Connectors for wire connection: types and selection criteria

Домашняя электропроводка — это многокомпонентная структура, включающая в себя кабельные линии, распределительные устройства и защитные элементы. Наибольшему риску подвержены участки, где происходит соединение двух или более электрических линий.

Электромонтажник должен выбрать и грамотно смонтировать соединители проводов, соответствующие характеристикам, надежно выполняющие свою задачу и гарантирующие безопасность эксплуатации.

Рассмотрим наиболее распространенные типы соединителей, применяемых в бытовых условиях, определим область их применения и особенности монтажа. Также мы поделимся практическими советами по выбору подходящего типа соединения проводов.

Классификации и требования ГОСТ

Под соединителями проводов понимают любые устройства, предназначенные для замыкания или размыкания электрической цепи. К таким изделиям относятся электроустановочные изделия – розетки, выключатели, а также металлические шины и пластины, наконечники, клеммы и клеммники – колодки с несколькими гнездами.

В данном контексте мы сосредоточимся на соединительных элементах в их специфическом значении – деталях, формирующих соединения, которые можно разъединить или они являются постоянными, и гарантируют их долговечность и работоспособность. Речь пойдет о различных типах клеммников, наконечников и обжимных гильз.

Типичный образец – это наконечник для кабеля с множеством жил. Он состоит из металлической цилиндрической оболочки, которая надежно закрепляется на конце проводящего элемента при помощи специального инструмента для обжима.

Термин «клемма» применяется как к металлическим компонентам, используемым для подготовки концов одно- и многожильных проводов, так и к небольшим пластинам внутри соединительных систем – например, в розетках, распределительных блоках или патч-панелях.

Клеммы различаются материалами, формой и размером, однако все выполняют одну функцию: надежно соединяют два или несколько проводов без потерь и сложности монтажа.

Классификация электросоединителей представлена в ГОСТ 10434-82, предоставляющий сведения о распределении по категориям (первая, вторая, третья) и подгруппам (А, Б). Кроме того, соединительные элементы, в соответствии с установленными нормами, подразделяются на разъединяемые и цельные типы, нуждающиеся либо не требующие дополнительной фиксации.

Определенные советы могут оказаться ценными как для специалистов своей отрасли, так и для людей, занимающихся самостоятельным обустройством электросети.

В частности, там описаны наиболее эффективные методы соединения алюминиевых листов – с использованием пайки или сварки, а также крепления алюминиевых наконечников посредством опрессовки либо сварки.

Популярные в быту виды соединителей

Сварка и пайка проводов в домашних условиях стали популярнее устройств, упрощающих монтаж и сокращающих время работ. Главное достоинство последних – возможность использования для всех желающих.

В качестве примера, для подключения двух электрических цепей посредством клеммника Ваго не требуется понимание его внутреннего устройства и принципов действия – ключевым является корректная установка.

Изучим характеристики устройств, которые могут пригодиться в ситуациях, соединения проводов без пайки В процессе монтажа проводов или ремонта электрооборудования.

Кабельный тип клемм

Для быстрой сборки разъёмных соединений на провода, в одну или обе стороны, крепят кабельные клеммы.

Они участвуют в различных электротехнических процедурах:

  • при соединении индуктивных катушек;
  • в источниках питания, генераторах и стартерах;
  • в обмотках трансформаторов и двигателей и пр.

Не играет роли материал и количество жил: устанавливают их на одно- и многожильные провода, изготовленные из алюминия или меди. Элементы в основном производят из меди, никеля, латуни или бронзы.

Рассмотрим четыре вида клемм, используемых при сборке электрических схем.

Читать также:  Монтаж спутниковой антенны: пошаговое руководство

Вариант #1 — ножевые

В продаже доступны различные наконечники из латуни и никеля, с и без изоляции. Самые простые и бюджетные – без изоляции, цена которых начинается от 0,2 рубля за единицу.

Ножевые элементы встречаются при разборе утюгов, нагревательных устройств и других бытовых приборов.

Данный тип контактов неприменим для подключения силовых цепей, к примеру, в сборке электрических щитовВ частности, они не применяются. Обычно наконечники с режущими краями используют при обжиме проводов из множества жил, площадь поперечного сечения которых составляет до 6 мм².

Цвет оболочки изделий с изоляцией определяется расчётной мощностью соединительной колодкой или другого клеммника.

Вариант #2 — кольцевые

Форма элементов обозначена названием – она подобна замкнутому кольцу.
Как и предыдущий вариант, бывают изолированными и неизолированными. Плоская часть изолированных находится внутри полимерной обмотки.

Благодаря большей площади контакта плоской окружности с противоположной клеммой, использование кольцевой обжимки обеспечивает более прочное и долговечное соединение. Надежная фиксация достигается за счет использования болтового или винтового соединения.

Вставляют крепежный винт в «кружок» клеммы, затем с обратной стороны накручивают гайку. После этого проводник из соединения не выскользнет.

Для изготовления применяют алюминий, никель, медь или латунь. Такие обжимные кольца используются не только в схемах малой мощности, но и для работы с мощными силовыми линиями значительного поперечного сечения – начиная с болта диаметром 27 мм и больше. Их соединение с проводниками может осуществляться методом пайки, сварки или опрессовки.

Вариант #3 — вилочные

Коммутацию как силовых, так и вторичных цепей осуществляют также вилочными наконечниками, по форме напоминающими вилку с двумя закругленными зубцами. Клеммы крепят к устройствам или шинам с помощью винтового соединения.

В отличие от кольцевой, эта форма удобна при частой необходимости подсоединять и отсоединять провода либо соединять их временно. Для снятия провода не требуется полностью отвернуть винт, достаточно лишь немного ослабить его.

Соединение обладает не меньшей надёжностью, чем кольцевое. Благодаря закручиваемому винту контакт получается достаточно плотным. Коннекторы в форме вилки подходят для проводов сечением до 6 мм², крепление осуществляется опрессовкой.

Вариант #4 — штыревые

Штыревые наконечники применяются при создании разъемов, которые имеют определенные обозначения: «А» – это вилка, а «В» — соответствующая ей розетка. Они совместимы с проводами разного сечения, обычно до 6,5 мм.

Элемент имеет две части: металлический выступающий штырек и изолированную часть, на которую присоединяется медный или алюминиевый провод.

Окраска изолирующей оболочки на сечении зависит от производителя и размера: например, у некоторых производителей полимерная часть клемм с сечением до 2 мм² синего цвета, а с большим сечением – желтого.

Гильзы для опрессовки

Надежное соединение нескольких проводников достигается методом обжима, который осуществляется при помощи металлических муфт разного диаметра.

Специальный инструмент при помощи прессования сжимает жилы, делая их монолитным и неразъемным соединением.

Нельзя снять опрессованную гильзу для разделения проводников. Разрезав ее пополам, можно увидеть, что провода образуют единое целое.

В случае необходимости разделения соединенных вместе проводов, требуется физический разрез и удаление оболочки – повторно она непригодна к применению. С одной стороны, разовая применимость и неразъемность являются негативными характеристиками.

Читать также:  Проектирование схем электропроводки в частном доме: правильность, ошибки и особенности монтажа.

Преимущества гильз как соединителей состоят в следующем:

  • они не повреждают провода, в отличие от, например, болтовых клеммников, обеспечивая надежное и устойчивое к возгоранию соединение;
  • обеспечивают полную защиту медных жил от воздействия влаги и атмосферного кислорода, предотвращая коррозию.
  • Соединение прочное и устойчивое к случайному разрыву.

Для прессования используют специальные обжимные инструменты — клещи, имеющие ещё одно название — кримпер. стриппер для удаления изоляции и кусачки для подравнивания.

Порядок использования гильз:

Изолированные провода разделяются на отдельные жилы, выпрямляются и с помощью специального инструмента – стриппера — осторожно освобождаются от изоляции
Соединяем проводники в соответствии с цветовой маркировкой (или функциональным назначением), после чего надеваем на открытые участки проводов соединительную муфту.
Подбирая кримпер под диаметр гильзы, выполняем первичную опрессовку — возле изоляции проводов.
Сдвигаемся немного ближе к краю гильзы и выполняем повторную обжимку, удостоверяясь в прочности соединения.
Объединяем все оставшиеся пучки проводников, после чего повторяем процесс обжима гильзами аналогичным способом
Для защиты от внешних воздействий на каждую оболочку надеваем термоусадочную трубку соответствующего размера
Чтобы материал изоляции плотно прилегал к металлической части, его следует прогреть с помощью тепловой пушки
Для повышения безопасности края трубок загибают, а поверх них дополнительно надевают термоусадочную оболочку, которую затем нагревают для фиксации

Получаются прочные, обладающие хорошей проводимостью тока неразъемные соединения, не подверженные деформации от нагрева и плавлению при скачках напряжения.

В распаечных коробках, к которым доступ будет закрыт гипсокартоном или другими отделочными материалами, проводят силовые провода методом гильзования.

Наиболее надежными признаны ГМ – медные гильзы без дополнительной обработки и ГМЛ – это медные трубки с луженым покрытием или оболочкой из сплава висмута и олова. Последний вариант предпочтительнее благодаря защитному слою, препятствующему коррозии и образованию окислов.

Алюминиевые жилы неприменимы при необходимости объединения алюминиевых кабелей. Существуют специализированные изделия – медные гильзы. ГА – алюминиевые гильзы. С медью и алюминием соединяют. ГАМ.

Наиболее эффективным решением являются изолированные соединители ГСИ. Дополнительная изоляция при обжиме не нужна, достаточно выполнить опрессовку.

Выбор размера гильзы определяется суммой сечений проводов. В продаже имеются гильзы различных размеров: от рассчитанных на провода сечением 2,5 мм² и до 300 мм².

Клеммники – коммутационные устройства

Клеммники – устройства для соединения проводов, а не часть самих проводов.

Такими элементами возможно объединение разнородных кабельных линий:

  • в изоляции;
  • со снятой изоляцией;
  • с установленными клеммами.

Предлагается рассмотреть лишь наиболее популярные и доступные варианты, которые широко встречаются в торговых точках.

Вариант #1 — винтовые колодки

Для соединения проводов используют устройства, называемые колодками.

Это прочные корпусы из пластика с диэлектрическими свойствами, имеющие гнезда со клеммами и винтовые крепления для проводов.

Для соединения двух проводов нужно воткнуть концы в соответствующие разъемы и закрепить винтами.

Изолированные зажимы реализуются в виде крупных конструкций, которые при необходимости могут быть разделены на более мелкие части. Для этого с помощью режущего инструмента разрезают необходимое число соединенных ячеек. К примеру, если требуется соединить три пары проводов внутри распределительной коробки, потребуется фрагмент с тремя парами гнезд.

Читать также:  Рекомендации по найму специалиста для некритичных электромонтажных задач

Использование колодок не обеспечивает надёжного соединения, поскольку со временем винтовое крепление ослабляется.

В то время как медные провода способны сохранять целостность соединения, алюминиевые могут нагреваться и вызывать искрение. Решение этой проблемы – периодический осмотр и подкручивание винтовых соединений.

К другим ограничениям клеммных блоков относится их пригодность исключительно для объединения проводов с одножиловыми токопроводящими элементами. При использовании многожильных кабелей происходит деформация и разрыв жил во время закрепления, что может вызвать перегрев.

Преимущества изделий заключаются в возможности «подгона» по количеству соединений, быстром монтаже и использовании лишь отвертки как инструмента.

Если нужно объединить несколько многожильных пар, а под рукой только колодки, можно использовать коннекторы для проводов и установить клеммы на их концах.

Оптимальным решением являются наконечники с прессованными штырями, соответствующие размеру отверстий в клеммах.

Вариант #2 — пружинные клеммники

Соединительные элементы со встроенной пружиной фиксируют один или несколько проводников и обеспечивают надежное удержание без ослабления контакта.

Существуют два вида «пружинников»:

  • одноразовые, обеспечивающие неразъемное соединение;
  • многоразовые, которые можно при необходимости разобрать.

Внутри корпуса из полиамида или поликарбоната, устойчивого к высоким температурам, размещена стальная пружина, покрытая хромоникелевым сплавом. Клемма для подключения изготовлена из луженой меди.

Для разъединения провода из повторно используемого соединителя нужно нажать на механизм, находящийся на его внешней части. Этот же принцип используется при необходимости снова подключить провода.

Существуют пружинные клеммные колодки, разработанные для установки на стандартную монтажную планку DIN-рейка – это распространенное решение в электрощитах и распределительных шкафах.

Пружинные соединители нередко используют дома, например, при подключении электрического освещения. Они бывают как отдельные элементы, так и составные блоки, включающие несколько клеммных контактов.

Преимущества изделий:

  • обеспечивают надежное соединение;
  • Они позволяют выполнять соединения проводов, изготовленных из различных материалов;
  • имеют низкое сопротивление;
  • не требуют применения специального инструмента;
  • используются многоразово без потери функциональности.

Ограничением пружинных соединений является их низкая эффективность в передаче значительных электрических нагрузок; они рассчитаны лишь на небольшие токи.

Вариант #3 — самозажимные соединители

Эти коммутирующие элементы отличаются высокой стоимостью, но при этом максимально просты в монтаже. Внутри корпуса предусмотрена фиксирующая пластина: она активируется только тогда, когда проводник введен согласно инструкции – до его полного погружения. Изолированная часть провода плотно контактирует с медной шине.

Изготовлена конструкция так, чтобы соединение с течением времени сохраняло прочность и качества. В этом способствует использование прочных материалов.

Большинство самозажимных устройств предназначены для однократного использования. Тем не менее, существуют модели с подвижными элементами, позволяющими выполнить несколько подключений.

В товарной линейке соединителей WagoСуществует ряд типов автоматических клемм, получивших положительные отзывы благодаря своей эффективности.

Помимо указанных соединителей для электрических проводов применяют:

  • ножевые клеммники — подходящие для подключения проводов без снятия изоляции.
  • муфты — крепятся винтовым способом.

Этот способ использования встречается нечасто.

Как выбрать нужный соединитель?

При определении подходящего типа соединителя необходимо учитывать ряд параметров: производителя, используемый материал, размеры подключаемых проводов. Также критически важна допустимая токовая нагрузка – даже самые надежные клеммники имеют ограничения.

Опытные электрики точно знают, какие коннекторы использовать в конкретных условиях, тогда как начинающие могут допустить ошибку и установить несовместимое соединение. Рассмотрим ситуации, которые часто вызывают вопросы при выборе.

Наиболее предпочтительным решением являются клеммные колодки, позволяющие объединять провода из разных материалов. В отсутствие таковых можно использовать винтовой зажим с применением шайб для разделения проводников относительно болта. Использование пружинной шайбы обеспечит долговечность соединения.
Существует несколько способов надежно соединить проводники. Скрутку не рекомендуем из-за небезопасности, а для пайки нужен особый инструмент. Опрессовка гильзой считается наиболее эффективным методом, но можно использовать клеммники, в крайнем случае – колпачки СИЗ.
Клеммные колодки подходят для коммутации проводов разного сечения. Можно использовать надежные пластиковые изделия с винтовыми креплениями или клеммники Ваго с рычажками. Второй вариант защищает провода от окисления, так как гнезда залиты пастой.
При необходимости организации соединения под землей требуется предусмотреть дополнительные меры предосторожности. Возможна коммутация с использованием клемм и последующее размещение над ними распределительной коробки, герметично запечатанной силиконовым составом, а затем помещенной в защитную трубу для предотвращения повреждений от грызунов.

В случае необходимости размещения соединения во влажной среде оптимальным решением будет пайка с последующей заливкой термоклеем и обмоткой термоусадочной трубкой.

Выводы и полезное видео по теме

Рекомендации по использованию разнообразных типов соединителей:

Подробно о гильзах и обжимных клещах:

Чем хороши самозажимные клеммники:

Правильно подобранные клеммы и соединители гарантируют безопасность, которая необходима для функционирования любой электросети. . При наличии инструментов возможен самостоятельный монтаж проводов с применением соответствующих коннекторов.

Соединители WAGO отличаются простотой установки, однако важно следовать руководству по соединению контактов.

Есть ли у вас опыт работы с проводами? Хотите узнать больше о выборе и применении коннекторов? Добавьте комментарий и присоединитесь к обсуждению. Форма обратной связи находится ниже.