Алюминиевый экран кабеля

Когда заходит речь об алюминиевом экране, половина монтажников морщится – мол, хлипкий, окисляется, сложно оконцовывать. Но те, кто работал с нашими кабелями на металлургических комбинатах, знают: при правильном подборе сплава и технологии оплётки этот материал переживёт медные аналоги в агрессивных средах.

Почему алюминий недооценивают в экранировании

В 2018 году на ТЭЦ под Новосибирском столкнулись с парадоксом: кабель с медным экраном в кабельном канале давал наводки вдвое выше, чем наш алюминиевый экран кабеля серии ВВГ. Разгадка оказалась в толщине оплётки – 0.15 мм против стандартных 0.08. Инженеры тогда не учли, что вихревые токи в переменном поле глубже проникают в медь.

Кстати, о толщине. Часто вижу, как проектировщики берут усреднённые таблицы из ГОСТ – но для алюминия критичен не абсолютный размер, а отношение диаметра жилы к шагу оплётки. Например, для кабелей 6-10 кВ оптимальным считаем угол плетения 45-50°, хотя многие производители экономят и делают 60°.

Особенно заметна разница в гибких кабелях для кранового оборудования. Там где медный экран после 20 000 циклов перегибов начинает 'сыпаться', алюминиевый держится за счёт пластичности. Но тут есть нюанс – нельзя использовать отожжённый алюминий, только холоднодеформированный.

Практика монтажа: что не пишут в инструкциях

Самое сложное – оконцовка. Помню, на стройке в Казани электрики пытались залудить алюминиевый экран обычным флюсом. Результат – рыхлые соединения и переходные сопротивления под 30 Ом. Сейчас в алюминиевый экран кабеля от ООО Циндао Хуацян Кабель добавляем лужёные контактные лепестки, но многие монтажники по старинке их срезают.

Термоусадка – отдельная история. Если для меди подходит любой термоусаживаемый трубки, то для алюминия нужны с адгезионным слоем. Иначе через год в зазоры набивается влага, начинается электрохимическая коррозия. Мы в испытательной лаборатории ООО Циндао Хуацян Кабель специально разрабатывали состав для таких случаев.

Зато в плане пожарной безопасности алюминий выигрывает – при коротком замыкании он не разбрызгивает капли меди температурой 1000°C. Это критично для шахтных кабелей, где мы применяем экраны с двойной оплёткой.

Реальные кейсы с промышленными объектами

На химическом комбинате в Уфе ставили эксперимент: параллельно проложили два контрольных кабеля КВВГ – с медным и алюминиевым экраном. Через 3 года вскрыли трассу – медь покрылась зелёной патиной, а алюминий лишь слегка потускнел. Секрет в составе сред – сернистые соединения хуже действуют на алюминий.

А вот для морских платформ алюминий не всегда подходит. Как-то поставили партию кабелей с алюминиевым экраном кабеля для системы телеметрии – через полгода начались сбои. Выяснилось, что солевой туман проникал под оплётку. Пришлось разрабатывать версию с дополнительной полимерной оболочкой.

Зато в гражданском строительстве, особенно в системах Умный дом, алюминиевый экран показывает себя идеально. Экранирование от Wi-Fi-помех на уровне 45-50 дБ при том, что стоимость кабеля на 20-30% ниже медного аналога.

Технологические тонкости производства

Многие не знают, но качество экрана на 70% определяется чистотой алюминия. Мы в ООО Циндао Хуацян Кабель используем сплав А5Е с контролем содержания железа – не более 0.25%. Если выше – оплётка становится хрупкой.

Современные линии позволяют наносить алюминиевый экран не только оплёткой, но и гофрированной лентой. Для силовых кабелей 35 кВ это даёт выигрыш в весе до 15%. Но есть ограничение – такой экран хуже держит многократные изгибы.

Любопытный момент: при производстве алюминиевый экран кабеля для взрывоопасных зон мы дополнительно стабилизируем электрическое сопротивление. Это важно для систем молниезащиты – разброс параметров не должен превышать 5% по длине бухты.

Эволюция стандартов и будущее технологии

До 2010 года в ПУЭ чётко прописывали применение медных экранов для напряжений выше 1 кВ. Сейчас, после серии испытаний в Энергосетьпроекте, разрешили алюминий для категорий до 20 кВ. Это прорыв, хотя многие проектные институты до сих пор перестраховываются.

Интересное направление – комбинированные экраны. В фотоэлектрических кабелях мы экспериментировали с медью поверх алюминия. Получили гибрид с проводимостью на 80% от медного, но стоимостью на 40% ниже. Правда, технология сложная – приходится совмещать две линии экструзии.

Судя по тенденциям, в ближайшие 5 лет алюминиевый экран кабеля займёт до 60% рынка промышленных кабелей среднего напряжения. Особенно с ростом спроса на экранированные версии для ветропарков – там вес кабеля критичен.

Ошибки выбора и как их избежать

Самая частая ошибка – заказывать кабель с алюминиевым экраном для статических изгибов. Например, для вводов в трансформаторы. Алюминий 'устаёт' быстрее меди, нужен запас по радиусу изгиба минимум 20%.

Ещё момент: не все учитывают температурный коэффициент расширения. При прокладке в лотках надо оставлять большие зазоры, чем для меди. На одном из заводов в Челябинске из-за этого летом выдавило крепления.

Зато для стационарных трасс, особенно вертикальных, алюминиевый экран кабеля – оптимальный выбор. Меньше нагрузка на конструкции, проще монтаж. Главное – не экономить на заземляющих жилах, их сечение должно быть на шаг больше обычного.