Как и чем спаять провода в распределительной коробке

Пайка

Сначала о технологии пайки. Соединяемые проводники очищаются от изоляции, очищаются от оксидной пленки до чистого металла, скручиваются, потом лудятся. Для этого проводники разогреваются паяльником, прикладываются к канифоли. Она должна покрыть место соединения полностью. Залуженные провода скручивают сначала пальцами, затем дожимают, используя пассатижи. Вместо лужения можно использовать паяльный флюс. Им хорошо смачивают провода, но уже после скрутки.

Затем, собственно, начинается процесс пайки: разогревают паяльником или узкофакельной горелкой место соединения. Когда канифоль или флюс начинают кипеть, берут на жало паяльника некоторую часть припоя, вносят в зону пайки, прижимая жало к проводникам. Припой растекается, заполняя промежутки между проводами, обеспечивая хорошее соединение. При использовании горелки, припой просто вносят понемногу в факел.

Далее, после остывания места пайки, по технологии необходимо смыть остатки флюса (они ускоряют окисление), просушить соединение, покрыть его специальным защитным лаком, после чего изолировать при помощи изоленты и/или термоусадочных трубок.

Теперь о достоинствах и недостатках данного метода соединения проводов. В слаботочных системах пайка — один из самых надежных способов соединения проводов. Но, при разводке электропроводки в доме или квартире, ее критикуют нещадно. Все дело в том, что припой имеет невысокую температуру плавления. При периодическом прохождении через соединение больших токов (бывает, если неправильно подобраны или неисправны защитные автоматы) припой постепенно расплавляется, испаряется. Раз за разом контакт становится все хуже, греется соединение все больше. Если данный процесс не обнаружится, вполне может дело закончится пожаром.

Второй негативный момент — низкая механическая прочность пайки. Дело снова в олове — оно мягкое. Если проводов в паянном соединении много, да если еще они жесткие, при попытке упаковать их, часто проводники вываливаются из пайки — слишком велика сила упругости, которая вырывает их. Потому соединение проводников пайкой при разводке электричества и не рекомендуют использовать: неудобно, долго и рискованно.

Что потребуется для работы?

Помимо паяльника, понадобится припой, флюсовый состав, подставка, паяльные зажимы. Для подготовки жала нужен малый напильник или надфиль.

Чтобы удерживать нагреваемые кабели, понадобится пинцет либо пассатижи.

Канифоль и флюсы

Пайка медных проводов потребует подготовки. Концы проводников очищают от механических загрязнений, следов коррозии, окисного слоя и, возможно, от электротехнического лака. Это делают с помощью химической обработки.

Канифоль разогревают жалом, окунают в нее прогретый конец проводника. Удобнее применять флюсы. Они представляют собой смесь кислот или щелочей. Емкости с ними снабжены кисточкой для дозированного нанесения. Потом остатки флюсовой пасты потребуется удалить, чтобы они не разъели контакты и конструкции.

Канифоль применяется со всеми видами проволоки. Флюсы можно выбрать, исходя из материала кабеля

Для меди чаще всего используют оловянно-свинцовые припои серии ПОС. Для алюминия предпочтительны вещества на основе олова и цинка.

Для повышения удобства припои выпускаются в виде тонкой трубы, наполненной соответствующим флюсовым составом или канифолью. Одним движением пайщик набирает и припой, и флюс. В прошлом флюсы готовили самостоятельно. Для этого требовался тигель, газовая горелка, химическая посуда и навыки обращения с химическими реактивами.

Вспомогательные инструменты и материалы

Для правильной и качественной пайки потребуются также:

1. Поставка под паяльник. На нее удобно класть горячий инструмент.
2. Малый напильник или надфиль. Используется для заточки жала.
3. Пинцет или плоскогубцы. Их используют для удержания кончиков и для защиты изоляции от перегрева.
4. Кусачки. Для обрезания концов и зачистки изоляции. Удобно использовать комбинированный инструмент, с отдельными съемниками для разных диаметров проводов.
5. Спирт и ветошь. Для промывки остатков флюсового состава.

Кроме того, понадобится изоляционная лента или термоколпачки разного размера для изоляции соединений.

Некоторые мастера используют для снятия изоляции пламя зажигалки.

Существующие способы соединения проводников

Кабеля, составляющие основу любой электрической схемы можно соединять между собой разными методами. Ниже приведены наиболее часто применяемые виды соединения кабелей.

• Сварка — этот метод характеризуется как наиболее надежный. Но, для его реализации необходим сварочный аппарат и определенные навыки в работе с ним.
• Клеммники (клеммные колодки) — это деталь, выполненная из полимера, но армирована металлическим узлом, в котором и происходит сращивание проводов.
• Пайка, пригодна для соединения множества типов проводов, которые могут работать как в сетях с большим напряжением, так и в слаботочных (сигнализация, ЛВС и пр.).
• Опрессовка с применением гильз обеспечивает надежное сращивание, но для ее использования необходимы специализированные устройства.
• Применение пружинных зажимов типа WAGO, позволяет выполнить сращивание на очень короткое время. При соблюдении всех правил эксплуатации такой зажим будет гарантированно качественным и может работать длительное время.
• Болтовое сращивание самое простое в исполнении, его применяют при переходе с одного типа кабеля на другой, например, с медного на алюминиевый и наоборот.

При выборе типа сращивания проводов надо учитывать множество факторов.

• Во-первых, это материал, из которого выполнен проводник.
• Во-вторых, размер и форма сечения.
• В-третьих, тип изоляции.
• В-четвёртых, условия работы.

Рассмотрим особенности применения названных соединений.

Рекомендации по выполнению электромонтажных работ

Пайка – надёжный и относительно простой метод электромонтажа. Но, надёжность и простота имеют место только при условии наличия соответствующих навыков и оборудования

Важно соблюсти все правила пайки, учитывая толщину и материал проводников

Первый этап – очистка проводников. С них нужно удалить любые загрязнения и окислы. После снятия изоляции жилы имеют темноватый оттенок. Это окислы и/или специальное защитного покрытие, которое следует убрать механическим способом. Следует добиться металлического блеска. Для этого хорошо подойдёт наждачная бумага.

В процессе пайки необходимо поддерживать температуру жала на оптимальном уровне. Если она будет недостаточной, получится так называемая «холодная» пайка, которая разрушится очень быстро. Поэтому обычного паяльника на 35-40 Вт будет недостаточно. Перегревать паяльник тоже нельзя, это приведёт к быстрому выгоранию флюса.

Нужно использовать нейтральный флюс, не содержащий агрессивных веществ. Традиционные паяльная кислота или жир не подойдут. Они значительно упрощают процесс выполнения пайки, но из-за остатков агрессивных веществ соединение быстро разрушится. Необязательно покупать дорогой флюс, подойдёт и обычная твёрдая канифоль или ей спиртовой раствор.

Желательно использовать паяльник мощностью 80 Вт. Для небольших соединений достаточно и мощности в 60 Вт. Он позволит быстро прогреть провода и создать качественное соединение всего за несколько секунд. Оптимальный припой для таких работ – ПОС-61. Соблюдая все вышеперечисленные рекомендации, удастся выполнить качественную пайку любых проводов, которая прослужит десятилетиями.

Соединение электрических проводов пайкой

Соединение медных проводов при качественной пайке является самым надежным и практически не уступает цельному проводу. Все вышеприведенные примеры скруток проводов, кроме алюминиевых и мишуры, при залуживании проводников перед скруткой и последующей их пайке припоем будут надежными наравне с цельными проводами. Единственный недостаток это дополнительная трудоемкость работы, но она того стоит.

Если нужно соединить пару проводов и проводники от скрутки должны быть направлены в разные стороны, то применяют несколько другой вид скрутки.

Срастив две пары двойных проводов описанным ниже способом, удается получить компактное и красивое соединение скруткой как одножильных, так и многожильных пар проводников. Этот способ скрутки может быть с успехом применен, например, при сращивании перебитых проводов в стене, наращивания провода при переносе розетки или выключателя с одного места стены на другое, при ремонте или наращивании длины кабеля переноски.

Для получения надежного и красивого соединения необходимо подогнать длины концов проводников со сдвигом на 2-3 см.

С концов проводов снять изоляцию.

Выполнить по парную скрутку проводников. При данном виде скрутки достаточно для одножильного провода двух витков, для многожильного – пяти.

Если планируется прятать скрутку под штукатурку или в другом недоступном месте, то скрутки нужно обязательно пропаять. После пайки нужно пройтись по припою наждачной бумагой, чтобы удалить возможные острые сосульки припоя, которые могут проколоть изоляцию и торчать из нее. Можно обойтись и без пайки в случае доступности к соединению и небольшом протекающем по проводникам токе, но долговечность соединения без пайки будет на много ниже.

Благодаря сдвигу мест скрутки, изолировать каждое из соединений отдельно нет необходимости. Прикрепляем с обеих сторон вдоль проводников по полоске изолирующей ленты. В заключение нужно навить еще три слоя изолирующей ленты. По требованиям Правил электробезопасности должно быть не менее трех слоев.

Провода, срощенные и пропаянные описанным выше способом, можно смело укладывать в стену и сверху штукатурить. Перед укладкой желательно защитить соединение хлорвиниловой трубкой, одетой заблаговременно на одну из пар проводов. Я так делал неоднократно, и надежность подтвердилась временем.

Соединение проводов в распределительных коробках

Когда я въехал в квартиру 1958 года постройки и стал делать ремонт, то сразу столкнулся с миганием лампочек освещения в такт ударам молотка по стенам. Возникла первоочередная задача ремонта, проведение ревизии распределительных коробок. Вскрытие их показало наличие плохого контакта в скрутках медных проводов. Для восстановления контакта нужно было разъединить скрутки, зачистить концы проводов наждачной бумагой и скрутить заново.

При попытке разъединения столкнулся, казалось бы, непреодолимым препятствием. Концы проводов обламывались даже без приложения усилий. Со временем медь потеряла эластичность и стала хрупкой. При зачистке провода изоляцию, очевидно, подрезали лезвием ножа по кругу и сделали насечки. В этих местах провод и обламывался. Медь от колебаний температуры закалилась.

Вернуть меди эластичность, в отличие от черных металлов, можно нагрев ее до красна и быстро охладив. Но для данного случая такой прием неприемлем. Остались концы проводов длиной не более 4 см. Выбора для соединения не оставалось. Только паять.

Оголил провода паяльником, расплавив изоляцию, залудил их припоем, связал группами луженой медной проволокой и залил припоем с помощью 60 ваттного паяльника. Сразу возникает вопрос, а как пропаять провода в распределительной коробке, если электропроводка обесточена? Ответ простой, с помощью паяльника, запитанного от аккумулятора.

Так обновил соединения во всех соединительных коробках, потратив не более 1 часа на каждую. В надежности сделанных соединений я уверен полностью, и это подтвердили 18 прошедших с той поры лет. Вот фото одной из моих коробок.

При выравнивании стен Ротбандом в прихожей и установке натяжного потолка распределительные коробки стали помехой. Пришлось все их вскрыть, и подтвердилась надежность паяного соединения, они были в идеальном состоянии. Поэтому я смело .

Практикуемые в настоящее время соединения и с помощью клеммой колодки с плоско пружинным зажимом Wago на много снижают затраты времени на монтажные работы, но сильно уступают в надежности соединениям пайкой. А в случае отсутствия в колодке подпружинивающих контактов и вовсе делают соединения в высоко токовых цепях ненадежными.

Колпачки СИЗ: почему о них постоянно спорят электрики

За основу создания электрического контакта здесь положена вся та же скрутка, но она выполняется коротким участком и усилена сжатыми витками пружины, сразу закрыта диэлектрическим колпачком.

Подобные соединители пришли к нам с запада. Их сейчас массово применяют в каркасном строительстве: монтаж выполняется легко и быстро, оговорен правилами.

На первый взгляд конструкция идеальна для электромонтажника: работа выполняется быстро, не требует значительных усилий. Но к колпачкам СИЗ (сжим изолированный) существует много нареканий. Остановимся на них.

Колпачки не универсальны. Они создаются под определенный размер провода. Более тонкое сечение не позволит пружине нормально сжать скрутку, хотя она выполнена конической формой.

Нерадивые монтажники скрутку делают пассатижами, а колпачок просто надевают на нее как изоляцию. Поскольку он плохо зафиксирован пружинами, то часто слетает, оголяя металл, находящийся под напряжением, что опасно.

Первоначально скрутка должна подготавливаться, но основное усилие прижима создается пружинами при ручном вкручивании корпуса по часовой стрелке.

Простые колпачки СИЗ имеют недостаточно крепкую пружину, удовлетворительный диэлектрический корпус. Их недостатки производители улучшили, выпустив модель СИЗ-К, оговоренную техническими условиями серии ТУ 3449-036-97284872-2007.

Они позволяют монтировать три жилы в один корпус за счет использования специальной оцинкованной пружины с прямоугольным профилем сечения, которое обладает повышенным сцеплением с металлом проводников.

Усиленные крылья на корпусе облегчают монтаж, снижают усилие руки, которое необходимо приложить при завинчивании. Конструкция нижней части юбки обладают повышенной защитой контактного соединения.

Изоляция колпачков СИЗ рассчитана на напряжение до 600 вольт.

Однако эту конструкцию многие электрики стараются использовать только в сетях освещения с небольшими токовыми нагрузками, например, при использовании светодиодных светильников.

Независимые испытания под максимальными нагрузками не показывают надежных результатов СИЗ. К тому же рынок наводнили красивые подделки, изготовленные по упрощенной технологии.

Как правильно соединить провод в распределительной коробке

Самая спорная и болезненная проблема при электромонтажных работах соединение проводов и кабелей в  распределительной коробке. Электрики варят, гильзуют (опрессовывают), паяют, пользуются различными сжимами (колодки, ваги, клеммы, СИЗы – соединительные изолирующие зажимы), скручивают. Сколько электриков, столько различных мнений.

Что говорят правила соединения проводов и кабелей

Будем пользоваться несколькими источниками актуальных на сегодняшний день. ПУЭ-7 (Правила устройства электроустановок),   СНиП 3.05.06-85 (Электротехнические устройства), ГОСТ Р 50571.5.52-2011. ( Электроустановки низковольтные).

Раздел: Электропроводки

2.1.21. Соединение, ответвление и оконцевание жил проводов и кабелей должны производиться при помощи опрессовки, сварки, пайки или сжимов (винтовых, болтовых и т. п.) в соответствии с действующими инструкциями, утвержденными в установленном порядке.

2.1.22. В местах соединения, ответвления и присоединения жил проводов или кабелей должен быть предусмотрен запас провода (кабеля), обеспечивающий возможность повторного соединения, ответвления или присоединения.

СНиП 3.05.06-85

3. Производство электромонтажных работ

Раздел:  Электропроводки

3.34. Все соединения и ответвления установочных проводов должны быть выполнены сваркой, опрессовкой в гильзах или с помощью зажимов в ответвительных коробках.

Металлические ответвительные коробки в местах ввода в них проводов должны иметь втулки из изолирующих материалов. Допускается вместо втулок применять отрезки поливинилхлоридной трубки. В сухих помещениях допускается размещать ответвления проводов в гнездах и нишах стен и перекрытий, а также в пустотах перекрытий. Стенки гнезд и ниш должны быть гладкими, ответвления проводов, расположенные в гнездах и нишах, должны быть закрыты крышками из несгораемого материала.

ГОСТ Р 50571.5.52-2011.

526 Электрические соединения

526.2 При выборе средств соединения следует учитывать:

— материал проводника и его изоляцию;

— число и форму проводов, формирующих проводник;

— площадь поперечного сечения проводника;

— число проводников, которые будут соединены вместе.

Примечания:

1 Использование соединений пайкой рекомендуется избегать, за исключением коммуникационных схем. Если такие соединения используются, то они должны быть выполнены с учетом возможных смещений, механических усилий и повышения температуры при коротких замыканиях

Развернутый комментарий

Мы рассмотрели все нормативные акты регламентирующие соединение проводов. Рассмотрим преимущества и недостатки.

Опрессовка (гильзовка)

Рекомендуют все нормативы

Очень качественно соединение, большая площадь контакта. Недостаток пожалуй один, гильза большая по размеру и приходится делать большие распределительные коробки, что отражается на дизайне помещения.

Гильза, скрутка и клемма Ваго

Фото и краткое описание

Слева на фото соединение выполненное с помощью гильзы. Провода вставляются в луженую гильзу и обжимаются специальным прессом. Если гильза подобрана правильно соединение получается очень хорошее В центре скрутка, если сделать как на фото будет не хуже гильзы, но правилами запрещена, мы с своей работе не используем. Справа попытка отремонтировать проводку с помощью Ваги, соединение нагрелось, клемма расплавилась, так и до пожара недалеко.

Сварка

Рекомендуют все нормативы

Хороший контакт, малые габариты. Недостаток, проблематично проварить соединение большого количества проводов не повредив изоляцию (очень сильный нагрев).

Пайка

Предписывает применение только ПУЭ, СНиП умалчивает, а ГОСТ вообще рекомендует избегать соединения с помощью пайки.

Качественно спаять даже два провода достаточно сложно, но если удастся соединение будет качественным. Пропаять пять, шесть и более проводов практически не реально, тем более под потолком или в трудно доступном месте, куда большинство заказчиков просит поставить распределительную коробку, чтоб глаза не мозолила.

Скрутка

Запрещена

Хотя лучше еще никто не придумал. Всегда сначала провода скручивают, а потом варят, паяют, обжимают. Не буду агитировать, будем соблюдать правила, скрутка в чистом виде – ЗАПРЕЩЕНА!

СИЗ, клемма Ваго и винтовой сжим

Фото и краткое описание

Слева на фото соединение выполненное с помощью СИЗов. Провода сначала скручены, что само по себе неплохо, а поверх закручен колпачок в полном соответствии с правилами. В центре Вага (с подъемными флажками считается лучшим вариантом), отработала под нагрузкой около двух лет, оплавленная пластмасса и изоляция. Справа винтовой зажим, проблема та же что и с Вагой, соединение греется, последствия не предсказуемы

Процесс пайки электропаяльником

Вся технология пайки паяльником проводов может быть разделена на несколько последовательных этапов. Все они повторяются в определенной последовательности:

• Подготовка проводников. При пайке проводов они освобождаются от изоляции. После этого с них механическим путем удаляется оксидная пленка. Можно использовать небольшой кусок наждачной бумаги с мелким зерном. Металл должен блестеть и быть светлым.

• Лужение. Разогревают паяльник до температуры плавления канифоли (при прикосновении начинает активно плавится). Берут проводник, подносят к куску канифоли, прогревают паяльником так, чтобы вся зачищенная часть провода оказалась погруженной в канифоль. Затем на жало паяльника берут каплю припоя и разносят его по обработанной части проводника. Припой быстро растекается, покрывая тонким слоем  провод. Чтобы он распределялся быстрее и равномернее, провод немного поворачивают. После лужения медные проводники теряют красноту, становясь серебристыми. Так обрабатывают все провода, которые надо будет припаивать

•  Залуженные проводники складывают вместе, поправляя их пальцами — чтобы они плотно прилегали один к другому. Если пайка должна быть большой протяженности, можно сделать скрутку. Придерживая проводники, на жало берут припой, прижимают его к месту пайки, прикладывая некоторое усилие. При этом место пайки разогревается, начинает кипеть канифоль, припой растекается. Когда он покроет всю зону, затечет между проводниками, можно считать что пайка паяльником проводников закончена. Их еще некоторое время удерживают неподвижно — пока припой не остынет (для ускорения процесса на это место дуют).

Вот, собственно и все. Таким же образом можно спаять два или более провода, можно припаять провод к какой-то контактной площадке (например, при пайке наушников — провод припаять можно к штекеру или к площадке на наушнике) и т.п.

После того, как закончили паять паяльником провода и они остыли, соединение необходимо изолировать. Можно намотать изоленту, можно надеть, а потом разогреть термоусадочную трубку. Если речь идет об электропроводке, обычно советуют сначала навернуть несколько витков изоленты, а сверху надеть термоусадочную трубку, которую прогреть.

Отличия технологии при использовании флюса

Если используется активный флюс, а не канифоль, процесс лужения изменяется. Очищенный проводник смазывается составом, после чего прогревается паяльником с небольшим количеством припоя. Далее все как описано.

Пайка скрутки с флюсом — быстрее и проще

Есть отличия и при пайке скруток с флюсом. В этом случае можно каждый провод не лудить, а скрутить, затем обработать флюсом и сразу начинать паять. Проводники можно даже не зачищать — активные составы разъедают оксидную пленку. Но вместо этого придется места пайки протирать спиртом — чтобы смыть остатки химически агрессивных веществ.

Особенности пайки многожильных проводов

Описанная выше технология пайки подходит для моножил. Если провод многожильный, есть нюансы: перед лужением проводки раскручивают чтобы можно было все окунуть в канифоль. При нанесении припоя  надо следить чтобы каждый проводок был покрыт тонким слоем припоя. После остывания, провода снова скручивают в один жгут, дальше можно паять паяльником как описано выше — окунув жало в припой, прогревая место спайки и нанося олово.

При лужении многожильные провода надо «распушить»

Можно ли паять медный провод с алюминиевым

Соединение алюминия с другими химически активными металлами напрямую делать нельзя. Так как медь — химически активный материал, то медь и алюминий не соединяют и не паяют. Дело в слишком разной теплопроводности и разной токопроводимости. При прохождении тока алюминий нагревается больше и больше расширяется. Медь греется и расширяется значительно меньше. Постоянное расширение/сужение в разной степени приводит к тому, что даже самый хороший контакт нарушается, образуется токонепроводящая пленка, все перестает работать. Потому медь и алюминий не паяют.

Если возникает такая необходимость соединить медный и алюминиевый проводники, делают болтовое соединение. Берут болт с подходящей гайкой и три шайбы. На концах соединяемых проводов формируют кольца по размеру болта. Берут болт, надевают одну шайбу, затем проводник, еще шайбу — следующий проводник, поверх — третью шайбу и все фиксируют гайкой.

Алюминиевый и медный проводники паять нельзя

Есть еще несколько способов соединить алюминиевую и медную линии, но пайка к ним не относится. Прочесть о других способах можно тут, но болтовое — наиболее простое и надежное.