Кабель ААБл 1-х жильный 1 кВ: полное техническое описание и область применения
Кабель ААБл 1х… на 1 кВ представляет собой одножильный силовой кабель с алюминиевой жилой, бумажной пропитанной изоляцией, в алюминиевой оболочке с защитными покровами. Данный тип кабеля относится к классическим, проверенным временем конструкциям для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 1000 В частоты 50 Гц. Его основное назначение – передача и распределение электрической энергии в стационарных установках. Конструкция кабеля ААБл обеспечивает высокую надежность при эксплуатации в различных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях и по эстакадам, за исключением трасс с значительной разницей уровней по длине, где возможно стекание пропиточного состава.
Расшифровка маркировки ААБл
Маркировка кабеля производится по установленной системе, где каждая буква и цифра обозначает конкретный элемент конструкции:
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- А – материал оболочки: алюминий.
- Б – тип изоляции: изоляция из бумажных лент, пропитанная вязким или нестекающим пропиточным составом.
- л – наличие подушки под броней из лавсановой ленты (или лент из аналогичных материалов).
- 1 – количество жил: одножильный.
- 1 кВ – номинальное напряжение: 1000 Вольт.
- Герметизация: защищает бумажную изоляцию от проникновения влаги и воздуха, предотвращая ее старение и ухудшение электрических свойств.
- Механическая защита: обеспечивает стойкость к механическим воздействиям, давлению грунта.
- Нулевой провод: в трехжильных кабелях может использоваться в качестве нулевой жилы при заземлении. В одножильном кабеле ААБл это свойство не используется из-за возникновения вихревых токов.
- Подушка под броню: На алюминиевую оболочку накладывается слой битумного состава, затем один или два слоя ленты из лавсана (полиэтилентерефталата) или поливинилхлоридного пластиката. Подушка предотвращает коррозию оболочки и предохраняет ее от механических повреждений стальными лентами брони.
- Броня: Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с зазором так, чтобы верхняя лента перекрывала зазор нижней. Ленты имеют толщину, нормируемую в зависимости от диаметра кабеля. Броня обеспечивает защиту от механических повреждений (например, при раскопках грунта), от растягивающих усилий и от грызунов.
- Наружный покров (защитный шланг): Поверх брони наносится слой битумного состава и накладывается покров из кабельной пряжи, пропитанной противогнилостным составом, или стеклопряжи, или крепированной бумаги. Этот слой защищает броню от коррозии.
- Значения тока приведены ориентировочно для прокладки в земле (траншее) при температуре грунта +15°C, глубине прокладки 0.7-1 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1.2 К·м/Вт. Точный расчет должен проводиться согласно ПУЭ гл. 1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру грунта, количество работающих кабелей в траншее и т.д.).
- Испытание переменным напряжением промышленной частоты: После изготовления кабель испытывается напряжением 3 кВ частоты 50 Гц в течение 10 мин.
- Испытание постоянным напряжением после прокладки: При приемо-сдаточных испытаниях кабельной линии согласно ПУЭ (Глава 1.8) она подвергается испытанию выпрямленным напряжением 2.5 кВ в течение 10 мин.
- Рабочая температура жилы: Допустимая длительная температура нагрева жилы не должна превышать +80°C.
- Кратковременный перегрев: Допускается кратковременный нагрев жилы до +130°C (например, в режиме короткого замыкания) не более 4 часов в год.
- Температура окружающей среды при прокладке: Прокладка без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже 0°C.
- Минимальный радиус изгиба: При прокладке одножильного кабеля ААБл радиус изгиба должен быть не менее 25 наружных диаметров кабеля. Это важное ограничение, связанное с жесткостью алюминиевой оболочки и риском ее повреждения.
- Условия прокладки: Допускается прокладка в земле (траншеях) с любыми видами грунтов, кроме подверженных смещениям, в кабельных каналах, туннелях, по эстакадам. Запрещена прокладка в воздухе (по фасадам, на тросах) без дополнительной защиты от солнечного излучения.
- Расположение в траншее: Одножильные кабели всех фаз (A, B, C) должны быть уложены вплотную друг к другу (треугольником или в одной плоскости). Расстояние между кабелями разных фаз по длине трассы должно быть минимальным. Это необходимо для взаимной компенсации магнитных полей и снижения индуктивного сопротивления цепи и потерь в оболочках.
- Заземление оболочек и брони: Алюминиевые оболочки и стальная броня кабелей должны быть заземлены с обоих концов. В случае длинных линий (обычно более 1 км) может потребоваться дополнительное заземление по трассе для ограничения напряжения на оболочке. Это требование направлено на обеспечение электробезопасности и снижение потерь.
- Переходные и концевые муфты: Для соединения и оконцевания кабелей ААБл применяются специальные кабельные муфты (свинцовые или эпоксидные стопорные для соединения, концевые мачтовые или наружной установки). При монтаже муфт критически важно обеспечить герметичность для предотвращения доступа влаги к бумажной изоляции.
- Запрет на использование в сетях постоянного тока: Бумажная изоляция, рассчитанная на работу в переменном электрическом поле, может не выдержать распределение напряжения в условиях постоянного тока, что приведет к ее быстрому пробою.
- По допустимому длительному току нагрузки (нагреву): Расчетный максимальный ток линии должен быть меньше или равен Iдл.доп. с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру грунта, количество кабелей в траншее, прокладку в трубах).
- По потере напряжения: Для силовых сеть 0.4 кВ потеря напряжения от шин ТП до самого удаленного электроприемника не должна превышать, как правило, 5%.
- По термической стойкости к токам короткого замыкания (ТКЗ): Сечение должно быть достаточным, чтобы выдержать нагрев при протекании тока КЗ за время его отключения защитой, без повреждения изоляции. Для кабелей ААБл с бумажной изоляцией проверка по ТКЗ является обязательной.
Таким образом, маркировка «ААБл 1х240/35-1» расшифровывается как кабель с алюминиевой жилой сечением 240 мм², с алюминиевой оболочкой, с бумажной пропитанной изоляцией, с защитным покровом типа «л», на напряжение 1 кВ, с сечением жилы 240 мм² и сечением нулевой жилы (если бы она была) 35 мм².
Конструкция кабеля ААБл 1 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечений от 16 до 240 мм² жила, как правило, однопроволочная (монолитная). Для сечений от 300 мм² и выше – многопроволочная. Жила имеет круглую форму. Класс жилы (1 или 2) указывается в технических условиях.
2. Фазная изоляция
Выполняется из бумажных кабельных лент, наложенных в несколько слоев спирально с перекрытием. После наложения изоляции кабель подвергается пропитке специальным составом. Для кабелей на 1 кВ применяется вязкий пропиточный состав (искробезопасная пропитка), который не стекает при нагреве кабеля под нагрузкой или при прокладке на трассах с уклонами. Это ключевое отличие от кабелей на более высокое напряжение, где может применяться жидкостная пропитка.
3. Поясная изоляция
Поверх изолированных жил (в многожильных кабелях) или поверх фазной изоляции одножильного кабеля также накладываются бумажные ленты – поясная изоляция. Она служит для дополнительного выравнивания электрического поля и механической защиты фазной изоляции.
4. Алюминиевая оболочка
Герметичная оболочка, изготавливаемая методом прессования (горизонтальной опрессовки) из алюминия марки не ниже А99 (по ГОСТ 13843). Выполняет несколько критически важных функций:
5. Защитные покровы (броня и наружный шланг)
Конструкция защитных покровов типа «Бл» (по ГОСТ 7006-72):
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (при температуре жилы +20°C)
Сопротивление жилы постоянному току не должно превышать значений, указанных в ГОСТ 22483. Активное сопротивление является основой для расчета потерь напряжения и тока нагрузки.
| Номинальное сечение жилы, мм² | Максимальное сопротивление жилы, Ом/км | Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл.доп.)*, А |
|---|---|---|
| 50 | 0.641 | 165 |
| 70 | 0.443 | 210 |
| 95 | 0.320 | 255 |
| 120 | 0.253 | 295 |
| 150 | 0.206 | 340 |
| 185 | 0.169 | 390 |
| 240 | 0.130 | 450 |
| 300 | 0.106 | 515 |
Испытательные напряжения
Механические и климатические характеристики
Особенности монтажа и эксплуатации одножильного кабеля ААБл
Использование одножильных кабелей в сетях переменного тока накладывает специфические требования к монтажу, обусловленные явлением наведения вихревых токов в металлических оболочках и броне.
Сравнение с кабелями других марок
| Параметр | ААБл (1 кВ) | АВБбШв (1 кВ) | ПвБШп (1 кВ) |
|---|---|---|---|
| Материал жилы | Алюминий | Алюминий | Алюминий |
| Изоляция | Бумажная пропитанная | ПВХ пластикат | Сшитый полиэтилен |
| Оболочка | Алюминий | ПВХ | Полиэтилен |
| Броня | Стальные ленты | Стальные ленты | Стальные ленты |
| Наружный покров | Волокнистые материалы | ПВХ шланг | Полиэтиленовый шланг |
| Герметичность | Высокая (металл. оболочка) | Относительная | Высокая |
| Стойкость к влаге | Высокая | Хорошая | Отличная |
| Допустимая температура жилы | +80°C | +70°C | +90°C |
| Монтаж при низких t° | Ограничен (без подогрева) | Ограничен | Более гибкий |
| Радиус изгиба | ≥ 25D | ≥ 10D | ≥ 15D |
| Область применения | Магистральные линии, ответственные объекты | Распределительные сети, промпредприятия | Современные сети, туннели, агрессивные среды |
Ключевое преимущество ААБл – абсолютная герметичность алюминиевой оболочки и долгий (более 30 лет) срок службы при правильной эксплуатации. Недостатки – большая масса, жесткость, сложность монтажа и необходимость специального оборудования для оконцевания.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Почему для одножильного кабеля ААБл так важно заземлять оболочки с двух концов?
В одножильном кабеле, по которому протекает переменный ток, вокруг жилы создается переменное магнитное поле. Это поле наводит в алюминиевой оболочке и стальной броне ЭДС, которая может достигать десятков вольт. Если оболочка не заземлена или заземлена только с одной стороны, между ее концами и землей возникает напряжение, опасное для персонала. Кроме того, при незаземленной оболочке в ней начинают протекать циркулирующие токи, вызывающие значительные дополнительные потери на нагрев (до 50% от потерь в жиле) и сокращающие пропускную способность кабеля. Двухстороннее заземление шунтирует оболочку, снижает это напряжение до безопасного уровня и минимизирует потери.
2. Можно ли прокладывать одножильные кабели ААБл в трубах?
Да, прокладка в трубах (например, асбестоцементных или ПНД) допускается и часто применяется для дополнительной механической защиты на сложных участках трассы. Однако при этом необходимо учитывать ухудшение условий охлаждения кабеля. Требуется введение понижающего коэффициента к допустимому току нагрузки (обычно 0.9 для одной трубы). Также критически важно, чтобы все три фазы (кабели) были проложены в одной трубе. Прокладка каждого кабеля в отдельной металлической трубе категорически запрещена из-за огромных потерь на вихревые токи в трубах.
3. Как определить необходимость подогрева кабеля перед прокладкой в зимних условиях?
Прокладка без подогрева разрешена при температуре окружающего воздуха не ниже 0°C и отсутствии на кабеле наледи. При температуре от 0°C до -20°C требуется подогрев в отапливаемом помещении или с помощью специальных трансформаторов (трансформаторов прогрева). Время прогрева зависит от сечения кабеля, температуры и метода. Например, при температуре -20°C кабель сечением 240 мм² может потребовать прогрева током 300-400 А в течение 2-3 часов до достижения внутренней температуры не менее +5°C. Прокладка при температуре ниже -20°C, как правило, не рекомендуется.
4. Каков реальный срок службы кабеля ААБл?
Номинальный срок службы, заявленный в нормативной документации (ГОСТ), составляет 30 лет. Однако фактический ресурс сильно зависит от условий эксплуатации: стабильности нагрузки, отсутствия перегрузок, коррозионной активности грунта, качества монтажа муфт и соблюдения правил прокладки. На практике при грамотной эксплуатации и своевременном проведении профилактических испытаний кабельные линии на базе ААБл могут надежно работать 40-50 лет и более.
5. Чем вызвано требование к минимальному радиусу изгиба в 25 диаметров?
Требование обусловлено свойствами материалов конструкции. Алюминиевая оболочка, будучи подвергнута изгибу с малым радиусом, может получить необратимую деформацию (вмятину, гофр), что нарушит ее герметичность и может привести к повреждению бумажной изоляции. Кроме того, при резком изгибе возможно смещение и смятие бумажных лент изоляции, создание воздушных включений и, как следствие, снижение электрической прочности. Соблюдение радиуса изгиба гарантирует сохранение геометрии и целостности всех слоев кабеля.
6. Как правильно выбрать сечение кабеля ААБл для проекта?
Выбор сечения производится по трем основным критериям согласно ПУЭ гл. 1.3:
Окончательное сечение выбирается по наибольшему из результатов, полученных при расчете по этим условиям.
Заключение
Кабель ААБл 1-х жильный на напряжение 1 кВ остается востребованным изделием для строительства и реконструкции надежных кабельных линий распределения электроэнергии, несмотря на появление современных аналогов с пластмассовой изоляцией. Его ключевые преимущества – долговечность, абсолютная герметичность и проверенная временем конструкция – делают его предпочтительным выбором для ответственных объектов, магистральных линий и сетей, где приоритетом является бесперебойная работа в течение десятилетий. Успешная эксплуатация кабеля ААБл напрямую зависит от строгого соблюдения правил проектирования, монтажа (особенно в части заземления оболочек и радиусов изгиба) и проведения регулярных профилактических испытаний.