Кабели алюминиевые бронированные 4-жильные: конструкция, применение и технические аспекты

Четырехжильные бронированные кабели с алюминиевыми токопроводящими жилами представляют собой ключевой элемент в системах распределения электроэнергии среднего и низкого напряжения. Их основное назначение – передача трехфазного тока с нейтралью в стационарных установках, где присутствуют повышенные механические нагрузки и риск внешних повреждений. Конструкция таких кабелей является комплексной и многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию.

Конструктивные элементы кабеля

Стандартная конструкция четырехжильного бронированного алюминиевого кабеля, начиная от центра к внешней оболочке, включает следующие компоненты:

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, для кабелей) по ГОСТ 22483. Жилы могут быть однопроволочными (секторной или круглой формы) для сечений до 240-300 мм² и многопроволочными для больших сечений. В четырехжильных кабелях обычно применяется секторная форма жил для оптимизации заполнения внутреннего пространства и уменьшения общего диаметра.
• Фазная изоляция: Наносится экструзией на каждую жилу. Материал изоляции зависит от номинального напряжения и условий эксплуатации. Наиболее распространены изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE) и поливинилхлоридного пластиката (ПВХ, PVC). СПЭ обеспечивает более высокую допустимую температуру длительной нагрузки (до 90°C) и стойкость к токам короткого замыкания по сравнению с ПВХ (70°C).
• Поясная изоляция: Общий слой изоляции, накладываемый поверх скрученных изолированных жил. Выравнивает электрическое поле и обеспечивает дополнительную защиту.
• Экран по изоляции (для кабелей на напряжение от 6 кВ): Выполняется из электропроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Необходим для симметризации электрического поля и отвода емкостных токов.
• Броня: Защитный механический слой. В алюминиевых кабелях наиболее часто применяется броня из двух стальных оцинкованных лент (обозначение «Б» в маркировке). Ленты накладываются встречной навивкой с перекрытием, что обеспечивает гибкость и высокую стойкость к раздавливающим и ударным нагрузкам. Реже, для особо тяжелых условий (например, при наличии растягивающих усилий), используется броня из круглых стальных оцинкованных проволок («К»).
• Внешняя оболочка: Защищает броню от коррозии и внешних воздействий. Выполняется из ПВХ-пластиката (обозначение «Шв» или «В»), полиэтилена («Шп») или, в специальных исполнениях, из материалов, не распространяющих горение (НГ), с пониженным дымо- и газовыделением (LS).

Области применения и способы прокладки

Четырехжильные бронированные алюминиевые кабели предназначены для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также по эстакадам и в помещениях. Броня обеспечивает защиту от механических повреждений при монтаже и эксплуатации, а также от грызунов. Основные сферы применения:

• Магистральные и распределительные линии в сетях 0,4; 6; 10 кВ.
• Ввод электроэнергии в жилые, промышленные и коммерческие здания.
• Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, производственных цехов.
• Прокладка в зонах с повышенным риском внешних повреждений (например, вдоль дорог).

Прокладка в земле требует соблюдения дополнительных условий: использования подсыпки и защитной обсыпки (песок), укладки сигнальной ленты, а в агрессивных грунтах – применения кабелей с усиленной внешней оболочкой из полиэтилена.

Преимущества и недостатки по сравнению с медными аналогами

Выбор между алюминиевым и медным кабелем является технико-экономическим. Алюминиевые кабели обладают следующими преимуществами:

• Значительно меньшая стоимость: Цена на алюминий ниже, чем на медь, что при больших сечениях и протяженных трассах дает существенную экономию.
• Меньший вес: Плотность алюминия примерно в 3 раза ниже меди, что облегчает транспортировку, монтаж и снижает нагрузку на конструкции.
• Устойчивость к коррозии: На поверхности алюминия быстро образуется устойчивая оксидная пленка, предотвращающая дальнейшее окисление.

Недостатки алюминиевых кабелей:

• Меньшая проводимость: Удельное электрическое сопротивление алюминия примерно в 1.62 раза выше, чем у меди. Для обеспечения одинаковой токовой нагрузки сечение алюминиевой жилы должно быть примерно на 60% больше, чем медной.
• Склонность к ползучести (крипу): Алюминий под длительной механической нагрузкой может медленно деформироваться, что требует применения специальных концевых наконечников с индикаторами контроля затяжки и периодической ревизии контактных соединений.
• Меньшая механическая прочность и гибкость: Алюминий более хрупок и подвержен излому при частых перегибах.

Маркировка и расшифровка обозначений

Маркировка кабелей осуществляется в соответствии с единой системой обозначений. Рассмотрим на примере кабеля АВБбШв-4х120:

• А – материал жилы: алюминий.
• В – материал изоляции жил: поливинилхлорид (ПВХ).
• Б – тип брони: две стальные оцинкованные ленты.
• б – без подушки (дополнительной защиты) под броней. В современных кабелях часто используется.
• Шв – материал защитного шланга (внешней оболочки): ПВХ, выпрессованный.
• 4х120 – число жил (4) и номинальное сечение каждой жилы (120 мм²).

Аналогичный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена будет маркироваться как АПвБбШв, где «Пв» обозначает изоляцию из вулканизированного (сшитого) полиэтилена.

Таблица основных параметров и условий прокладки

В таблице приведены сравнительные данные для распространенных марок кабелей на напряжение 0,66/1 кВ.

Параметр	АВБбШв (ПВХ изоляция)	АПвБбШв (СПЭ изоляция)
Номинальное напряжение, кВ	0.66/1	0.66/1
Допустимая температура жилы при длительной нагрузке, °C	70	90
Макс. температура жилы при КЗ (5 сек), °C	160	250
Минимальный радиус изгиба при прокладке	7.5 наружных диаметров	10 наружных диаметров
Диапазон рабочих температур окружающей среды, °C	от -50 до +50	от -50 до +50
Способ прокладки	В земле (траншеях), помещениях, каналах. Не для растянутых участков.	В земле (траншеях), помещениях, каналах. Не для растянутых участков.
Сечения жил, мм² (пример)	от 4×16 до 4×240	от 4×16 до 4×240 и более

Особенности монтажа и соединения

Монтаж алюминиевых бронированных кабелей требует учета специфики материала. При прокладке в земле необходимо исключить контакт кабеля с острыми камнями и строительным мусором. Радиус изгиба должен строго соответствовать нормам (обычно не менее 7.5-10 наружных диаметров) во избежание повреждения изоляции и брони.

Наиболее критичный этап – соединение и оконцевание жил. Для алюминия обязательны:

• Использование специальных кабельных наконечников, рассчитанных на алюминиевые жилы (маркировка «А» или «Ал»). Они имеют более широкий зажимной диапазон и часто заполняются кварцево-вазелиновой пастой для предотвращения окисления.
• Применение динамометрического инструмента для затяжки болтовых соединений с усилием, указанным производителем наконечника. Недотяжка приводит к перегреву контакта, перетяжка – к деформации и ползучести алюминия.
• Регулярная профилактическая подтяжка болтовых соединений в течение первого года эксплуатации и далее согласно графику ППР.

Броня кабеля подлежит обязательному заземлению с обоих концов для обеспечения электробезопасности.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АВБбШв от АВБШв?

В кабеле АВБбШв отсутствует дополнительная «подушка» (слой из битума, пластмассовых лент или крепированной бумаги) под броней. Конструкция «б» (без подушки) является современной и широко применяемой, так как внешняя оболочка, наложенная непосредственно на броню, обеспечивает достаточную защиту от коррозии и механических воздействий. Кабель АВБШв имеет такую подушку.

Можно ли прокладывать бронированный алюминиевый кабель по воздуху (по фасадам, между опорами)?

Прокладка по воздуху возможна, но с учетом двух факторов: 1) Наличие брони увеличивает вес кабеля, что требует надежного крепления. 2) Кабель не рассчитан на значительные растягивающие нагрузки. Для протяженных воздушных линий на опорах следует применять специальные самонесущие кабели (например, СИП) или кабели с несущим тросом. Прокладка по фасадам на короткие расстояния допустима при условии защиты от ультрафиолета (оболочка Шв устойчива, но не вечно).

Как правильно выбрать сечение четырехжильного бронированного кабеля?

Выбор сечения является инженерным расчетом и должен выполняться по следующим критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки (в земле, воздухе), температуры окружающей среды и группировки с другими кабелями. Используются таблицы ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок). 2) По потере напряжения (для протяженных линий). 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания. 4) По условиям срабатывания защиты (отсечка при КЗ, защита от перегрузки). Рекомендуется закладывать запас по сечению 15-25%.

Нужно ли заземлять броню кабеля с двух сторон?

Да, бронепокрытие кабеля подлежит обязательному заземлению (занулению) с обоих концов. Это требование ПУЭ (п. 1.7.76, 2.3.72) направлено на обеспечение электробезопасности. При повреждении основной изоляции и попадании фазы на броню, заземление обеспечивает быстрое срабатывание защитной аппаратуры (автоматического выключателя, предохранителя) и отключение поврежденного участка, а также выравнивание потенциалов.

Что означает маркировка 0.66/1 кВ?

Эта маркировка указывает на номинальное междуфазное напряжение, на которое рассчитан кабель. Первое значение (0.66 кВ) – напряжение между изолированными жилами в трехфазной сети. Второе значение (1 кВ) – напряжение между жилой и землей (экраном/броней). Таким образом, кабель может использоваться в сетях с номинальным напряжением до 1000 Вольт.

Какой срок службы у таких кабелей?

Номинальный срок службы алюминиевых бронированных кабелей с ПВХ изоляцией составляет не менее 30 лет, с изоляцией из сшитого полиэтилена – не менее 40-50 лет. Фактический срок эксплуатации сильно зависит от условий прокладки, соблюдения режимов нагрузки, качества монтажа соединений и регулярности профилактических осмотров. Агрессивные грунтовые воды, блуждающие токи, постоянные перегрузки сокращают ресурс кабеля.