Кабели с алюминиевыми токопроводящими жилами в свинцовой оболочке представляют собой классическое решение для стационарной прокладки в условиях повышенной влажности и агрессивных сред. Данный тип кабелей сочетает в себе экономическую эффективность алюминия как проводникового материала и уникальные барьерные свойства свинцовой оболочки, обеспечивающей герметичность и долговечность. Основная сфера их применения — распределительные сети и вводы на напряжение 1, 6 и 10 кВ, а также цепи постоянного тока.
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
Изготавливается из алюминия марки АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Жилы могут быть однопроволочными (сечением до 240 мм² включительно) или многопроволочными (сечением 300 мм² и выше). Класс гибкости — 1 или 2. Использование алюминия вместо меди существенно снижает массу и стоимость кабеля, что критически важно для магистральных линий.
Наносится экструзионным способом на каждую жилу. В современных кабелях применяется сшитый полиэтилен (СПЭ) или поливинилхлоридный пластикат (ПВХ). Исторически использовалась пропитанная бумажная изоляция, но в новых проектах ее применение ограничено. Изоляция должна иметь строго нормированную толщину, соответствующая номинальному напряжению кабеля.
Поверх скрученных изолированных жил накладывается общий поясной слой. В кабелях с бумажной изоляцией это дополнительные слои кабельной бумаги. В кабелях с пластмассовой изоляцией поясная изоляция может быть выполнена из того же материала или из специальных экструдированных оболочек.
Обязательный элемент для кабелей на напряжение 6 кВ и выше. Выполняется в виде полупроводящего слоя (экранирующая лента или экструдированный слой) поверх изоляции каждой жилы, а также в виде медных или алюминиевых лент поверх скрученных жил. Предназначен для выравнивания электрического поля и защиты от частичных разрядов.
Ключевой элемент конструкции. Изготавливается из свинца марок С0, С1 или С2 по ГОСТ 3778 (содержание свинца не менее 99,9%) методом прессования (горячей экструзии) поверх кабельной скрутки. Толщина оболочки нормируется в зависимости от диаметра кабеля под ней. Основные функции:
Свинец обладает высокой коррозионной стойкостью в большинстве грунтов и агрессивных средах, кроме щелочных.
Свинцовая оболочка сама по себе требует защиты от механических воздействий и электрохимической коррозии. Стандартная структура покровов:
Основные марки кабелей, их расшифровка и область применения представлены в таблице.
| Марка кабеля | Расшифровка | Краткое описание и область применения |
|---|---|---|
| ААШв | А-алюминиевая жила, А-алюминиевая оболочка, Шв-шланг защитный из ПВХ | Устаревшая маркировка, иногда используется для обозначения кабелей в алюминиевой, а не свинцовой оболочке. Требует уточнения. |
| АСБ | А-алюминиевая жила, С-свинцовая оболочка, Б-броня из двух стальных лент | Кабель с бумажной пропитанной изоляцией, бронированный, без наружного защитного шланга (броня покрыта битумным составом). Для прокладки в кабельных сооружениях, тоннелях, каналах при отсутствии растягивающих усилий и агрессивных сред. |
| АСБл | А-алюминиевая жила, С-свинцовая оболочка, Б-броня из двух стальных лент, л-под броней имеется лавсановая (ПЭТ) лента | Улучшенная версия АСБ. Лавсановая лента повышает стойкость к коррозии и улучшает скольжение при протяжке. Для прокладки в земле (траншеях) с умеренной коррозионной активностью. |
| АСБ2л | А-алюминиевая жила, С-свинцовая оболочка, Б-броня из двух стальных лент, 2л-двойная лавсановая лента (под и над броней) | Наиболее защищенная модификация. Двойная лавсановая лента обеспечивает максимальную антикоррозионную защиту брони. Для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью, включая болота, солончаки, промышленные зоны. |
| АСП2л | А-алюминиевая жила, С-свинцовая оболочка, П-броня из плоских оцинкованных проволок, 2л-двойная лавсановая лента | Броня из проволок обеспечивает повышенную стойкость к растягивающим усилиям. Для прокладки на участках с возможными смещениями грунта, в болотистой местности, через водные преграды. |
| АВВБГ | А-алюминиевая жила, В-изоляция из ПВХ, В-оболочка из ПВХ, Б-броня, Г-отсутствие защитного шланга («голый») | Для сравнения: современный аналог без свинцовой оболочки. Применяется в менее требовательных условиях по влагозащите. |
Основные параметры регламентируются ГОСТами (например, ГОСТ 18410-73 на кабели в свинцовой оболочке с бумажной изоляцией). Ключевые характеристики:
Пример таблицы допустимых длительных токов для трехжильных кабелей 10 кВ с бумажной изоляцией, проложенных в земле (одиночная прокладка, температура грунта +15°C):
| Сечение жилы, мм² | Допустимый ток, А | Сечение жилы, мм² | Допустимый ток, А |
|---|---|---|---|
| 50 | 165 | 185 | 390 |
| 70 | 200 | 240 | 450 |
| 95 | 240 | 300 | 515 |
| 120 | 280 | 400 | 605 |
| 150 | 320 | 500 | 690 |
Выбор сечения осуществляется на основе расчета по допустимому току нагрузки, потере напряжения, термической стойкости к токам короткого замыкания и экономической плотности тока (для сетей выше 1000 В).
Монтаж кабелей со свинцовой оболочкой требует высокой квалификации.
В настоящее время наблюдается вытеснение кабелей в свинцовой оболочке современными аналогами с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и алюмополимерной герметизированной оболочкой. Кабели марок АПвПу, АПвВг и подобные обеспечивают сопоставимый уровень герметичности и долговечности при меньшей массе, большей гибкости и более простом монтаже. Однако, в специфических условиях (особо агрессивные среды, высокие требования к надежности в условиях длительного подтопления, ремонт старых сетей) кабели в свинцовой оболочке остаются востребованными и часто не имеют полноценной альтернативы.
Главное преимущество — абсолютная и долговечная герметичность. Свинец является непроницаемым барьером для молекул воды и газов на протяжении всего срока службы (40-50 лет и более). Полимерные материалы, даже самые качественные, имеют определенную степень влагопроницаемости (диффузии), что в экстремальных условиях может привести к постепенному увлажнению изоляции.
Да, кабели марок АСБл и АСБ2л предназначены для прокладки непосредственно в траншеях. Их конструкция (броня, защитные покровы) предусматривает защиту от механических воздействий грунта и коррозии. Однако необходимо соблюдать требования ПУЭ по глубине прокладки, устройству песчаной подушки и защите сверху кирпичом или сигнальной лентой в местах с возможными земляными работами.
Визуально на месте монтажа — по массе (свинец значительно тяжелее) и по цвету/твердости на срезе. Свинец имеет характерный темно-серый цвет, мягкий, режется ножом, оставляет темный след на бумаге. Алюминий — светлый, тверже. На маркировке кабельного барабана и в документах: свинцовая оболочка обозначается буквой «С», алюминиевая — «А».
Нормативный срок службы, заложенный в ГОСТ, составляет не менее 30 лет. Фактически, при правильной прокладке, эксплуатации и отсутствии внешних повреждений, кабели в свинцовой оболочке могут надежно работать 50 лет и более. Существуют сети, введенные в эксплуатацию в середине XX века и функционирующие до сих пор.
Любое повреждение оболочки (вмятина, пробой, трещина) требует немедленного ремонта, так как нарушена герметичность. Для ремонта используются свинцовые муфты или накладки, которые запаиваются на поврежденное место с применением специальных припоев и флюсов. Работы должны выполняться обученным персоналом с соблюдением техники безопасности.
Основные причины: 1) Требования технического задания на реконструкцию или расширение существующей сети, где уже проложены кабели в свинцовой оболочке (унификация муфт, технологий). 2) Особо ответственные участки трасс с длительным или постоянным подтоплением, где заказчик требует проверенной временем технологии. 3) Объекты с повышенными требованиями к пожарной безопасности, так как свинец не поддерживает горение и не выделяет токсичных газов при нагреве в отличие от некоторых полимеров.