Виды электрических соединений

Часто бывает, что в распределительную коробку приходят провода разного сечения и их необходимо соединить. Тут вроде должно быть все просто, как и с соединением проводов одного сечения, однако тут есть свои некоторые особенности. Соединять кабели разной толщины можно несколькими способами.

Помните, что нельзя в розетке на один контакт подключать два провода разного сечения, так как тонкий не будет сильно прижиматься болтом. Это приведет к плохому контакту, большому переходному сопротивлению, перегреву и оплавлению изоляции кабеля.

Как соединить провода разного сечения?

1. С помощью скрутки с пайкой или сваркой

Это самый распространенный способ. Скручивать провода можно соседних сечений, например 4 мм2 и 2,5 мм2. Вот если диаметры проводов сильно отличаются, то хорошая скрутка уже не получится. Во время скручивания нужно следить чтобы обе жилы обвивали друг друга. Нельзя допускать чтобы тонкий провод накручивался на толстый. Это может привести к плохому электрическому контакту. Не забывайте про дальнейшую пайку или сварку. Только после этого ваше соединение будет работать много лет без нареканий.

2. С помощью винтовых зажимов ЗВИ

Про них подробно я уже писал в статье: Способы соединения проводов. Такие клеммники позволяют с одной стороны завести провод одного сечения, а с другой стороны уже другого сечения. Тут каждая жила зажимается отдельным винтом. Ниже привожу таблицу, по которой можно правильно выбрать винтовой зажим для ваших проводов.

Как видите, с помощью ЗВИ можно соединять провода соседних сечений. Также не забывайте смотреть на их токовую нагрузку. Последняя цифра в типе винтового зажима обозначает величину допустимого длительного тока, который может протекать через данную клемму.

Зачищаем жилы до середины клеммы…

Вставляем их и затягиваем винты…

3. С помощью универсальных самозажимных клемм Wago.

Клеммники Wago имеют возможность соединять провода разных сечений. У них есть специальные гнезда куда «втыкается» каждая жила. Например, в одно отверстие зажима можно подключить провод 1,5 мм2, а в другое 4 мм2 и все будет работать исправно.

Согласно маркировке завода изготовителя клеммами разных серий можно соединять провода разных сечений. Смотрите таблицу ниже:

Вот ниже пример с серией 222…

4. С помощью болтового соединения.

Болтовое соединение проводов представляет собой составное соединения состоящее из 2-х и более проводов, болта, гайки и нескольких шайб. Оно считается надежным и долговечным.

Тут поступает так:

1. зачищаем жилу на 2-3 сантиметра, чтобы хватило на один полноценный оборот вокруг болта;
2. делаем кольцо из жилы по диаметру болта;
3. берем болт и надеваем на не шайбу;
4. на болт одеваем кольцо из проводника одного сечения;
5. затем одеваем промежуточную шайбу;
6. одеваем кольцо из проводника другого сечения;
7. ставим последнюю шайбу и затягиваем все это хозяйство гайкой.

Таким способом можно одновременно соединять несколько жил разного сечения. Их количество ограничивается длиной болта.

5. С помощью сжима ответвительного «орех».

Про данное соединение я подробно с фотографиями и соответствующими комментариями написал в статье: Соединение проводов с помощью зажимов типа «орех». Уж позвольте я тут не буду повторяться.

6. С помощью медно-луженых наконечников через болт с гайкой.

Этот способ хорошо подходит для соединения кабелей больших сечений. Для данного соединения необходимо иметь не только наконечники ТМЛ, но и еще обжимные пресс-клещи или гидравлический пресс. Данное соединение будет немного громоздким (длинным), может не поместиться в какую-нибудь небольшую распределительную коробку, но все же имеет право на жизнь.

Соединять тут просто. На каждую жилу одевается по наконечнику, они опрессовываются и с помощью болта с гайкой и шайбами соединяется. Затем это место изолируется с помощью изоляционной ленты или термоусаживаемой трубки (ее необходимо одеть на провод до соединения).

К сожалению под рукой у меня не оказалось толстого провода и нужных наконечников, поэтому фото сделал из того что было. Думаю по нему все-таки можно понять суть соединения.

Вроде все перечислил. Если Вы знаете другие способы соединения проводов разных сечений, то пишите в комментариях.

Улыбнемся:

Сидят в камере двое:
— За что сидишь?
— За убийство.
— Сколько дали?
— 7 лет. А ты за что?
— За браконьерство.
— Сколько?
— Пятнашка.
— Это на кого же ты охотился?!
— Иду, значит, я на охоте, вижу столб телеграфный, на столбе орёл сидит. Ну, я дуплетом…
— И че?! За орла 15 лет? Ты его хоть убил?
— Ага… выстрелил, когти в одну сторону, плоскогубцы в другую.

Регламентирующие документы

Существует множество способов соединения проводов. Их применение или запрет регламентируется действующими правилами устройства электроустановок (ПУЭ), которые утверждает Минэнерго РФ. Они не должны противоречить действующему документу.

Нормативная база с течением времени корректируется, так как идёт неуклонный рост потребления электроэнергии и некоторые типы соединений не обеспечивают необходимой в современных условиях надежности. Например, в соответствии с действующими правилами нельзя применять скрутку без дополнительной фиксации, которая широко применялась ранее, так как существуют более качественные и не менее доступные современные технологии.

Для того чтобы определить то, как лучше соединить провода, необходимо изучить все доступные технологии, определить их достоинства и недостатки. В первую очередь они классифицируются по необходимости наличия дополнительных навыков для проведения работ. Не требуют их крепления с использованием клемм, различных пружинных зажимов, болтов и колпачков СИЗ.

У каждого решения есть свои достоинства и недостатки. В первую очередь они различаются по простоте и надежности монтажа. В общих чертах можно сказать, что быстро выполненные контакты с применением различных клемм и зажимов, со временем могут ослабевать и приводить к авариям. Качественные контакты, выполненные с применением гильз, пайки или сварки требуют большего времени и не подвергаются разборке.

Таким образом, надежность прямо пропорциональна трудоемкости. Прежде тем как соединять провода своими руками следует ознакомиться с инструкциями. Стоит отметить, что во всех работах требуется предварительной очистки материалов от оксидной пленки.

Технические характеристики различных вариантов

Давайте более детально рассмотрим способы электромонтажа, требующие дополнительных инструментов. Они позволяют получить надежные подключения, рассчитанные на большие токи.

Пайка

Этот тип соединения электрических проводов широко распространен. Наиболее часто он применяется для медных проводников. Для этого нужен паяльник, олово и канифоль. Жало смачивается небольшим количеством расплавленного припоя, который потом переносится на скрутку при её нагреве. Остатки канифоли испаряются при прогреве. Перед пайкой нескольких жил имеет смысл залудить каждый из них по отдельности.

Такие решения очень удобно применять для проводников небольшого диаметра, как одножильные, так и с большим числом жил. Работу следует выполнять как можно быстрее, чтобы не расплавить пластиковую изоляцию. Таким способом можно соединять и алюминий, но для этого требуется специальный флюс и припой.

Сварка

Сварка выдерживает большие токи и обладает механической прочностью. Так можно соединять как медь, так и алюминий. Он очень удобен для жил большого диаметра. Они скручиваются в один пучок, и с использованием сварочного аппарата через него пропускается большой ток, который расплавляет металл на конце скрутки.

Для того чтобы получить аккуратный контакт необходимо сначала потренироваться и подобрать параметры работы сварочного оборудования. Сделать это можно с использованием ненужных обрезков. Необходимо расплавить металл не повредив изоляцию.

Опрессовка

Опрессовка выполняется с помощью гильз и специального инструмента. Они бывают из меди и алюминия. Эта операция достаточно проста, но требует подбора гильз нужного размера и особого инструмента, для их сжатия.

Работы выполняются достаточно просто: жилы сворачиваются в пучок, вставляются в гильзу и обжимаются в нескольких местах. Он может выдерживать большой ток. Самая большая сложность состоит в подборе гильз нужного диаметра: они не должны быть слишком большими или маленькими.

Скрутка

Как было описано выше этот способ нельзя использовать без дополнительной фиксации. Так как она не позволяет создать надежный контакт. Скрутка применяется в комбинации с пайкой, сваркой, опрессовкой или использованием СИЗ. Перед фиксацией провода подвергаются скрутке.

Описанные три метода предусматривают их последующую электрическую изоляцию. Для этого применяют изолирующую ленту для электромонтажных работ или термоусадочные трубки. Они выполнены из полимерного материала, который позволяет при нагреве уменьшать их диаметр в несколько раз.

Выпускается продукция различной номенклатуры. В первую очередь следует выделить необходимость использования вне помещений светостойких материалов. Для усадки лучше всего воспользоваться промышленным феном или аккуратно прогреть полимерную трубку паяльником.

Для надежности следует после установки первой трубки смонтировать вторую трубку большего диаметра. После усадки материал должен надежно закрывать концы контакта.

Следующие решения не требуют дополнительной оснастки и позволяют легко выполнить правильное соединение проводов при начальном уровне квалификации.

Клеммные колодки

Ранее они широко применялись, благодаря своей дешевизне и надежности. На ней можно соединять провода разных сечений. Они могут быть медными или алюминиевыми, могут состоять из одной или множества жил. Их зажимают винтами на контактной колодке.

Недостатком является то, что они соединяются только попарно. Для большего числа подключений требуется изготавливать специальные перемычки. Существуют другие варианты более легкого подключения.

Соединительные изолирующие зажимы

Одним из них является использование СИЗ колпачков. Это пластмассовый колпачок внутри которого установлена пружина из металла. Она накручивается на пучок, скручивая их, пластмасса служит электрической изоляцией. Такой контакт очень надежен. Существует отечественная разработка фирмы КЗТ, которая одевается непосредственно на скрутку.

Зажимы Wago

Этот вид подключения покорил рынок удобством и простотой применения. Ими соединяются всевозможные проводники. Зажимы выпускаются на различное число соединений.

Недостатком является то, что в конструкции имеется пружина, которая может со временем ослабнуть, что может привести к аварии и возгоранию. Поэтому следует приобретать только оригинальные, фирменные изделия.

Болтовые крепления

Такой тип крепления является классическим, позволяет соединять медь с алюминием. Состоит из болта с гайкой и трех шайб. Его можно изготовить самостоятельно при отсутствии других соединителей.

Выбор того как лучше соединить провода зависит от их типа, бюджета и времени. Если следовать правилам ПУЭ, то можно выполнить безопасные и надежные контакты, которые будут служить долгие годы. Следует помнить, что в любом случае эти работы нужно выполнять максимально аккуратно и осмотрительно, без спешки.

Фото процесса соединения проводов

Соединение проводов с накидными клеммами

Широко применяются в бытовой технике и автомобилях разъемное соединение проводников с помощью накидных клемм, которые надеваются на контакты толщиной 0,8 и шириной 6,5 мм. Надежность фиксации клеммы обеспечивается наличием по центру контакта отверстия, а в клемме выступа.

Иногда проводники отламываются, а чаще сама клемма обгорает из-за плохого контакта и тогда возникает необходимость ее замены. Обычно клеммы напрессовываются на концы проводников с помощью специальных клещей. Опрессовку можно сделать и плоскогубцами, но не всегда есть под рукой новая клемма на замену. Можно с успехом использовать бывшую в употреблении, смонтировав клемму по следующей технологии.

Сначала нужно подготовить для повторного монтажа старую клемму. Для этого, удерживая клемму плоскогубцами за место запрессовки, нужно развести в стороны шилом или отверткой с тонким жалом обжимающие изоляцию усики. Далее провод многократно перегибается, до облома его в месте выхода из запрессовки. Для ускорения можно подрезать это место ножом.

Когда провод отделен от клеммы, надфилем подготавливается место для его припайки. Можно и полностью сточить до освобождения оставшегося провода, но в этом нет необходимости. Получается плоская площадка.

Полученная площадка прорывается припоем. Проводник тоже зачищается и залуживается припоем с помощью паяльника.

Осталось приложить проводник к подготовленному месту клеммы и прогреть паяльником. Усики, фиксирующий провод загибаются после припайки провода к клемме, так как если их обжать до пайки, то усики проплавят изоляцию.

Осталось натянуть изолирующий колпачок, надеть клемму на нужный контакт и проверить надежность фиксации, подергав за провод. Если клемма соскочила, то необходимо поджать ее контакты. Самодельно одетая на провод пайкой клемма на много надежнее, чем полученная обжимкой. Иногда колпачок одет так плотно, что его не снять. Тогда его нужно разрезать и после монтажа клеммы ее покрыть изоляционной лентой. Можно натянуть и отрезок хлорвиниловой или термоусаживающейся трубки.

Кстати, если хлорвиниловую трубку подержать минут пять в ацетоне, то она увеличивается в размере раза в полтора и делается пластичная, как резина. После испарения из ее пор ацетона, трубка возвращается в свой исходный размер. Я таким способом лет 30 назад изолировал цоколя лампочек в елочной гирлянде. До сих пор изоляция в отличном состоянии. Эту гирлянду из 120 лампочек на 6,3 В вешаю ежегодно на елку до сих пор.

Виды соединений деталей

За долгие века своего развития человечество придумало множество способов соединения деталей. Деталью договоримся называть некий материальный объект, входящий в соединение, который не может быть разделен на более мелкие объекты. Соединение нескольких деталей условимся называть узлом, а совокупность узлов, способных при соединении выполнять определенные действия – механизмом.

Принято различать соединения деталей подвижные и неподвижные, В подвижных соединениях детали движутся друг относительно друга, а в неподвижных жестко скреплены друг с другом. Каждый из этих двух типов соединений подразделяют на две основные группы: разъемные и неразъемные.

Разъемными называются такие соединения, которые позволяют производить многократную сборку и разборку сборочной единицы без повреждения деталей. К разъемным неподвижным соединениям относятся резьбовые, штифтовые, шпоночные, шлицевые, профильные, клеммовые.

Неразъемными называются такие соединения, которые могут быть разобраны лишь путем разрушения. Неразъемные неподвижные соединения осуществляются механическим путем (запрессовкой, склепыванием, загибкой, кернением и чеканкой), с помощью сил физико-химического сцепления (сваркой, пайкой и склеиванием) и путем погружения деталей в расплавленный материал (заформовка в литейные формы, в пресс-формы и т. п.)

Подвижные неразъемные соединения собирают с применением развальцовки, свободной обжимки. В основном это соединения, заменяющие целую деталь, если изготовление ее из одной заготовки технологически невозможно или затруднительно и неэкономично.

Резьбовые соединения деталей являются наиболее распространенным видом разъемных соединений. Резьба – выступы, образованные на основной поверхности винтов и гаек и расположенные по винтовой линии. Несмотря на кажущуюся простоту резьбовые соединения весьма разнообразны. Поэтому в рамках текущего курса мы рассмотрим те из них, которые широко встречаются в нашем ассортименте. Но сперва дадим общую классификацию.

Резьбы, допуски и посадки

По форме основной поверхности различают цилиндрические и конические резьбы. Наиболее распространена цилиндрическая резьба. Коническую резьбу применяют для уплотняющихся и герметичных соединений труб, масленок, пробок и т.п.

По профилю резьбы различают треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, круглые и другие резьбы.

По направлению винтовой линии различают правую и левую резьбы. У правой резьбы винтовая линия идет слева направо и вверх, у левой – справа налево и вверх. Наиболее распространена правая резьба.

По числу заходов – однозаходная и многозаходная резьбы. Наиболее распространена однозаходная резьба.

Резьбу получают (формируют) несколькими способами:

• лезвийная обработка;
• накатывание;
• абразивная обработка;
• выдавливание прессованием;
• литьё;
• электрофизическая и электрохимическая обработка.

Наиболее распространённым и универсальным способом получения резьб является лезвийная обработка. К ней относятся:

• нарезание наружных резьб плашками

• нарезание внутренних резьб метчиками

• точение наружных и внутренних резьб специальными резцами и гребенками

• резьбофрезерование наружных и внутренних резьб дисковыми и червячными фрезами

• нарезание наружных и внутренних резьб резьбонарезными головками

Накатывание является наиболее производительным способом обработки резьб, обеспечивающим высокое качество получаемой резьбы. К накатыванию резьб относятся:

• накатывание наружных резьб двумя или тремя роликами с радиальной, осевой или тангенциальной подачей

• накатывание наружных и внутренних резьб резьбонакатными головками

• накатывание наружных резьб плоскими плашками;

• накатывание наружных резьб инструментом ролик-сегмент

• накатывание (выдавливание) внутренних резьб бесстружечными метчиками

К абразивной обработке резьб относится шлифование однониточными и многониточными кругами. Применяется для получения точных, в основном ходовых резьб.

Выдавливание прессованием применяется для получения резьб из пластмасс и цветных сплавов. Не нашло широкого применения в промышленности.

Литьё (обычно под давлением) применяется для получения резьб невысокой точности из пластмасс и цветных сплавов.

Электрофизическая и электрохимическая обработка (например, электроэрозионная, электрогидравлическая) применяется для получения резьб на деталях из материалов с высокой твердостью и хрупких материалов, например твёрдых сплавов, керамики и т. п.

Рассмотрим теперь основные геометрические параметры цилиндрических резьб. Они включают: наружный d, средний d2 и внутренний d1 диаметры резьбы, шаг резьбы р, угол профиля α.

Метрическая резьба ISO – основной вид резьбы крепежных деталей с углом профиля α = 600. Широко употребима в Европе и Азии. Профиль – равносторонний треугольник со срезанными вершинами. Размеры указываются в миллиметрах.

Метрическая резьба бывает с крупным и мелкими шагами. Чаще всего, наиболее износостойкую и технологичную резьбу выполняют с крупным шагом. Резьбы с мелким шагом используются реже. Ниже приводится таблица, составленная на основании ГОСТ 8724-81 «Резьба метрическая. Диаметры и шаги».

Шаг резьбы для крупной и мелкой резьбы (однозаходной)

(Размеры в скобках действительны для новых стандартов ISO)

Кроме упомянутых выше основных характеристик существуют дополнительные: сбег, недорез и недовод.

Участок конечных витков резьбы, имеющих неполный профиль, называется сбегом резьбы. Сбег резьбы — участок неполного профиля в зоне перехода резьбы в гладкую часть детали, возникает при отводе режущего инструмента от изделия.

Недовод резьбы — величина ненарезанной части поверхности детали между концом сбега и опорной поверхностью детали (при переходе с одного диаметра на другой).

Недорез резьбы — участок поверхности детали, включающий сбег резьбы и недовод.

Величина недореза важна, например, при соединении двух тонких листов стали: при излишне большом недорезе соединение может быть неплотным.

Также встречаются также дюймовые резьбы нескольких видов (1 дюйм равен 25,4 мм).

Дюймовая резьба UTS, ISO 5864. Используется преимущественно в США. Профиль – равносторонний треугольник (угол при вершине 60о) со срезанными вершинами. При одном диаметре резьба может иметь крупный (UNC) или мелкий (UNF) шаг. Размеры резьбы указываются в долях дюйма и в числе витков, приходящихся на дюйм. Для маленьких диаметров резьбы перед числом витков через дефис ставится порядковый номер резьбы: от 0 до 12.

Дюймовая резьба Витворта BSW. Используется преимущественно в Великобритании. Профиль – равнобедренный треугольник (угол при вершине 55 градусов). При одном диаметре резьба может иметь крупный (BSW) или мелкий (BSF) шаг. Размеры указываются в долях дюйма и в числе витков резьбы на дюйм.

Изучим теперь виды соединений проводников в цепи. Соединение бывает последовательным, параллельным и смешанным.

Взгляните на две схемы, изображённые справа. Если вас попросят собрать цепь из источника тока и двух электроламп, то вы, скорее всего, поступите как изображено на схеме «а». Такое соединение проводников называют последовательным. Оно так названо потому, что электроны, двигаясь по цепи от клеммы «–» к клемме «+», пройдут через обе лампы последовательно, то есть сначала через левую лампу, а затем – через правую.
Но лампы можно соединить и так, как изображено на схеме «б». Такое соединение проводников называется параллельным (лампа ведь это тоже проводник). Это название подчёркивает, что, двигаясь от источника тока, все электроны разделятся на две группы, которые пройдут через лампы параллельно, то есть независимо друг от друга.

В электрических цепях встречается и смешанное соединение электроприборов. На схеме «в» показано параллельное соединение прибора «резистор» и прибора «вольтметр». Эти приборы последовательно соединены с прибором «амперметр» и клеммами для подключения источника электроэнергии.

Соберём цепь по этой схеме (см. рисунок). Слева, как и на схеме, расположим амперметр, справа – вольтметр и резистор. Два провода уходят за края рисунка, и клеммы источника электроэнергии не видны.
Что такое амперметр, вольтметр и резистор, мы узнаем позже. Пока важно запомнить, что амперметр всегда включается в цепь последовательно, а вольтметр параллельно с тем участком (например, резистором), где проводятся электрические измерения.