Алюминиевые многожильные кабели представляют собой класс кабельно-проводниковой продукции, токопроводящая жила которого состоит из двух и более скрученных между собой алюминиевых проволок. Данная конструкция является ключевой альтернативой однопроволочным (монолитным) жилам и кабелям с медными жилами, находя свою нишу в системах распределения и передачи электроэнергии. Их применение регламентируется рядом ГОСТ, ТУ и международных стандартов, а выбор в пользу алюминия обусловлен экономическими и эксплуатационными соображениями.
Конструкция алюминиевого многожильного кабеля является многослойной и включает несколько обязательных элементов.
Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марок А0, А5, А5Е, А6 (по ГОСТ 13843), АВЕ (алюминий, легированный редкоземельными металлами) или сплавов 8176/8030 (по ASTM), обладающих повышенной гибкостью и стойкостью к излому. Жила формируется путем скрутки отдельных проволок по концентрическим слоям или в пучок. Класс гибкости многожильных алюминиевых жил, как правило, соответствует 2 (гибкий) или выше (очень гибкий), в отличие от монолитных жил класса 1. Количество проволок в жиле стандартизировано и зависит от номинального сечения.
Изоляция: Выбор материала изоляции определяет область применения кабеля.
Заполнитель и поясная изоляция: В многожильных кабелях между изолированными жилами может располагаться заполнитель из ПВХ-компаунда, мелонаполненной резины или нетканых материалов. Он придает кабелю круглую форму и повышает его стабильность. Поверх скрученных изолированных жил может накладываться поясная изоляция (обмотка) из полимерной ленты.
Экран: Для кабелей на напряжение 6 кВ и выше, а также для кабелей с защитой от электромагнитных помех, обязательным элементом является экран. Он выполняется из электропроводящего материала (полупроводящий сшитый полиэтилен, медные или алюминиевые ленты, проволоки) и служит для выравнивания электрического поля и защиты от внешних наводок.
Оболочка: Защищает все внутренние элементы кабеля от механических повреждений, влаги, химических веществ и солнечного излучения. Материалы: ПВХ (В), полиэтилен (П), шланговая резина (Ш), безгалогенные композиции с низким дымовыделением (нг(LS), нг(HF)).
Броня: Для прокладки в земле (траншеях), в условиях риска механических повреждений, кабель бронируется стальными оцинкованными лентами (Б) или проволоками (К). Поверх брони накладывается защитный покров (например, битумный состав и стеклопряжа) для защиты от коррозии.
Производство и применение алюминиевых многожильных кабелей в РФ регулируется в основном ГОСТами. Основные стандарты:
Маркировка кабелей осуществляется буквенно-цифровым кодом. Пример расшифровки АВВГ-ХЛ 4х120-1:
Другие распространенные марки: АПвВнг(А)-LS (с изоляцией из сшитого полиэтилена, нераспространяющий горение, с низким дымовыделением), АСБл (с бумажной изоляцией, бронированный), АКГ (гибкий с резиновой изоляцией).
| Параметр | Алюминий многожильный | Алюминий монолитный | Медь многожильная |
|---|---|---|---|
| Удельное электрическое сопротивление (Ом*мм²/м) | 0,028 (при 20°C) | 0,028 (при 20°C) | 0,0175 (при 20°C) |
| Гибкость | Высокая (класс 2 и выше) | Низкая (класс 1) | Очень высокая (классы 3-6) |
| Склонность к излому при перегибах | Низкая | Высокая | Очень низкая |
| Масса | Низкая (≈ 2700 кг/м³) | Низкая (≈ 2700 кг/м³) | Высокая (≈ 8900 кг/м³) |
| Стоимость материала | Низкая | Низкая | Высокая (в 3-5 раз выше) |
| Требуемое сечение при одинаковом токе (относительно меди) | ≈ на 56% больше | ≈ на 56% больше | Базовое |
| Склонность к ползучести (холодная деформация) | Средняя (требует специальных наконечников) | Выраженная | Низкая |
| Коррозионная стойкость | Средняя (образует оксидную пленку) | Средняя | Высокая |
Многожильные алюминиевые кабели применяются в стационарных и подвижных установках, где важна гибкость и экономическая целесообразность.
Критически важные аспекты монтажа:
Выбор сечения многожильного алюминиевого кабеля осуществляется по ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), гл. 1.3. Основные критерии:
Таблица 2: Примерные длительно допустимые токи для алюминиевых многожильных кабелей с ПВХ изоляцией (0,66 кВ) при прокладке в воздухе (окружающая температура +25°C)
| Сечение жилы, мм² | Допустимый ток, А (для 1-жильного кабеля) | Допустимый ток, А (для 3-жильного кабеля) |
|---|---|---|
| 16 | 78 | 60 |
| 25 | 105 | 80 |
| 50 | 165 | 140 |
| 120 | 300 | 250 |
| 240 | 440 | 385 |
Примечание: Точные значения необходимо брать из актуальных ГОСТ и справочников, учитывая поправочные коэффициенты на температуру воздуха, групповую прокладку и т.д.
Преимущества:
Недостатки и ограничения:
Да, но только с использованием специальных переходных элементов, исключающих прямой гальванический контакт. Это биметаллические (алюмомедные) гильзы или шайбы, а также клеммные колодки с пастой-ингибитором окисления. Прямое скручивание алюминия с медью недопустимо из-за электрохимической коррозии в месте контакта.
Наконечник должен соответствовать материалу жилы (Al), ее сечению и классу гибкости. Для многожильных жил используются наконечники с маркировкой, например, «Al 120-16», где 120 – сечение кабеля, 16 – диаметр отверстия под болт. Обжим производится специальным гидравлическим прессом с матрицами, рассчитанными на данный тип наконечника. Перед опрессовкой жила очищается, на нее и во внутреннюю полость гильзы наносится токопроводящая паста.
Броня (стальные ленты или проволоки) защищает кабель от механических повреждений: при подвижках грунта, давлении камней, случайных раскопках. Оболочка обычного кабеля (например, АВВГ) не рассчитана на такие нагрузки. Броня также обеспечивает защиту от грызунов.
АВВГ имеет изоляцию и оболочку из ПВХ, рассчитан на напряжение до 1 кВ. АПвВнг имеет изоляцию из сшитого полиэтилена (Пв) и оболочку из ПВХ пониженной горючести (нг). Кабель АПвВнг может эксплуатироваться при более высоких температурах (длительно до +90°C против +70°C), имеет большую пропускную способность по току и стойкость к токам КЗ. Он также является нераспространяющим горение.
Электрическое сопротивление многожильной жилы рассчитывается так же, как и монолитной, по формуле R = ρ
Номинальный срок службы современных кабелей с полимерной изоляцией (ПВХ, XLPE) составляет 30 лет. Фактический срок сильно зависит от условий эксплуатации: температуры, перегрузок, коррозионной агрессивности среды, качества монтажа соединений. Кабели с бумажной пропитанной изоляцией имеют срок службы до 40-50 лет, но требуют контроля состояния пропитки.
Алюминиевые многожильные кабели являются технически и экономически обоснованным решением для стационарной прокладки в распределительных сетях среднего и низкого напряжения, а также для питания мощных электроприемников. Их ключевые преимущества – экономия на стоимости металла, меньшая масса и достаточная гибкость – реализуются в полной мере при строгом соблюдении правил выбора, монтажа и соединения. Современные материалы изоляции (XLPE) и защитных оболочек (нг(LS)) расширяют область их применения, в том числе на объекты с повышенными требованиями к пожарной безопасности. Корректный расчет сечения, учет условий прокладки и применение специализированной кабельной арматуры – обязательные условия для надежной и долговременной эксплуатации алюминиевых многожильных кабельных линий.