Кабель алюминиевый с изоляцией из ПВХ: конструкция, характеристики, применение и нормативная база

Кабель алюминиевый с изоляцией из поливинилхлорида (ПВХ) представляет собой широко распространенный тип кабельно-проводниковой продукции, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его основное применение – прокладка в электрических сетях напряжением до 1 кВ переменного тока частотой 50 Гц или до 1.5 кВ постоянного тока. Конструкция данного кабеля базируется на токопроводящей жиле из алюминия, изолированной индивидуально для каждой жилы и/или общей оболочкой из ПВХ-пластиката. Ключевыми преимуществами являются относительно низкая стоимость и малый вес по сравнению с медными аналогами, что делает его экономически целесообразным решением для многих проектов, особенно при значительных длинах трасс и больших сечениях.

Конструктивные элементы и материалы

Стандартная конструкция кабеля включает в себя несколько обязательных компонентов, каждый из которых выполняет определенную функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки А0, А1, А2 или АЕ по ГОСТ 22483. Жилы могут быть однопроволочными (монолитными) для сечений, как правило, до 16-25 мм² и многопроволочными (скрученными из нескольких проволок) для больших сечений и повышенной гибкости. Класс гибкости жилы – 1 (жесткая) или 2 (гибкая).
• Изоляция: Выполняется из ПВХ-пластиката, рецептура которого определяет ключевые свойства: электрическую прочность, сопротивление нагреву, нераспространение горения, низкое дымовыделение. Цвет изоляции жил соответствует стандартной маркировке: для трехжильных кабелей – желто-зеленый (земля), синий (нейтраль), коричневый (фаза); для пятижильных добавляются черный и серый. Толщина изоляции нормируется ГОСТами и зависит от номинального напряжения и сечения жилы.
• Скрутка (в многожильных кабелях): Изолированные жилы скручиваются в сердечник с определенным шагом. Может присутствовать заполнение из ПВХ-компаунда или жгутов для придания кабелю круглой формы.
• Поясная изоляция: В некоторых типах кабелей поверх скрученных жил может накладываться поясной изоляционный слой из ПВХ-ленты или пластиката.
• Оболочка: Наружный защитный слой из ПВХ-пластиката, предохраняющий внутренние элементы от механических повреждений, влаги, агрессивных сред и обеспечивающий дополнительную электрическую изоляцию. Может иметь различные цвета, чаще всего серый, черный или белый. Существуют специальные рецептуры оболочки: «нг(A, B, C, D)» – нераспространяющая горение, «LS» – с пониженным дымовыделением, «HF» – безгалогенная.

Основные типы и марки кабелей

Наиболее распространенные марки алюминиевых кабелей с ПВХ изоляцией, регламентированные в РФ ГОСТ 31996-2012 (и его предшественником ГОСТ 16442-80):

• АВВГ: Кабель с алюминиевыми жилами, ПВХ изоляцией, ПВХ оболочкой, без защитного покрова. Предназначен для прокладки в сухих и влажных помещениях, каналах, туннелях, на специальных кабельных эстакадах, где исключены механические воздействия. Не предназначен для прокладки в земле (траншеях).
• АПвВГ: Аналогичен АВВГ, но с изоляцией жил из сшитого полиэтилена (Пв), что повышает допустимую температуру эксплуатации до +90°С (против +70°С у стандартного ПВХ).
• АВВГнг(A)-LS: Модификация кабеля АВВГ с оболочкой из ПВХ пластиката пониженной горючести («нг») категории А и с пониженным дымовыделением и газовыделением («LS»). Применяется для групповой прокладки в зданиях и кабельных сооружениях.
• АВБбШв: Кабель с алюминиевыми жилами, ПВХ изоляцией, ПВХ оболочкой, с броней из двух стальных оцинкованных лент и защитным шлангом из ПВХ. Предназначен для прокладки в земле (траншеях), включая трассы с высокой коррозионной активностью, а также в помещениях с повышенным риском механических повреждений.

Технические и эксплуатационные характеристики

Параметры кабелей строго нормированы. Основные характеристики приведены в таблицах ниже.

Таблица 1. Допустимые токовые нагрузки для кабелей с алюминиевыми жилами при прокладке в воздухе (при температуре воздуха +25°C)

Номинальное сечение жилы, мм²	Длительно допустимый ток нагрузки, А (для кабелей до 1 кВ)
2.5	21
4	29
6	38
10	55
16	70
25	90
35	110
50	135
70	170
95	210
120	245

Таблица 2. Температурные режимы эксплуатации

Параметр	Значение для кабеля с ПВХ изоляцией
Максимальная допустимая температура нагрева жил при длительной эксплуатации	+70°C
Максимальная допустимая температура нагрева жил в режиме перегрузки	+80°C
Максимальная температура жил при коротком замыкании (длительность до 5 сек)	+160°C
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-15°C
Рабочая температура окружающей среды	от -50°C до +50°C

Электрические характеристики: Испытательное переменное напряжение промышленной частоты для кабелей на напряжение 0.66/1 кВ составляет 3 кВ в течение 5 минут. Сопротивление изоляции на 1 км длины при температуре +20°C – не менее 7 МОм.

Области применения и ограничения

Кабели марок АВВГ и их модификации применяются для питания стационарных установок, распределительных устройств, промышленного оборудования, освещения. Они используются при монтаже внутренних и наружных электропроводок, в том числе на специальных кабельных конструкциях (лотки, короба, эстакады). Кабели с броней (АВБбШв) предназначены для прокладки в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих усилий, а также в местах с повышенным риском механических повреждений.

Важные ограничения:

• Запрещена прокладка небронированных кабелей (типа АВВГ) непосредственно в земле без защитных труб или коробов.
• При прокладке в воздухе (по фасадам, между зданиями) необходимо учитывать возможность механических воздействий (ветер, гололед) и УФ-излучения. Стандартная ПВХ оболочка подвержена УФ-деградации, для таких целей следует применять кабели с УФ-стабилизированной оболочкой или защищать их.
• При групповой прокладке в пучках необходимо применять кабели с индексом «нг», а в зданиях с массовым пребыванием людей и на транспортных объектах – с индексами «нг-LS» или «нг-HF».
• Не рекомендуется использовать в гибких, подвижных или часто перекладываемых соединениях из-за склонности алюминия к усталостному излому при многократных изгибах.

Сравнение с медными кабелями и экономическое обоснование

Выбор между алюминиевым и медным кабелем основывается на технико-экономическом расчете. Алюминий имеет удельное электрическое сопротивление примерно в 1.62 раза выше, чем у меди. Это означает, что для передачи одинаковой мощности при одном и том же падении напряжения сечение алюминиевой жилы должно быть примерно на 60% больше, чем медной. Однако плотность алюминия в 3.3 раза ниже. В результате масса алюминиевого кабеля при сопоставимой токопроводящей способности будет примерно в два раза меньше, а стоимость – существенно ниже.

Ключевые точки сравнения:

• Стоимость: Алюминиевый кабель на 50-70% дешевле медного аналога аналогичной пропускной способности.
• Вес: Меньший вес облегчает транспортировку, монтаж и снижает нагрузку на кабельные конструкции.
• Токовая нагрузка: При равном сечении медь выдерживает большие токи.
• Гибкость и стойкость к излому: Медь превосходит алюминий, особенно в многопроволочных жилах.
• Контактные свойства: Медь менее склонна к образованию оксидной пленки с высоким переходным сопротивлением. При монтаже алюминиевых кабелей необходимо использовать специальные смазки (кварцево-вазелиновую пасту) и выполнять регулярную подтяжку контактных соединений.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж алюминиевых кабелей требует учета специфики материала. При зачистке изоляции следует избегать надрезов жилы. Изгиб кабеля должен производиться с радиусом не менее 10-15 наружных диаметров для небронированных и 7.5-10 для бронированных кабелей. Наибольшее внимание уделяется оконцеванию и соединению жил.

• Винтовые и болтовые зажимы: Должны иметь пружинные шайбы (гроверы) и устройства, предотвращающие вытекание алюминия (специальные фасонные шайбы). Соединение «алюминий-медь» напрямую недопустимо из-за гальванической коррозии. Необходимо использовать биметаллические (алюмомедные) гильзы или переходные шайбы.
• Опрессовка: Наиболее надежный метод. Используются специальные алюминиевые или алюмомедные гильзы и инструмент для опрессовки. Перед опрессовкой жила и гильза очищаются и покрываются токопроводящей пастой.
• Сварка и пайка: Требуют высокой квалификации исполнителя и специальных материалов (флюсов, припоев) для алюминия.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Можно ли использовать кабель АВВГ для прокладки в земле?

Ответ: Нет, стандартный кабель АВВГ не имеет броневой защиты и не предназначен для прямой прокладки в земле. Для подземной прокладки необходимо использовать бронированные кабели, такие как АВБбШв, либо прокладывать АВВГ в защитных трубах (ПНД, металлических) или коробах, обеспечивающих механическую защиту и герметизацию.

Вопрос: Как правильно выбрать сечение алюминиевого кабеля для питания объекта?

Ответ: Выбор сечения производится по трем основным критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (согласно таблицам ПУЭ, с учетом поправочных коэффициентов на температуру воздуха, групповую прокладку); 2) По потере напряжения (должна быть в пределах нормы для данного типа приемника); 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания. Окончательное сечение выбирается по наибольшему значению, полученному из этих расчетов.

Вопрос: В чем разница между кабелями АВВГ и АВВГнг(А)-LS?

Ответ: Кабель АВВГнг(А)-LS имеет оболочку из ПВХ пластиката пониженной горючести. Он не распространяет горение при групповой прокладке по категории А (наиболее строгие требования). Индекс LS (Low Smoke) означает пониженное дымовыделение и газовыделение при пожаре. Это делает его обязательным к применению в общественных зданиях, на путях эвакуации, в метро, аэропортах в соответствии с требованиями противопожарной безопасности (СП 6.13130, ФЗ-123).

Вопрос: Почему контактные соединения алюминиевых жил требуют особого внимания?

Ответ: Алюминий на воздухе быстро покрывается тонкой, но очень прочной и тугоплавкой оксидной пленкой (Al2O3), которая имеет высокое электрическое сопротивление. Это приводит к нагреву контакта. Кроме того, алюминий обладает высоким коэффициентом линейного расширения и подвержен «текучести» (ползучести) под давлением, что со временем ослабляет винтовой зажим. Поэтому необходимо использовать специальные меры: зачистку и покрытие жил кварцево-вазелиновой пастой, применение шайб особой формы, регулярную ревизию и подтяжку соединений.

Вопрос: Каков срок службы алюминиевого кабеля с ПВХ изоляцией?

Ответ: Номинальный срок службы при соблюдении условий эксплуатации (температура, токовая нагрузка, отсутствие механических повреждений) составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы может быть как больше, так и меньше в зависимости от качества монтажа, агрессивности окружающей среды и соблюдения регламентов технического обслуживания.

Вопрос: Допустима ли совместная прокладка алюминиевых и медных кабелей в одном лотке?

Ответ: Да, совместная прокладка в одном лотке, коробе или по эстакаде допустима с точки зрения электромагнитной совместимости. Однако при их параллельном соединении в одной цепи (например, для увеличения сечения) это недопустимо из-за разных электрических и механических свойств. При пересечении или близком расположении особых требований нет, за исключением необходимости соблюдения правил противопожарной безопасности для группы кабелей в целом.