Классификации и требования ГОСТ
Соединителями проводов называют любые устройства, которые служат для замыкания/размыкания электрической цепи. Это могут быть электроустановочные изделия – розетки, выключатели, а также металлические шины и пластины, наконечники, клеммы и клеммники – колодки с несколькими гнездами.
Мы остановимся на соединителях в более узком понимании – на элементах, создающих разборные и неразборные соединения и обеспечивающих их надежность и функциональность – то есть на всевозможных видах клемм, клеммников и гильз.
Простейший пример наконечника для многожильного провода. Клемма представляет собой металлическую гильзу-трубку, зафиксированную на конце проводника с помощью обжимных клещей
Клеммами называют как металлические элементы для оформления окончаний одно- и многожильных проводов, так и небольшие пластины внутри соединительных устройств – розеток, клеммных колодок, патч-панелей.
Клеммы отличаются по материалу изготовления, форме и размерам, но схожи по назначению – обеспечивают механически прочную коммутацию двух и более проводов, без электрических потерь и сложностей в монтаже
Классификация электросоединителей представлена в ГОСТ 10434-82, где дается информация по делению на классы (1, 2, 3) и на группы (А, Б). Также контактные соединения, согласно стандартам, делятся на разъемные и неразъемные, требующие стабилизации или работающие без нее.
Некоторые рекомендации могут быть полезны не только профессионалам, но и домашним мастерам, самостоятельно оборудующим электропроводку.
Например, там говорится о наиболее предпочтительных способах соединения алюминиевых пластин – пайкой или сваркой и алюминиевых наконечников – опрессовкой или сваркой.
Популярные в быту виды соединителей
Коммутацию проводов пайкой или сваркой в быту производят все реже. На смену пришли специальные устройства, облегчающие процесс монтажа и сокращающие сроки работы. Главное преимущество их – доступность для любителей.
Например, чтобы соединить два проводника клеммником Ваго, не нужно знать его конструкцию или принцип работы – важно правильно произвести монтаж.
Рассмотрим особенности изделий, которые могут оказаться полезными при необходимости соединения проводов без пайки во время прокладки проводки или ремонте электротехники.
Кабельный тип клемм
Для быстрого осуществления разъемных соединений на проводники с одной или обеих сторон устанавливают кабельные клеммы.
Они участвуют в различных электротехнических процедурах:
- при соединении индуктивных катушек;
- в источниках питания, генераторах и стартерах;
- в обмотках трансформаторов и двигателей и пр.
Материал и количество жил значения не имеет: их устанавливают на одно- и многожильные провода, выполненные из алюминия или из меди. При этом сами элементы производят в большей степени из меди, никеля, латуни или бронзы.
Рассмотрим 4 вида клемм, востребованных для сборки электросхем.
Вариант #1 – ножевые
В продаже можно найти разнообразные наконечники из латуни и никеля, неизолированные и изолированные. Простейшие и более дешевые – неизолированные изделия, их стоимость начинается от 0,2 руб. за штуку.
Ножевые элементы можно встретить, если разобрать утюг, нагревательное устройство или другой бытовой прибор. Они входят в состав схемы и соединяют два и более проводников между собой
Этот вид не используют для оснащения силовой разводки, например, в сборке электрических щитов они не участвуют. Чаще всего ножевыми наконечниками обжимают многожильные провода, сечение которых не более 6 мм².
Оболочка изолированных изделий различается окраской, которая зависит от расчетной мощности соединительной колодки или другого клеммника.
Вариант #2 – кольцевые
Форма элементов отражена в названии – они напоминают замкнутое кольцо. Как и предыдущий вариант, бывают изолированными и неизолированными. Плоская часть первых помещена внутрь полимерной обмотки.
Соединение кольцевой клеммой считается более надежным за счет увеличения площади соприкосновения плоской окружности со встречной клеммой. Прочная фиксация обеспечивается болтовым или винтовым зажимом
Крепежный винт вставляют в «кружок» клеммы, с обратной стороны накручивают гайку, после этого вероятность выскальзывания проводника из соединения сводится к нулю.
Материал изготовления – алюминий, никель, медь, латунь. Кольцевые изделия применяют не только в слаботочных, но и в мощных силовых линиях большого сечения, под болт 27 мм и более. Их присоединяют к проводникам пайкой, сваркой или опрессовкой.
Вариант #3 – вилочные
Коммутацию как силовых, так и вторичных цепей осуществляют и с помощью вилочных наконечников, по форме напоминающих вилку с двумя закругленными зубцами. Клеммы закрепляют или на устройствах, или на шинах винтовым соединением.
Такая форма, в отличие от кольцевой, удобна, когда проводники необходимо часто переподключать или соединять только на время с последующим разъединением. Для снятия проводника не нужно полностью откручивать винт, достаточно его слегка расслабить
Однако само соединение является не менее надежным, чем кольцевое, контакт благодаря закрученному винту является достаточно плотным. Наконечники в форме вилки походят для проводов с сечением до 6 мм², способ крепления – опрессовка.
Вариант #4 – штыревые
Наконечники в виде штырьков используются в разъемных соединениях, которые отличаются маркировкой: вилка обозначается буквой «А», а розетка – «В». Подходят для проводников различного сечения, примерно до 6,5 мм².
Сам элемент состоит из двух частей: металлического открытого штырька и изолированной части, к которой и крепится медный или алюминиевый проводник
К сечению привязана окраска изолирующей оболочки: например, у некоторых производителей полимерная часть клемм с сечением до 2 мм² синяя, а с большим сечение – желтая.
Гильзы для опрессовки
Отличный контакт между двумя и более проводниками обеспечивает способ опрессовки, который производят с помощью металлических гильз различного диаметра.
В результате операции прессования специальным инструментом жилы превращаются в монолитное, но уже неразъемное соединение.
Опрессованную гильзу нельзя снять, чтобы разъединить проводники. Если разрезать ее поперек, то можно увидеть, как жилы образуют единый монолит
Если необходимо разъединение срощенных проводников, то следует произвести механическое разрезание и удалить гильзу – вторично она использоваться не может. С одной стороны, одноразовое использование и неразъемность – это недостатки.
Гильзы как соединители имеют и некоторые преимущества:
- не разрушают проводники, как те же винтовые зажимы, а делают соединение максимально прочным, не прогорающим;
- максимально защищают медные жилы от контакта с влагой и воздухом, то есть от окисления;
- создают надежное соединение с механической точки зрения – его невозможно случайно разорвать.
Для опрессовки применяют специальный обжимной инструмент – клещи, которые еще называют кримпером. Кроме него могут пригодиться стриппер для удаления изоляции и кусачки для подравнивания.
Порядок использования гильз:
Галерея изображений Фото из
Шаг 1 – зачистка жил для опрессовки Шаг 2 – монтаж гильзы Шаг 3 – первый обжим Шаг 4 – второй обжим Шаг 5 – опрессовка остальных проводов Шаг 6 – монтаж термоусадки Шаг 7 – нагревание изоляции до появления капель клея Шаг 8 – повторная изоляция
В результате получаем прочные, хорошо проводящие ток неразъемные соединения, которые не деформируются при нагревании и не плавятся при скачках напряжения в сети.
Гильзованием часто соединяют силовые провода именно в распаечных коробках, подход к которым в дальнейшем будет перекрыт листами гипсокартона или другой облицовкой
Наиболее надежными признаны ГМ – медные гильзы без дополнительной обработки и ГМЛ – луженые медные гильзы, покрытые сплавом висмута и олова. Второй вариант более надежный, так как защитный слой предохраняет от коррозии и окисления.
Для соединения алюминиевых проводников оба вида гильз не подходят. Для этого предназначены специальные ГА – алюминиевые гильзы. Для соединения меди и алюминия применяют ГАМ.
Лучшим вариантов из существующих считаются ГСИ – изолированные изделия. При обжиме не требуется дополнительная изоляция, необходимо только произвести опрессовку
Размер гильзы подбирают в зависимости от суммарного значения проводников. Выбор большой – например, на рынке представлены ГМЛ для проводов с сечением от 2,5 мм² до 300 мм².
Клеммники – коммутационные устройства
Клеммники не являются частью проводов, как клеммы, это скорее устройства для коммутации.
Они могут соединять различные виды проводов:
- в изоляции;
- со снятой изоляцией;
- с установленными клеммами.
Видовой ассортимент большой, остановимся только на самых распространенных, доступных и широко представленных в магазинах.
Вариант #1 – винтовые колодки
Электроустановочные изделия, предназначенные для соединения парных проводников, называются колодками.
Они представляют собой диэлектрический прочный корпус из пластика, внутри которого расположены гнезда с клеммами и винтовыми крепежными устройствами для проводников.
Чтобы обеспечить коммутацию пары проводников, необходимо их концы вставить в гнезда, расположенные напротив друг друга, и произвести фиксацию винтовым способом
Колодки продаются большими блоками, которые при необходимости можно уменьшить. Для этого нужно отрезать нужное количество парных ячеек строительным ножом. Например, для соединения трех пар проводов в распаечной коробке потребуется секция с 3-мя парами гнезд.
Недостаток использования колодок в том, что они не обеспечивают надежного соединения. Со временем винтовое крепление расшатывается, вследствие чего соединение ослабевает.
Если медь выдерживает такое положение, то алюминий будет перегреваться и искрить. Выход – регулярная ревизия и подтягивание винтовых крепежей.
Еще один минус клеммных коробок: они применяются только для соединения проводников с одной жилой. Многожильные провода деформируются и ломаются в процессе фиксации, что ведет к перегреву
Преимущества изделий: «подгонка» по количеству соединений, быстрый монтаж, из инструментов требуется только отвертка.
Что делать, если необходимо соединить несколько многожильных пар, а под рукой только колодки? Можно осуществить коммутацию с помощью коннекторов для проводов – установить на концах клеммы.
Идеально подходят опрессованные штыревые наконечники подходящего под ячейки диаметра.
Вариант #2 – пружинные клеммники
Соединители с пружинным механизмом зажимают один или несколько проводников и удерживают их, не снижая плотности прижатия.
Существуют два вида «пружинников»:
- одноразовые, обеспечивающие неразъемное соединение;
- многоразовые, которые можно при необходимости разобрать.
Конструкция изделия проста: внутри полиамидного или поликарбонатного корпуса, выдерживающего высокие температуры, закреплена стальная, обработанная хромоникелевым сплавом, пружина. Клемма, с которой производится соединение, сделана из луженой меди.
Демонтаж проводника из многоразового клеммника осуществляется путем нажатия на рычажок, расположенный на корпусе. Им же пользуются, если вновь необходимо произвести коммутацию
Одна из разновидностей пружинных клеммников предназначена специально для монтажа под DIN-рейку, то есть для оборудования электрических щитов и шкафов.
Пружинные соединители часто применяют в бытовых условиях, например, для подключения осветительных контуров. Они могут быть одиночными и блочными, состоящими из нескольких клеммников
Преимущества изделий:
- обеспечивают надежное соединение;
- осуществляют коммутацию проводников из разных материалов;
- имеют низкое сопротивление;
- не требуют применения специального инструмента;
- используются многоразово без потери функциональности.
Недостаток пружинных элементов состоит в неспособности поддерживать мощные силовые линии, доступны только небольшие токи.
Вариант #3 – самозажимные соединители
Дорогие, но максимально удобные в установке коммутирующие устройства. Внутри корпуса заключена прижимная пластина, которая срабатывает, если проводник вставить по инструкции – до самого упора. Оголенная часть жилы прижимается к луженой шине.
Конструкция выполнена таким образом, что со временем соединение не ослабевает и не теряет своих качеств. Этому способствуют и прочные материалы изготовления
Недостаток большей части самозажимных устройств – одноразовое использование. Однако существуют изделия с рычажками, которые можно применят несколько раз.
В товарной линейке соединителей Wago есть несколько разновидностей самозажимных клеммников, которые зарекомендовали себя с наилучшей стороны.
Кроме перечисленных соединителей для электрических проводов используют:
- ножевые клеммники – подходящие для коммутации проводников без снятия изоляции;
- муфты – крепятся винтовым способом.
Последний вариант устройства применяется реже.