Лишь два металла получили широкое распространение в качестве проводников электричества. Причем как в жилых домах, так и в производственных и промышленных объектах. При этом алюминиевая проводка была популярна в основном в советское время. В современном строительстве данный металл запрещен для прокладки электрических коммуникаций, его заменяет медь.
Полвека назад нагрузка на электрическую сеть была не так велика по сравнению с сегодняшним днем. Неизменными атрибутами на то время были холодильник, телевизор, несколько ламп накаливания. Семьи с хорошим достатком приобретали пылесосы, утюги, торшеры. Все это прекрасно выдерживала проводка сечением 1.5 мм2.
Однако прогресс неумолимо шагает вперед, его уже не остановить. Теперь же практически в каждом доме есть компьютер, который в зависимости от характеристик потребляет не так уж и мало электроэнергии. Также сюда можно добавить СВЧ-печи, стиральные машины, работающие в автоматическом режиме, и прочую современную телевизионную и бытовую технику.
В связи с этим возникает резонный вопрос о целесообразности в дальнейшей эксплуатации алюминиевой проводки в квартире или частном доме. Попробуем разобраться, но прежде — краткая теоретическая часть.
Немного теории
Все мы знаем еще с уроков по физике, что электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц, коими выступают электроны, на которые воздействует силы электрического поля. эти частицы, перемещаясь по проводнику, неизбежно сталкиваются с противодействием называемым сопротивлением, измеряемым в омах (Ом).
А так как проводники имеют цилиндрическую форму, то расчет сопротивления ведется по этой формуле: r = ρ * l / s, где:
- r – электрическое сопротивление проводника (Ом);
- ρ – удельное электрическое сопротивление материала проводника (Ом*мм2/м);
- l – длина проводника (м);
- s – площадь поперечного сечения проводника (мм2).
Именно по этой причине и используются алюминий и медь — за счет низкого удельного сопротивления. У алюминия r – 0,0294 Ом*мм2/м, у меди оно чуть меньше r – 0,0175 Ом*мм2/м.
Во время движения электрических зарядов по алюминиевой проводке она нагревается. И чем выше сопротивление, тем больший нагрев. И это не приносит пользы. Кроме того, температура зависит от другого показателя – плотности тока, определяемого по формуле: δ = I / s, где:
- δ – плотность тока, (а/мм2);
- I – величина тока, (а);
- S – площадь поперечного сечения проводника, (мм2)
Какой же металл лучше всего подходит для электропроводки квартир и частных домов? Рассмотрим свойства алюминия и меди, а также разберем, пожалуй, все имеющиеся преимущества и недостатки каждой проводки.
Свойства алюминия
Несомненное преимущество алюминия заключается в его малом весе. По этой причине прокладка такой проводки несложная. Легкий вес металла обусловлен низкой плотностью, которая раза в три меньше, чем у железа и меди. Но в то же время по прочности 13 элемент им не уступает.
Наряду с электропроводностью, материал имеет и высокую теплопроводность. Однако алюминиевую проводку нельзя сильно нагревать, поскольку температура плавления металла равна 660°C. 13 элемент периодической системы Менделеева занимает третью позицию по распространению в земной коре, уступая первенство кислороду и кремнию среди всех атомов. Но в сравнении с прочими металлами алюминий на первом месте.
Свойства меди
Медь является пластинчатым металлом розовато-красного оттенка, как и алюминий, имеет высокую тепло- и электропроводность. Плавится при температуре 1083°C, а закипает при 2567°C. Плотность меди равна 8,92 г/см3. При взаимодействии с воздухом образуется плотная зелено-серая пленка, которая защищает металл от дальнейшего окисления.
В природе металл может встречаться в чистом виде – самородки при этом достигают в весе нескольких тонн. Также медь можно обнаружить в составе других соединений. Зачастую это сульфиды, которые формируются в осадочных горных породах или субстраты. Из этих соединений медь легко получить в силу небольшой температуры плавления.
Сравнивая медную и алюминиевую проводку, невозможно обойти стороной еще одно свойства этого металла. Медь имеет уникальную цветовую окраску, как у золота и осмия. Но для электропроводки куда важнее является то, что при ударе не возникает искры. Это свойство позволяет использовать металл в условиях повышенной пожароопасности.
Преимущества алюминиевой проводки
Самое главное преимущество – это, конечно же, стоимость, которая доступна многим потребителям. Именно по этой причине в советское время все жилые объекты оснащались алюминиевой проводкой. Наряду с этим, есть еще некоторые достоинства:
- Небольшой вес, который позволяет производить легкий монтаж ЛЭП, в особенности когда необходимо проложить несколько десятков, а то и сотен километров проводов.
- Алюминий стоек к окислительным процессам за счет образования защитной пленки.
В то же время недостатки тоже имеются, о которых речь пойдет ниже.
Недостатки алюминиевой проводки
Характерным минусом можно считать хрупкость металла. По этой причине нередко провода ломаются при перегреве.
Обычно срок службы алюминиевой проводки составляет не более 30 лет, по истечении которых проводка нуждается в обновлении. Среди других минусов стоит отметить:
- Высокие показатели удельного сопротивления и склонность к нагреву. В связи с чем не допускается использовать для электропроводки провода с сечением менее 16 мм2 (требования ПУЭ, 7-я редакция).
- Из-за того, что провода часто нагреваются и остывают, со временем происходит ослабление контактных соединений.
- Та образующая пленка, которая защищает провода от окисления, имеет низкую электропроводность.
Как можно заметить, слабых сторон у алюминиевой проводки все же больше, чем достоинств. Посмотрим, как обстоит дело с применением меди.
Плюсы медной проводки
Алюминиевая проводка выдерживает лишь небольшую нагрузку, более сильный ток для нее нежелателен. Чего нельзя сказать про аналог из меди. Ее провода устойчивы к изгибам, за счет чего не обламываются в ходе длительной эксплуатации. Вдобавок стоит отметить улучшенную электропроводность, а окислительные реакции никоим образом не сказываются на работоспособности всей проводки.
Медный провод сечением 1 мм2 способен выдержать нагрузку номиналом 2 кВт. А это раза в два выше, чем у алюминиевого аналога. Что касается срока службы, то он заметно больше. Если у алюминиевой проводки он составляет не более 30 лет, то у медного аналога – до полувека.
Гибкость медных проводов позволяет существенно облегчить монтаж. К тому же такую проводку легче всего подключить к электрической арматуре (розетки, выключатели и прочее). А за счет меньшего сопротивления в 1,3 раза снижаются потери тока.
Минусы медной проводки
Главный и, пожалуй, единственный недостаток медной проводки заключается в высокой стоимости. При необходимости использовать технологичные провода, которые имеют много жил, заключенных в особую оплетку, конечная цена может в два раза превышать алюминиевый аналог.
Можно ли соединять медь с алюминием?
Иногда возникает необходимость заменить не всю алюминиевую проводку, а только ее часть. В этом случае, когда выбирается медный проводник, не избежать контакта с алюминиевым проводником. При таком соединении существует определенный риск, в результате чего может создаться аварийная ситуация.
Все дело в том, что во время эксплуатации на проводах образуется окисная плёнка, за счет которой и обеспечивается соединение между проводниками. Но у каждого металла она имеет свои электрохимические свойства. Со временем сопротивление увеличивается, соответственно, провода нагреваются больше, что в конечном итоге и может привести к возгоранию.
Неприятностей можно избежать, а для этого достаточно придерживаться определенных правил соединения алюминиевой и медной проводки:
- соединение «орешек»;
- болтовое соединение;
- клеммы;
- колодки.
Это позволит избежать перегрева в месте соединения разных проводников. Только ни в коем случае не допускается такой метод соединения, как скручивание, так как это приводит к перегреву и — как следствие – к пожару.
Соединение «орешек»
Заменяя старую алюминиевую проводку новой, можно воспользоваться вариантом, который уже прошел проверку временем. Свое специфическое название получил из-за использования специальных зажимов.
Соединение проводов обеспечивают специальные пластинки, которых может быть до 3 штук. Провода закрепляются при помощи зажимных болтов. Примечательно, что при таком способе исключается непосредственный контакт проводников, так как связаны они через пластины.
Болтовое соединение
Не менее надежным является и соединение проводки при помощи болта. Немного походит на орех, но есть разница. Алюминиевый и медный провод соединяются на одном болте, только между ними помещается шайба для исключения прямого контакта между ними. Затем все надежно фиксируется гайкой. В завершение соединение стоит хорошо изолировать.
Клеммы
Использование пружинных клемм вида WAGO подходит для тех случаев, когда необходимо заменить все провода. Главное их преимущество – это легкий монтаж и удобство крепления проводов, за счет пружинного механизма. Только перед тем, как соединить алюминиевую проводку с медной, нужно предварительно зачистить оба проводника на длину 13-15 мм с краев. После этого остается поместить провод в монтажное отверстие и зафиксировать небольшим рычажком.
Только стоит заметить, что использовать такие клеммы можно касательно проводки для освещения. Большая нагрузка вызывает перегрев пружин и как следствие – качество контакта ухудшается. Соответственно снижается электропроводимость.
Колодки
Использование колодок является одним из лучших способов соединять алюминиевые провода с медными. Соединитель выглядит как планка, изготовленная из диэлектрика с металлическими планками и клеммниками для зажима внутри. Все, что нужно – это хорошо зачистить провода, вставить их в отверстия и хорошо прижать зажимом.
Такой вариант подходит при использовании потребителей высокой мощности. Пластины обладают достаточной толщиной, чтобы выдерживать большую нагрузку. Благодаря этому такому соединению практически нет равных.
Полезные советы
Несколько простых советов помогут в решении вопроса, какая проводка лучше — медная или алюминиевая? К розеткам должен идти трехжильный кабель (заземляющий провод обязателен). При этом расстояние от розетки до пола должно составлять не менее 300 мм. А вот для проводки освещения использовать заземляющий провод не нужно, то есть двух жил достаточно.
Крайне не рекомендуется, в особенности в случае алюминиевой проводки, нагружать только одну цепь – необходимо разделять на несколько линий. К примеру, к одному автомату подключена только ванная комната, к другому — лишь кухня, третий отвечает только за освещение и т. д.
В ходе самостоятельного проектирования проводки для своего дома или квартиры следует по возможности выбирать медные провода. Во-первых, при меньшем сечении они выдерживают большие значения тока и не ломаются при частом изгибе. Во-вторых, речь идет о компактности. Взять, к примеру, потребитель мощностью 7 или 8 кВт. У алюминиевой проводки сечение жилы не должно быть менее 8 мм2. Кабель будет состоять из трех жил и оплетки – в результате толщина провода увеличивается до 4-5 см. У медного провода сечение меньше – 4 мм2, а общая толщина провода не превышает 2 см.
