Правила пайки алюминиевых и медных проводов — Ремонт и Строительство
Пропустить и перейти к содержимомуРемонтостроитель Все статьи, Электрика
Наиболее распространенным способом соединения в современной электропроводке является пайка проводов. Для данного способа характерна высокая степень надежности электрического соединения, что в свою очередь обеспечивает высокую пожаробезопасность и общую безопасность эксплуатации. Каким образом добиться желаемого результата, правильно и безопасно выполнить данную работу рассмотрим ниже. Начнем с подготовки. Дальше будут описаны теоретические и практические аспекты пайки медных и алюминиевых проводников. Рассматривать детально выбор между медью и алюминием, пожалуй, не будем. Отметим лишь, что хотя медь и стоит больше, зато по качеству и долговечности значительно превосходит алюминиевую проводку. Итак, к вашему вниманию порядок пайки проводов в распределительной коробке.
Какие инструменты и материалы понадобятся?
Выбор инструментов и материалов, которые нам понадобятся, будет обусловлен нашими конкретными целями, а также применяемыми способами пайки. Основной инструмент, который применяется – это либо электрический паяльник, либо газовая горелка. Ну а дальше будет, в общем, стандартный набор для пайки. Нам понадобится:
- Нож для разделки изоляции провода – не забудьте подточить или воспользуйтесь канцелярским ножом. Также можете сделать нож электрика своими руками.
- Пассатижи, для скрутки проводников.
- Припой и флюс. Флюс – это вещество, с помощью которого мы удаляем окисления с поверхности, которую паяем. Припой – это то, чем непосредственно спаиваются жилы.
- Напильник – подойдет мелкий напильник.
При пайке проводов паяльником или газовой горелкой могут быть применены разные припои и флюсы. Так, для медных жил нужен припой на основе смеси олова и свинца – это припои марок ПОС-40, ПОС-50, ПОС-60.
Давайте паять!
Когда готовы все нужные инструменты и материалы подготовлены, беремся за работу. Рассмотрим технологию пайки медных проводов в распределительной коробке. В домашних условиях самый распространенный способ соединения – пайка скруток одножильных проводников. Зачищаем их от изоляции – снимем по 4-5 см с каждого конца. Для хорошего качества скруток следует плотно скрутить и обжать концы пассатижами. Только не переусердствуйте, иначе можете обломать токоведущую жилу. Берем в руки паяльник, который должен быть достаточно прогрет, и начинаем пропитывать нашу скрутку канифолью так, чтобы она как можно лучше проникала между проводами.
Затем на жало паяльника наносится припой, состоящий из олова и свинца, и, постепенно прогревая место соединения, добиваемся равномерного нанесения припоя. Он должен хорошо проникнуть между проводами. Когда они «окрасятся» в серебряный цвет, можно считать их залуженными.
Чтобы залудить многожильный медный проводник необходимо хорошо скрутить все мелкие жилки в одну жилу и подтянуть пассатижами. Затем нанести паяльником сначала канифоль, а потом уже нужный припой.
Отличительной особенностью пайки алюминиевых проводов является высокая степень окисления алюминия на воздухе. А если жилы окислятся, то нанести на них припой при электромонтаже уже будет проблематично. Поэтому придётся постоянно механически очищать поверхность от окисления и одновременно выполнять лужение. Для нагрева используется газовая горелка, флюс же подбирается исходя из способа пайки и сечения провода.
Ножом аккуратно срезаем изоляцию с жил примерно по 5 см. Очищаем поверхность до появления характерного блеска с помощью того же ножа либо воспользуемся наждачной бумагой.
Далее, нужно соединить жилы в виде желобка, который образуется в результате соединения жил внахлест, методом двойной скрутки. Берем горелку и начинаем греть скрутку примерно до температуры плавления припоя. Продолжаем нагревать соединение и натираем специальной палочкой припоя место пайки. Желобок заполнится припоем. Таким же образом обрабатывается вся поверхность, пока она не покроется полностью оловом.
Некоторые особенности процесса
Рекомендуем также обратить внимание на несколько правил, которые помогут сделать качественную пайку проводов своими руками.
Проверьте жало паяльника перед началом работы. Оно должно быть чистым. Если же на нем присутствуют неровности, раковины, черный нагар, то такое жало нужно очистить, иначе оно не сможет нормально брать припой. Возьмите мелкий напильник, приставьте жало к нему под наклоном и зачистите, чтоб был виден блеск меди. Потом заново залудите его конец. В процессе работы иногда обращайте внимание на его состояние и старайтесь держать его в чистоте.
Начинаем паять всегда с дальней от изоляции стороны жилы, так как она может оплавиться, нарушатся ее свойства, что недопустимо. Аккуратно скручивайте соединения пассатижами, без лишних усилий, так чтобы не обломать жилы, особенно это относится к алюминиевой электропроводке, которая особенно ломкая.
Перед нанесением припоя, даже на соединение медных проводов, попробуйте очистить поверхность жилы ножом до блеска, увидите, что припой наносится гораздо проще. Это касается как медных, одножильных и многожильных, так и алюминиевых проводников.
Не забывайте в конце работы тщательно изолировать места соединения. Следует использовать для этих целей хлопчатобумажную либо поливинилхлоридную изоляцию. Обмотайте ими места скруток таким образом, чтобы изоляция заходила на несколько сантиметров от оголенного места.
Не смотря на то, что пайка не является супер быстрым способом, она обеспечивает хорошее качество соединения.
А все что описано, в комплексе, поможет вам повысить безопасность выполнения работы, а также увеличит срок службы и надежность электрической проводки.
Напоследок рекомендуем вам просмотреть видео, в которых подробно рассмотрены технологии пайки электропроводки в распредкоробках:
Использование газовой горелки
Применение специального паяльника для труб
Вот мы и рассмотрели, как производится пайка проводов в распределительной коробке. Надеемся, предоставленная инструкция была для вас полезной и понятной!
C уважением, Источник: http://samelectrik.ru
инструментпайкасвоими рукамиэлектрика
техника выполнения (этапы), необходимые материалы и приборы
Каждый человек хоть раз в жизни сталкивался с подобной проблемой, как разрыв проводов.
Обращаться с такой пустяковой просьбой в мастерскую хотят не многие, поэтому предпочитают самостоятельно осваивать технику пайки и осуществлять ремонт в домашних условиях. Осуществить данную операцию вполне реально. Но нужно знать некоторые нюансы. Обо всех тонкостях работы расскажем в нашей сегодняшней статье.
Методы спаивания
Во время применения алюминиевых проводников, ощутимым недостатком считается их стремительное окисление. Для того чтобы такой процесс не препятствовал прохождению электрического тока, скрутки их пропаиваются.
Пайка алюминиевых проводов в распределительной коробке осуществляется с помощью газовой горелки или паяльника. Если сравнивать эти два способа, то паяльником работать намного труднее. Это объясняется невозможностью наверняка выполнить нагрев до требуемого температурного показателя. А для алюминия как перегрев, так и недостаточный нагрев недопустим.
Что касается газовой горелки, то с ее помощью температуру нагрева контролировать значительно проще.
Независимо от используемого оборудования, перед тем, как будет выполнена пайка алюминиевых проводов в домашних условиях, должна быть осуществлена необходимая подготовка. Дальше рассмотрим детально этот момент.
Узнаем как припаять провод к проводу в домашних условиях
Как припаять провод к проводу, знают не все, хотя такое умение бывает иногда очень необходимо дома,…
Предварительная подготовка
Алюминий по своим характеристикам считается легкоплавким материалом, который при малейшем неосмотрительном нагреве может расплавиться. Именно в этом свойстве состоит главная сложность такой пайки. Затрудняет операцию также тот факт, что в воздухе алюминиевые провода подвергаются окислению.
Образовавшаяся пленка в результате окисления надежно предохраняет поверхность материала от негативного воздействия внешних факторов, но при этом также мешает соединению материала. Перед тем как паять алюминиевые провода паяльником, требуется эту пленку удалить.
В обычных условиях механически удалить пленку с проводов не получится, так как они моментально будут подвергаться окислению, и соответственно, покрываться новой пленкой.
Справиться с такой проблемой поможет масло, которое предварительно требуется нагреть до двухсот градусов. Это необходимо для того, чтобы удалить из него присутствующий кислород. Но даже в таком случае процесс удаления пленки в домашних условиях будет неудобным и очень трудоемким.
Самым оптимальным вариантом считается лужение проводов перед пайкой. Для этого следует применять механический способ и специальный флюс. Все манипуляции должны проводиться до того момента, когда провода будут скручены. В противном случае очистить поверхность полностью не получится. После того как концы станут луженые, их можно скрутить между собой и приступать к пайке.
Узнаем как припаять провод к проводу в домашних условиях
Как припаять провод к проводу, знают не все, хотя такое умение бывает иногда очень необходимо дома,…
Необходимые инструменты
Перед тем, как паять алюминиевые провода, следует позаботиться о наличии паяльника, припоя и флюса. Лучше всего, если все работы будут осуществляться на деревянной подставке, которую нужно заблаговременно приготовить, чтобы не нанести ущерб поверхности стола.
Перед тем как приступить к работе, провода необходимо тщательно зачистить. Для этого следует подготовить и использовать наждачную бумагу (лучше всего подойдет бумага крупной фракции). Перед тем как начнется пайка алюминиевых проводов, их требуется обезжирить с помощью спиртового раствора.
Для удобства нужно подготовить защитные очки и пинцет. Они помогут аккуратно состыковать тонкие элементы и предупредят травмы глаз.
Последовательность работ
Пайка алюминиевых проводов между собой должна выполняться в строгой последовательности:
- в первую очередь осуществляется тщательная зачистка поверхности проводников, так как любой посторонний налет может сделать соединение ненадежным;
- затем все зачищенные концы покрываются флюсом, который предотвращает окисление проводов во время эксплуатации;
- при использовании паяльника выполняется расплавление припоя, который впоследствии наносится ровным, тонким слоем на концы проводников.
- провода требуется аккуратно соединить с помощью пинцета или временной скрутки;
- для предупреждения появления ржавчины под припоем дополнительно потребуется нанести флюс на стыковку;
- после этого с помощью паяльника расплавить припой и равномерно распределить его вокруг состыкованных концов;
- завершающим этапом является тщательная очистка паяльника, особое внимание стоит уделять жалу, которое впоследствии лучше всего обработать неактивным флюсом.
Соединение сваркой
Пайка медных и алюминиевых проводов часто осуществляется с помощью сварки. Такой вид соединения обеспечивает надежный и монолитный контакт. Работа выполняется по торцам проводников, которые должны быть предварительно зачищены и скручены. В последнее время для соединения проводов таким способом применяются инверторные сварочные аппараты.
Сварка проводов в распределительной коробке: пошаговая…
Особенности сварки проводов в распределительной коробке своими руками. Основные достоинства…
Все соединения, которые получены благодаря сварке, обладают отличной механической прочностью, а также характеризуются долговечностью и прекрасной проводимостью контакта.
Флюс
Пайка алюминиевых проводов осуществляется с помощью флюса. Это своеобразная смесь, которая специально создана для улучшения качества соединения проводников. Плавление флюса начинается до процесса пайки, так как он непосредственно подготавливает поверхность к соединению.
Флюс для пайки алюминиевых проводов бывает пассивным и активным. Последний отличается тем, что содержит в себе кислоты и вредные летучие вещества, которые непосредственно перед пайкой протравливает металл, а также удаляет с него жир и окислы. Пассивный не имеет в своем составе кислот и воздействует на загрязнения как растворитель. Самым популярным флюсом считается канифоль, которая изготавливается на основе древесной смолы.
Благодаря флюсам появилась возможность спаивать металлы, которые без них соединить было бы практически невозможно.
Дополнительные приспособления
Чтобы пайка алюминиевых проводов не привела к повреждению имущества, требуется позаботиться о наличии дополнительных приспособлений. Для паяльника необходимо иметь подставку. Она поможет защитить окружающие предметы от воздействия высокой температуры. Для пайки тоже понадобится приобрести специальную площадку, которая будет устойчива к воздействию расплавленного флюса или припоя.
Чтобы обеспечить себе удобство во время работы, лучше все предметы фиксировать.
Для этого можно использовать пассатижи, которыми можно прижать провод к месту пайки. Для фиксации распайки рекомендуется использовать струбцину.
Особенности процесса
Чтобы пайка алюминиевых проводов своими руками была выполнена на отлично, специалисты рекомендуют придерживаться определенных рекомендаций. Перед тем как приступить к соединению проводов, обязательно следует проверить паяльник. Он должен быть чистым, на нем не должны присутствовать раковины или неровности, а также черный нагар. Если имеются какие-либо отклонения, то в таком случае его требуется почистить.
Для этого можно воспользоваться напильником. В процессе операции также следует обращать внимание на состояние паяльника. Старайтесь его всегда держать в чистоте. Начинать паять лучше всего с дальней от изоляции стороны. По завершении работ все места соединений требуется изолировать. Для этого рекомендуется воспользоваться поливинилхлоридной или хлопчатобумажной изоляцией.
Выбор температуры
Нужно уметь правильно обращаться с паяльником.
В первую очередь, требуется научиться определять, достаточно ли разогрето место для пайки. Если для работы используется обычный паяльник, то в таком случае ориентироваться необходимо по поведению флюса или канифоли. Если эти компоненты кипят и выделяют пар, то это свидетельствует о достаточном уровне нагрева.
Узнаем как припаять провод к проводу в домашних условиях
Как припаять провод к проводу, знают не все, хотя такое умение бывает иногда очень необходимо дома,…
Как только место для пайки будет должным образом прогрето, можно добавлять припой, который наносится как в жидком, так и твердом виде. Чтобы соединение было качественным, необходимо пристально выдерживать температуру и выполнять все действия аккуратно. Не рекомендуется перегревать, а также использовать большое количество припоя.
Заключительный этап
Чтобы обеспечить надежное соединение проводов, весь процесс должен выполняться грамотно и аккуратно. Если провода обрабатывались кислотными флюсами, то после их остывания требуется обязательно смыть остатки припоя.
Сделать это можно с помощью влажной тряпки или губки, которые предварительно смачивают в мыльном растворе, а затем немного подсушивают.
Умение самостоятельно паять в современной жизни является просто необходимым опытом. Сейчас существует множество методов соединения различных металлов. Но в первую очередь требуется иметь навыки работы с паяльником. Только в таком случае можно обеспечить надежное соединение проводов. В процессе пайки все рекомендации требуется соблюдать неукоснительно, так как этот процесс считается довольно сложным и не приемлет ошибок. Особенно это касается выбора метода соединения, флюса и припоя. Пайка проводов своими руками в домашних условиях не раз выручит вас и поможет в ремонте любой техники.
Опасности с алюминиевой проводкой – Инспекции дома Structure Tech
Покупка дома с алюминиевой проводкой? Продавец, вероятно, скажет вам, что все в порядке, никогда не было проблем и не о чем беспокоиться. Эту историю мы слышали много раз. Я писал об этой теме много лет назад, но пришло время вернуться к этой теме.
Здесь, в Structure Tech, мы проводим множество курсов повышения квалификации для агентов по недвижимости. В нашем классе «Ужасы инспекции дома» мы рассмотрим известные опасности с алюминиевой проводкой и варианты ремонта. Во время недавнего занятия у нас был вопрос агента по недвижимости, нужно ли что-то делать с алюминиевой проводкой, заявив, что это совершенно хороший продукт с плохой репутацией. Это не так.
Что такое алюминиевая проводка?
Алюминиевая проводка используется до сих пор, и в ней нет ничего опасного. Служебные провода, идущие в дома, состоят из алюминиевой проводки, и сегодня используется множество алюминиевых цепей на 240 вольт. С этим все в порядке. Материал, который мог быть небезопасным, материал, с которым были проблемы, был определенным сплавом, используемым в определенное время, и это то, о чем этот пост в блоге.
В оставшейся части этого поста, когда я говорю об алюминиевой проводке, я имею в виду алюминиевые проводники ответвлений, установленные примерно с 1965 к 1972 г.
«Алюминиевые жилы ответвлений» означают провода, питающие 15- и 20-амперные цепи в домах. Это провод, который подключается к розеткам, выключателям, светильникам и тому подобному. У этого материала было много проблем.
В чем проблема?
Вот несколько ключевых моментов об алюминиевой проводке, которые взяты из трех авторитетных документов в конце этого сообщения в блоге:65.
д.Проблема с алюминиевой проводкой заключается в том, что она расширяется и сжимается с большой скоростью, что может привести к ослаблению соединений. Соединения между алюминием и медью также могут вызывать окисление, сопротивление, нагревание, повышенное расширение… вы поняли. Все это может привести к пожару.
Обгоревшая проводка
Вот несколько обгоревших алюминиевых проводов, которые мы нашли во время осмотра дома. Они представляют собой «пожароопасные условия».
Мы находим алюминиевую проводку во время осмотра дома примерно раз в месяц. По моим оценкам, в четверти этих домов обгорели провода в щитке, но я не могу комментировать остальную проводку. Домовики не вытаскивают розетки и выключатели из стен, потому что многое может пойти не так.
Если бы мы это сделали, я думаю, мы бы нашли гораздо больше сгоревшей проводки.
Если он еще не сгорел, значит, он в безопасности. Верно?
Существует устойчивый миф о том, что если 50 лет назад в доме была алюминиевая проводка и не было пожаров, то он в безопасности. Проблема с этим предположением заключается в том, что когда въезжают новые владельцы, они будут предъявлять к системе другие требования. С изменением занятости происходит изменение использования, и именно тогда часто возникают проблемы.
Прошлые результаты не предсказывают будущие результаты.
Проверить наличие проблем? №
Некоторые домашние инспекторы рекомендуют «проверить» алюминиевую проводку на наличие признаков проблем. Я не согласен с этой рекомендацией, потому что я не знаю, как домовладелец должен это делать. Убедитесь, что розетки не загораются? Раз в месяц вытаскивать розетки из стены и внимательно осматривать соединения на предмет перегрева? Убирайся.
Я не знаю, что значит контролировать алюминиевую проводку на наличие проблем, и я не думаю, что большинство домовладельцев тоже не знают. Не только это, но и Комиссия по безопасности потребительских товаров (CPSC) говорит, что « Неисправные алюминиевые соединения редко дают легко обнаруживаемые предупреждающие знаки. ”
Методы ремонта
CPSC перечисляет три возможных ремонта для домов с алюминиевой проводкой: индивидуальный ремонт с соединителями COPALUM, индивидуальный ремонт с соединителями AlumiConn или полная замена алюминиевого провода. О том, как будет производиться индивидуальный ремонт, вы можете прочитать здесь: Ремонт алюминиевой проводки.
COPALUM
Индивидуальный ремонт с помощью соединителей COPALUM не подходит для жителей Миннесоты. Это требует использования специализированного продукта, который должен быть установлен с помощью специального инструмента сертифицированным подрядчиком COPALUM по повторной терминации. Я связался с компанией, поставляющей этот продукт, и мне сообщили, что существует ни одного сертифицированного подрядчика в Миннесоте .
Так что это исключено.
AlumiConn
С соединителями AlumiConn возможен индивидуальный ремонт. Это включает в себя связывание алюминиевых проводов с медными проводами в каждом месте, где провода начинаются и заканчиваются. Алюминиевый и медный провода соединяются этим специализированным разъемом, но это дорого.
Amazon продает упаковку из 10 штук по 45 долларов США, и при оптовом заказе цена снижается. Мало того, что продукт дорогой, так это еще и тонна работы. Каждая розетка должна быть вытащена и заново подключена. Каждый переключатель. Каждая распределительная коробка. Каждое все.
Не только это, но вы когда-нибудь заменяли старую розетку и с трудом вставляли провода обратно в коробку? Только представьте, как минимум три таких устройства и в два раза больше проводов в каждом ящике.
Помимо того, что этот метод ремонта является дорогостоящим, есть вероятность, что ремонт может быть неполным. Будет ли найдена каждая распределительная коробка? Может быть, а может и нет.
Инспектор по жилищным вопросам из Сиэтла Чарльз Бьюэлл некоторое время назад поделился историей о том, как его наняли для проверки некоторых ремонтных работ, сделанных в доме, который он ранее осматривал, и он нашел по крайней мере одну распределительную коробку и один светильник, которые были утеряны. Об этом можно прочитать здесь: незавершенный ремонт алюминиевой проводки.
Замена
Самый надежный и полный ремонт — замена алюминиевой проводки. Это оставляет очень мало шансов и не оставляет дом с кучей методов ремонта, которые следующий полуквалифицированный домовладелец может случайно испортить. Очевидным недостатком этого являются связанные с этим расходы. Конечно, расходы зависят от того, сколько алюминиевой проводки присутствует, и будут сильно различаться от дома к дому. Здесь на помощь приходит электрик.
Если вы покупаете дом с алюминиевой проводкой и нанимаете электрика для осмотра и/или ремонта проводки, убедитесь, что у него есть опыт ремонта алюминиевой проводки.
Как отличить алюминиевую проводку?
Самое простое и очевидное место для поиска алюминиевой проводки — внутри главного электрического щитка. На рисунках ниже показано сочетание алюминиевой и медной проводки внутри панелей.
Обратите внимание на медную проводку с луженым покрытием. Это похоже на алюминиевую проводку, но она не использовалась в течение того же периода времени, не была увеличена в размерах, как алюминий, и обычно имела тканевую оболочку. Это не алюминиевая проводка.
Алюминиевую проводку иногда можно увидеть, сняв накладки на розетках и выключателях.
Время от времени мы находим алюминиевые провода со сращиваниями без колпачков. Не спрашивайте меня, почему. Мы только что нашли их. Люди делают сумасшедшие вещи.
И, наконец, наименее надежный, но все же хороший метод — прочитать надпись на кабеле с неметаллической оболочкой. В частности, ищите провода 10-го и 12-го калибра. Алюминиевая проводка будет помечена как таковая.
Заключение
Если вы покупаете дом с алюминиевой проводкой, обратитесь к электрику для тщательного осмотра проводки и, при необходимости, ремонта. Эта проверка потребует проверки как минимум репрезентативного количества соединений. Это означает выдергивание розеток из стены, вытягивание выключателей из стены, снятие светильников для проверки соединений, вытягивание проводов из распределительных коробок и т. д. Если какие-либо соединения не выполнены должным образом, необходимо произвести ремонт.
Для более подробного обсуждения конкретных опасностей, связанных с алюминиевой проводкой, вот несколько превосходных связанных документов:
- Ремонт алюминиевой проводки — от CPSC
- Алюминиевая проводка — Дуглас Хансен
- Снижение пожарной опасности в домах с алюминиевыми проводами — Дж. Аронштейн
Автор: Рубен Зальцман , Строительная техника Домашняя инспекция
Кабельные материалы
ПРОВОДНИКИ И ИЗОЛЯТОРЫ
Иногда мы забываем, что многие кабели не предназначены для передачи электроэнергии или сигналов, например, кабели, поддерживающие мосты, приводящие в действие элероны и буксирующие автомобили.
Механическая проволока и кабель — это большая (но другая) отрасль.
Однако между механическими и электрическими проводами и кабелями есть сходство — по крайней мере, с точки зрения способов их изготовления.
По мере изготовления прядей проволоки они протягиваются через матрицы все меньшего размера. Это относится ко всем проводам. Алмазные штампы используются из-за их чрезвычайной твердости и того факта, что они сохраняют свой точный размер в течение длительного времени. Фактически, система размеров American Wire Gauge (AWG) предлагает эту процедуру рисования. Например, провод размером 22 AWG, что меньше, чем 20 AWG, теоретически протягивается через 22 матрицы с постепенно уменьшающимся размером. Проволока большего размера проходит через меньшее количество фильер; следовательно, «калибр» с меньшим числом. См. Таблица 1 .
ОТОЖЖЕННАЯ МЕДЬ
| AWG | Диаметр (дюймы) | Циркуляр Мил | Ом на 1000 футов | фунтов на 1000 футов |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 0,1000 | 10000 | 1,00 | 31,43 |
| 12 | 0,0791 | 6250 | 1,60 | 19,77 |
| 14 | 0,0633 | 4000 | 2,50 | 12,43 |
| 16 | 0,0500 | 2500 | 4,00 | 7,818 |
| 18 | 0,0395 | 1563 | 6,40 | 4,917 |
| 20 | 0,0316 | 1000 | 10,0 | 3,092 |
| 22 | 0,0250 | 625 | 16,0 | 1,945 |
| 24 | 0,0200 | 400 | 25,0 | 1,223 |
| 26 | 0,0158 | 250 | 40,0 | 0,769 |
| 28 | 0,0125 | 156 | 64,0 | 0,484 |
| 30 | 0,0100 | 100 | 100 | 0,304 |
| 32 | 0,0079 | 63 | 160 | 0,191 |
| 34 | 0,0063 | 40 | 250 | 0,120 |
| 36 | 0,0050 | 25 | 400 | 0,076 |
| 38 | 0,0040 | 16 | 640 | 0,048 |
| 40 | 0,0032 | 10 | 1000 | 0,030 |
Таблица 1.
Таблица размеров проводов. Круговые милы — это квадрат диаметра в тысячных долях, который полезен для сравнения площади поперечного сечения проводника.
МЕТАЛЛЫ
Медь считается стандартом в электрических проводниках, уступая по проводимости только серебру, но гораздо более распространена и, следовательно, экономична.
Поскольку пайка меди может быть затруднена, если не используется флюс (который может оставить коррозионные остатки), ее обычно лужят или покрывают, если она предназначена для пайки. (Это не исключает использования флюса, но покрытие облегчает пайку и в целом обеспечивает некоторую защиту от коррозии.)
Неизолированная медь идеально подходит для заделки под давлением (опрессовка и т. д.), при которой происходит окисление поверхности.
Меньший вес алюминия позволяет предположить, что он предпочтительнее для авиационной промышленности, заботящейся о весе. Его вес составляет примерно 1/3 веса меди, и даже с его меньшей проводимостью он работает лучше, чем медь, в пересчете на фунт почти в 2:1.
Так почему же алюминий не предпочтительнее? Начнем с того, что физические свойства проволоки — это только часть истории. Несколько лет назад, когда медь была в дефиците, для проводки в жилых помещениях часто выбирали алюминий. Что в то время не было полностью оценено, так это серьезные последствия гальванической реакции между алюминием и латунными или медными фитингами или клеммами в присутствии влаги. Это вызовет коррозию, которая вызовет отказ в соединении либо в виде разомкнутой цепи, либо, что еще хуже, в виде высокого сопротивления, что породило множество пожаров. Алюминий оказался гальванически слишком агрессивным для прямого контакта с медью или латунью. [ В Таблице 2 перечислены металлы в соответствии с их гальванической классификацией.]
| Серия гальваники | |
|---|---|
| НАИМЕНЕЕ БЛАГОРОДНЫЙ, КОРРОЗИОННЫЙ | |
| мг | Магний |
| Цинк | Цинк |
| Ал | Алюминий |
| CD | Кадмий |
| Фе | Железо |
| Кр | Хром |
| – | Свинцово-оловянные сплавы |
| Пб | Свинцово-оловянные сплавы |
| Сн | Олово |
| Никель | Никель |
| – | Латунь |
| Медь | Медь |
| – | Бронза |
| – | Серебряный припой |
| Аг | Серебро |
| Золото | Золото |
| Пт | Платина |
| САМЫЙ БЛАГОРОДНЫЙ, ЗАЩИЩЕННЫЙ | |
Таблица 2.
Общие металлические элементы в порядке их гальванического потенциала. Те, кто находится ближе друг к другу в этом списке, с меньшей вероятностью будут атаковать друг друга в присутствии электролита, чем те, которые находятся дальше друг от друга. Для практических целей любая влага, кроме дистиллированной воды, может считаться электролитом и вызывать коррозию. Элемент, расположенный ближе к вершине, будет затронут.
Та же проблема существует и в других схемах. Если бы все выводы были заменены на алюминиевые, гальваническая проблема могла бы быть решена, но это относилось бы ко всем штырям, клеммам, контактам и проводящей аппаратуре, а существует множество существующих систем, которые нуждаются в адаптации. Кроме того, алюминий образует на своей поверхности твердый слой оксидов, и для хорошего электрического соединения его необходимо проколоть.
Несмотря на то, что это второе лучшее решение, существуют биметаллические («AL/CU») адаптеры, которые соединяют алюминиевые и медные проводники, где замена электропроводки в доме нецелесообразна.
Они решают проблему гальванического воздействия, которая ставит под угрозу пожарную безопасность.
Еще один серьезный недостаток алюминия заключается в том, что его нельзя легко паять или покрывать металлом для улучшения паяемости.
Все это может свидетельствовать о том, что алюминий не может быть законно использован в электрических системах, не говоря уже о самолетах. Не так. По правде говоря, алюминий одобрен для использования в воздухе калибром 6 AWG или больше. Это нацелено на силовые приложения, а не на системы авионики. При высоких токах, характерных для больших проводников, таких как эти, последствия возможной коррозии в некоторой степени компенсируются самим током.
Серебро Проводимость лучше, чем у меди, хотя и значительно дороже. В результате его часто используют в качестве покрытия для меди, чтобы улучшить проводимость кожи и обеспечить некоторую защиту от коррозии. Это имеет особое значение на очень высоких частотах, когда ток более склонен концентрироваться на «коже» проводника, явление, называемое скин-эффектом.
Серебро также легко паяется.
Олово обеспечивает защиту медного проводника от коррозии, но не оказывает заметного влияния на его проводимость. Это, конечно, в высшей степени поддается пайке. Проводник, который «лужят», на самом деле может быть покрыт свинцово-оловянным сплавом — припоем.
Золото , хотя и дорогое, представляет собой обычное покрытие для латунных контактов разъемов, коаксиальных контактов ARINC и частей некоторых других разъемов. По сути, это покрытие является предпочтительным из-за его превосходных свойств коррозионной стойкости в приложениях, где может быть большое воздействие. Золото также является хорошим проводником и легко паяется.
В таблице 3 перечислены некоторые распространенные проводящие материалы и их свойства, как абсолютные, так и относительно меди.
| Для провода 30 AWG | Температурный коэффициент 2 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Относительное сопротивление | Ом на 1000 футов | фунтов на 1000 футов | «Ом-фунт» 1 на 1000 футов | Точка плавления (°С) | Специальный Гравитация | DR на °C | D Длина % на °С | |
| Медь | 1 | 103 | 0,304 | 31,4 | 1083 | 8,89 | 0,0039 | 16,1 |
| Алюминий | 1,64 | 169 | 0,092 | 15,6 | 660 | 2,7 | 0,0039 | 28,7 |
| Серебро | 0,94 | 97 | 0,359 | 34,9 | 961 | 10,5 | 0,0038 | 18,8 |
| Золото | 1,42 | 146 | 0,661 | 96,6 | 1063 | 19,32 | 0,0034 | 14,3 |
| Олово | 6,7 | 691 | 0,25 | 172,7 | 232 | 7,3 | 0,0042 | 26,9 |
| ОТНОСИТЕЛЬНО МЕДИ | ||||||||
| Медь | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% |
| Алюминий | 164% | 164% | 30% | 50% | 61% | 30% | 99% | 178% |
| Серебро | 94% | 94% | 118% | 111% | 89% | 118% | 97% | 117% |
| Золото | 142% | 142% | 217% | 308% | 98% | 217% | 87% | 89% |
| Олово | 670% | 670% | 82% | 550% | 21% | 82% | 107% | 167% |
Таблица 3.
Сравнение обычных проводящих материалов. 1 Ом-фунтов на 1 м фут» — расчетное значение, иллюстрирующее относительное преимущество в весе каждого материала. Это только для целей сравнения и не имеет реальной цели дизайна. 2 Температурный коэффициент – это коэффициент, который применяется к изменениям сопротивления или физического размера для каждого градуса Цельсия. Обратите внимание на значительную разницу в коэффициентах расширения между медью и алюминием — еще одна причина их несовместимости. Можно отметить, что основным преимуществом алюминия является вес.
ОБОЛОЧКА И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗОЛЯЦИИ
ПВХ не подходит для изоляции проводов и кабелей в самолетах — позиция, подтвержденная FAA. Другие хорошие и одобренные варианты существуют и легко доступны.
Номинальные температуры отражают диапазон, в котором будет поддерживаться целостность изоляции — достаточно гибкая в холодном состоянии и не подверженная размягчению или разрушению в верхней части шкалы.
Следует отметить, что предельная температура должна учитывать повышение температуры, вызванное рассеянием мощности в самом проводнике.
Несмотря на то, что большая часть бортовой проводки не выдерживает воздействия номинальных экстремальных температур, такие номинальные характеристики обеспечивают некоторый запас прочности для обеспечения безопасности в случае пожара или неисправности.
Другие изоляционные свойства, вызывающие озабоченность, в зависимости от приложений, включают диэлектрическую постоянную, которая определяет потери, взаимную емкость (между проводниками), полное сопротивление, скорость распространения и т. д. [См. Фактор скорости ] Наиболее распространенные изоляционные материалы для проводов и кабелей, утвержденные и обычно приемлемые для самолетов, относятся к семейству Teflon® — известной торговой марке фторполимеров, в которую входят, например, PTFE, ETFE (также известный как Tefzel®), TFE и FEP.
Провода MIL-W-22759 имеют изоляцию из TFE или Tefzel®.
Изоляция из ТФЭ рассчитана на верхний диапазон температур окружающей среды от +200°C до +260°C, в зависимости от толщины изоляции и материалов проводников. Tefzel® обычно рассчитан на температуру +150°C. Оба подходят для -65°C, что может быть реализовано в непосредственной близости от кожи на больших высотах.
ПРОБЛЕМЫ ТЕМПЕРАТУРЫ/ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
Есть несколько старых «резервных» коаксиальных кабелей — например, RG58 и RG214 — и несколько более новых кабелей с малыми потерями, которые на самом деле могут вызвать серьезные проблемы с производительностью в авиационных системах. Их полезность ограничена использованием полиэтилена в качестве диэлектрического материала. Это приводит к номинальной температуре, как правило, 85°C (что равняется 185°F), что, на первый взгляд, может показаться вполне адекватным.
Но бортовые системы намного надежнее обслуживаются кабелями, рассчитанными на 200°C. Теперь 200 ° C — это колоссальные 394 ° F — достаточно жарко, чтобы расплавить припой! Конечно, намного выше человеческой терпимости.
Итак, не будет ли излишним указывать (и платить за) кабели с номиналом 200°? Решительно нет. И вот почему.
Многие специалисты по авионике знают — если не из науки, то из опыта — что использование «высокотемпературных» кабелей предпочтительнее менее дорогих коаксиальных кабелей. Причина в производительности — может быть, не в начале, а с течением времени.
Во многих самолетах кабели проходят через планер в местах, где температура может быть намного выше, чем в кабине. Несмотря на то, что при контакте с воздуховодами, брандмауэрами двигателей и других горячих точках или в непосредственной близости от них температуры не достигают даже 200°C, они нередко испытывают точки соприкосновения с температурой значительно выше 100°C. Именно там может произойти повреждение. Какой ущерб?
Немного предыстории: Коаксиальные кабели по определению являются коаксиальными, то есть цилиндр экрана и поперечное сечение центрального проводника имеют одну и ту же ось. Пространство [диэлектрик] между ними везде одинаковое.
В идеале.
Диэлектрические материалы при более низких температурах размягчаются при относительно низких температурах, и центральный проводник неизбежно смещается от центра к экрану, в направлении силы тяжести или внутрь изгиба кабеля. В таком случае «соосность» смещается от оси, и нарушается концентричность, необходимая для поддержания импеданса. Это необратимо и является лишь частью ущерба, который может произойти.
Другая часть находится в коробке. В случае с приемником изменения импеданса могут вызвать ослабление сигнала — возможно, вплоть до потери полезности.
В случае с передатчиком все может быть еще хуже. Отражение мощности [измеряемое как КСВ или коэффициент стоячей волны] возвращается прямо на заключительный этап, производя тепло… а тепло — заклятый враг всех электронных компонентов. Это приглашение на скамейку для ремонта. Вы знаете кого-нибудь, кто предпочел бы заплатить за ремонт, чем скромную дополнительную плату за кабель, рассчитанный на 200°C?
Кабели, в которых используются диэлектрические материалы из полиэтилена (PE), рассчитанные на температуру 85°C, становятся мягкими при температурах, обычных для изолированных мест в самолете.
