Кабели ВВГ, АВВГ, АсВВГ — сравниваем и испытываем

К алюминиевой электропроводке негативное отношение. Наверняка вы скажете – это старые, запрещённые провода, от которых хорошего не жди. И будете правы. Но знаете ли вы, что алюминий в домашней проводке снова разрешили? Но, как всегда, всё решают нюансы, о которых мы поговорим в статье. Речь пойдёт про кабель с токопроводящими жилами (ТПЖ) из алюминиевой катанки марок 8176 и 8030. Этот материал называют проще – алюминиевый сплав.

Как так получилось, что алюминий вновь разрешён? В чём особенности и отличия сплава от обычного алюминия, и почему он так медленно внедряется. А главное – я покажу фото и видео кабеля из нового алюминиевого сплава, а потом протестирую и сравню его с «обычным» алюминием и медью.

В статье я буду исследовать и испытывать отрезки реального кабеля таких марок:

1. ВВГ нг (А)-LS 3×2,5 с медной жилой;
2. АВВГ нг (А)-LS 3×4 с ТПЖ из обычного «старого» алюминия;
3. АсВВГ нг (А)-LS 3×4 с ТПЖ из алюминиевого сплава.

Кабели ВВГ 3х2,5, АВВГ 3х4, АсВВГ 3х4, которые мы будем исследовать в статье:

Кабели с медными жилами номинальным сечением 2,5 мм2 и жилами из алюминия и сплава сечением 4 мм2, которые я буду испытывать, обладают плюс-минус одинаковым сопротивлением и допустимым длительным током, поэтому сравнить их – отличная идея.

Статья будет большая, но читайте до конца — в конце будет подробная сравнительная таблица с данными из ГОСТ, а также измеренными и рассчитанными параметрами. Там я сделаю окончательные выводы. А то, что не вошло в статью — покажу в видео.

 

 

Нормативная документация на алюминиевую проводку

Как обычно, заходим с нормативной документации. Чтобы не забивать статью скриншотами, рекомендую при чтении держать наготове такие ГОСТы:

ГОСТ 31996-2012. Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие технические условия. Это основной ГОСТ, по которому делаются кабели для стационарной прокладки. В том числе с медными, алюминиевыми жилами, и жилами из сплавов.

ГОСТ 22483-2021. Жилы токопроводящие для кабелей, проводов и шнуров. Тут указаны главные параметры любого кабеля – толщина изоляции и сопротивление жилы.

ГОСТ 31565-2012. Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности. Пожалуй, единственное, что мы извлечём из этого ГОСТа в контексте данной статьи – кабели для прокладки в жилых помещениях должны быть с типом исполнения «нг-LS» (не распространяющие горение при групповой прокладке, с пониженным дымо- и газовыделением. Стоит сказать, что пожарная безопасность не зависит от материала жилы, а зависит в основном только от материала наружной оболочки.

ГОСТ Р 58019-2017 Катанка из алюминиевых сплавов марок 8176 и 8030. Технические условия. Тут подробно рассказано про химический состав, механические и электрические свойства новых сплавов.

ГОСТ 7229. Кабели, провода и шнуры. Метод определения электрического сопротивления токопроводящих жил и проводников. Это справочный ГОСТ, поскольку методика измерения, приведенная в нём, основана на оборудовании, которое давно не выпускается. Я применяю другую методику, читайте статью до конца.

ГОСТ 1579-93 (ИСО 7801-84) Проволока. Метод испытания на перегиб. Этот ГОСТ привожу тоже для справки – для его применения нужна специальная лабораторная установка. Кстати, Приказ МинЭнерго №968 упоминает этот ГОСТ. В приказе сказано, что по методике этого ГОСТ «токопроводящие жилы должны быть стойки к не менее чем 15 перегибам на угол 90° от исходного положения в обе стороны»

 

История вопроса с «дерипаскиными» сплавами

Напомню вкратце, как развивались события с новыми алюминиевыми кабелями.

В октябре 2017 года вышел Приказ Министерства энергетики №968, посвященный, в частности, электропроводке в зданиях с токопроводящими медными жилами или жилами из алюминиевых сплавов. Там сказано, что в целях повышения безопасности и надежности «электропроводка должна быть выполнена кабелями и проводами, не распространяющими горение, с токопроводящими жилами из меди или сплава алюминия». Кроме того, не скрывается цель, с которой этот приказ был издан: «создать необходимые предпосылки для производства и широкого использования инновационной кабельно-проводниковой продукции на основе алюминиевых сплавов».

В то же время, в ПУЭ-7 (п.7.1.34, первый и последний абзацы) говорилось: «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами. До 2001 г. по имеющемуся заделу строительства допускалось использование проводов и кабелей с алюминиевыми жилами. (…) В жилых зданиях сечения медных проводников должны соответствовать расчетным значениям, но быть не менее указанных в табл. 7.1.1.»

В декабре 2017 года указанные абзацы были вычеркнуты из ПУЭ-7 Приказом Министерства энергетики №1196. Таким образом, противоречие было устранено, и медь перестала быть полноправным хозяином в жилых зданиях.

Если не принимать во внимание Приказ №1196, который вычеркнул два абзаца про медь и один пункт про ЛЭП напряжением выше 500 кВ, можно сказать, что с 2003 года ПУЭ ни разу не менялись.

С 20 марта 2019 года вступил в силу Приказ Министерства строительства и ЖКХ №588, который разрешил использовать проводку с жилами из алюминиевой катанки марок 8176 и 8030 для проектирования и монтажа электросетей.

После этого алюминиевые сплавы марок появились в ГОСТ 31996-2012 (Изм.1), СП 256.1325800.2016 (Изм.2, 3), а также в свежей версии ГОСТ 22483-2021 на жилы кабелей.

Продвижение новых сплавов инициировано российской алюминиевой компанией РусАл, которая приложила немалые усилия по лоббированию перечисленных документов. Сейчас компания является монополистом на рынке сплавов марок 8176 и 8030, поэтому их можно смело называть «дерипаскины сплавы».

Кабель, ТПЖ в котором сделана из сплава, имеет в названии букву «с». В нашем случае – АсВВГ.

 

Какие преимущества у новых сплавов?

Главное и единственное отличие кабелей АВВГ от АсВВГ – жилы. Точнее, материал, из которого они сделаны – в АсВВГ применяется новый алюминиевый сплав. В остальном кабели могут быть любыми по конструкции, сечению и количеству жил, классу пожарной безопасности, и т.д.

Если душнить по максимуму, жилы кабеля АВВГ тоже сделаны не из чистейшего алюминия, про который говорил Менделеев. Там тоже сплав с примесями. Но давайте условимся этот момент опустить.

В интернете множество статей, где хвалят кабели со сплавами 8ххх. Там что-то говорят про ползучесть, вес и цену. Но никакой конкретики. Давайте без дифирамбов оценим, насколько хорош новый алюминий по сравнению со «старым».

Механические свойства сплава

Применение сплава позволило до некоторой степени решить проблемы «старого» алюминия – текучесть, ломкость, нестабильность при воздействии температуры и времени.

Новые сплавы делают на основе первичного алюминия марки не ниже А5Е по ГОСТ 11069, путем добавления легирующих элементов согласно таблице 2 ГОСТ Р 58019-2017. В сплав добавлены такие компоненты:

• железо, которое решило проблему текучести алюминия и добавило прочности на растяжение;
• медь, которая делает стабильным сопротивление в условиях высоких температур;
• магний, который обеспечивает более надёжный контакт в соединении;
• кремний и цинк, которые улучшают прочностные характеристики.

Вывод: благодаря улучшению прочностных характеристик кабели из сплава более надёжны и пожаробезопасны по сравнению с обычным алюминием. Ведь из-за того, что форма алюминиевой жилы в клемме постепенно «растекалась», ухудшался контакт и происходил прогрессирующий нагрев, переходящий в перегрев и пожар.

Масса

Алюминий вообще примерно на 70% (в 3,3 раза) легче меди. Однако, тут речь идет об удельной массе, и сравнивать одинаковые по объёму куски меди и алюминия в контексте статьи некорректно.

Более правильно сравнивать с электротехнической точки зрения массы жил, обладающих примерно одинаковым сопротивлением. Можно сказать, идентичными по электрическим параметрам, производительности, пропускной способности. На этот важный момент я буду обращать внимание ещё не раз.

Как вы уже поняли, я буду взвешивать отрезки ТПЖ длиной 1м от кабелей ВВГ, АВВГ, АсВВГ, которые у меня есть.

Для начала, применяя формулу цилиндра и данные по плотности меди и алюминия, я рассчитал теоретическую массу этих отрезков: для меди 2,5 мм2 – 22,2 г, для алюминия 4 мм2 – 10,8 г.

Реальные массы получились такими:

• медь – 20,64 г;
• алюминий – 10,40 г;
• сплав – 10,53 г.

На фото показано измерение массы 1 м жилы кабелей ВВГ, АВВГ, АсВВГ.

Плохо видно, но алюминий более блестящий, а сплав имеет тусклую поверхность. Пока работал над материалом для статьи, научился безошибочно отличать сплаты по внешнему виду.

Вывод: при одинаковых электрических характеристиках масса кабеля с ТПЖ из алюминия или из сплава будет примерно в 2 раза ниже, чем масса кабеля с медной ТПЖ. По мне – сомнительный плюс, который может «пригодиться» лишь логистам и грузчикам, поднимающим бухты на этаж.

 

Цена кабелей

Я проанализировал данные с разных сайтов и спросил пару знакомых, которые много занимаются покупкой/продажей кабеля. В итоге могу сказать, что стоимость одинаковых по сечению кабелей ВВГ / АВВГ / АсВВГ можно выразить как 100 / 30 / 50.

Думаю, вы понимаете, что главное преимущество кабеля АВВГ – его цена, которая примерно в 3 раза ниже, чем у медного кабеля того же сечения. Однако, у него есть важное ограничение – его применение в жилищном строительстве ограничено, я говорил об этом выше. Поэтому в дело вступает АсВВГ, который «всего лишь» в 2 раза дешевле медного кабеля, но может применяться без ограничений.

Тут настало время вновь разоблачить лукавство тех, кто продвигает новый сплав. Все цифры выше – для одинакового сечения! Но такие кабели обладают разным допустимым током, и не могут заменять друг друга. Эквивалентные по току кабели ВВГ и АсВВГ отличаются по цене примерно на 35%.

Вывод: цена — самое главное, и, пожалуй, единственное преимущество кабелей АсВВГ с ТПЖ из сплавов. Особенно это заметно на больших объёмах строительства.

Из этого преимущества вытекает ещё одно, неочевидное: из-за низкой стоимости алюминия он менее привлекателен для хищений.

 

Недостатки алюминиевых сплавов

Какие бы чудесные добавки ни присутствовали в сплаве – от большинства проблем, присущих алюминию, избавиться не удалось. Недостатков больше, чем достоинств, и это очень важно, поэтому давайте остановимся на них подробнее.

Сопротивление может быть выше

Это главный электрический параметр любой жилы. Для начала скажу, что у «старого» алюминия сопротивление более чем на 60% (примерно в 1,63 раза) выше, чем у меди. Это видно из ГОСТ 22483—2021 (Табл.3). Разумеется, речь идёт об эквивалентных номинальных сечениях ТПЖ – например, для пары «медь 2,5 мм2 / алюминий 4 мм2».

Обратите внимание, насколько совпадают значения погонных сопротивлений для жил с «эквивалентной пропускной способностью». Например, у медной жилы 2,5 мм2 и алюминиевой жилы 4 мм2 сопротивление одинаково до сотых долей ома. Совпадение? Не думаю. Впрочем, при увеличении сечений совпадения не прослеживаются.

В свою очередь, в примечании к этой таблице указано, что «Для однопроволочных жил из алюминиевого сплава, имеющих то же номинальное сечение, что и алюминиевые жилы, значение электрического сопротивления, указанное в таблице 3, должно быть умножено на коэффициент 1,162, если иное не установлено в договоре между изготовителем и заказчиком».

 

Это означает, сплав за счет добавок имеет сопротивление на 16,2% выше, чем у алюминия, и примерно на 80% выше, чем у меди! Сколько это в Омах? Соотношение АВВГ / АсВВГ для сечения 2,5 мм2 будет 12,1 / 14,06 Ом, для 4 мм2 – 7,4 / 8,6 Ом.

Тут можно придраться к исходным данным и точности расчетов, но факт налицо: сопротивление одинаковых ТПЖ из сплава и алюминия отличаются не в пользу сплава.

Более того. На сайте Кабельного альянса можно скачать Каталог «Кабели силовые с жилами из алюминиевого сплава». Там допустимое сопротивление ещё больше, для 2,5 мм2 – почти 14,85 Ом, для 4 мм2 – 9,1 Ом.

Сравните с вышеприведённой таблицей 3 и примените коэффициент 1,162 — кабельный допускает выпуск кабеля хуже, чем допускает ГОСТ!

Шоксенсация? Не совсем, читайте дальше.

 

Сопротивление медной катанки и катанки из сплава отличаются примерно на столько же. Чтобы это проверить, достаточно узнать из ГОСТ Р 53803— 2025 (Табл.5) максимальное удельное сопротивление медной катанки, и аналогичный параметр из ГОСТ Р 58019—2017 (Табл.4) для сплава. Соответствующие значения равны 0,0175 и 0,287 Ом· мм2/м.

Вывод: высокое сопротивление – существенный минус нового сплава. Это плохая новость по понятным причинам – чем больше сопротивление жилы, тем меньший ток она способна пропустить без перегрева. Но есть и хорошая новость, читайте статью дальше.

Сечение

Из предыдущего минуса вытекает важная закономерность: для обеспечения идентичности электрических параметров (речь о сопротивлении) площадь сечения жилы из сплава должно быть выше, чем у алюминиевой жилы. А площадь сечения жилы из обычного алюминия должна быть выше, чем у медной жилы.

Не поленюсь сказать ещё раз о важном моменте, которым пренебрегают почти все авторы, сравнивающие медь и алюминий: нельзя сравнивать жилы меди и алюминия одного сечения. Я уже говорил – сравнивать нужно сечения, обладающие схожей «пропускающей способностью». Этот параметр – допустимые токовые нагрузки – указан в ГОСТ 31996-2012 (Табл.19 – для кабелей с медными жилами и Табл.21 – для кабелей с алюминиевыми жилами и жилами из алюминиевого сплава). В ПУЭ (Гл.1.3) это называется термином, который мне нравится больше – допустимый длительный ток (ДДТ).

Мне до сих пор не понятно, почему у кабелей с жилами из алюминия и из сплава одинаковые ДДТ (ГОСТ 31996-2012, Табл.21)? И это при том, что максимальные сопротивления для одного номинального сечения у них отличаются в 1,162 раза. Значит, и тепловые потери, и нагрев увеличатся соответственно. Может быть, подскажете в комментариях?

По идее, для обеспечения работы без перегрева на длительном допустимом токе сечение ТПЖ из сплава должно быть увеличено. Думаю, для этого не обязательно выпускать изменения в ГОСТ – ведь производитель может не применять коэффициент 1,162, который позволяет ГОСТ в качестве послабления. А может сам, добровольно, уменьшить сопротивление (применить коэффициент 1 вместо 1,162) путём увеличения сечения. Тем более, что диаметр алюминиевых жил и жил из сплава сечением менее 10 мм2 не ограничен ни снизу, ни сверху.

И это – обещанная хорошая новость. По моим данным, большинство производителей, чтобы уменьшить сопротивление до приемлемого уровня, увеличивают сечение ТПЖ. Именно это и произошло при измерениях моего образца кабеля АсВВГ: фактическое сечение ТПЖ из сплава оказалось выше, чем у ТПЖ из алюминия. А фактическое сопротивление – ниже!

 

Подключение и эксплуатация кабеля с новыми алюминиевыми сплавами

Будем честны: застройщики, которые продают населению квартиры «стройвариант», стремятся, чтобы себестоимость квартиры была как можно ниже. С тех тор, как был разрешён кабель АсВВГ, его стали применять при «черновом монтаже». Редко кто оставляет инженерные системы «как есть», сразу ставит мебель и начинает жить в новой квартире. Кто-то сразу, кто-то через время после покупки начитает капитальный ремонт, который обязательно включает в себя полную либо частичную замену электрики. Как минимум – всегда нужно перенести или добавить пару розеток.

И тут начинаются проблемы, из-за которых пожаробезопасность скатывается в прошлый век. Поскольку купить пару метров кабеля АсВВГ – большая проблема, модернизация проводки будет производиться либо кабелем АВВГ, либо медью. В идеале, у кого есть деньги, выкинет весь кабель АсВВГ из квартиры и поставит проверенный медный кабель.

Читайте по теме мою статью: Соединение алюминия и меди: рейтинг способов и испытания.

 

 

Испытания и сравнения кабелей ВВГ, АВВГ и АсВВГ

Чтобы не перегружать статью данными измерений, скажу коротко: всю дополнительную информацию можно увидеть в таблице, а также в видео в конце статьи.

Самое главное — электрическое сопротивление. Как я его измерял — подробно рассказал в статье Что самое главное в любом кабеле. Измеряем сопротивление.

 

Ниже привожу таблицу, в которой я занёс много разных данных. Некоторые из них на первый взгляд не связаны друг с другом, но дают общую картину об отрезках кабелей и об отличиях между ними.

 

Зеленым выделены измеренные значения, голубым – значения из документации, розовым – рассчитанные значения.

Пояснения по строкам таблицы.

1 – Диаметр внешней оболочки, измеренный штангенциркулем. Поскольку я кабелей ВВГ и АВВГ внешняя оболочка состоит из двух частей, указаны по два значения. Фото есть выше.

2 – Диаметр ТПЖ в изоляции. Измерение проводилось для того, чтобы рассчитать толщину изоляции жилы.

3 – Диаметр ТПЖ, измерялся для расчета толщины изоляции и сечения жилы.

4 – Рассчитанное сечение ТПЖ. Напоминаю, что это значение может отличаться от номинального, и это отклонение нигде не нормируется. Как правило, оно отличается от номинального в меньшую сторону, поскольку для производителя главное – выдержать сопротивление.

5 – Номинальное сечение жилы, которое нужно лишь для идентификации жилы и кабеля. Напоминаю — отклонение в нижнюю сторону от этого значения нигде не оговорены. Ограничен лишь максимальный диаметр для медных жил и минимальный и максимальный диаметры круглых однопроволочных жил из алюминия и алю­миниевого сплава для сечений от 10 мм2. Смотрите ГОСТ 22483—2021, Приложение С.

6, 7 – Толщина изоляции. Видно, что рассчитанная толщина изоляции жилы кабеля ВВГ и АВВГ лишь незначительно превышает норму (ГОСТ 31996-2012, табл.3). Но в кабеле АсВВГ результат выше нормы более чем в 1,5 раза – с огромным запасом.

8 – Реальная длина моих образцов кабеля.

9 – Допустимый длительный ток кабеля, взят из ГОСТ 31996-2012 (табл.19, 21, многожильный, на переменном токе в воздухе). Привел этит параметр, чтобы показать идентичность данных образцов.

10, 11 – Данные для расчета сопротивления. Измерение проводится тем же методом, что в омметре: при помощи блока питания задается стабильный ток, затем милливольтметром измеряется напряжение и затем рассчитывается сопротивление. Отличие от обычного омметра – используется повышенный стабильный ток (3 и 5 А, результат одинаковый) и точный чувствительный вольтметр.

12 – Пересчет значения напряжения на 1 км.

13, 14 – расчетное и максимальное сопротивление ТПЖ (ГОСТ 22483-2021, табл.3). Обратите внимание – все кабели с хорошим запасом выдерживают этот главный параметр. Но АсВВГ опять лучше всех – не смотря на послабления из-за наличия примесей в сплаве, о которых я писал выше, производитель «перебдел». За счет повышенного сечения ТПЖ её сопротивление сильно лучше нормы.

15, 16 – Расчетная и измеренная масса ТПЖ. Информация о плотности взята для «теоретической» меди и алюминия. Массы отличаются, т.к. у реальной жилы и плотность другая, и объём.

 

Вывод: если говорить о розеточных цепях и цепях освещения, медь до сих пор – гораздо более надёжный проводник электроэнергии, чем алюминий. Даже с учетом появления новых сплавов. Поэтому кабели ВВГ ещё очень долго будут закладываться в проекты жилых домов, не смотря на лоббирование со стороны производителей. Считаю, применение нового сплава в обозримом будущем – удел только массового бюджетного строительства.

Видео

Тут я показал то, что не вошло в статью:

Статья ранее опубликована на портале Элек.ру и в журнале Электротехнический рынок:

Образцы кабеля предоставила Татьяна Миллер, независимый эксперт-поставщик кабельной продукции.

Благодарю за помощь в подготовке статьи Филимона Н.

Дополнительно рекомендую

Почитать информацию по ссылкам, поскольку эту тему я поднимаю далеко не в первый раз:

Что самое главное в любом кабеле. Измеряем сопротивление

Сертификат на кабель. Как и зачем его проверять?

ALPHA PRO — профессиональный кабель с максимальной надежностью. Полный обзор

Испытания и мой личный рейтинг способов соединения меди с алюминием

ОРЕОЛ. Исследования и испытания кабеля ВВГнг(А) LSLTx 3х1,5

Скрутка меди с алюминием. Проезд под кирпич