Однією з найпоширеніших аварій, що зустрічаються в електричних мережах і електроустановках, є не коротке замикання, як прийнято вважати, а отгоранія контакту в місцях неякісної стикування провідників. Саме тому правильний вибір типу клем для з'єднання проводів є основним фактором, що забезпечує надійність обладнання і його безпечну експлуатацію.
Види з'єднань без використання клем
Перш ніж почати розмову про клемах, має сенс розглянути види з'єднання проводів, які не використовують спеціальних механічних пристроїв. Зрештою, методи, які сьогодні прийнято вважати «кустарними» і застарілими, існують з часів відкриття електрики і живі донині. Ось основні з них:
Скручування. З'єднання це виконується виключно просто, але якщо все зроблено правильно, то воно щодо надійно і довговічно для мереж із середньою струмовим навантаженням. Основний недолік - неможливість з'єднання різнорідних металів. Якщо, наприклад, скрутити мідний і алюмінієвий дроти, то яким би якісним з'єднання не було, воно прослужить недовго, оскільки різнорідні метали являють собою гальванічну пару і під дією електричного струму дуже швидко руйнуються. Не годиться скручування і для багатожильних проводів, так як їх просто неможливо щільно скрутити, а значить, контакт буде поганим і з'єднання швидко згорить.- Спайка. Пайка забезпечує хороший довготривалий контакт і годиться для з'єднання як одножильних, так і багатожильних проводів. До недоліків можна віднести низьку температурну стійкість (припій - досить легкоплавкий матеріал) і необхідність мати поруч розігрітий паяльник і електромережу для його підключення. Крім того, деякі метали дуже погано паяются (алюміній і його сплави) або НЕ паяются зовсім (ніхром, константан та ін.).
- Зварювання. Виключно міцне і якісне з'єднання, яке буде служити роками. Єдине, воно абсолютно неремонтоздатність - зварену стикування неможливо розібрати. Ну і для того, щоб зробити таке з'єднання необхідне спеціальне обладнання і відповідні навички. На додаток якісно зварити різнорідні метали вельми проблематично, а часто і неможливо.
- Обжимка. Сенс методу полягає в тому, що два провідники вставляються в гільзу (трубку), а потім ця трубка за допомогою спеціального інструменту обжимается. Такий вид з'єднання, якщо він виконати не пассатижами або молотком, довговічний і забезпечує хороший контакт. Але він вимагає спеціального інструменту і набору гільз відповідного діаметру. Обжимка годиться для стикування багатожильних і одножильних провідників з однорідних металів. Гільза, природно, повинна бути виконана з того ж матеріалу, що й проведення або в крайньому випадку з заліза.
Приклади з'єднання мідних проводів методами скручування, пайки, обтискача і зварювання
Сполучні клемні колодки
Всі перераховані вище сполуки мають ті чи інші недоліки. Вони або ненадійні і недовговічні, або вимагають спеціальних електромонтажних інструментів і відповідних навичок. Де, наприклад, взяти спеціальний зварювальний апарат або куди включити паяльник, якщо об'єкт знеструмлений? Ще більші проблеми при використанні скручування, пайки або зварювання виникають при роботі з проводкою з різнорідних металів.
Відразу ж виникає питання: чи можна зістикувати провідники швидко і просто, але надійно незалежно від їх товщини і електричного навантаження? Звичайно можна! Саме для цього й існують спеціальні клеми. Сьогодні існує величезна кількість таких з'єднувачів, а розраховані вони практично на всі випадки життя. Всі існуючі на сьогодні клемні колодки для з'єднання проводів можна розділити на 5 основних типів:
- Ножові й штирові.
- Гвинтові і гвинтові пластинчасті.
- Затискні і самозажімние.
- Ковпачкові.
- Ужімние типу «горіх».
Ножові й штирові з'єднувачі
Такий тип пристроїв, по суті, є штекерним. На одному проводі за допомогою обтиску або пайки кріпиться гніздо (розетка), на іншому - штир (вилка). При монтажі вилка просто вставляється в розетку.
Штекерні з'єднувальні клеми для проводів
На жаль, подібна конструкція має більше недоліків, ніж переваг. По-перше, ножі і штирі, як правило, не розраховані на великі струми і найчастіше мають відкриту (оголену) конструкцію. По-друге, підготовка до монтажу таким методом досить трудомістка (пайка, обжимка). Єдиним же перевагою можна вважати зручність збирання та розбирання ланцюга. Такий тип з'єднувачів найчастіше використовується для монтажу обладнання, а не електропроводки.
гвинтові колодки
Бувають трьох видів, але всі три затискають дроти за допомогою гвинта. Випускаються в трьох виконаннях:
- Гвинт.
- Гвинт, пластина.
- Гвинт, пружина, пластина.
У найпростішому варіанті дроти притискаються безпосередньо гвинтами:
Проста гвинтова колодка
До переваг тут можна віднести достатню надійність електричного контакту, високу струмовий навантаження, низьку вартість і відносну простоту монтажу (потрібна лише викрутка). Але таким пристроєм не вдасться надійно з'єднати багатожильний провід - зволікання, особливо тонкі, просто «розбіжаться» з-під обертового гвинта, а що залишилися переріжуть.
Голий гвинт - невдалий варіант і при стикуванні щодо м'яких алюмінієвих проводів. Слабкий притиск не забезпечить хорошого контакту, сильний розплющить провід, зменшуючи його перетин, а значить, і навантажувальну характеристику. При дуже сильній затягуванні гвинта можна навіть зовсім перерубати алюмінієвий провідник.
Результат перетяжки затискних гвинтів
Вирішуються всі ці проблеми або за допомогою спеціальних наконечників, що надягають на багатожильний або алюмінієвий дріт, або шляхом додавання в конструкцію затиску спеціальної пластини, через яку і притискається провід. Такий пристрій дозволяє працювати як з багатожильними, так і з алюмінієвими проводами без жодних наконечників. При цьому надійність і довговічність з'єднання залишається вельми високою. Зручність такої конструкції ще і в тому, що під один затиск можна (і навіть краще) помістити 2 дроти, розмістивши їх з різних сторін гвинта, причому дроти можуть бути з різнорідних металів.
Клемна колодка сполучна з затискної пластиною
Підпружинена гвинтова конструкція трохи складніше звичайної, а значить, і дорожче. Але завдяки пружині сила притиску регулюється автоматично. Тобто для якісного з'єднання потрібно просто затягнути гвинт до упору. Такі з'єднувачі підійдуть для будь-яких типів проводів, в тому числі і багатожильних. Єдиний недолік - з часом пружина «втомлюється» і контакт може ослабнути. Але якщо купити якісний виріб і не зловживати переразборкой схеми, то такий пристрій прослужить багато років.
Гвинтовий підпружинений з'єднувач
Затискні і самозажімние клеми
Цей тип клем є максимально зручним при використанні. Для монтажу тут не потрібні ні інструменти, ні особливі знання. Затискні пристрої мають засувку тієї чи іншої конструкції, яка фіксує провід за допомогою пружної сталевої планки. Досить вставити в отвір дріт, закрити засувку і монтаж проведений.
При закритті засувки провід притискається токопроводящей планкою
У випадку з самозажімние конструкцією, що працює за принципом «сунув - НЕ виймеш», все ще простіше: потрібно вставити дріт глибше в отвір, де він автоматично затискається пружною контактної планкою, розташованої під кутом до проводу:
Конструкція самозажімние колодки
Такі затискачі прості і зручні у використанні, але це, мабуть, все. Більшість подібних конструкцій не розраховане на великий струм, а потужні вироби мають невиправдано великі габарити. Частково цей недолік компенсується токопроводящей пастою, якою заповнюються посадочні місця проводів.
Максимум, на що можна розраховувати, використовуючи звичайні самозажімние клеммники без токопроводящей пасти, - монтаж будинкової проводки, однак, надійніше буде використовувати інший тип клем. При цьому варто враховувати, що пристрої є одноразовими. Якщо і вдасться розібрати таке з'єднання (для цього «фахівці» рекомендують дроти викручувати), то повторно використовувати затиск не варто - він вже не зможе забезпечити хороший контакт. І також не рекомендується використовувати самозажімние колодки для монтажу багатожильного дроту.
Ковпачкові пружинні затискачі
Ці пристрої теж є самозажімние, але на відміну від останніх відносно легко демонтуються і можуть використовуватися повторно. Конструктивно вони складаються з пластикового ковпачка, всередині якого розташована конусна пружина з дроту квадратного перетину. Для з'єднання декількох проводів їх зачищають, попередньо злегка скручують прямо рукою і вворачивают в ковпачок. Вворачивая дроти проти напрямку навивки пружини, ви трохи розширюєте останню. Після закінчення процесу пружинка скручується в вихідну і щільно обжимають провідники, забезпечуючи надійний контакт.
Зовнішній вигляд і конструкція ковпачкового затиску, де:
- 1 - рухома пружина з дроту з гострими гранями;
- 2 - накатка або «вушка» для зручності вкручування;
- 3 - з'єднуються дроти;
- 4 - ізолююча спідниця;
- 5 - корпус ковпачка з ізоляційного матеріалу.
Переваги ковпачків очевидні: вони легко встановлюються, можуть бути демонтовані, а місце з'єднання не потрібно ізолювати. Дуже зручно, наприклад, для монтажу люстри або розведення в сполучній коробці. До недоліків можна віднести невисоку навантажувальну здатність (годяться максимум для освітлювальної проводки і малопотужних розеток) і неможливість з'єднання проводів з різнорідних металів.
Ужімние з'єднувачі
Через їх зовнішнього вигляду такі затискачі ще називають «горіхами». Строго кажучи, це відгалужувальні пристрою, але при необхідності «горіхи» можна використовувати і як звичайні з'єднувальні колодки. Складаються затискачі з двох пластин-накладок, на яких отштамповани пази для проводу. Пластини накладаються на зачищені дроти, стискаються за допомогою гвинтів і зверху закриваються захисними кришками.
Відгалужувальні затискачі типу «горіх» (видно сталева прокладка між провідниками з різнорідних металів)
Завдяки такій конструкції вироби можуть витримувати виключно високі струми, вельми надійні і підходять як для нерозривного відгалуження, так і для з'єднання практично всіх видів проводів, в тому числі і з різнорідних металів. Єдиним же недоліком «горіха» можна вважати досить великі габарити і неможливість одночасного з'єднання великої кількості проводів.
Використання відгалужувальних затискачів як з'єднувальних колодок