Причины неисправностей в электросетях.

Как показывает практика эксплуатации электросетей и электрооборудования, наиболее вероятная причина неисправностей в электросетях (электрооборудовании) - контактные соединения. Чаще всего подвержены выходу из строя контактные соединения алюминиевых проводников. Почему так происходит и как этого избежать наглядно покажем в данной статье.

Для начала, немного о свойствах алюминия. Не будем вдаваться в тонкости физических и химических свойств алюминия, очень кратко остановимся на самых важных:

1. Алюминий - металл, один из самых распространённых элементов в земной коре (после кислорода и кремния).
2. Алюминий очень активный металл, практически мгновенно реагирующий с кислородом воздуха с образованием оксидной плёнки (Al₂O₃). Такую же формулу, к слову, имеет и корунд - один из самых твёрдых минералов. Оксидная плёнка обладает диэлектрическими свойствами, т.е. не проводит электрический ток.
3. Без оксидной плёнки алюминий активно реагирует с водой с образованием водорода.

Именно из-за образующейся на поверхности проводника (контактного соединения) из алюминия оксидной плёнки, а также из-за высокой реакционной способности алюминия, и возникает большинство проблем.

Давайте рассмотрим более детально проблемы контактных соединений из алюминия.

1. Для начала измерим сопротивление цельного проводника из алюминия. Измеренное значение - 3,315 мОм.

2. Соединим два проводника методом скрутки (наиболее распространённый метод соединения проводников при электромонтаже). В данном случае, сопротивление проводника (здесь и далее длина эквивалентна цельному проводнику), составила 4,755 мОм, т.е. увеличение сопротивления составило более 43%.

3. Соединим два проводника с помощью пружинного клеммного зажима без дополнительных мероприятий. Фактически, данный способ равнозначен соединению методом скрутки. Измеренное сопротивление проводника подтверждает это - 4,809 мОм (145%).

4. И последний способ соединения проводников - с помощью пружинного клеммного зажима с предварительной зачисткой проводников абразивным материалом и обработкой контактной поверхности электропроводящей пастой. В данном случае сопротивление проводника составило 3,244 мОм, что соответствует сопротивлению цельного проводника.

Ну а теперь краткие выводы:
Если же вы решились использовать алюминиевые кабели и провода, не пренебрегайте следующим правилом:
- никогда не соединяйте контактные поверхности алюминиевых проводников без дополнительной обработки.

К слову, все советские ОСТы (отраслевые стандарты) и технологические карты на производство работ предписывали производить зачистку контактных соединений из алюминия металлической щёткой или мелкозернистой наждачной бумагой с обработкой поверхности составом из смеси вазелина и перемолотого кварцевого песка. Сейчас на рынке существует множество электропроводящих смазок различной степени эффективности.

Помните, в начале статьи я упоминал о высокой активности алюминия? Так вот, в случае незащищённого соединения алюминиевых проводников, в месте контакта неизбежно происходит локальный нагрев из-за высокого переходного сопротивления. С повышением температуры увеличивается и переходное сопротивление. При долговременной работе в таком режиме происходит разрушение оксидной плёнки и коррозионное разрушение алюминия в месте контакта из-за взаимодействия незащищённого оксидной плёнкой металла с влагой, содержащейся в воздухе. Последствия таких соединений весьма печальны: от высоких потерь электроэнергии и неисправности контактных соединений до перегревов контактных соединений с последующим возгоранием и, как следствие, пожарами.

Широкое распространение также получил метод соединения алюминиевых проводников сваркой. В данном случае также необходимо обработать сварное соединение с целью защиты от коррозии.