Способы надёжного соединения проводов

В статье мы расскажем о способах соединения проводов в распределительных коробках, поговорим о подготовке проводников для подключения бытовых приборов и установочных изделий.

Электропроводка жилых помещений состоит из множества элементов, это — различные токоведущие проводники (кабели), защитные устройства, электроустановочные изделия, отдельные потребители тока. Чтобы собрать все компоненты системы в единую цепь и при этом сделать электроснабжение функциональным и безопасным, необходимо качественно их между собой соединить, или, как говорят, скоммутировать (коммутацией называются процессы, происходящие при замыкании или размыкании электрических цепей).

Неподготовленному человеку на первый взгляд может показаться, что ничего сложного здесь быть не должно. Но, работая с электрикой «по наитию», не важно, переносим какую-то единичную розетку, подключаем светильник или собираем сложную систему управления, мы серьёзно рискуем. Опытные электрики знают, что электромонтаж — это в первую очередь «борьба за контакт», так как именно разрыв цепи, а не короткое замыкание, является наиболее распространённой проблемой, с которой приходится сталкиваться. Очевидно, что места соединений в цепи (клеммы, скрутки) являются самыми уязвимыми, так как в этих точках может ослабевать механическая плотность контакта (уменьшается площадь контакта), на проводниках со временем образуется оксидная плёнка с очень высоким сопротивлением. Плохой контакт становится причиной нагрева токоведущих жил, искрения в местах коммутации — это последствия возникновения переходного контактного сопротивления. Полное отгорание провода и обесточивание участка, когда не работает бытовая техника, или пропал свет, это неприятно, но проблема решается. Хуже, если нагревается и разрушается изоляция проводов, что грозит поражением человека электрическим током или возникновением пожара.

В последнее время нагрузка на проводку серьёзно повысилась, поэтому к коммутации теперь предъявляются ещё более жёсткие требования пожарной и электрической безопасности. Однако, если раньше вариантов соединения было не много, то теперь появились надёжные современные приспособления, облегчающие коммутацию проводки. Кроме сварки и пайки с последующей ленточной изоляцией скрутки, в бытовой сети можно применить колпачки СИЗ, различные клеммные винтовые и пружинные колодки, всевозможные изолированные и открытые наконечники, ответвительные сжимы. Эти изделия помогут качественно соединить провода в распаечных коробках, собрать распределительный щит, подключить бытовую технику и осветительные приборы, розетки и выключатели.

Есть несколько ключевых объективных факторов, влияющих на выбор способа коммутации, или на применение конкретных приспособлений. Давайте просто перечислим основные:

• мощность и количество потребителей (читай: суммарное сечение проводников);
• материал токоведущих жил (медь или алюминий);
• тип кабелей (плоский или круглый, жёсткий или мягкий многожильный, в одинарной или двойной изоляции);
• назначение узла (групповое или единичное ответвление, концевое подключение);
• наличие подвижности проводов или вибраций возле них;
• повышенная температура, влажность;
• применение внутри помещений или на улице.

Соединение проводов в распределительных коробках

Согласно положениям ПУЭ, разветвление проводов бытовой сети может производиться только в распределительной (распаечной) коробке. Распаечные коробки позволяют во время эксплуатации проводки быстро добраться до концов любой отдельной ветки, при необходимости обнаружить, какая из них оборвана или имеет короткое замыкание. Также всегда можно проинспектировать состояние контактов внутри коробки, произвести их техническое обслуживание. Современные коробки из ПВХ применяются для открытой и скрытой проводки, они обладают достаточной надёжностью и расширенной функциональностью: легко устанавливаются на различных поверхностях, удобны для электромонтажных манипуляций.

Чтобы всегда иметь доступ к соединённым проводам, все распределительные коробки располагают на свободных участках стен, наиболее рационально устанавливать их со стороны коридоров, например, над дверью запитанной комнаты. Естественно, коробки нельзя наглухо заштукатуривать, или зашивать внутри строительных каркасов, допустимый декоративный максимум — это тонкослойная отделка поверх крышки (краска, обои, декоративная штукатурка).

Для обустройства освещения и силовых цепей (выводов и розеток) рекомендуется применение отдельных распределительных коробок для каждого помещения. Такое разделённое питание позволяет сделать электропроводку жилища более сбалансированной и безопасной, так как «свет» и «розетки» отличаются по рабочим нагрузкам и условиям эксплуатации, к ним предъявляются различные требования. Более того, намного проще потом произвести модернизацию или ремонт проводки, и далеко не всегда все провода комнаты можно нормально разметить в одном корпусе.

Коммутация проводов в любой распределительной коробке может осуществляться по одному и тому же принципу. В большинстве случаев изначально применяется «скрутка», но простого обматывания проводников изолентой недостаточно — она обязательно должна быть усилена дополнительными операциями, которые призваны увеличить площадь контакта соединяемых токоведущих жил и уменьшить окисление материалов. Пункт 2.1.21 ПУЭ предлагает следующие варианты:

• пайка
• сварка
• опрессовка
• обжим (болтами, винтами и т. п.)

Опрессовка проводов

Суть данного способа заключается в том, что скрученные провода заводятся в специальную гильзу-наконечник из металла, которая сжимается ручными клещами, механическим или гидравлическим прессом. Опрессовывание может производиться либо местным вдавливанием, либо сплошным обжатием. Такое соединение проводов считается одним из самых надёжных. Опрессовка позволяет очень плотно сжать жилы, увеличивая площадь контакта, механическая прочность подобной коммутации — наивысшая. Применяется этот метод как для медных проводов, так и для алюминиевых.

Процесс опрессовки состоит из нескольких операций, каждая из которых имеет свои нюансы:

1. Провода освобождаются от изоляции на 20–40 мм от края в зависимости от рабочей длины гильзы.
2. Жилы щёткой или наждаком зачищаются до блеска.
3. С помощью плоскогубцев производится тугая скрутка.
4. По суммарному сечению скрутки подбирается гильза ГАО с необходимым внутренним диаметром, а также подходящий пуансон и матрица.
5. Гильза изнутри обрабатывается кварцевазелиновой пастой (если с завода она идёт «сухая»).
6. Скрутка вставляется в гильзу.
7. Производится обжатие скрутки пресс-клещами. Необходимо, чтобы оснастка инструмента полностью сомкнулась.
8. Проверяется качество соединения — провода не должны двигаться в наконечнике.
9. Гильза соединённых проводников оборачивается изолентой в три слоя, при толщине наконечника до 9 мм может применяться полиэтиленовый изолирующий колпачок.

Обжим проводников

Обжим проводников может производиться с помощью клеммных колодок, колпачков СИЗ или зажимов WAGO.

Корпус клеммной колодки выполняется из пластика, внутри него расположены гнёзда с резьбами и зажимными винтами. Провода могут заводиться под единичные винты клеммы навстречу друг другу, либо один проводник проходит через всю колодку и фиксируется двумя винтами. Некоторые распределительные коробки компонуются стандартными колодками.

Явным плюсом коммутации на клеммной колодке считается возможность соединять медные и алюминиевые провода, которые в данном случае не имеют прямого контакта. Недостатком считается необходимость подтягивать болтовой зажим, если применяются алюминиевые жилы.

Колпачки СИЗ (соединительные изолирующие зажимы) также изготовлены из прочного негорючего полимера, который, являясь изолятором, обеспечивает механическую и противопожарную защиту. Они с усилием накручиваются на скрутку проводников, тогда коническая металлическая пружина, находящаяся внутри колпачка, раздвигается и сжимает токоведущие жилы. Как правило, внутренняя полость СИЗ обрабатывается пастой, предотвращающей окисление.

Зажимы WAGO для распределительных коробок — безвинтовые, здесь сжатие выполняется пружиной, необходимо только вставить зачищенный провод в клемму. Эти клеммники рассчитаны на соединение до восьми проводов сечением 1–2,5 мм² или на три жилы сечением от 2,5 до 6 мм², при этом пружина воздействует на проводник с подходящей для каждого провода силой. Зажимы нормально функционируют при рабочих токах до 41 А для 6 квадратов, 32 А для 4 квадратов и 25 А для 2,5 квадрата. Интересно, что универсальные зажимы WAGO позволяют соединять в одном корпусе провода различного сечения (от 0,75 до 4 мм²).

Эти приспособления могут быть предназначены для жёсткого проводника, или для мягкого многожильного. Из-за того что нет прямого контакта соединяемых жил, можно коммутировать медные провода и алюминиевые, при этом производить регулярную ревизию сжатия алюминия необходимости нет. Внутри клеммники WAGO также имеют пасту, которая разрушает окисную плёнку и улучшает контакт, однако зажимы для медных проводников контактной пастой не наполняются. Работать с такими соединяющими изделиями очень легко, они быстро устанавливаются, без применения дополнительных инструментов, они — компактны и надёжны. Необходимо сказать, что WAGO, не единственная фирма, выпускающая безвинтовые подпружиненные клеммники.

Какой бы тип обжимного устройства не применялся, необходимо точно подбирать его по сечению отдельного проводника или скрутки, так как слишком большая клемма может не обеспечить нормального контакта. Не всегда в данном случае можно доверять маркировке — лучше проверить соответствие крепежей и проводников на месте. Рекомендуем во время монтажа иметь ассортимент обжимных клеммников по типоразмерам. Обратите внимание, что для работы с алюминием необходимо применять контактный гель, медный и алюминиевый проводник нельзя соединять в одной скрутке. После обжима всегда необходимо проверять прочность фиксации жил в клемме.

Пайка проводов

В силу технологической сложности этот метод соединения применяется довольно редко, в основном когда по каким-то причинам невозможно использовать опрессовку, обжим или сварку. Паять можно жилы из алюминия и из меди, следует лишь подобрать правильный припой. Для разветвления проводов сечением до 6–10 мм² подходит обычный паяльник, но более массивные провода придётся разогревать портативной газовой горелкой (пропан + кислород). Для пайки необходимо применять флюс в виде канифоли или её спиртового раствора.

Плюсами пайки считают высокую надёжность соединения, по сравнению с обжимом (в частности, имеем увеличенную площадь контакта). Также этот способ является довольно недорогим. К недостаткам коммутации строительных проводов пайкой стоит отнести длительность работы, техническую сложность процесса.

Пайка проводников выглядит следующим образом:

• провода зачищаются от изоляции;
• жилы наждаком шлифуются до металлического блеска;
• делается скрутка длиной 50–70 мм;
• пламенем горелки или паяльником жила разогревается;
• металл покрывается флюсом;
• в рабочую зону вводят припой или на 1–2 секунды погружают горячую скрутку в ванночку с расплавленным припоем;
• после остывания паяная скрутка изолируется изолентой или полимерными колпачками-наконечниками.

Сварка

Наиболее часто для надёжной коммутации проводов в распределительной коробке электрики используют сварку контактным разогревом. Сваривать можно скрутку с суммарным сечением до 25 мм². Под действием электрической дуги на торце скрутки образуется сплавление металла нескольких жил в единую каплю, и тогда ток во время эксплуатации электрической цепи протекает даже не по телу скрутки, а через образованный монолит. Если всё сделать правильно, то соединение получается не менее надёжным, чем цельный провод. Данный метод не имеет технологических и эксплуатационных недостатков, единственное — необходимо приобрести подходящий сварочный аппарат.

Сварку медных жил производят постоянным или переменным током с напряжением от 12 до 36 В. Если говорить о заводских сварочных агрегатах, то лучше применять инверторные устройства с чувствительной регулировкой сварочного тока, которые отличаются малым весом и габаритами (во время работы их иногда носят на плече), могут запитываться от бытовой сети. Кроме того, инверторы обеспечивают хорошую стабильность дуги при малых токах сварки. Из-за высокой стоимости инверторов, очень часто электрики применяют самодельные аппараты для сварки, изготовленные из трансформатора мощностью более 500 Вт, с напряжением вторичной обмотки 12–36 вольт. Масса и держатель электрода подключается ко вторичной обмотке. Сам электрод для сварки медных жил должен быть неплавким — угольным, это заводской обмеднённый «карандаш» или самодельный элемент из подобного материала.

Если для сварки проводов применяется фабричный инвертор, то для жил различного сечения рекомендуется выставить следующие показатели рабочего тока: 70–90 ампер подойдёт для соединения двух или трёх проводов сечением в 1,5 квадрата, провода сечением 2,5 мм² сваривают при 80–120 амперах. Эти показатели ориентировочные, так как точный состав жилы может варьироваться у разных производителей — рекомендуется протестировать аппарат и определённую силу тока на обрезках проводников. Правильно подобранные показатели — это когда дуга стабильна, а электрод на скрутке не залипает.

Процесс сварки проводов включает в себя следующие операции:

• жилы очищаются от изоляции (около 40–50 мм);
• плоскогубцами делается плотная скрутка, её конец подрезается, чтобы торцы проводов имели одну длину;
• к скрутке подключается зажим массы;
• угольный электрод на 1–2 секунды подносится к торцу скрутки (чтобы изоляция не расплавилась, но образовался цельный медный шарик;
• после остывания сваренная скрутка изолируется изолентой, термоусадочной трубкой или пластиковым наконечником.

Выполняя соединение проводов, следует соблюдать технику безопасности и принимать противопожарные меры, как для любых сварочных работ. Рекомендуется применять сварочную маску или специальные очки со светофильтром, не лишними будут сварочные краги или рукавицы.

Присоединение проводов к клеммам электрооборудования

Подключение бытовых приборов и различных электроустановочных изделий также являются важным этапом коммутации проводки. От надёжности электрических соединений в данных узлах зависит работоспособность потребителей, а также защита пользователей и пожарная безопасность.

Технология присоединения токоведущих жил к оборудованию регулируется ПУЭ, действующими СНиПами, а также «Инструкцией по оконцеванию, соединению и ответвлению алюминиевых и медных жил изолированных проводов и кабелей и соединению их с контактными выводами электрических устройств». Так же как и разветвления проводников в распределительных коробках, для оконцевания и подключения применяется пайка, сварка, опрессовка, винтовой или пружинный обжим. Тот или иной способ выбирается в первую очередь в зависимости от конструкции оборудования, а также от свойств токоведущего проводника.

Винтовой обжим применяется в большинстве типов современного оборудования. Клеммы под винт есть в розетках и выключателях, люстрах и светильниках, в различных бытовых приборах (встроенный вентилятор, кондиционер, варочная поверхность). Обжимными гнёздами снабжаются элементы распределительного щита: автоматы защиты, УЗО, электросчётчик, здесь же используются коммутационные шины с винтовыми зажимами.

Следует заметить, что удобные подпружиненные клеммники также могут применяться для подключения оборудования. Например, очень часто безвинтовыми клеммами комплектуются выключатели, компания WAGO выпускает специальную серию зажимов для подключения люстр и светильников, а также для коммутации в ВРУ (клеммы, устанавливаемые на ДИН-рейке).

Обратите внимание, что для подключения обжимным методом мягкие многопроволочные жилы должны быть оконцованы изолированными наконечниками (коннекторами). Для жёстких монолитных жил коннекторы не нужны. Если не использовать наконечники, то мягкую жилу перед подключением следует плотно скрутить и облудить припоем. Размер наконечника выбирается в зависимости от сечения проводника, а геометрия контактной части — в зависимости от типа клеммы на подключаемом устройстве и особенностей эксплуатации. Например, для зажимного тоннельного гнезда применяется коннектор в виде штырька, для фиксации гайкой на болту — кольцевой или вилочный. В свою очередь, вилочный наконечник не рекомендуется к применению, если прибор подвижен или возможна вибрация в зоне коммутации.

Если под болт необходимо зажимать жёсткий однопроволочный проводник (медь или алюминий) сечением до 10 мм², то его можно с помощью круглогубцев изогнуть в виде кольца подходящего радиуса. Кольцо стеклянной шкуркой или наждачной бумагой зачищается от оксидной плёнки, смазывается кварцевазелиновым гелем и надевается на болт (кольцо должно обвивать болт по часовой стрелке), после чего оно накрывается шайбой-звёздочкой (предотвращает выдавливание проводника), гровером (пружинит соединение, не даёт раскрутиться при вибрациях), и сборный зажим плотно затягивается гайкой. Если под болт следует зажать жилу большого сечения (от 10 мм²), то методом опрессовки на проводник насаживается металлическая гильза с кольцом.

Практические советы по коммутации электрических проводов

Коммутация проводов является очень ответственной работой, при этом процесс сборки цепи имеет массу нюансов, которые для удобства стоит объединить в один список:

1. Зачищайте провода с помощью специальных клещей, так как при снятии изоляции ножом очень часто уменьшается сечение жилы.
2. Всегда снимайте с проводника оксидную плёнку. Применяйте стеклянную шкурку или наждак, используйте специальные жидкости и контактную пасту.
3. Скрутку делайте на пару сантиметров длиннее, а затем лишнее обрезайте.
4. Максимально точно подбирайте диаметр гильзы или наконечника.
5. Заводите проводник под клемму или гильзу/наконечник до самой изоляции.
6. Следите, чтобы изоляция провода не попадала под зажим.
7. Если есть возможность, в тоннельную винтовую клемму заводите и зажимайте там не единичную мягкую жилу, а свёрнутую вдвое.
8. Применяя изоленту, мотайте её с перехлёстом витков в три слоя, обязательно заходите на изолирующую оболочку проводника. Изоленту можно заменить термоусадкой или пластиковыми колпачками.
9. Винтовые клеммные колодки обязательно оборачивайте изолентой.
10. Всегда механически проверяйте прочность соединения — подёргайте проводники.
11. Никогда не соединяйте напрямую медь и алюминий.
12. Прочно крепите кабель возле зоны коммутации, чтобы провод не тянул вниз, и на соединение не оказывалось какое-либо механическое воздействие.
13. Пользуйтесь цветовой маркировкой проводников, допустим, во всей внутридомовой сети коричневый проводник будет фазой, синий — нулём, жёлтый — заземлением.
14. Примите для монтажа всех устройств единую схему подключения (например, фаза на розетках зажимается на правой клемме, а нейтраль — не левой).
15. Самостоятельно маркируйте оба конца всех проводов — шариковой ручкой на внешней оболочке, на расстоянии 100–150 мм от края проводника, пишите его назначение (например, «роз. кухня рабочий стол» или «свет спальня»). Также можно воспользоваться бирками или кусочками малярного скотча.
16. Оставляйте удобный для монтажа запас проводов. Для распределительных коробок, розеток и выключателей нормальной длиной концов будет 100–200 мм. Для коммутации щита могут понадобиться провода длиной до одного метра, чтобы можно было часть из них завести снизу ящика, а часть — сверху.
17. Наружные кабельные каналы подводите к распредкоробкам вплотную, круглую гофру или трубы лучше на несколько миллиметров заводить в корпус.
18. Подключение розеток делаем параллельно, а выключателей — последовательно. Выключатель должен разрывать фазу, а не ноль.
19. Все провода одной скоммутированной скрутки сожмите в жгут и зафиксируйте его изолентой. Внутри коробки разведите изолированные соединения на максимальное расстояние между собой.
20. Применяйте исключительно сертифицированные материалы и специализированный инструмент.

В заключении хотелось бы ещё раз отметить важность качественного выполнения коммутационных работ. На самом деле, применяемые технологии довольно просты, необходимо просто сделать их привычкой, и тогда «культура монтажа» появится сама собой, а проводка будет надёжной и долговечной.

рмнт.ру