Почему медь нельзя просто соединить с алюминием — а через клемму можно?
В старой электропроводке нередко встречается интересная ситуация: из стены выходит алюминиевый провод, а новую розетку или участок проводки нужно подключить уже медным кабелем.
Кажется, что проще всего хорошо скрутить две жилы и забыть. Но именно такое соединение со временем может превратиться в одну из самых проблемных точек электропроводки.
Что происходит между медью и алюминием
Медь и алюминий — разные металлы с существенно различающимися электрохимическими свойствами. Если между ними появляется электропроводящая влага, возникает электрохимическая система, в которой более активный алюминий оказывается уязвимой стороной.
Но есть ещё одна проблема, не менее важная для электрика: оксидная плёнка алюминия. Она быстро образуется на поверхности металла и обладает значительно худшей электропроводностью, чем сам алюминий.
Получается неприятная цепочка:
ухудшение контакта → рост переходного сопротивления → нагрев → дальнейшее ухудшение контакта → ещё больший нагрев.
Именно поэтому внешне совершенно нормальное соединение через несколько лет может стать источником локального перегрева.
Особенно опасно то, что снаружи проблема иногда практически незаметна.
Тогда почему через другой металл соединять можно?
Вот здесь начинается самое интересное.
Задача хорошего соединителя заключается не просто в том, чтобы «положить между медью и алюминием какую-нибудь шайбу». Нужно создать стабильную контактную систему, рассчитанную на соответствующие материалы проводников.
В соединительных устройствах могут применяться контактные детали из меди, медных сплавов и других материалов, а также специальные покрытия. Например, нормативные требования к Al/Cu-зажимам прямо предусматривают возможность токопроводящих покрытий, препятствующих окислению и коррозии; в качестве одного из допустимых вариантов упоминается олово.
При этом важен не только материал промежуточной детали.
Значение имеют контактное давление, площадь соприкосновения, покрытие, защита от окисления и способность зажима сохранять давление после многократных циклов нагрева и охлаждения.
Именно поэтому случайная шайба из ящика с крепежом и сертифицированный Al/Cu-зажим — совсем не одно и то же.
Почему алюминий особенно требователен к зажиму
У алюминия есть ещё одна особенность: под длительным механическим давлением материал способен постепенно деформироваться. Поэтому соединение, которое первоначально было сильно затянуто, при неподходящей конструкции со временем может ослабнуть.
А дальше снова появляется знакомая цепочка: уменьшается площадь реального контакта, растёт сопротивление и повышается температура.
Поэтому хорошие соединительные устройства для алюминиевых проводников проектируют именно как систему, а не как простой кусок металла между двумя проводами.
Некоторые конструкции дополнительно используют контактный компаунд, препятствующий окислению. Возможность такого решения прямо предусмотрена требованиями к соединительным устройствам для алюминиевых проводников.
А что говорит ПУЭ?
Здесь есть распространённое заблуждение.
ПУЭ не устанавливает простое правило вроде: «между медью и алюминием поставьте латунную шайбу — и соединение разрешено».
Пункт 2.1.21 ПУЭ требует выполнять соединение, ответвление и оконцевание жил при помощи опрессовки, сварки, пайки или сжимов — винтовых, болтовых и других — в соответствии с действующими инструкциями.
То есть ключевой принцип — применять предназначенный для такого соединения способ и устройство, а не самостоятельно выбирать промежуточный металл.
А как же автоматы и современные клеммы?
И здесь действует тот же принцип.
Если производитель автоматического выключателя, клеммы или другого аппарата прямо указывает возможность подключения алюминиевого проводника соответствующего типа и сечения, внутри аппарата уже предусмотрена подходящая контактная система.
Именно поэтому нельзя рассуждать так: «клемма металлическая — значит алюминий подключать можно». Нужно смотреть маркировку и документацию конкретного изделия.
Для соединительных устройств существуют специальные требования к зажимам, рассчитанным на алюминиевые и медные проводники. Такие конструкции испытывают в том числе под токовой нагрузкой и при температурных циклах.
Главное правило
Проблема не в том, что медь и алюминий вообще нельзя иметь в одной электрической цепи. Проблема — в их непосредственном и неправильно организованном контакте.
Переход с алюминиевой проводки на медную совершенно нормален, если используется соединительное устройство, которое производитель предназначил для соответствующих проводников.
А вот скрутка Cu + Al или самодельный «переходник» из случайной шайбы — уже эксперимент, которому внутри распределительной коробки делать нечего.
И это хороший пример того, как маленькая деталь контактного соединения может отделять совершенно обычную электропроводку от потенциально очень горячей проблемы.
