Латунь чи мідь: провідність, шини N/PE і клемні блоки в щиті

Латунь чи мідь — питання, яке виникає, коли бачиш у щиті латунну нульову шину поруч із мідними жилами і мідними наконечниками. Латунь проводить струм, але приблизно в 3,5–4 рази гірше за мідь. При цьому вона твердіша, краще тримає різьбу і дешевша в обробці. Тому в електриці кожен матеріал має своє місце: мідь — там, де струм іде через невеликий переріз, латунь — там, де важлива міцність різьби і є запас перерізу.

Нижче — порівняння провідності в цифрах і таблицях, чому латунна шина на 80 А має такий переріз, де в щиті краще мідь, а де латунь, і як з’єднувати їх між собою без нагріву і окиснення.

Чи проводить латунь струм: провідність у цифрах

Латунь — сплав міді з цинком (зазвичай 58–70 % міді). Цинк робить метал твердішим, але погіршує провідність.

Тобто так, латунь проводить струм, і з’єднання через неї працюють, але при однаковому перерізі латунна деталь гріється помітно сильніше за мідну. Тому латунні струмопровідні деталі роблять масивнішими. Точне значення залежить від марки: чим більше в сплаві цинку, тим нижча провідність.

Латунні шини N і PE: чому вони такі товсті

Нульові і захисні шини в щитах найчастіше латунні: у них багато гвинтових затискачів, і латунна різьба не зминається при багаторазовому затягуванні. Різницю в провідності компенсують перерізом. Порахуємо, якому перерізу міді відповідає латунна шина за опором:

Шину підбирають за струмом вводу і кількістю ліній. Наприклад, для квартирного щита з вводом 40–63 А вистачає шини 6,5×9 мм на 80 А. Розподільчі шини 5–15 отворів і клемні блоки на 2–5 полюсів (кілька ізольованих шин в одному корпусі для L, N, PE) — у розділі шини і клемні блоки. Як змонтувати шину — у статті розподільча шина в щиті.

Клемні блоки і приклад підбору шини

Що таке клемний блок

Клемний блок — це кілька ізольованих розподільчих шин в одному корпусі: на кожну шину (фазу, нуль чи PE) заводять ввідний провідник, а з неї розходяться відгалуження на автомати і лінії. У каталозі є блоки на 2, 3, 4 і 5 полюсів з шинами 6,5×9 мм (80 А), 7×12 мм (160 А) і 10×15 мм (250 А), на 7, 10, 12 або 15 отворів на кожну шину. Блок зручний, коли потрібно в одному місці зібрати і розвести L, N і PE: шини ізольовані одна від одної корпусом, а випадково торкнутися струмопровідних частин важче, ніж на відкритих шинах.

Приклад: шина для щита приватного будинку

Ввід — трифазний, автомат 32 А, у щиті 14 груп: освітлення, розетки, котел, бойлер, насос. Зрозуміти, яке сумарне навантаження дозволяє такий ввідний апарат, допоможе таблиця потужності автоматів у кВт.

1. Струм вводу 32 А — підходить найменша шина 6,5×9 мм на 80 А, запас більш ніж удвічі.
2. Ліній на нуль — 14, на PE — 14. З запасом 20–30 % потрібно по 17–18 отворів — тобто дві шини N по 10 отворів або одна на 15 плюс одна на 5, і так само для PE.
3. Якщо в щиті є ПЗВ на групи, нулі груп після кожного ПЗВ збирають на окремій шині — вони не повинні з’єднуватися з загальною шиною N.
4. Мідні жили 1,5–2,5 мм² заводять у отвори шини напряму, гнучкі — з гільзами.

Мідна шина тут не потрібна: при струмі вводу 32 А латунна шина 6,5×9 мм має багаторазовий запас. Мідні шини виправдані на великих струмах — у ввідно-розподільчих пристроях і силових шафах, де важливий кожен міліметр перерізу. Вони також незамінні для постійного струму, де потрібні силові DC-шини для АКБ.

Де в щиті мідь, а де латунь

Кабельні наконечники з латуні для обтискання практично не використовують: латунь твердіша і менш пластична, тому при пресуванні не облягає дротинки так щільно, як мідь. Силові наконечники роблять з міді, а для захисту від окиснення — луджені: детальніше в статті луджені мідні наконечники. Латунь як матеріал кабельних вводів порівняно з поліамідом — у статті поліамідні чи латунні кабельні вводи.

Механіка: чому для гвинтових деталей обирають латунь

Провідність — не єдина властивість, важлива для контакту. Гвинтовий затискач працює роками під постійним притиском, і тут на перший план виходить механіка:

• Твердість. Латунь помітно твердіша за м’яку електротехнічну мідь. Різьба в латунній шині не зминається, коли гвинт затягують і відпускають десятки разів під час переробок щита.
• Повзучість. М’яка мідь під постійним тиском гвинта з часом трохи «тече», і притиск слабне. Латунь тримає форму краще, тому затиск стабільніший.
• Обробка. Латунь добре точиться і свердлиться: шини з десятками отворів і нарізаною різьбою виготовляти простіше і дешевше, ніж з міді.
• Вартість. Цинк дешевший за мідь, тому при однаковому об’ємі латунна деталь дешевша.

Саме тому в одному щиті поруч і без конфлікту працюють мідні жили, мідні луджені наконечники і латунні шини: кожен матеріал стоїть там, де його властивості найкорисніші.

Корозія і окиснення: мідь, латунь, луда

• Мідь на повітрі темніє: оксидна плівка тонка і на контакт під притиском впливає мало, але у вологих приміщеннях і на відкритих контактах окиснення накопичується. Луджена (покрита оловом) мідь стійкіша.
• Латунь у сухому щиті стабільна. У вологому середовищі з агресивними домішками може втрачати цинк з поверхні (знецинкування) — тому для вулиці і вологих приміщень латунні деталі часто нікелюють.
• Мідь і латунь між собою сумісні: обидва — мідні сплави, гальванічна пара між ними слабка. Мідну жилу або мідний наконечник можна затискати під латунний гвинт шини без проміжних деталей.
• Алюміній з міддю і латунню напряму не з’єднують: потрібні біметалеві наконечники Al/Cu або спеціальні затискачі.

Як правильно з’єднувати мідь і латунь у щиті

1. Перевірте, що шина розрахована на струм вводу з запасом.
2. Мідна однодротова жила заводиться під гвинт шини напряму; гнучка — з гільзою НШВІ.
3. В один отвір шини — один провідник, із запасом отворів 20–30 % під майбутні лінії.
4. Гвинти затягують помірно: латунна різьба міцна, але зірвати її все одно можна.
5. Контактні поверхні — чисті, без фарби і бруду; для силових болтових з’єднань — шайби під гайку.
6. Через кілька тижнів роботи — протяжка і перевірка нагріву.

Часті запитання

Чи проводить латунь електричний струм?

Так. Латунь — провідник, але її провідність становить приблизно 25–28 % від провідності міді. Тому латунні струмопровідні деталі роблять більшого перерізу.

Що краще проводить струм — мідь чи латунь?

Мідь, приблизно в 3,5–4 рази краще. Латунь вибирають не за провідністю, а за міцністю різьби і механічною стійкістю.

Чи можна з’єднувати мідь з латунню?

Так, це сумісні матеріали. Мідні жили і наконечники затискають на латунних шинах напряму.

Чому нульова шина в щиті латунна, а не мідна?

Через гвинтові затискачі: латунна різьба міцніша, а нижчу провідність компенсує більший переріз шини.

Чи можна підключати алюмінієвий провід до латунної шини?

Напряму — ні, через біметалевий наконечник Al/Cu або перехідний затискач.

Джерела

• Copper Development Association — електропровідність міді і мідних сплавів
• IEC 60228 — жили кабелів