Соединение проводов в авто: пайка, скрутка, обжим?
Этот вопрос посещает, пожалуй, каждого, кто впервые сталкивается с задачей самостоятельного дооснащения своего любимца всякой, полезной для авто, всячиной.
Я не был исключением, и прежде чем шаловливыми ручками лезть свеженький продукт немецкого автопрома, решил основательно подготовиться, дабы не кусать потом локти.
Основные требования к соединениям я бы обозначил следующие:
— физическая прочность;
— электрическая надежность (низкое сопротивление);
— во многих случаях герметичность.
Рассмотрим по порядку основные варианты:
Пайка
Главная проблема здесь — активное окисление соединения в условиях уличной эксплуатации, что в конце концов приводит к разрушению соединения. Конечно, можно защитить соединение, но в этом случае затраты времени и сил будут неоправданно большими. К тому же, концерн VAG официально запрещает использование пайки при ремонте. На изображении ниже:
1. Официальное руководство по ремонту ElsaWin для автомобилей VAG группы
2. Программа для саморазвития для механиков автомобилей всё той же VAG группы SSP-91
3. Указание для службы сервиса по установке дополнительных электрических аксессуаров TPI 2028026
Отбрасываем этот способ соединения и идем дальше.
Дополнение 1:
В каментах многие защищают пайку как вид соединения.
Вынужден пояснить: я не против этого соединения. Если его правильно выполнить, скорее всего оно переживет автомобиль. НО — далеко не у каждого хватит знаний и опыта для этого! Да и для опытного человека пляски с паяльником под торпедой — весьма сомнительное удовольствие. Именно поэтому я читателям не советую этот метод.
Дополнение 2:
Если вы в своих силах уверены и намерены пользоваться именно пайкой, то вот вам рецепт от FirstHant :
Если нужно качественное, надежное и долговременное соединение-
— провода зачищаем и правильно скручиваем
— качественно пропаиваем. (паяльники на 12 вольт — не редкость, как и преобразователи 12-220)
— удаляем остатки флюса
— соединение промазываем специальным полиуретановым или цапон-лаком
— затягиваем в термоусадку
— фиксируем соединение с двух сторон
Скрутка
Основная проблема скрутки (причем, не только в автоэлектрике) — кроется в простоте исполнения. Суть соединения заложена в названии и многие рвутся в бой, не ознакомившись с матчастью, в результате делается очень много "неправильных" скруток, которые разваливаются, подгорают и т.д. и т.п. Отсюда и дурная слава данного вида соединений, раскатами грома летящая из разных точек интернет-просторов.
Плюсы:
— минимум инструментов;
— сохранение целостности оригинальных проводников, нарушается только изоляция;
— возможность демонтажа соединения.
Минусы:
— малая площадь контакта либо большие габариты соединения;
— малая физическая надежность соединения.
С учетом всех плюсов и минусов, я бы рекомендовал правильную скрутку для слаботочных соединений (всяческие диодные подсветки, видеорегистраторы, кнопки и т.п.). Для силовых цепей типа головного света, ПТФ и т.п. скрутка — не лучший вариант. Кроме того во всех случаях настоятельно рекомендую тщательно изолировать соединение, причем подключаемый провод желательно примотать к основному жгуту на некоторое расстояние, чтобы соединение не испытывало физических нагрузок (для этого очень хорошо подходит тряпичная изолента).
Как сделать правильную скрутку?
1. Зачищаем оригинальный и подключаемый провода на 1,5-2 см. Для этого можно использовать канцелярский нож. Будьте осторожны, не порежьте жилы и пальцы.
2. Расправляем жилы обоих проводов, образуя нечто типа веника.
3. Вставляем "веник" подключаемого провода в начало "веника" основного так, чтобы жилы были вперемешку. Если подключаемся к существующему проводу — также слегка расправляем его жилы и вставляем новый провод, чтобы жилы были вперемешку.
4. Крепко руками скручиваем жилы по всей длине.
5. Изолируем, герметизируем по мере надобности, жгутируем.
Дополнение:
В каментах FirstHant отлично расписал процесс изготовления правильной скрутки:
если правильно делать — зачищать на пару сантиметров, провода скрещивать, отступив 5 мм от изоляции и зачищенный конец наматывать плотно, виток к витку на другой провод, т.е. от места "скрещивания" до изоляции. Такая скрутка механически прочная, растянуть ее невозможно — только оборвать провод. Провода обязательно должны быть из одинаковых металлов. Для защиты от окисления можно смазать густой смазкой, без фанатизма.
Зачищать лучше специальной приспособой, типа такой www.chipdip.ru/product/ht-766-tl-766/. Сила сжатия регулируется, в зависимости от прочности изоляции.
Наружные соединения защищать изолентой нельзя! Собирается под ней влага, уходит плохо, соединение быстро разрушается.
Обжим
Важное замечание: практически все производители рекомендуют именно обжим в качестве основного способа соединения проводов при ремонте, VAG группа — в том числе (с применением оригинальных соединительных муфт — о них ниже).
Плюсы:
— простота соединения;
— физическая прочность соединения;
— при использовании особых муфт — изоляция+герметизация одним действием без использования дополнительных материалов.
Минусы:
— оригинальный провод придется резать;
— необходим кримпер — специфический (хоть и не сильно дорогой) инструмент;
— оригинальные муфты хоть и очень хороши, но дОроги — стольник за штуку +/- (благо, теперь есть аналоги).
К этой же категории отнесу прокалывающие ответвительные зажимы. О них дальше.
Долго для меня было загадкой, как выполняются штатно соединения нескольких проводов внутри жгута. Выглядит такое соединение вот так:
И вот недавно наткнулся на видео, как это работает:
Так или иначе, очевидно, что "на коленке" повторить такое соединение не получится, поэтому продолжаем.
Процесс соединения проводов обжимом
Для соединения используются муфты. Вот они:
Муфты бывают изолированные и неизолированные. Будем использовать изолированные.
Изолированные бывают как минимум двух видов: с пластиковой изоляцией (доступны повсеместно за копейки) и с термоусаживаемой изоляцией.
Особенность её в том, что снаружи термоусадка, а внутри слой клея-герметика. Сначала зажимаем, потом усаживаем до выступания с торцов муфты клея. Соединение получается надежным, изолированным и герметичным. Такие муфты поставляются в оригинале VAG-ом, на них маркировка производителя DuraSeal.
000 979 940 — Муфта соединительная для проводов от 0,35 до 0,5 кв.мм
000 979 941 — Муфта соединительная для проводов от 0,5 до 1,0 кв.мм
000 979 942 — Муфта соединительная для проводов от 1,5 до 2,5 кв.мм
Дополнение 0:
Для подключения к проводке есть еще один способ, позволяющий полностью сохранить оригинальную проводку, но требующий инструмента. Он будет описан в конце статьи.
Дополнение 1:
С удивлением для себя обнаружил, что есть аналоги от боша, причем намного дешевле VAGа!
Bosch 1 987 532 035 — 0,5-1,0мм
Bosch 1 987 532 000 — 0,5-1,5мм
Bosch 1 987 532 001 — 1,5-2,5мм
Bosch 1 987 532 002 — 4,0-6,0мм
Дополнение 2:
Не так давно наши китайские друзья научились делать аналогичные вещи. Заказать можно, например, вот тут. Ценник, не очень китайский, но в РАЗЫ дешевле оригинала. Герметика внутри чуть меньше, чем в оригинале, но в целом работают как надо. Маст хэв)
Дополнение 3:
И вот, не прошло и 10 лет, как наши производители подсуетились и тоже начали выпускать (ну как выпускать, . перепродавать скорее) такое!
Ищите по гордой аббревиатуре ГСИ-Т (маркировка от производителя КВТ) или просто ГСИ термоусаживаемая. На вид тот же китай) 1-в-1))
Итак, для работы нам понадобится:
Кримпер (он же пресс-клещи) нужен с насадкой "под изолированные наконечники" (если покупать, то лучше брать с трещеткой для фиксирования на определенном моменте зажима — несколько упрощает манипуляции).
Постановка задачи:
Как соединять провода правильно между собой: 7 способов, проверенных временем
Неисправности в бытовой сети по статистике чаще всего возникают по причине плохого электрического контакта, когда он нарушается там, где должен быть или случайно создается в самом неожиданном месте.
Чтобы домашняя проводка работала долго и надежно необходимо четко представлять, как соединять провода правильно во время выполнения электромонтажных работ.
Дальше я предлагаю вам проанализировать 8 различных способов, которые прошли проверку временем. Все они имеют какие-то недостатки и положительные стороны. Сделайте для себя правильный выбор.
Сразу учтем, что токоведущие жилы проводов и кабелей для бытовой проводки могут быть изготовлены из разных металлов, например, меди или алюминия. Их делают одной монолитной проволокой или сплетают из большого количества тонких проволочек разного диаметра.
Под каждую такую конструкцию оптимально подходит один или несколько способов соединения.
На всем их протяжении необходимо надежно обеспечить прочный диэлектрический слой изоляции. Если он будет поврежден или возникнет обрыв провода, то высока вероятность возгорания проводки.
А с нее пожар может перекинуться на всю квартиру или дом.
Поэтому нельзя допускать ошибки в монтаже. Его сразу необходимо выполнять грамотно и качественно.
Что такое скрутка провода и чем она опасна
Несколько десятилетий назад, когда нагрузки на электрическую проводку не были такими большими, подобное соединение пользовалось популярностью. Причем опытные мастера учили меня, тогда еще молодого электрика, предварительно хорошо зачищать металл жилы, скручивать их плотно, обжимать пассатижами.
Длина такой скрутки должна была создаваться длиной порядка 10 см для обеспечения хорошего электрического контакта, как показано на самой нижнем примере. А все что выше — они бы забраковали, несмотря на красоту.
Внутри закрытых сухих помещений такие скрутки работали годами и десятилетиями. Однако многие электрики нарушали технологию и создавали не качественный контакт.
К тому же в условиях влажной среды металл окисляется. Электрическое сопротивление его переходного поверхностного слоя ухудшается. Это ведет к повышенному нагреву жил, преждевременному повреждению изоляции.
Поэтому современными правилами, в частности ПУЭ (пункт 2.1.21.), простая скрутка проводов запрещена, как бы красиво и надежно она не была сделана.
Сказывается здесь высокая пластичность мягкого алюминия и его высокая способность создавать под воздействием кислорода воздуха внешний слой оксидов, защищающий внутреннюю структуру металла. Эта пленка снижает проводимость.
При протекании токов с повышенными нагрузками алюминий, имеющий высокий коэффициент линейного расширения, нагревается, увеличивая свой объем. После охлаждения он сжимается, нарушая плотность соединения.
Каждый цикл нагрева и охлаждения ухудшает электрические характеристики скрутки. К тому же медь с алюминием работают как гальваническая пара, а это дополнительные химические реакции с образованием поверхностных окислов.
Как сделать скрутку с пайкой для создания надежного электрического контакта: 3 способа
При пайке создается надежный электрический контакт за счет проникновения расплавленного припоя во все пустоты. Между витками скрутки и припоем создается прочное сцепление взаимной диффузии обоих металлов.
Пайка обеспечивает гарантированно долговечный электрический контакт, обладающий хорошей проводимостью. Она требует соблюдения определенной технологии и качественной подготовки.
С проводов надо снять изоляцию, зачистить металл жил от окислов, пропитать его флюсом. Он уберет с подготавливаемой поверхности все органические загрязнения.
Кислотные флюсы, например, раствор цинка в серной кислоте или аспирин сложно удалить с поверхности спаянных деталей. Оставшиеся капельки со временем вступают химическую реакцию с металлом жил, нарушают их проводимость.
Для пайки электрических схем используют канифоль. Ее можно растворить в этиловом спирте и наносить кисточкой на соединяемые провода.
При пайке скруток подготовленный раствор флюса удобно держать в небольшом флаконе и просто окунать в него зачищенные и скрученные провода поочередно. Так работать можно на высоте.
Обычные электрические паяльники с резистивным нагревом затрудняют такую работу: требуется выполнять много действий по распределению припоя по поверхности скрутки и хорошо прогревать ее.
Для электрических проводов бытовой сети удобно пользоваться газовыми паяльниками, пламя которых направляют на специальный тигель с припоем, закрепленный на удалении от горелки.
Обработанную раствором канифоли скрутку, даже расположенную высоко над потолком в распределительной коробке, помещают на короткое время в тигель с расплавленным припоем и извлекают.
Аналогичную работу можно выполнять электрическим паяльником для полипропиленовых труб. Определенная часть электриков приспособилась хорошо и быстро пропаивать им скрутки.
Еще один современный способ получения качественной пайки практически любых металлов заключается в использовании паяльной пасты, которая специально создана для применения в электромонтажных работах.
Ее просто наносят палочкой на скрутку, как показано ниже для алюминиевой проволоки, и затем прогревают в пламени горелки.
Сцепление металлов отличается хорошей проводимостью тока. При небольших объёмах электромонтажных работ в квартире можно вполне обойтись пламенем обычной зажигалки.
Паста обладает нейтральной кислотностью с pH порядка 7,5. Она экономно расходуется. Если на месте спайки осталось много флюса, то его легко смыть водой и протереть бумажной салфеткой.
Паяльную пасту ELP рекомендуют для соединения проводов из разных металлов, включая и медь с алюминием. Она исключает эффект создания гальванопары за счет явления диффузии, создаваемой при частичном проникновении припоя в поверхностный слой спаиваемых проводов.
Как сваривать провода из скруток: что важно учитывать
Этот способ основан на создании местного разогрева конца скрутки до температуры расплава металла с последующим его застыванием в виде контактного шарика.
Работу можно выполнять самодельным понижающим трансформатором напряжением порядка 24 вольта и мощностью от 1 киловатта.
Но лучше пользоваться инвертором, выдающим постоянный ток. Для создания дуги применяют угольный электрод, которым касаются места сварки. Его можно заменить графитом.
Второй контакт цепи образуется через обжим клещами противоположной части скрутки около изоляции. Их широкие губки служат радиатором охлаждения, отводят тепло от диэлектрического слоя, предохраняя его от перегрева и повреждений.
Силу тока около 30-80 ампер и длительность его протекания порядка секунды подбирают опытным путем в зависимости от конструкции сварочного аппарата, химического состава и толщины жил.
При работе на высоте под потолком провода удобно расположить вниз.
На конце сварки образуется каплевидный сплав формой контактного шарика.
Чтобы обеспечить надежный контакт вначале надо потренироваться на контрольном образце. Маленький ток плохо нагреет место соединения, а завышенный передаст излишнюю температуру слою изоляции, пережжёт металл.
Пробную сварку оценивайте как на механическую прочность, так и по создаваемой структуре сварного шва.
На что следует обращать внимание
Вертикальное расположение скрутки при сварке позволяет расплаву лучше заполнять пространство между медными проводами, придавая капле металла форму сферы.
После сварки одного соединения лучше выждать небольшое время и дать ему остыть, а потом переходить к обработке следующего. Эта рекомендация предотвратит случайный ожог.
Оголенные жилы после сварки изолируют, надевают термоусадочную трубку, обрабатывают промышленным феном.
Затем провода укладывают в распаечную коробку, закрывают крышкой.
Опрессовка гильзами: особенности технологии
Способ монтажа основан на создании плотного контакта между металлическими жилами, помещенными внутрь трубки из такого же материала и обжатия всей конструкции под определенным усилием с равномерным распределением действующей нагрузки.
Хороший электрический контакт создается за счет совместной деформации металлов.
Гильза (трубка для соединения проводов) выпускается промышленностью под конкретные размеры провода и их количество. Они могут быть предназначены для соединения жил из:
- меди;
- алюминия;
- и даже меди с алюминием.
Гильзы медные (ГМ) могут выпускаться с дополнительным лужением оловом и висмутом. Они обозначаются ГМЛ, отмечаются высокой стойкостью к коррозии.
Гильзы алюминиевые обозначают ГА. Для соединения проводов из меди и алюминия применяют гильзы ГАМ, а со слоем изоляции обозначают ГСИ.
Их размеры можно найти в каталогах. Как пример, привожу основные характеристики части гильз ГМЛ небольшой таблицей.
Для опрессовки используется специальный инструмент: пресс-клещи. Если работать пассатижами, молотками и другим подручными средствами, то созданный контакт будет плохого качества.
Пресс клещи выпускаются различной конструкцией и принципами работы для обжатия разных типов гильз и наконечников.
По такому же принципу подбираются и опрессовываются наконечники на многожильные провода для их подключения к выводам электрического оборудования.
Особенно это актуально для автомобильной техники, где проводка подвергается повышенным механическим вибрациям и электрическим нагрузкам. Да и в бытовой сети встречается монтаж гибкими проводниками.
Как пример — ретро проводка в деревянном доме. Хотя это не единственный случай.
Опрессовка проводников — это довольно большая и сложная тема, которая позволяет создавать качественное соединение электрических контактов. Ее технологию хорошо объясняет в своем видеоролике Андрей Кулагин. Рекомендую посмотреть.
Клеммники и клеммные колодки: как отличить прочные и ненадежные конструкции
Чаще всего клеммные колодки используют в цепях освещения с относительно небольшими нагрузками. Их выполняют из разных материалов и различной формы.
В закрытом пластмассой корпусе имеются отверстия для установки зачищенного провода и прорезь под головку зажимного винта.
Все простые клеммники изготавливают из дешевого прозрачного полиэтилена со вставками из тонких латунных гнезд с винтовым зажимом, как показано на самой верхней части картинки.
- тонкостенная латунь легко лопается при нормальном зажиме металлической жилы винтом;
- слабая резьба на гайке не выдерживает нагрузок при затягивании провода;
- нижняя кромка винта выполнена с острыми гранями, которые сильно деформируют провод, даже обжатый в наконечниках НШВИ.
Работать с такими конструкциями тяжело. Они не надежны, ломаются, создают излишний нагрев проводки.
Более качественные клеммники созданы из прочной, гладкой пластмассы с толстыми металлическими трубками и зажимными пластинами, не раздавливающими металл жилы. У них прочные винты и гайки.
С их помощью удобно подключать провода из разных металлов, например, алюминиевую квартирную проводку стыковать с гибкими медными жилами светодиодной люстры или светильника. Но пренебрегать наконечниками НШВИ не стоит.
Раньше были распространены клеммы с винтовым зажимом под кольцо, которое обеспечивает более плотный контакт жилы с клеммой. При монтаже следует обращать внимание на правильную установку его по направлению закручивания винта.
Усилием сдавливания кольцо должно сжиматься внутрь, а не разгибаться наружу, ослабляя контакт.
При подключении без кольца прямым участком металл жилы располагают ближе к резьбе, следят при зажиме за его положением. В затянутом положении он должен быть хорошо зафиксирован, не выпадать. Проверятся продергиванием.
Во всех без исключения клеммниках следят за состоянием изоляции провода. Она нигде не должна попадать под резьбу, мешать созданию электрического контакта.
Соединение под болт: когда применять
Специально выделил этот вид подключения отдельно потому, что его используют в редких случаях. Здесь тоже можно коммутировать провода из разных металлов, включая стыковку меди с алюминием через промежуточные стальные шайбы.
Кольца должны работать на сжатие. Допустимо, но крайне не желательно подключать три провода. Больше нельзя.
Отдельное резьбовое соединение под винт выглядит не красиво, требует дополнительной изоляции. Его нельзя прятать в штукатурку, штробы, под подвесные и натяжные потолки. К нему должен быть обеспечен свободный доступ для профилактических осмотров.
По этим причинам соединение под отдельный болт или винт применяют в качестве исключения, когда другие методы использовать невозможно или не целесообразно.
Чаще всего его можно встретить на промышленных установках после ремонта определенного участка схемы, а не в домашней обстановке.
Соединение под орех
3 металлические пластины квадратной формы с четырьмя отверстиями по углам стягиваются болтами, образуя две полости для подключения разных проводников. Ими можно стыковать медь и алюминий.
Повышенные габариты пластин обеспечивают отвод тепла. Токоведущие части закрываются диэлектрическим кожухом.
Усилие болтового сжима обеспечивает хорошее переходное сопротивление электрических контактов.
К недостаткам конструкции относятся большие габариты клеммника орех, которые требуют дополнительного места в электрическом щитке.
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.
Самозажимные клеммники WAGO: плюсы и минусы конструкций
Эта технология соединения электрической схемы основана на быстром создании контакта с проводом при его прижатии отдельным ножом-пластиной к клеммной перемычке за счет переключения механического рычажка.
Подвижная клемма ВАГО, обеспечивая хорошее удержание жилы, немного деформирует металл провода. Это ее недостаток.
Если контакт будет не плотный, то WAGO может просто выгореть при максимальных токах. По этой причине эту конструкцию лучше тоже использовать для осветительных устройств, но не розеточных групп.
Если схема подвергалась перегрузкам или протеканию токов коротких замыканий, то состояние контактов лучше проверить.
ВАГО производятся большим количеством серий и конструктивных исполнений с возможностью одновременного подключения от 2 до 8 жил поперечного сечения 0,75÷4 мм кв.
Они имеют много особенностей, например, клеммы WAGO серии 2273-244 снабжаются контактной пастой для алюминиевой жилы. В них можно стыковать различные металлы.
Чтобы вам было легче понять, как соединять провода правильно рекомендую посмотреть видеоролик владельца Советы электрика. Он сравнивает показатели нагрева различных соединителей при номинальном токе.
Работа спорная, поэтому по ней много комментариев, высказывающих разные мнения. Посмотрите их тоже: польза очевидна.