Кабели алюминиевые силовые с пластмассовой изоляцией бронированные: конструкция, применение и технические аспекты

Кабели силовые алюминиевые с пластмассовой изоляцией бронированные представляют собой класс кабельной продукции, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 0,66 кВ, 1 кВ и 3 кВ частотой 50 Гц. Их ключевая особенность — сочетание алюминиевой токопроводящей жилы, изоляции из сшитого полиэтилена (СПЭ) или поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), и защитной брони из стальных оцинкованных лент или проволок. Данная конструкция обеспечивает надежную эксплуатацию в условиях механических воздействий, растягивающих нагрузок и агрессивных сред.

Конструктивные элементы кабеля

Конструкция бронированного алюминиевого кабеля с пластмассовой изоляцией является многослойной. Каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности определяет механические и электрические характеристики изделия.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Жилы могут быть однопроволочными (сечением до 240 мм² включительно) или многопроволочными (все сечения, а также обязательно от 300 мм² и выше). Класс гибкости — 1 или 2. Алюминий, как материал, обеспечивает существенное снижение массы и стоимости кабеля по сравнению с медными аналогами при сохранении требуемой токовой нагрузки на средних и высоких уровнях напряжения.

2. Изоляция

Применяются два основных типа полимерной изоляции:

• Сшитый полиэтилен (XLPE, СПЭ): Обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), отличными диэлектрическими свойствами, стойкостью к тепловым ударам. Кабели с изоляцией из СПЭ имеют более высокую допустимую токовую нагрузку и могут использоваться в сетях с более высокими требованиями к надежности.
• Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ): Имеет меньший температурный предел (+70°C), но отличается высокой гибкостью, нераспространением горения и лучшей стойкостью к некоторым химическим средам. Чаще применяется в кабелях на напряжение до 1 кВ.

Изоляция наносится экструзионным способом, обеспечивая равномерный, беспористый слой.

3. Поясная изоляция

Представляет собой обмотку из электроизоляционной пленки или экструдированный слой, накладываемый поверх изолированных жил многожильного кабеля перед бронированием. Выравнивает электрическое поле и предохраняет изоляцию жил от повреждения броней.

4. Броня

Защитный покров, придающий кабелю стойкость к механическим воздействиям (сдавливание, удары, грызуны) и растягивающим усилиям. Существует два основных типа:

• Броня из двух стальных оцинкованных лент (обозначение в маркировке «Б»). Ленты накладываются внахлест, что обеспечивает защиту от радиальных воздействий. Применяется при отсутствии значительных растягивающих нагрузок.
• Броня из стальных оцинкованных проволок (обозначение «К» — кольцевая броня). Обеспечивает защиту от растяжения и используется для прокладки в вертикальных шахтах, на крутонаклонных трассах, а также в условиях, где возможны смещения грунта.

5. Защитные покровы (шланги)

Поверх брони накладывается защитный покров из ПВХ-пластиката или полиэтилена (обозначение «Шв» — шланг защитный из ПВХ, «Шп» — из полиэтилена). Он предохраняет броню от коррозии и агрессивного воздействия окружающей среды. Под броней также может находиться подстилающий слой (подушка) из битума, крепированной бумаги или ПВХ-лент, который защищает изоляцию от коррозионного воздействия стальной брони и смягчает механическое давление.

Области применения и способы прокладки

Данные кабели предназначены для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, в том числе в условиях повышенной влажности и наличия блуждающих токов. Бронированные кабели без наружного покрова из горючих материалов могут прокладываться в сырых помещениях, а также в пожароопасных зонах при условии нераспространения горения. Кабели с броней из проволок применяются на участках с возможными растягивающими усилиями (например, на мостах). Запрещена прокладка в блоках.

Маркировка и расшифровка обозначений

Маркировка осуществляется по ГОСТ 31996-2012 (для кабелей с изоляцией из СПЭ) и ГОСТ 16442-80 (для кабелей с изоляцией из ПВХ). Пример расшифровки кабеля АВБбШв-1 3х120:

• А — токопроводящая жила из алюминия
• В — изоляция из ПВХ
• Б — броня из двух стальных лент
• б — без подушки (под броней)
• Шв — защитный шланг (оболочка) из ПВХ
• -1 — класс напряжения 1 кВ
• 3х120 — три жилы сечением 120 мм² каждая.

Пример кабеля с изоляцией из СПЭ: АПвБбШп-1 — алюминиевая жила, изоляция из сшитого полиэтилена, броня из стальных лент, подушка отсутствует, защитный шланг из полиэтилена, на 1 кВ.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Допустимые токовые нагрузки для кабелей с изоляцией из СПЭ (XLPE) и ПВХ (PVC) при прокладке в земле

Сечение жилы, мм²	Длительно допустимый ток для кабелей с изоляцией из СПЭ (90°C), А	Длительно допустимый ток для кабелей с изоляцией из ПВХ (70°C), А
3х16	105	75
3х25	135	100
3х50	165	130
3х95	220	180
3х150	270	225
3х240	335	275

Примечание: Значения приведены для кабелей, проложенных в земле (траншее) при температуре грунта +20°C, удельном тепловом сопротивлении 1.2 К·м/Вт. Для других условий вводятся поправочные коэффициенты.

Таблица 2. Механические характеристики брони

Тип брони	Защитная функция	Минимальный радиус изгиба
Две стальные ленты (Б)	Защита от механических повреждений, сдавливания, грызунов	7.5-10 наружных диаметров кабеля
Стальные оцинкованные проволоки (К)	Защита от растягивающих усилий и механических повреждений	10-15 наружных диаметров кабеля

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Экономическая эффективность: Стоимость алюминия существенно ниже меди, что делает проекты по прокладке ЛЭП и сетей распределения менее капиталоемкими.
• Меньшая масса: Алюминиевые кабели легче медных аналогичного сечения, что упрощает транспортировку и монтаж.
• Коррозионная стойкость: Алюминий образует на поверхности прочную оксидную пленку, предотвращающую дальнейшее окисление.
• Надежная защита: Броня обеспечивает высокий уровень механической защиты, позволяя прокладывать кабель в земле без дополнительных кабельных конструкций.
• Длительный срок службы: При соблюдении условий эксплуатации и монтажа срок службы достигает 30 лет и более.

Недостатки:

• Меньшая проводимость и гибкость: Удельная электропроводность алюминия примерно в 1.7 раза ниже, чем у меди. Для обеспечения одинаковой токовой нагрузки требуется большее сечение жилы. Алюминиевые жилы менее гибки и более склонны к излому при частых перегибах.
• Склонность к ползучести (крипу): Алюминий подвержен пластической деформации под длительным механическим давлением, что требует применения специальных контактных наконечников с индикатором контроля затяжки и периодической подтяжки болтовых соединений.
• Гальваническая пара с медью: Прямое соединение алюминия с медью недопустимо из-за возникновения электрохимической коррозии. Необходимо использовать биметаллические переходные шайбы или клеммы.
• Больший радиус изгиба: По сравнению с небронированными аналогами, радиус изгиба при монтаже увеличен из-за наличия жесткой брони.

Особенности монтажа и эксплуатации

При монтаже алюминиевых бронированных кабелей необходимо строго соблюдать следующие требования:

• Радиус изгиба: Не должен превышать значений, указанных в технической документации (как правило, не менее 10-15 наружных диаметров для многожильных кабелей в броне).
• Прокладка в земле: Кабель укладывается на подготовленную подушку из песка или просеянного грунта, без камней. Глубина прокладки — не менее 0.7 м. Сверху засыпается слоем песка и защищается сигнальной лентой или кирпичом перед обратной засыпкой.
• Заделка концов: Броня должна быть заземлена с обоих концов кабельной линии. Концевая разделка требует тщательной герметизации для предотвращения попадания влаги под оболочку. Для соединения алюминиевых жил необходимо использовать специальные кабельные наконегры, опрессовку или сварку.
• Учет растягивающих нагрузок: При прокладке на вертикальных участках необходимо закреплять кабель, чтобы его вес не создавал нагрузку на броню и жилы. Для таких трасс предпочтительны кабели с проволочной броней.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями АВБбШв и АПвБбШп?

Основное отличие — материал изоляции. АВБбШв имеет изоляцию из ПВХ, АПвБбШп — из сшитого полиэтилена (СПЭ). Кабели с СПЭ-изоляцией имеют более высокую допустимую температуру длительной работы (+90°C против +70°C), большую допустимую токовую нагрузку и стойкость к тепловым перегрузкам. Они также менее подвержены старению под воздействием тепла. Кабели с ПВХ-изоляцией, как правило, дешевле и более гибкие.

Можно ли прокладывать бронированный кабель АВБбШв открыто по стенам здания?

Да, можно, но с учетом условий окружающей среды и пожарной безопасности. Кабель имеет наружную оболочку из ПВХ, которая может распространять горение. Поэтому для групповой прокладки внутри помещений следует выбирать исполнение с индексом «нг(А)-LS» — нераспространение горения с пониженным дымовыделением и газовыделением. Для одиночной прокладки ограничений меньше, но необходимо обеспечить защиту от прямых солнечных лучей и механических повреждений.

Как правильно заземлить броню кабеля?

Стальная броня кабеля должна быть заземлена с обоих концов линии для обеспечения электробезопасности и отвода токов короткого замыкания. Для этого бронеленты или проволоки раскручиваются, обрезаются и соединяются с контуром заземления через специальный заземляющий проводник или болтовое соединение. Место соединения должно быть защищено от коррозии. Заземляющий проводник присоединяется к броне с помощью бандажа или специального хомута.

Что означает маркировка «б» в обозначении кабеля (например, АВБбШв)?

Буква «б» в маркировке означает, что под броней из стальных лент отсутствует подушка (подстилающий слой) в традиционном понимании (из битума и бумажных лент). В современных кабелях роль подушки выполняют обмотки из синтетических пленок или крепированной бумаги, которые не обозначаются отдельной буквой. Таким образом, «б» указывает на упрощенную конструкцию защитных покровов, что характерно для большинства современных кабелей.

Какой срок службы у алюминиевого бронированного кабеля, проложенного в земле?

Номинальный срок службы для кабелей с ПВХ-изоляцией составляет не менее 30 лет, для кабелей с изоляцией из СПЭ — не менее 40 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от условий прокладки (коррозионная активность грунта, наличие блуждающих токов, механические воздействия), качества монтажа (особенно концевых разделок и соединений) и режимов работы (наличие и частота перегрузок). Регулярный мониторинг состояния изоляции и заземления брони позволяет продлить срок службы линии.

Допустимо ли соединение алюминиевых жил таких кабелей с медными шинами или выводами оборудования?

Прямое болтовое соединение алюминия с медью недопустимо из-за образования гальванической пары, ведущей к интенсивной коррозии алюминия и увеличению переходного сопротивления. Для соединения необходимо использовать:

• Биметаллические (алюмомедные) переходные шайбы или наконечники.
• Специальные клеммные колодки с антикоррозионным покрытием или заполненные контактной пастой.
• Опрессовку с помощью специальных гильз, предназначенных для соединения алюминия с медью.

Заключение

Алюминиевые силовые кабели с пластмассовой изоляцией и броней представляют собой оптимальное технико-экономическое решение для строительства распределительных сетей 0,66-3 кВ, требующих прокладки в земле или в условиях возможных механических воздействий. Правильный выбор марки кабеля (с учетом типа изоляции и брони), строгое соблюдение нормативов при монтаже и соединении, а также учет электрохимических свойств алюминия являются залогом долговечной и безопасной эксплуатации кабельной линии на протяжении всего срока службы. Постоянное развитие технологий полимерной изоляции и защитных покровов позволяет расширять области применения и повышать надежность данной продукции.