Кабели алюминиевые многопроволочные
Кабели алюминиевые многопроволочные: конструкция, применение и технические аспекты
Алюминиевые многопроволочные кабели представляют собой класс токопроводящих изделий, в которых токоведущая жила состоит из множества скрученных между собой проволок из алюминия или его сплавов. Данная конструкция является ключевой альтернативой монолитным (однопроволочным) жилам и обеспечивает ряд критически важных эксплуатационных преимуществ, определяющих области их применения в электроэнергетике, строительстве и промышленности.
Конструктивные особенности и материалы
Основу кабеля составляет многопроволочная токопроводящая жила. Она формируется путем концентрической скрутки отдельных алюминиевых проволок вокруг центрального провода. Количество проволок, их диаметр и схема скрутки стандартизированы и определяются сечением жилы и требованиями к гибкости.
- Материал проволок: Как правило, используется алюминий марки А0 (99,5% Al) по ГОСТ 6133-99 или алюминиевые сплавы (например, Al-Mg-Si для СИП). Для особых условий применяется термообработанный алюминий, обладающий повышенной стойкостью к ползучести.
- Класс гибкости: Многопроволочные жилы относятся к классам 2 (гибкие) и выше (очень гибкие). Чем больше проволок при том же сечении, тем выше гибкость кабеля.
- Изоляция: В зависимости от назначения, жилы могут быть изолированы ПВХ (ВВГ, АВВГ), сшитым полиэтиленом (АПвВГ, АПвПу), резиной или не иметь изоляции (голые провода для ВЛ).
- Защитные оболочки: Для защиты от механических повреждений и агрессивных сред применяются оболочки из ПВХ, полиэтилена, броня из стальных лент или оцинкованных проволок (АВБбШв, АСБ).
- Преимущества:
- Повышенная гибкость и устойчивость к вибрациям: Основное преимущество. Кабель легче транспортировать, прокладывать по сложным трассам с множеством изгибов. Устойчивость к переменным механическим нагрузкам (вибрация, ветер) делает их незаменимыми для воздушных линий, подключения подвижного оборудования.
- Высокая стойкость к усталостным разрушениям: Многопроволочная конструкция лучше распределяет циклические изгибающие нагрузки, что увеличивает срок службы в динамичных условиях.
- Меньший радиус изгиба: Позволяет более компактную укладку в кабельных сооружениях и лотках.
- Лучший теплоотвод: За счет зазоров между проволоками улучшается теплообмен, что может незначительно повышать допустимый длительный ток.
- Резерв по целостности: Обрыв одной или нескольких проволок не приводит к мгновенному разрыву цепи, что повышает надежность.
- Недостатки:
- Более высокая стоимость: Технология изготовления сложнее, чем для моножилы.
- Больший наружный диаметр: При одинаковом номинальном сечении многопроволочная жила имеет больший диаметр за счет скрутки.
- Склонность к коррозии в месте реза: Торцы жилы требуют специальной обработки (заделки) для предотвращения окисления и раскручивания.
- Повышенное переходное сопротивление в контактных соединениях: Требует применения специальных наконечников (опрессовка, сварка), качественного обжатия для обеспечения надежного контакта всех проволок.
- Воздушные линии электропередачи (ВЛ): Голые многопроволочные провода марок А (неизолированный), АС (со стальным сердечником), СИП (самонесущий изолированный провод).
- Стационарная прокладка в зданиях и сооружениях: Кабели с изоляцией из ПВХ (АВВГ), сшитого полиэтилена (АПвВГ) для распределения энергии в сетях 0,4-35 кВ.
- Подвижные подключения: В гибких версиях (например, КГ) для временного электроснабжения, подключения строительной техники, насосов.
- Промышленные объекты и железные дороги: Бронированные кабели (АВБбШв) для прокладки в земле, в условиях риска механических повреждений.
- Кабельные линии на 6-35 кВ и выше: С изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) с многопроволочной токопроводящей жилой и экраном.
- Опрессовка: Является основным методом. Обязательно применение кабельных наконечников, предназначенных именно для многопроволочных алюминиевых жил (например, серия ТМЛ). Используются гидравлические прессы с матрицами, соответствующими сечению наконечника и жилы. Необходим полный контроль степени обжатия.
- Сварка и пайка: Применяются для создания неразъемных соединений. Требуют высокой квалификации исполнителя для предотвращения перегрева и нарушения структуры металла.
- Болтовые соединения: Допустимы при использовании штатных винтовых зажимов, обеспечивающих равномерное давление на всю жилу (например, в СИП арматуре). В традиционных шинопроводах без опрессовки наконечником недопустимы.
- Заделка концов: Для предотвращения распушения и коррозии торцы жилы после резки рекомендуется обрабатывать герметизирующими пастами или компаундами.
Преимущества и недостатки по сравнению с моножилой
Выбор между многопроволочной и однопроволочной алюминиевой жилой обусловлен технико-экономическим расчетом.
Основные области применения
Сфера использования алюминиевых многопроволочных кабелей чрезвычайно широка.
Технические характеристики и таблицы данных
Ключевые параметры регламентируются ГОСТ, ТУ и международными стандартами (IEC 60228).
Таблица 1. Соответствие классов гибкости и конструкции жилы (на основе ГОСТ 22483-2012)
| Класс гибкости жилы | Конструкция | Минимальное количество проволок в жиле | Примеры марок кабелей |
|---|---|---|---|
| 1 (Жесткая) | Однопроволочная | 1 | АВВГ (сечения 16-50 мм²) |
| 2 (Гибкая) | Многопроволочная | 7 (для сечений до 50 мм²) | АВВГ (сечения 70-240 мм² и выше), АПвВГ, СИП |
| 3-6 (Очень гибкие) | Многопроволочная с большим числом тонких проволок | От 24 и более | КГ, АКВВГэ (спец. исполнения) |
Таблица 2. Сравнение допустимых длительных токов нагрузки для алюминиевых жил (пример для кабелей до 1 кВ, прокладка в воздухе)
| Номинальное сечение жилы, мм² | Допустимый ток для однопроволочной жилы (класс 1), А | Допустимый ток для многопроволочной жилы (класс 2), А | Примечание |
|---|---|---|---|
| 50 | 165 | 165 | Значения идентичны для данного сечения |
| 120 | 300 | 300 | Значения идентичны для данного сечения |
| 240 | 440 | 440 | Значения идентичны для данного сечения |
Примечание: Допустимые токи нагрузки определяются, в первую очередь, сечением, условиями прокладки и материалом изоляции, а не типом жилы (монолит/многопроволочная). Различия могут возникать из-за разного фактического диаметра жилы и условий теплоотвода.
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабелей с многопроволочными алюминиевыми жилами имеет специфику, несоблюдение которой ведет к авариям.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос: Почему для вводов в здания часто используют кабель с многопроволочной алюминиевой жилой, а не моножилу?
Ответ: На вводах, особенно от воздушных линий, кабель подвержен вибрациям от ветра и температурным деформациям. Многопроволочная жила обладает значительно более высокой стойкостью к усталостным нагрузкам при изгибе, что предотвращает ее излом в точке ввода. Кроме того, гибкость облегчает монтаж в ограниченном пространстве учетно-распределительного щита.
Вопрос: Можно ли опрессовывать многопроволочную алюминиевую жилу наконечником для моножилы?
Ответ: Категорически нет. Конструкция наконечников отличается. Наконечник для многопроволочной жилы имеет более длинную гильзу и часто внутреннюю полость специальной формы, обеспечивающую плотное обжатие всех проволок и создание надежного газонепроницаемого контакта. Использование неправильного наконечника ведет к перегреву и разрушению соединения.
Вопрос: Как соотносятся по токовой нагрузке многопроволочный и однопроволочный кабель одного сечения?
Ответ: При прочих равных условиях (материал изоляции, способ прокладки) их длительно допустимые токи нагрузки, указанные в ПУЭ и ГОСТ, одинаковы. Фактический теплоотвод у многопроволочной жилы может быть немного лучше, но эта разница уже учтена в нормативных таблицах. Ключевое различие — не в токе, а в механических и монтажных свойствах.
Вопрос: Существует ли проблема ползучести (крипа) алюминия в многопроволочных жилах?
Ответ: Да, проблема актуальна. Под длительным механическим давлением в болтовых зажимах алюминий может «течь», ослабляя контакт. Для многопроволочных жил это особенно критично. Борются с этим применением наконечников с контрольным окном для опрессовки, использованием шайб-звездочек, создающих точки высокого давления, и регулярной подтяжкой болтовых соединений (где они допустимы) согласно регламенту.
Вопрос: Что предпочтительнее для прокладки в земле в броне: кабель с многопроволочной или однопроволочной жилой?
Ответ: Для стационарной прокладки в земле по прямой трассе без частых изгибов допустимо и часто экономически оправдано использование кабеля с однопроволочной жилой (например, АВБбШв 1х240). Однако если трасса имеет повороты или существует риск смещения грунтов, многопроволочная жила (класс 2) обеспечит большую надежность при монтаже и эксплуатации, снизив риск повреждения жилы от механических напряжений.
Заключение
Алюминиевые многопроволочные кабели являются высокотехнологичным и надежным решением для широкого спектра задач в электроэнергетике. Их выбор обоснован в условиях, требующих повышенной гибкости, вибростойкости и удобства монтажа. Ключом к долговечной и безопасной эксплуатации служит строгое соблюдение правил выбора, монтажа и, особенно, соединения, с учетом специфики многопроволочной конструкции. Понимание физических и механических принципов, заложенных в данную конструкцию, позволяет проектировщикам и монтажникам оптимально применять этот тип кабельной продукции, извлекая максимум из его технических преимуществ при минимизации потенциальных рисков.