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ワイヤーやケーブルの接続と終端。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
アパートで安心して安全に過ごすためには、電気配線のワイヤーの断面積が実際の最大負荷に対応しているかどうか、および保護ヒューズや回路ブレーカーの電流を確認する必要があります。 ほとんどの場合、接触不良はワイヤの接合部で発生します。 電気配線の操作性や耐久性は、電線同士の接続や電気部品の接点への接続の状態に大きく左右されます。 したがって、作業を開始する前に、信頼性の高い接続を確保する方法を理解しておくことをお勧めします。 各接続の主な目的は、電気回路内で信頼性が高く耐久性のある接触を実現することです。 ワイヤを接続するときは、接続の抵抗がワイヤ自体の抵抗を超えないようにする必要があります。 さらに、接合部、特に偶発的に伸びる可能性があるチェーンの部分に十分な機械的強度を確保する必要があります。 接続の性質に応じて、それらはに分類されます 不気味な （溶接、はんだ付け、圧着）および 取り外し可能 (ボルト、ネジ端子、ピン、またはより線)。 すでに述べたように、電気配線用の最も一般的なワイヤはアルミニウム導体を使用しており、比較的安価です。 ただし、接続が最も難しいのはアルミニウム導体です。これは、アルミニウムと酸素の酸化反応の結果として形成される酸化膜 (硬くて耐火性) が常にその表面に存在するためです。 酸化膜は電流を通しにくいため、取り外し可能な接続部は著しく発熱します。 もちろん、ワイヤーを接続する前にフィルムを剥がすことはできますが、すぐに再形成されます。 さらに、アルミニウム ワイヤは耐力が低いため、耐力が低くなります。 この欠点は、ネジ接続 (ネジ クランプ) で特に顕著です。アルミニウムは単に クランプの下から押し出すと接触が著しく弱まります。 また、酸化皮膜は永久接続の実装を非常に複雑にします。はんだ付けの際、酸化皮膜はコアのはんだへの付着を妨げ、溶接の際、溶融物中に望ましくない介在物を形成します。 さらに、酸化アルミニウムは少なくとも2000℃の温度で溶けます（これは純アルミニウムの融点の3倍です）。 銅導体を使用したワイヤ、および銅合金（真鍮、青銅）製の導体を使用したワイヤは、はんだ付けによって接続するのが最適です。 接続の種類を個別に検討してみましょう。 取り外し可能な接続 ワイヤーを互いに接続する最も簡単な方法は、単純にねじることです。 これを実装するには、ワイヤの端を3〜5 cmの長さで絶縁体から解放し、小さなファイルまたはサンドペーパーで光沢があるまできれいにする必要があります。 コアをコイルからコイルへと非常にしっかりとねじる必要があります。 ねじった後に残った端をヤスリで慎重に切り取り、極度の曲がり部分をペンチで押します。 ワイヤのねじりは、包帯の方法を使用して行うこともできます。皮をむいた端をハンドバイスでクランプし、皮をむいた柔らかいワイヤで包みます（包帯には、直径0,6〜1,5 mmの銅線を使用するのが最適です。この場合） 、包帯ワイヤーの直径は、撚られるストランドの直径よりも大きくてはなりません）。 包帯の中央部分は切り離す必要があります。後でこの接続をはんだ付けする必要がある場合、はんだがワイヤの接合部まで浸透しやすくなります。 接続後、ワイヤーの端を直角に曲げ、その上に包帯をさらに8〜10回巻きます。 ねじった後に残った葉脈の端をヤスリで切り落とします。 単純にねじったり、包帯を巻いたりする方法は、電線同士を接続する場合にのみ適用でき、電気部品の接点に電線をねじって接続することはできません。 ワイヤを電気コンポーネントに接続する最も便利な (そして非常に信頼性の高い) 方法は、ネジやバネなどの接触クランプを使用して接続することです。 コンタクトクランプを使用して接続する方法は次のとおりです。 単線アルミニウム導体と銅より線導体が接続に含まれる場合、ネジ端子には成形ワッシャーまたはアスタリスクワッシャーが装備されており、締結部の下からコアが絞り出されるのを防ぎます。 アルミニウムコアを備えた接続ワイヤ用 - コアに一定の圧力を与える分割スプリングワッシャーも使用します (図 18)。
接続前に、ネジ端子の 2 つの直径に 3 ～ XNUMX mm を加えた部分で通常の方法でワイヤの皮をむきます。 確実な接触を確保するには、ワセリンを塗布した目の細かいサンドペーパーでアルミニウム導体を掃除します。 コアがマルチワイヤの場合、その端で個々のワイヤがねじれて緊密な鞭毛になります。 次に、丸ペンチまたはペンチを使用して、コアの端をリング（クランプネジの直径と同じ直径）に曲げます。 リングを時計回りに曲げるのが最善です。これにより、ネジを締めたときにリングがほどけるのを防ぐことができます。 クランプねじまたはナットは、スプリングワッシャーが完全に圧縮されるまで締め、その後さらに約半回転締めます。 現在、電気部品にはクランプバットタイプのネジ留め具が装備されています。このような接続を行うとき、ワイヤの剥がされて剥がされた端はリングに曲げられず、コアの真っ直ぐな端がクランプに挿入されて押し付けられます。ネジ付き。 スプリング式クランプ式接続は、主に蛍光灯を備えた照明器具で電線をランプソケットに接続するために使用されます。 高品質のブロンズ製の弾力のあるプレートがワイヤーコアをクランプ本体にしっかりと押し付けるように設計されています。 この接続設計により、自発的なコネクタが完全に排除され、必要に応じてワイヤを解放するには、スチール編み針 (細いドライバーの先端) をクランプに挿入し、スプリング プレートを曲げてワイヤを解放するだけで十分です。 アルミニウム線との接続に使用されるすべての部品には、防食亜鉛メッキが施されている必要があります。 同じ要件が鋼部品にも適用されます。 銅補強線に断面積2,5mm2のアルミ線を接続 (たとえば、シャンデリア ワイヤーの場合)、シャンデリア クランプを使用した単線およびより線。 まず、接続するワイヤーをサンドペーパー（通常は銅、ワセリンの層の下にアルミニウム）できれいにし、石英ワセリンペーストで潤滑します。 皮をむいた後、ワイヤーはバーに取り付けられ、バネ座金付きのネジで押し付けられます。 接続はシャンデリアクランプのベースに挿入され、蓋で閉じられます。 ネジクランプ付きの電気部品を購入する場合、一部の電気設置装置（白熱灯用のネジ付きカートリッジ、蛍光灯用カートリッジ、スターター用の多数のカートリッジ、ウォークスルーおよび内蔵の小さな小型のもの）があるため、クランプの種類に注意する必要があります。サイズのスイッチ) には、銅線のみで接続できるクランプが装備されています。 ワンピース接続 取り外し可能な接続のすべての方法は、主に、必要に応じて簡単に分解して再度復元できるため、便利です。 ただし、このタイプの接続では、コンタクトの高い信頼性と耐久性が常に得られるわけではありません。 したがって、接続の特別な強度を確保する必要がある場合、接続ははんだ付け、溶接、または圧着によって一体的に製造されます。 はんだ付けと同様にワイヤを接続するこの方法は、ワイヤおよび家庭用電化製品の両方で電気要素のリード線を接続するための電気接点を接続するために広く使用されています。 電子機器でははんだ付けがよく使われています。 ただし、機械的ストレスや熱にさらされる接点にははんだ付けの使用は適用されません。 はんだ付けのプロセスでは、ワイヤのより線とワイヤが取り付けられる接触面に加えて、はんだとフラックスも関与します。 はんだは、針金または棒状の鉛と錫の合金で、はんだ付けの際に接続材の役割を果たします。 通常のワイヤのはんだ付け用に、POS-30 または POS-40 の 30 つのグレードのはんだが製造されています。 それらは、錫の含有量（重量パーセント）が互いに異なります（それぞれ40および30％）。 POS-225 のはんだの溶融温度は 40 °C、POS-234 のはんだは 150 °C です。 半導体デバイスのはんだ付けには、ビスマス、ガリウム、カドミウムを添加したはんだが使用されます。 添加剤ははんだに可溶性を与え、その融点は XNUMX °C を超えません。 サーメット部品がはんだ付けに関与する場合は、粉末混合物がはんだとして使用されます。 はんだ付け工程におけるフラックスは、加熱中の酸化膜の形成からはんだ付け表面を絶縁する役割を果たします。 さらに、はんだの表面張力を低下させます。 フラックスは次の要件を満たす必要があります: - はんだ溶融温度の範囲内で、フラックスは化学組成の安定性 (成分に分解しない) と活性を維持する必要があります。 -金属やはんだと化学反応を起こしてはいけません。 - フラックスと酸化膜の相互作用生成物は、洗浄または蒸発によって簡単に除去できる必要があります。 ・フラックスは十分な流動性を有している必要があります。 汎用フラックス (アルミニウム線と銅線の両方をさまざまな金属で作られた部品にはんだ付けするのに適しています) は、ロジンとはんだ酸です。 鋼線のはんだ付けには、エッチングした塩酸 3 部と飽和アンモニア水溶液 1 部の組成のフラックスがより適しています。 はんだとフラックスを組み合わせた棒またはワイヤーの形の合金が販売されています。 はんだ付けする前に、ワイヤーの端の絶縁体を取り除き、光沢が現れるまでサンドペーパーで慎重に洗浄します。 より強力な接続を得るには、コアの端に錫メッキを施す (溶融はんだの層で覆う) ことが望ましいです。 次に、両端をねじっていきます。 はんだ付け時にコアをねじる方法は数多くあります (図 19-22)。 どちらの方法を使用するかは、コアの材質、断面、接続の機能目的によって異なります。
はんだ付けする前に、銅導体はどのような方法でもねじることができますが、溝のあるアルミニウム導体が望ましいです（この方法では、接触した導体の表面のほぼ全体がはんだで覆われているため、酸化物の形成からより確実に保護されます）映画。 大きな断面のワイヤをはんだ付けする場合は、大きな断面のワイヤをしっかりとしっかりとねじるのが難しいため、包帯ツイスト、または包帯ツイストと溝ツイストの組み合わせを使用するのが最適です。 包帯ワイヤーの表面も溶融はんだで錫メッキする必要があります。 より線をはんだ付けによって接続する必要がある場合は、各ワイヤのワイヤを剥がした後、それらを一緒にねじってピグテールにし、その後でのみねじります（図22）。 はんだ付け技術は特に難しいことではありません。 次の手順で構成されます: 1. はんだごてを加熱します。 加熱の程度は、はんだごての先端を固体アンモニアに浸すことで確認できます。アンモニアからシューシューという音がし、青い煙が出ていれば、はんだごては十分に暖かく、はんだ付けを開始できます。 はんだごてを過熱しないでください。 2. 加熱の過程で、通常はんだごての先端にスケールが形成されるため、ヤスリできれいにする必要があります。 3. はんだごての作業部は、最初にフラックスに浸され、次にはんだに浸され、その先端に溶けたはんだの液滴が残ります。 はんだを非常に大量に滴下する必要はありません。はんだ付け中にはんだがワイヤの四方を覆い、同時に包帯やねじれの巻き目が層の下から見える程度の量で十分です。 4. 撚り合わせたコアの表面をはんだごてで加熱し、コア間の隙間を溶融したはんだで埋める。 6. はんだ付け部位が冷えたら、アセトンに浸した綿棒でフラックスの残留物と酸化膜との反応生成物を取り除きます。 太い線を撚り合わせてはんだ付けする場合、強固な接続を得るには大量のはんだが必要となり、はんだごての先端に一度に運ぶことができません。 この場合、はんだ付けは少し違った方法で行うのが簡単です。撚り線をはんだごてで加熱し、はんだ棒をはんだごての先端に直接当て、はんだが溶けて撚り線に流れ込みます。自体。 すでに述べたように、アルミニウム導体のはんだ付けは、完全に剥がした後でもすぐにアルミニウム表面に酸化膜が形成されるため、非常に困難です。 はんだ付けプロセスを容易にするために、XNUMXつの方法のいずれかを使用できます。: - まず、アルミニウム導体はワセリンをたっぷり塗ったサンドペーパーで事前に洗浄できます。 サンドペーパーの研磨粒子が酸化膜を除去し、ワセリンが酸化膜の再形成を防ぎます。 - 第二に、酸化膜の形成を避けるために、ねじる前にコアの端の錫メッキを縫製油または溶融ロジンの層の下で行い、それに少量の鋼のやすりを追加する必要があります。 はんだごての先端が圧力をかけながらコアをこすり、鋼のやすりが酸化膜を剥がし、オイルまたはロジンの層がアルミニウムと大気中の酸素の相互作用からコアを絶縁します。 鋼線をはんだ付けした後、フラックスと酸化皮膜の相互作用生成物を油性の布で取り除き、冷却します。 他の場合と同様に、はんだの層はねじれ全体を覆う必要があります。 ただし、アルミニウム線と銅線の最も信頼性が高く耐久性のある接続は溶接によって実現されます。 この方法は他のタイプの接続に比べて複雑で時間がかかり、特別な機器も必要ですが、家庭でも利用できます（電気配線や電化製品を自分で敷設したり修理したりする場合）。 溶接の本質は、ワイヤと電極の接触点に溶融ボールが形成されるまで、ワイヤの端をカーボン電極で接触加熱することです。 アルミニウムまたは銅の導体を接続する際の溶接法の使用は、その断面積によって制限されます。アルミニウムの導体は断面積が 10 mm2 を超えない場合に溶接でき、銅の場合は断面積が 4 mm2 を超えません。 溶接作業の生産には、この作業を実行するために多少改造された実験用 9 アンペア単巻変圧器 (LATR) が使用されます。 電圧を調整するスライダーを変圧器から取り外し、二次巻線を主電源（一次）巻線の上に巻く必要があります。 二次巻線は、特殊な変圧器紙を何層にも重ね、綿ベースまたはワニスを塗った布地に絶縁テープを何層にも重ねてネットワークから絶縁する必要があります。 このような再装備後、変圧器の出力電圧は少なくとも 6 ～ 10 V、電力は少なくとも 0,5 kW でなければなりません。 電極と溶接されるワイヤの端は、変圧器の二次巻線の端に接続されます。 LATR デバイスがない場合は、独立して作成 (巻き取り) できます。 変圧器のコアとして W 型の変圧器鉄を取ります。 磁気回路の断面積は少なくとも 25 cm2 でなければなりません。 一次巻線と二次巻線の巻数は、次の式を使用して簡単に計算できます。:
ここで、W1 と W2 は一次巻線と二次巻線の巻数です。 U1 および U2 - 変圧器の入力および出力の電圧。 S-変圧器のW字型鉄の磁気回路のセクション。 特定の例を考えてみましょう。主電源電圧 30 V で使用できる、磁気回路断面積 2 cm220 の変圧器を巻く必要があります。 出力電圧は 10 V である必要があります。これらの条件下では、W1 = 40 x 220/30 = 293,33、つまり 293; W2 \u40d 10 x 30 / 13,33 \u13d 293、つまり、13。したがって、変圧器の一次巻線は0,8ターンで構成され、二次巻線は1で構成される必要があります。ただし、一次巻線に直径が 15 ～ 20 mm のワイヤの場合、二次巻線のワイヤの総断面積は少なくとも 2 ～ 3 mmXNUMX でなければなりません。 直径XNUMX mmの平行なワイヤXNUMX本を同時に巻くのが最も便利です。 電極の製造には、古い整流子モーターのカーボン ブラシまたはトロリー ロッドのグラファイト ライナーを使用できます。 ブラシまたはライナーに小さな穴が開けられ、そこにフラックスが配置され、溶融物からボールが形成されます。 フラックスを塗布して完成した電極はクランプにしっかりと固定されます。 このような機器で溶接する場合、23つの接点を同時に操作することによって変圧器を単独でオン/オフすることは不可能であるため、アシスタントが必要です。 しかし、変圧器に加えて、カーボン電極と接続されたワイヤの両方を同時に固定するクランプ（図XNUMX）を作成した場合、アシスタントは不要になります。
溶接による永久接続を実現するためのワイヤの準備は、はんだ付けの準備と似ていますが、24 つの特徴があります。溶接のためのワイヤのねじりは平行な方法でのみ実行する必要があり、ストランドの端は端から離れたままにしておく必要があります。両方のワイヤがカーボン電極と確実に接触できるように、ねじりの長さは同じでなければなりません (図 XNUMX)。
フラックスは溶接プロセスにも関与します。 その目的ははんだ付けの場合と同じで、溶融物を大気中の酸素から保護することです。 溶接用フラックスは、塩化カリウム 5 部、塩化ナトリウム 3 部、氷晶石 2 部で構成されます。 溶接フラックスや通常のホウ砂（四ホウ酸ナトリウム）として使用できます。 溶接プロセスは次の順序で実行されます。カーボン電極を焼成し（屋外で行う方が安全です）、フラックスをカーボン電極の穴に流し込み、ワイヤーの撚りをフラックスの塊に下げ、そして電極に押し付けられると、変圧器がオンになります。 電流の作用下でカーボン電極が加熱し始め、フラックスが溶けて溶接対象のワイヤーを包み込み、酸素のアクセスを遮断してワイヤーの金属の酸化を防ぎます。 金属の融点に達すると、静脈が溶けて融合してボールになります。 変圧器の電源がオフになっています。 いつでも変圧器をオフにできるように、設計にはパススルー スイッチが使用されており (通常、フロア ランプのコードに使用されます)、別のコードで分岐して手に持つことができます。 はんだ付け場所が最終的に冷えて固まった後（溶融金属の飛沫で重度の火傷を負う可能性があるため、この時間より前にコアと電極の接点を開けることは不可能です）、フラックスを洗浄し、ニスを塗ります。そして絶縁されています。 溶接中に溶接変圧器をどこに設置する必要がありますか? 溶接作業の品質を考慮すると、変圧器は作業場所の近くに配置する必要があります。つまり、変圧器と炭素電極を接続するワイヤおよび溶接されるワイヤの長さは最小限にする必要があります。 変圧器が溶接場所から離れるほど、電線の長さによる電圧損失が大きくなり、その結果、溶接継手の品質が低下します。 溶接の経験がなくても、ワイヤ（または部品とワイヤ）を接続する必要がある場合は、溶接を使用して責任のある作業をすぐに実行する必要はありません。最初は溶接を習得することをお勧めします。不要なワイヤーカット技術。 圧着による電線の接続と端末処理は次のように行われます。 ワイヤとケーブルは、管状の部分と同じ長さの部分で絶縁体から解放されます。 フェルールの一部 (接続スリーブの長さの半分) に、ワイヤの場合は 2 mm、ケーブルの場合は 10 mm を加えます。 絶縁体を取り除いたワイヤの端はワセリンまたはペーストの層で覆われ、金属ブラシで光沢が出るまで掃除されます。 次に、ワイヤーの端を汚染されたワセリンから取り除き、再びきれいなワセリンで覆います。 コアの剥がされた端をチップまたは接続スリーブに挿入し、洗浄して亜鉛ワセリンまたは石英ワセリンのペーストを充填します。これにより、コアがチップに止まるまで入り、接続スリーブの長さの半分に入ります。 その後、16か所でプレス、つまり圧着を行います。 断面積が 50 ～ 2 mm1 のワイヤには PK-16 タイプのペンチが使用され、断面積が 240 ～ 2 mm7 のワイヤには RGP-2,5M タイプの油圧プレスが使用されます。 バリを取り除き、プレスされたスリーブまたはラグを検査した後、ラグと絶縁体の間、またはスリーブと絶縁体の間のワイヤまたはケーブル コアの部分からペースト残留物を注意深く洗浄し、自然乾燥する防湿ワニスでコーティングします (アスファルトなど）を腐食から保護し、絶縁テープで巻きます。 上から、絶縁テープは同じワニスの層で覆われます。 断面積 2,5 ～ 10 mm2 の予め撚られた単線アルミニウム導体の接続と分岐は、KSP-4 トングを使用した圧着 (スリーブとペーストなし) によって実行できます。 この方法では、良好な接触を得るために、接続端を注意深く洗浄し、圧着プロセス中に接続端の清潔さとトングの圧着要素の清潔さを維持する必要があります。 アルミ単線ワイヤーは、設置製品と同様に電動モーターや電気機器の銅製クランプに接続されます。 これは、電気配線（電気機器）の設置と修理に使用されるワイヤー（またはワイヤーと電気部品）を接続する最後の方法でした。 そして今、すべての接続方法に共通するいくつかのルール（またはヒント）: - 撚り線の端からの絶縁体は、撚り線が少なくとも XNUMX 回巻かれるように除去する必要があります。 - コアとワイヤの接合部の絶縁が除去され、金属が露出するため、時間の経過とともに金属が腐食（空気中の水分と相互作用）する可能性があり、接続の強度と品質に影響を与えるため、接続を推奨します。アスファルトアスファルトアスファルトワニス、アスファルトまたは油絵の具のワイヤーコーティングのねじれ部分および隣接する剥離部分を保護するため。 - 接続を行った後に（いかなる方法でも）絶縁を剥がしたワイヤの部分は確実に絶縁されなければならず、XNUMX 本以上のコアワイヤのさまざまなコアは個別に絶縁されている必要があります。 絶縁体は接合部自体を覆うだけでなく、両側の編組線も覆う必要があります。 湿気の多い部屋では、ワイヤーの接合部を絶縁するためにゴム引き絶縁テープの代わりにポリ塩化ビニルを使用することをお勧めします。 - ワイヤの接続と分岐は、適切な場所でのみ行う必要があります。 ボックス 密閉蓋付き。 ちなみに、ジャンクションおよびジャンクションボックスでは、ワイヤをネジ接続で締めることができます;このために、ナットまたはネジがボックスのベースに押し込まれます（図25）。
- 接続方法に関係なく、伸びやその他の機械的負荷による影響が排除される場所に配置する必要があります。 - 分岐ボックスと接続ボックスは、修理作業のために簡単にアクセスできる場所に配置する必要があります（たとえば、分岐ボックスはセラミックタイルや漆喰の層の下にマスキングしてはならず、カバーが壁と面一になるように設置する必要があります） ); - アルミニウム導体は破損しやすいため、はんだ付けによって接続することをお勧めします。 - アルミニウム線に接続されているすべての部品と接点には、防食ガルバニックコーティングが施されている必要があります。 著者: Korshevr N.G.
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