Způsoby spojování vodičů: pájení, svařování, svorky, svorky

Při pokládce nebo opravě elektrického vedení, připojování domácích spotřebičů a mnoha dalších pracích je nutné připojit vodiče. Aby bylo připojení vodičů spolehlivé a bezpečné, je nutné znát vlastnosti každého z nich, kde a kdy a za jakých podmínek je lze použít.

Stávající metody spojování vodičů

Existuje několik způsobů připojení vodičů:

• svařování je nejspolehlivější metoda, která poskytuje vysoce spolehlivé spojení, ale vyžaduje dovednosti a svářecí stroj;
• svorkovnice – snadno se vyrábějí a mají poměrně spolehlivé připojení;
• pájení – funguje dobře, pokud proudy nepřekračují normu a spojení se nezahřívá na teploty nad normu (65 °C);
• krimpování s objímkami – vyžaduje znalost technologie, speciální kleště, ale spojení je spolehlivé;
• použití pružinových svorek – wago, OOP – se rychle instalují a za předpokladu splnění provozních podmínek zajišťují dobrý kontakt;
• šroubové spojení – snadno se provádí, obvykle se používá ve složitých případech – když je nutné přejít z hliníku na měď a naopak.

Typ připojení se volí na základě mnoha faktorů. Je nutné vzít v úvahu materiál vodiče, jeho průřez, počet žil, typ izolace, počet vodičů, které budou připojeny, a také provozní podmínky. Na základě těchto faktorů budeme zvažovat jednotlivé typy připojení.

Svařování – vysoká spolehlivost za jakýchkoli podmínek

Při svařování vodičů se vodiče kroutí a jejich konce se svaří. Výsledkem je kovová kulička, která zajišťuje stabilní a spolehlivé spojení. Navíc je spolehlivé nejen z hlediska elektrických vlastností, ale i mechanicky – kov spojených vodičů po roztavení tvoří monolit a není možné izolovat samostatný vodič.

Nevýhodou tohoto typu drátového spojení je, že spojení je 100% trvalé. Pokud potřebujete něco změnit, musíte odříznout svařený kus a vše znovu udělat. Proto je u takových spojení ponechána určitá rezerva vodičů – pro případnou změnu.

Mezi další nevýhody patří potřeba svářecího stroje, vhodných elektrod, tavidla a pracovních dovedností. Kromě toho svařování zabere hodně času, je třeba chránit okolní předměty a je také nepohodlné pracovat se svářečkou ve výškách. Proto elektrikáři praktikují tento typ spojení ve výjimečných případech. Pokud to děláte sami a umíte dobře zacházet se svářečkou, můžete trénovat na odřezcích. Hlavním trikem není roztavit izolaci, ale svařit kov.

Po ochlazení se svařovací oblast izoluje. Můžete použít izolační pásku nebo smršťovací bužírky.

Spojování vodičů krimpováním

Pro krimpování vodičů je potřeba speciální hliníková nebo měděná objímka – vybírá se na základě velikosti zkroucení (průměr svazku) a materiál je stejný jako u vodičů. Holé a leštěné vodiče se zkroutí, nasadí se na ně trubková objímka, která se sevře speciálními kleštěmi.

Jak objímky, tak kleště se dodávají v různých typech, několika typech. Každý z nich má svá vlastní pravidla použití, ve kterých se musíte orientovat. Musíte sbalit vodiče podle určitých pravidel, změřit velikost výsledného svazku, upravit jej podle požadavků. Obecně je to poměrně zdlouhavý úkol. Proto tento typ spojení vodičů používají hlavně profesionální elektrikáři a i ti stále častěji přecházejí na pružinové svorky.

Svorkovnice

Jedním z nejjednodušších a nejspolehlivějších způsobů připojení vodičů je použití svorkovnic. Dodávají se v několika typech, ale šroubové spoje se používají téměř všude. Existují svorkovnice s různými velikostmi – pro různé velikosti vodičů, s různým počtem párů – od 2 do 20 nebo více.

Samotná svorkovnice je plastové pouzdro, ve kterém je připájena kovová objímka nebo destička. Do této objímky nebo mezi destičky se zasune holý vodič a sevře se šroubem. Po utažení šroubu je třeba vodič dobře natáhnout – ujistit se, že je dobře sevřený. Vzhledem k tomu, že připojovací body zůstávají neizolované, jsou oblastí použití svorkovnic místnosti s normální vlhkostí.

Nevýhodou tohoto spojení je, že v důsledku plasticity kovů – zejména hliníku – kontakt časem oslabuje, což může vést ke zvýšenému zahřívání a urychlené oxidaci, která opět vede ke snížení kontaktu. Obecně platí, že vodičové spojení ve šroubových svorkovnicích je nutné pravidelně dotahovat.

Výhody – rychlost, jednoduchost, nízká cena, nevyžaduje žádné dovednosti, snad kromě schopnosti používat šroubovák. Další důležitá výhoda – snadno spojujete vodiče různých průměrů, jednožilové i vícežilové, měděné i hliníkové. Nedochází k přímému kontaktu, takže neexistují žádná rizika.

Pájení

Nejprve o technologii pájení. Spojované vodiče se zbaví izolace, očistí se od oxidového filmu na čistý kov, zkroutí se a poté se pocínují. Za tímto účelem se vodiče zahřejí páječkou a nanesou se na kalafunu. Ta by měla zcela pokrýt místo spojení. Pocínované dráty se nejprve zkroutí prsty a poté se stlačí kleštěmi. Místo pocínování lze použít pájecí tavidlo. Je dobré jím dráty namočit, ale až po zkroucení.

Poté začíná samotný proces pájení: spoj se zahřeje páječkou nebo úzkým hořákem. Jakmile se kalafuna nebo tavidlo začne vařit, nanese se na hrot páječky trochu pájky a zavede se do pájeného místa, čímž se hrot přitlačí k vodičům. Pájka se rozprostře a vyplní mezery mezi dráty, čímž se zajistí dobré spojení. Při použití hořáku se pájka jednoduše zavádí do hořáku po troškách.

Poté, co pájená oblast vychladne, technologie vyžaduje omytí zbytků tavidla (urychluje oxidaci), vysušení spoje, jeho pokrytí speciálním ochranným lakem a následnou izolaci izolační páskou a/nebo smršťovací bužírkou.

Nyní o výhodách a nevýhodách této metody spojování vodičů. V slaboproudých systémech je pájení jedním z nejspolehlivějších způsobů spojování vodičů. Při zapojení domu nebo bytu je však nemilosrdně kritizováno. Faktem je, že pájka má bod tání 195-210 stupňů. Při průchodu velkých proudů se spojení zahřívá (pokud jsou ochranné automaty nesprávně vybrány nebo vadné), pájka se roztaví a ztvrdne. Po několika opakováních pájka stéká nebo se stává porézní, což zhoršuje kontakt. Kontakt se opakovaně zhoršuje a spojení se stále více zahřívá. Pokud se tento proces nezjistí, může klidně skončit požárem.

Druhým negativním bodem je nízká mechanická pevnost pájení. Opět se jedná o cín – je měkký. Pokud je v pájeném spoji mnoho drátů a ty jsou tuhé, pak při pokusu o jejich sbalení vodiče často z pájení vypadávají – pružná síla je příliš velká. Proto se nedoporučuje používat pájení ke spojování vodičů v elektrických rozvodech: je to nepohodlné, časově náročné a riskantní.

Pružinové svorky pro připojení vodičů

Jednou z nejkontroverznějších metod spojování vodičů je použití pružinových svorek. Existuje několik typů, ale dva nejběžnější jsou svorkovnice Wago a krytky SIZ. Liší se vzhledem a způsobem instalace, ale oba typy jsou založeny na pružině, která vytváří silný kontakt s vodičem.

Právě tato pružina je předmětem kontroverze. Odpůrci použití wago tvrdí, že pružina časem slábne, kontakt se zhorší, spojení se začne stále více zahřívat, což opět vede k ještě rychlejšímu poklesu pružnosti pružiny. Po určité době může teplota stoupnout natolik, že se pouzdro (plast) roztaví, a co se může stát dál, je známo.

Na obranu používání pružinových svorek k připojení vodičů lze říci, že pokud se používají v souladu s doporučeními výrobce, jsou problémy velmi, velmi vzácné. I když existuje mnoho padělků jak Wago, tak OOP, stejně jako dostatečný počet jejich fotografií v roztaveném stavu. Zároveň je však mnoho lidí používá a za normálních provozních podmínek fungují roky bez stížností.

Svorky na dráty Wago

Na našem trhu se objevily před několika lety a nadělaly spoustu povyku: s jejich pomocí je připojení velmi rychlé a snadné a zároveň vysoce spolehlivé. Výrobce má pro používání tohoto produktu specifická doporučení:

• Wago by se měl používat pouze pro jednožilové nebo vícežilové vodiče s průřezem od 0,5 mm2 do 4 mm2;
• Pro upevnění a připojení vícežilových a malých vodičů použijte svorku CAGE CLAMP – od 0,08 mm2 do 35 mm2;

Uvnitř těchto zařízení se nachází kovová destička, která zajišťuje správný kontakt. Tvar destičky a její parametry byly speciálně vyvinuty a testovány. Testy byly prováděny na vibračním stojanu po mnoho hodin, poté byly zahřívány a chlazeny. Poté byly zkontrolovány elektrické parametry spojení. Všechny testy prošly s vyznamenáním a značkové výrobky se vždy prezentují skvěle.

Obecně je sortiment produktů od společnosti Wago velmi široký, ale pro instalaci elektrických rozvodů nebo připojení domácích spotřebičů, svítidel se používají dva typy drátových svorek: řada 222 (odnímatelná) s možností přepracování nebo změny připojení a řada 773 a 273 – které se nazývají neodnímatelné.

Odnímatelné

Pružinové svorky pro elektrické zapojení řady Wago 222 mají určitý počet kontaktních plošek – od dvou do pěti – a stejný počet fixačních praporků. Před zahájením připojení se praporky zvednou a do nich se zasunou vodiče zbavené izolace (až na doraz), poté se praporek spustí dolů.

V případě potřeby lze připojení předělat – zvedněte fixátor praporku a vyjměte vodič. Pohodlné, rychlé a spolehlivé.

Řadu 222 Wago lze použít k propojení dvou nebo tří, dokonce i pěti vodičů z mědi nebo hliníku (v jedné svorce lze připojit různé kovy). Vodiče mohou být jednožilové nebo vícežilové, ale s pevnými dráty. Maximální průřez je 2,5 mm². Měkké vícežilové vodiče lze připojit s průřezem od 2 mm² do 0,08 mm².

Jeden kus

Existuje ještě jeden typ svorek, které neumožňují opětovné připojení vodičů – série 773 a 273. Při použití těchto svorek práce obvykle trvá sekundu: odizolovaný vodič se zasune do odpovídající objímky. Pružina ho tam sevře a zajistí kontakt s deskou.

Tyto pružinové svorky na vodiče lze použít k připojení jednožilových hliníkových nebo měděných vodičů s průřezem od 0,75 mm2 do 2,5 mm2, vícežilových vodičů s tvrdými vodiči – od 1,5 mm2 do 2,5 mm2. Měkké vícežilové vodiče nelze pomocí těchto konektorů připojit.

Pro zlepšení kontaktu je nutné vodiče před připojením očistit od oxidového filmu. Aby se zabránilo další oxidaci, výrobci Wago také vyrábějí kontaktní pastu. Ta se plní do vnitřku svorky a sama koroduje oxidový film a následně chrání vodiče před další oxidací. V tomto případě je nutné předběžně odizolovat pouze silně oxidované, tmavé vodiče a tělo svorky se naplní pastou.

Mimochodem, výrobci uvádějí, že pokud je to žádoucí, lze drát ze svorky vytáhnout. Chcete-li to provést, uchopte drát jednou rukou, druhou rukou držte svorkovnici a otáčejte jím tam a zpět s malým rozsahem v opačných směrech, natahujte ho různými směry.

Svorky pro lampy (konstrukční a instalační svorky pro lampy)

Pro rychlé a snadné připojení lamp nebo nástěnných svítidel má Wago speciální svorky řady 224. Lze je použít k připojení hliníkových nebo měděných vodičů různých průřezů a typů (jednožilové nebo vícežilové s pevnými vodiči). Jmenovité napětí tohoto připojení je 400 V, jmenovitý proud:

• pro měděné vodiče – 24 A;
• 16 A pro hliník.

Průřez připojených vodičů ze strany montáže:

• měď 1,0 ÷ 2,5 mm2 – jednožilový;
• hliník 2,5 mm2 – jednožilový.

Průřez vodičů na straně lustru nebo nástěnného svítidla: měď 0,5 ÷ 2,5 mm2 – jednožilové, vícežilové, pocínované, krimpované.

Při spojování hliníkových vodičů je nutné použít kontaktní pastu a měděné vodiče je nutné ručně odizolovat až na holý kov.

Tento produkt má dvě nevýhody. První je vysoká cena originálních terminálů. Druhou je, že existuje mnoho padělků za nižší cenu, ale jejich kvalita je mnohem nižší a jsou to ty, které se hoří a taví. Proto je i přes vysokou cenu lepší kupovat originální produkty.

OOP čepice

Krytky SIZ (zkratka pro spojovací izolační svorky) jsou velmi snadno použitelná zařízení. Jedná se o plastové pouzdro s kuželovou pružinou uvnitř. Vodiče zbavené izolace se zasunou do krytky a krytka se několikrát otočí ve směru hodinových ručiček. Ucítíte, že se přestala otáčet, což znamená, že spojení je připraveno.

Tyto konektory vodičů vyrábí mnoho výrobců, existují různé velikosti, pro různé průměry a počet vodičů, které se mají připojit. Aby bylo připojení vodičů spolehlivé, musí být velikost správně zvolena, a proto je nutné porozumět označení.

Za písmeny SIZ je několik čísel. V závislosti na výrobci se počet čísel mění, ale znamenají totéž. Například existuje tento typ označení: SIZ-1 1,5-3,5 nebo SIZ-2 4,5–12. V tomto případě číslo bezprostředně následující za písmeny označuje typ pouzdra. „1“ se uvádí, pokud je pouzdro pravidelný kužel, na jehož povrchu lze pro lepší úchop použít drážky. Pokud je zde SIZ-2, znamená to, že na pouzdře jsou malé výstupky, které lze pohodlně uchopit prsty a otočit.

Všechna ostatní čísla udávají celkový průřez všech vodičů, které lze připojit pomocí této konkrétní ochranné krytky.

Například SIZ-1 2,0–4,0. To znamená, že tělo připojovací krytky je normální, kuželovitého tvaru. Lze ji použít k propojení dvou vodičů s průřezem alespoň 0,5 mm² (celkem tvoří 2 mm², což splňuje minimální požadavky – viz tabulka). Krytka pojme vodiče s celkovým průřezem maximálně 1 mm².

Ve druhé verzi označení je za zkratkou OOP pouze číslo od 1 do 5. V tomto případě si stačí pamatovat, které z nich je užitečné pro který průřez drátu.

Mimochodem, krytky OOP lze použít pouze k připojení měděných vodičů – hliníkové vodiče jsou obvykle silnější než maximální povolená délka pro tyto konektory.

Šroubové spojení

Toto spojení se sestavuje ze šroubu libovolného průměru, vhodné matice a jedné, nebo ještě lépe tří podložek. Sestavuje se rychle a snadno, slouží poměrně dlouho a spolehlivě.

Nejprve se vodiče odizolují a v případě potřeby se odstraní vrchní oxidovaná vrstva. Poté se z odizolované části vytvoří smyčka, jejíž vnitřní průměr se rovná průměru šroubu. Pro usnadnění můžete drát omotat kolem šroubu a zkroutit ho (prostřední možnost na obrázku vpravo). Poté se vše sestaví v následujícím pořadí:

• Na šroub je umístěna podložka.
• Jeden z průvodců.
• Druhý puk.
• Další dirigent.
• Třetí puk.
• Šroub.

Spojení se nejprve utáhne ručně, poté klíči (můžete použít kleště). To je vše, spojení je hotové. Používá se hlavně, pokud potřebujete spojit měděné a hliníkové dráty, lze jej použít i při spojování vodičů různých průměrů.

Jak propojit hliníkové a měděné vodiče

Mimochodem, připomeňme si, proč není možné přímo propojit měděné a hliníkové dráty. Existují dva důvody:

• Toto spojení se velmi zahřívá, což je samo o sobě velmi špatné.
• Postupem času kontakt slábne. Děje se to proto, že hliník má nižší elektrickou vodivost než měď, a proto se při průchodu stejných proudů více zahřívá. Při zahřívání se více roztahuje a stlačuje měděný vodič – spojení se zhoršuje, stále více se zahřívá.

Aby se těmto problémům předešlo, měděné a hliníkové vodiče se spojují pomocí:

• svorkovnice;
• wago;
• šroubové spojení;
• odbočné svorky (pro vytváření spojení mezi vodiči venku).

Jiné typy konektorů nelze použít.

Jak připojit dráty různých průměrů

Pokud potřebujete propojit vodiče s různými průměry, nemělo by docházet k jejich kroucení, aby se dosáhlo dobrého kontaktu. Můžete tedy použít následující typy:

• svorkovnice;
• wago;
• šroubové spojení.