Четырехжильные алюминиевые кабели представляют собой ключевой элемент систем распределения электроэнергии напряжением до 1 кВ и 6-35 кВ. Их основное назначение – передача трехфазного тока с подключением однофазных нагрузок (освещение, розетки) посредством нейтрального проводника. Использование алюминия в качестве материала токопроводящих жил обусловлено экономической целесообразностью при значительных длинах трасс и больших сечениях, что критически важно для магистральных линий и распределительных сетей.
Стандартная конструкция четырехжильного кабеля включает в себя четыре изолированные алюминиевые жилы, скрученные в сердечник. В зависимости от назначения и напряжения, изоляция и оболочка могут варьироваться. Основные элементы конструкции:
Типовая маркировка по ГОСТ: АВВГ-ХЛ 4х120 – кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией и оболочкой из ПВХ пластиката, в холодостойком исполнении, четырехжильный, сечением 120 мм². Кабель АПвПу 4х150/70-35 – с изоляцией из сшитого полиэтилена, экранированный, с алюминиевыми жилами 150 мм², отдельной изолированной жилой заземления 70 мм², на напряжение 35 кВ.
Классификация четырехжильных алюминиевых кабелей осуществляется по нескольким ключевым параметрам.
Экранированные: Обязательны для сетей 6 кВ и выше, а также в сетях до 1 кВ с высокими требованиями к электромагнитной совместимости (ИТ-системы, медицинские учреждения, производства с микропроцессорной техникой).
| Марка кабеля | Расшифровка | Напряжение, кВ | Основная область применения | Особенности |
|---|---|---|---|---|
| АВВГ | Алюминий, ПВХ изоляция, ПВХ оболочка, голый | 0.66/1 | Прокладка в сухих и влажных помещениях, каналах, тоннелях, при отсутствии механических воздействий. | Базовая, недорогая конструкция. Не распространяет горение при одиночной прокладке. |
| АВВГнг(А)-LS | АВВГ, негорючий, с пониженным дымовыделением, категория А по нераспространению горения | 0.66/1 | Прокладка в пучках (кабельных лотках, коробах) внутри общественных и многоэтажных зданий, на предприятиях. | Не распространяет горение при групповой прокладке, выделяет мало дыма и газа. |
| АПвВГ | Алюминий, изоляция из сшитого полиэтилена, ПВХ оболочка, голый | 0.66/1 | Линии с повышенными требованиями к допустимой токовой нагрузке и температуре. | Более высокая перегрузочная способность и стойкость к КЗ по сравнению с ПВХ. |
| АВБбШв | Алюминий, ПВХ изоляция, броня из стальных лент, шланг защитный из ПВХ | 0.66/1 | Прокладка в земле (траншеях), в местах с риском механических повреждений, в агрессивных грунтах. | Наличие брони обеспечивает защиту от грызунов и случайных повреждений. |
Выбор сечения четырехжильного алюминиевого кабеля осуществляется на основе трех основных критериев: допустимого длительного тока нагрузки, потери напряжения и тока короткого замыкания. Основополагающим документом являются Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ) и стандарты ГОСТ 31996-2012.
Токовая нагрузка зависит от способа прокладки, количества кабелей в пучке, температуры окружающей среды и типа изоляции. Приведены данные для одиночного кабеля, проложенного в воздухе (при температуре воздуха +25°C) и в земле (при температуре грунта +15°C, удельном тепловом сопротивлении 1.2 К·м/Вт).
| Номинальное сечение жилы, мм² | Допустимый ток для кабелей с ПВХ изоляцией (АВВГ и пр.), А | Допустимый ток для кабелей с изоляцией из СПЭ (АПвВГ и пр.), А | ||
|---|---|---|---|---|
| В воздухе | В земле | В воздухе | В земле | |
| 4 | 29 | 38 | 34 | 44 |
| 10 | 55 | 70 | 65 | 85 |
| 25 | 95 | 120 | 115 | 150 |
| 50 | 145 | 185 | 180 | 230 |
| 120 | 270 | 340 | 330 | 425 |
| 240 | 415 | 515 | 510 | 660 |
Примечание: Для кабелей с изоляцией из СПЭ допустимая температура жилы +90°C, для ПВХ – +70°C, что объясняет разницу в токах.
Падение напряжения ΔU в трехфазной линии с симметричной нагрузкой рассчитывается по формуле: ΔU = √3 I L (R0 cosφ + X0
Минимальное сечение кабеля Smin (мм²), выдерживающее ток короткого замыкания Iкз в течение времени t (сек.), определяется по формуле: Smin = (Iкз / C)
Прокладка четырехжильных алюминиевых кабелей осуществляется в соответствии с ПУЭ гл. 2.3 и 2.1. Основные способы: в земле (траншеях), в кабельных каналах, лотках, коробах, по конструкциям зданий. При подземной прокладке кабели без брони должны быть защищены от механических повреждений (кирпич, бетонные плиты, гофротрубы).
Критически важным аспектом является обеспечение надежного контактного соединения алюминиевых жил. Алюминий обладает высокой химической активностью, на его поверхности быстро образуется тугоплавкая оксидная пленка с высоким сопротивлением, что может привести к перегреву соединения. Для соединения и оконцевания применяются:
Запрещается прямое соединение алюминиевых и медных жил без использования биметаллических переходных шайб или наконечников во избежание электрохимической коррозии.
Преимущества:
Недостатки:
Ответ: Согласно актуальным редакциям ПУЭ (п. 7.1.34), в зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами. Использование алюминиевых жил сечением менее 16 мм² в групповых сетях внутри помещений запрещено. Для ввода в индивидуальный дом (ответвление от ВЛ) могут использоваться алюминиевые кабели сечением от 16 мм², но внутри дома разводка должна выполняться медью.
Ответ: Кабель АВВГ допускается к одиночной прокладке в производственных помещениях, кабельных каналах. Кабель АВВГнг(А)-LS обязателен для групповой прокладки (в пучках, лотках, коробах) в общественных зданиях, офисных центрах, многоэтажных жилых домах, на путях эвакуации. Его применение минимизирует риск распространения огня и задымления при пожаре.
Ответ: Это номинальное напряжение кабеля. Первое значение (0.66 кВ) – напряжение между жилой и землей/экраном, на которое рассчитана изоляция. Второе значение (1 кВ) – напряжение между любыми двумя жилами. Кабель может эксплуатироваться в сети с линейным напряжением до 1000 В и фазным до 660 В.
Ответ: При замене медного кабеля на алюминиевый необходимо выполнить пересчет сечения по допустимому току и потере напряжения. Как правило, сечение алюминиевой жилы выбирается на одну-две ступени выше по стандартному ряду (например, медь 50 мм² → алюминий 70-95 мм²). Необходимо также убедиться в соответствии новых концевых заделок и аппаратов защиты.
Ответ: Да, экран (металлическая оболочка) кабелей на напряжение 6 кВ и выше подлежит обязательному заземлению с двух сторон для обеспечения безопасного потенциала и нормальной работы релейной защиты. Заземление выполняется через специальные концевые заделки (концевые муфты).
Четырехжильные алюминиевые кабели остаются экономически обоснованным и технически эффективным решением для создания распределительных сетей среднего и низкого напряжения, особенно при больших сечениях и протяженных трассах. Правильный выбор марки, сечения, соблюдение норм прокладки и монтажа, в особенности технологии соединения жил, являются залогом долговечной и безопасной эксплуатации кабельной линии. При проектировании новых объектов необходимо учитывать ограничения, накладываемые ПУЭ на применение алюминиевых проводников в групповых сетях внутри помещений, отдавая предпочтение современным материалам с улучшенными противопожарными характеристиками.