Co je v elektrotechnice Nepřipojujte přímo měděné a hliníkové vodiče, není tajemstvím ani pro mnoho obyčejných lidí, kteří s elektrikou nemají nic společného. Ze strany stejných obyvatel je často kladena otázka profesionálním elektrikářům: “Proč?”.
Proč jsou mláďata jakéhokoli věku schopna zahnat kohokoli do slepé uličky. Zde je podobný případ. Typická profesionální odpověď: „Proč, proč. Protože to bude hořet. Zvláště pokud je proud velký. Ale ne vždy to pomůže. Protože za tím často následuje další otázka: „Proč to bude hořet? Proč měď a ocel nehoří, hliník a ocel nehoří a hliník a měď nehoří?
Na poslední otázku jsou různé odpovědi. Tady jsou některé z nich:
1) Hliník a měď mají různé koeficienty tepelné roztažnosti. Když jimi prochází proud, různě se roztahují, když se proud zastaví, různě se ochlazují. Výsledkem je, že série roztahování a zužování mění geometrii vodičů a kontakt se uvolňuje. A pak již v místě špatného kontaktu dojde k zahřátí, to se ještě zhorší, objeví se elektrický oblouk, který to celé dokončí.
2) Hliník vytváří na svém povrchu oxidový nevodivý film, který od samého začátku zhoršuje kontakt a pak proces jde stejnou rostoucí cestou: zahřívání, další zhoršování kontaktu, oblouk a destrukce.
3) Hliník a měď tvoří “galvanický pár”, který si prostě nemůže pomoct a přehřívá se v místě kontaktu. A opět topení, oblouk a tak dále.
Kde je koneckonců pravda? Co se tam děje, na křižovatce mědi a hliníku?
První z uvedených odpovědí je stejně nekonzistentní. Zde jsou tabulkové údaje o lineárním koeficientu tepelné roztažnosti pro kovy používané pro elektroinstalaci:
měď – 16,6 * 10 -6 m / (m * gr. Celsius);
hliník – 22,2 * 10 -6 m / (m * gr. Celsia);
ocel – 10,8 * 10 -6 m / (m * gr. Celsia).
Je zřejmé, že pokud by šlo o koeficienty roztažnosti, pak by nejspolehlivější kontakt byl mezi ocelovým a hliníkovým vodičem, protože jejich koeficienty roztažnosti se liší o faktor dva.
Ale i bez tabulkových údajů je zřejmé, že rozdíly v lineární tepelné roztažnosti jsou poměrně snadno kompenzovány použitím spolehlivých svorek, které vytvářejí konstantní tlak na kontakt. Kovy stlačené například pomocí dobře utaženého šroubového spojení se mohou roztahovat pouze do strany a teplotní změny nejsou schopny vážně oslabit kontakt.
Možnost s oxidovým filmem také není zcela správná. Koneckonců, stejný oxidový film umožňuje spojovat hliníkové vodiče s ocelí a s jinými hliníkovými vodiči. Ano, samozřejmě se doporučuje použití speciálního maziva proti oxidům, ano, doporučuje se systematická revize sloučenin zahrnujících hliník. To vše je ale povoleno a funguje léta.
Ale verze s galvanickým párem má skutečně právo na existenci. Tady se to ale stále neobejde bez oxidů. Ostatně měděný vodič se také rychle obalí oxidem, jen s tím rozdílem, že oxid mědi víceméně vede proud.
Ale pokud jsou spojeny měděný a hliníkový vodič, jejich oxidy mají možnost disociace, tedy rozpadu na nabité ionty. Disociace je možná díky přirozené vlhkosti, která je vždy přítomna ve vzduchu. Ionty oxidů hliníku a mědi, které jsou částicemi s různým elektrickým potenciálem, se začínají účastnit procesu toku proudu. Začíná proces známý jako “elektrolýza” (viz – Aplikace elektrolýzy).
Během elektrolýzy ionty přenášejí náboje a pohybují se samy. Ale kromě toho jsou ionty koneckonců částicemi kovových vodičů. Když se pohybují, kov je zničen, tvoří se mušle a dutiny. To platí zejména pro hliník. No, tam, kde jsou dutiny a skořepiny, už není možné mít spolehlivý elektrický kontakt. Špatný kontakt se začne zahřívat, ještě zhorší a tak dále až k požáru.
Všimněte si, že čím je okolní vzduch vlhčí, tím intenzivněji probíhají všechny výše uvedené procesy. A nerovnoměrná tepelná roztažnost a nevodivá vrstva oxidu hlinitého jsou pouze přitěžující faktory, nic víc.
K článku je navíc užitečná tabulka, která přehledně ukazuje kompatibilitu a nekompatibilitu jednotlivých kovů a slitin při jejich kombinaci. Měď a hliník nelze vzájemně spojovat, protože jsou nekompatibilní.
Kompatibilita některých kovů a slitin
Poznámka: S – kompatibilní, N – nekompatibilní, P – kompatibilní při pájení, s přímým spojením tvoří galvanický pár.
Doufám, že vám byl tento článek užitečný. Podívejte se také na další články v kategorii Zajímavosti, Elektřina v domě
Téměř každý (elektrikáři i lidé daleko od „elektřiny“) ví, že připojení měděných a hliníkových drátů při instalaci elektrického vedení je přísně „kontraindikováno“ a může vést nejen k selhání elektrického vedení, ale také k požáru. . Existují však situace, kdy si okolnosti vynutí přechod z mědi na hliník nebo z hliníku na měď, a tedy k připojení měděných a hliníkových drátů.
V žádném případě není možné připojit měděné a hliníkové dráty pouhým kroucením. Nemohou být spojeny (zkrouceny), protože takové spojení může vést k vážným problémům v elektrickém vedení v důsledku zhoršování elektrického kontaktu mezi měděnými a hliníkovými vodiči v průběhu času (a to vede k silnému zahřívání (zpočátku pouze v místě přímého připojení a následně se zahřívání šíří „dále a hlouběji“), postupné zničení izolace vodičů a v důsledku toho zkrat). Odborníci obvykle jmenují tři hlavní, podle jejich názoru, příčiny zahřívání v průběhu času v důsledku zhoršení kontaktu na křižovatce měděných a hliníkových drátů. Jedná se o elektrochemickou korozi (protože měď a hliník spolu tvoří „galvanický pár“), oxidový film (vytvoří se na povrchu vodičů a zhoršuje elektrickou vodivost v místě kontaktu) a ne o stejnou změnu tvaru mědi. a hliníkové vodiče (při opakovaných cyklech ohřev-chlazení kvůli různým koeficientům tepelné roztažnosti mědi a hliníku). Nedokážu říci, do jaké míry a které, nebo které z těchto faktorů (a pouze zda mají) časem ovlivňují nebo mohou ovlivnit zhoršování kontaktu mezi hliníkovými a měděnými dráty v zákrutu, ale faktem je, že kroucení hliník a měď se časem začnou zahřívat. A zahřívá se tím více, čím více proudu prochází sítí.
Pro vytvoření „trvanlivého“ a spolehlivého kontaktu mezi hliníkovými a měděnými dráty by neměl být povolen přímý kontakt mezi mědí a hliníkem (a pokud je takový kontakt nevyhnutelný, jsou nutné další kroky k zajištění spolehlivého kontaktu), pro který lze použít následující způsoby připojení být použit:
Kroucený spoj s následným pájením
Nejjednodušší způsob připojení vodičů je kroucení. A ačkoli tato metoda, mírně řečeno, není vítána pravidly pro elektrické instalace, stále se často používá při instalaci elektrického vedení v obytných prostorách. A pokud je zákrut vyroben z měděných a hliníkových drátů, pak pro dosažení spolehlivého a odolného kontaktu mezi těmito vodiči je nutné dráty před kroucením pocínovat a poté konec hotového zákrutu připájet. Je třeba poznamenat, že pro pocínování hliníkového drátu je zapotřebí speciální kyselina.
Zkroucené spojení měděných a hliníkových drátů s následným pájením se obvykle používá ve spojovacích krabicích při instalaci skrytého elektrického vedení nebo při výměně části elektrického vedení.
Šroubové spojení
Šroubové spojení měděných a hliníkových drátů (s podložkou jako separátorem) vytváří poměrně spolehlivý kontakt, ale má (ve srovnání s pájeným „věčným“ zákrutem) několik nevýhod. Postupem času je možné uvolnění šroubového spoje, takže použití gravírovací podložky je povinné, aby se zabránilo rozvinutí šroubového spoje. Ale i při použití rytce je to stejné (i když poměrně zřídka), ale takové spojení může vyžadovat dodatečné utažení. Také takové spojení je vzhledem ke svým rozměrům obtížně použitelné ve spojovacích krabicích s malým vnitřním prostorem.
Připojení přes svorkovnici
Připojení měděných a hliníkových vodičů pomocí šroubové svorkovnice je relevantní v případě, kdy je skrytá elektroinstalace vyrobena z hliníku a nástěnná nebo stropní svítidla připojená k elektroinstalaci mají lankové (ohebné) měděné vodiče. Tento způsob připojení je poměrně spolehlivý, jednoduchý a rychlý. Hlavní věcí při instalaci je nepřehánět to s utahováním šroubu, aby nedošlo k přiskřípnutí drátu šroubem nebo k porušení upevňovacího závitu. Časem může toto spojení vyžadovat mírné dodatečné utažení šroubu.
Připojení pomocí koncovky kabelu
Spojení měděných a hliníkových drátů pomocí kabelové objímky poskytuje spolehlivý elektrický kontakt, je trvanlivé, nevyžaduje další akce k obnovení spolehlivosti kontaktu v průběhu času. Spojení s objímkou je jednodílné. Spojovací objímky mohou být buď konvenční, kovové, nebo speciálně navržené pro úkol popsaný v tomto článku – měď-hliník. Je žádoucí, aby průřez použitý pro připojení měděných a hliníkových drátů byl stejný nebo blízký. S výhradou zajištění spolehlivé elektrické izolace objímky lze toto spojení použít pro pokládku do stroboskopu při obnově skrytého elektrického vedení v místě poškození nebo poruchy drátu. Relativní nevýhodou použití kabelových objímek pro připojení vodičů je nutnost nákupu krimpovacího zařízení a „jednorázovost“ samotných objímek.
Toto jsou nejběžnější způsoby připojení měděných a hliníkových drátů „v každodenním životě“. Pro spojení mědi a hliníku ve „velké energetice“ se používají také kabelové spojky, odbočné svorky, koncovky atd. Ale to je úplně jiný příběh.
