vydrželo mnoho let. K tomu se budeme muset trochu ponořit do teorie a pochopit strukturu těchto kovů.
Proč nemůžete připojit měděný a hliníkový drát
Abychom pochopili, jak připojit měděný a hliníkový drát, pojďme zjistit, co je s takovým spojením špatné. Ostatně teorií o nepřípustnosti takového spojení existuje více a téměř všechny mají racionální zrno.
Jako každý jiný kov, měď a hliník oxidují, když jsou vystaveny kyslíku. V důsledku toho se na jejich povrchu vytvoří oxidový film. Film oxidu mědi prakticky neinterferuje s průchodem elektrického proudu, ale film oxidu hlinitého má poměrně vysoký odpor.
Pokud spojíme měděné a hliníkové dráty, bez ohledu na to, jak moc chceme, kovy budou interagovat. Hliník je aktivnější kov, a proto, když se mezi spojením objeví vlhkost, která je v každém případě přítomna ve vzduchu, začíná proces elektrolýzy, to znamená, že ionty hliníku se přenášejí na měď.
Výsledkem je, že hliníkový vodič ztrácí svou hmotnost. Tvoří se v něm dutiny a dutiny. Ty zase také oxidují a dále urychlují proces elektrolýzy. A čím více vlhkosti ve směsi, tím rychleji tento proces probíhá.
V důsledku toho máme téměř zničený hliníkový vodič. Jeho průřez se zmenší, což znamená, že se zvýší proudová hustota. Proudová hustota se zvyšuje, kov se začne více zahřívat a v důsledku to povede buď k vyhoření hliníku na křižovatce, nebo v nejhorším případě k požáru.
Jak připojit měděný a hliníkový vodič
Ale můžete připojit měděný drát k hliníkovému. K tomu stačí umístit mezi tyto dva vodiče třetí materiál nebo zcela vyloučit možnost pronikání vlhkosti do místa styku kovů.
- Podívejme se na obě tyto možnosti. Začněme tím nejjednodušším – umístěním třetího kovu mezi vodiče. Obvykle se k tomu volí i neaktivní kov, abychom opět neměli proces elektrolýzy. A obvykle pokyny doporučují k tomu použít mosaz.
- To je způsobeno skutečností, že tento materiál má poměrně dobré elektrické vlastnosti. Je chemicky stabilní a narušuje proces elektrolýzy.
- Někteří doporučují k tomu použít běžnou ocel nebo nerezovou ocel. Ale to byste neměli dělat. Faktem je, že tyto materiály nemají příliš dobrou vodivost. Proto, když jimi procházejí velké proudy, budou velmi horké. V důsledku toho můžeme znovu dostat požár.
Poznámka! Pokud se přesto rozhodnete pro šroubový spoj, můžete místo ocelové podložky použít mosaznou podložku. Pokud máte kov, můžete si ho vystřihnout sami. Možnost s ocelovou podložkou lze použít pouze v sítích s nepříliš velkým zatížením.
- Druhou možnou možností je zabránit vnikání vody do spojnice kovů. Utěsnění spojení bude příliš drahé a ne vždy spolehlivé. Proto se k tomu ve většině případů používá speciální pasta, jako na videu.
- Tato pasta zabraňuje nejen pronikání vlhkosti do kontaktní spáry, ale také kyslíku. V důsledku toho hliník velmi mírně oxiduje, protože vytvoření oxidového filmu trvá doslova několik sekund. A díky nepřítomnosti vlhkosti na křižovatce nedochází k nejstrašnějšímu procesu takového spojení – elektrolýze.
Jak správně připojit měděné a hliníkové vodiče
Když znáte příčiny a možná řešení problému, můžete začít analyzovat otázku, jak správně připojit měděné a hliníkové dráty. A zde je několik zcela logických odpovědí, z nichž některé jsme již uvedli v části výše.
Začněme otázkou mazání. Může to být technická vazelína, lithol nebo jakékoli jiné mazivo, které zabraňuje oxidaci kovu a pronikání vlhkosti. Zde ale vyvstává otázka s následnou izolací takového spojení. Elektrická páska totiž velmi špatně přilne k mazivu a teplem smrštitelná ji může jednoduše vymáčknout.
Poznámka! V každém případě jsou kroucené spoje zakázány. A pro takové různé kovy může být kroucení dvojnásob destruktivní.
Výkon
Na otázku, jak nejlépe připojit měděný a hliníkový drát, neexistuje jednoznačná odpověď. Ostatně vše zde závisí na místních podmínkách a dostupných zásobách. Ale v každém případě je takových možností poměrně hodně. Pouze jejich přímé kroucení není povoleno, což je v každém případě zakázáno pravidly PUE.
