Kvalita a životnosť káblových trás
Starnutie je záhadný proces. Nie je úplne pochopený ani biológmi ani filozofmi a tiež preň nenachádzajú komplexné vysvetlenie exaktné vedné disciplíny, vrátane gerontológie. Ukazuje sa, že v prípade živých organizmov je možné aspoň presne definovať koniec procesu starnutia – smrť. Hodnoteniu alebo predpovedaniu životnosti neživých systémov, a teda aj elektroizolačných materiálov a následne káblov, sa v poslednom čase venuje významná pozornosť až do takej miery, že sa formuje nová vedná disciplína, ktorú možno nazvať technogerontológia. Pritom pre neživé systémy – materiály – je proces starnutia a odhad životnosti ešte komplikovanejší, pretože spravidla nevieme ani presne definovať kritérium životnosti – „smrť“ materiálu.
Z pohľadu spoľahlivosti kábla sú jeho najdôležitejšou súčasťou žily – vodiče, ktorých životnosť je podmienená použitými izolačnými materiálmi. Je veľmi dôležité, aby sme poznali ich vlastnosti a parametre nielen bezprostredne po ich výrobe a inštalácii, ale vedeli prognózovať aj ich životnosť v bežných podmienkach prevádzky kábla aj možnosť poškodenia v mimoriadnych podmienkach. Pritom pri prognózovaní životnosti je treba vziať do úvahu aj ďalšie skutočnosti, predovšetkým, že priamy deštrukčný vplyv na žily môže nastať až po poškodení plášťa a tiež, že degradačné vplyvy významne ovplyvňuje spôsob uloženia, kde za najvýznamnejšie možno považovať, či sú káble určené pre vonkajšie alebo vnútorné použitie a potom či sú uložené pevne alebo počas prevádzky aj mechanicky namáhané.
Pri navrhovaní káblov a ich konštrukcii musia byť aplikované materiály, ktoré sú z dlhodobého hľadiska vhodné pre prostredia prevádzky káblovej trasy. Ale pri revíznych prehliadkach alebo mimoriadnych situáciách v prevádzke treba občas skontrolovať, prípadne prehodnotiť zvyškovú životnosť kábla, pri nových ju zase bez rizika garantovať zákazníkovi. Preto je nutné pre každý materiál vedieť prognózovať jeho starnutie, t.j. degradáciu vplyvom prevádzkového prostredia. Najťažším problémom pri analýze starnutia materiálu je jednak presné definovanie možných negatívnych vplyvov počas prevádzky, a tiež, ako už bolo spomenuté vyššie, určenie kritérií životnosti, t.j. výber kľúčovej vlastnosti, ktorá determinuje funkčnosť káblovej trasy a vhodnej metódy merania tejto vlastnosti. Je pritom pochopiteľné, že čím je materiál v bližšom kontakte s atakujúcimi činidlami, väčšinou vonkajšími vplyvmi, tým je skôr poškodený a stáva sa nefunkčným, ale to ešte neznamená, že určuje aj životnosť alebo spoľahlivosť káblovej trasy. Definovanie kritérií životnosti kábla je teda dôležité tak z ekonomického ako i z bezpečnostného pohľadu. Prvým krokom je identifikácia činiteľov prevádzky, ktoré môžu spôsobovať zmeny životnosti káblov, definovanie tzv. najslabšej súčasti zariadenia, od ktorej sa odvíja jeho životnosť v danom prostredí.
Na obrázku sú schematicky znázornené vplyvy, ktoré môžu významne ovplyvniť životnosť káblov
Obr. 1. Vplyvy, pôsobiace na životnosť kábla
Vnútorné vplyvy sú obvykle vecou výrobcu, projektanta a realizátora káblovej trasy a títo majú možnosti na ich zadefinovanie a elimináciu. Popisuje ich aj STN 33 2000-52, ktorá je SK verziou HD 60364-5-52. Vonkajšie vplyvy s výnimkou údržby trasy sú len málo ovplyvniteľné. Popis a definovanie vonkajších vplyvov a ich intenzity pomerne úspešne rieši norma STN 33 2000-….. predovšetkým v časti 51 (HD 60364-5-51). Z nich najvýznamnejšie vplývajú na životnosť káblov predovšetkým fyzikálne, chemické, biologické a klimatické vplyvy a najhorší je fakt, že väčšinou pôsobia súbežne, čím obmedzujú možnosti ich eliminácie v konštrukčnej a vývojovej fáze vzniku kábla. Najväčším problémom však zostáva, že v období tvorby projektu iba málokto vie zadefinovať všetky ataky, ktorým môže byť kábel v danej trase vystavený. Nehovoríme iba o neočakávaných atakoch, medzi ktoré patria rôzne spôsoby mechanického poškodenia káblov od stavebných mechanizmov až po hlodavce a iné živočíchy.
Pre vytvorenie predstavy, čo dokáže hlodavec urobiť s káblovou trasou ilustračný obrázok
Obr. 2 PE chránička Ф 50 mm verzus škrečok: 0:1
Veľkou neznámou sa môže ukázať aj zadefinovanie tých „očakávaných“ atakov, ktoré treba zohľadniť v štádiu projektovania. Že sa to vždy nepodarí sme sa všetci presvedčili viackrát, významne napríklad pri tuneli Blanka, kde nám káble „zostarli“ ešte pred ich zapojením. Do rozboru prečo? sa nechceme púšťať, pretože aj po rokoch od expertíz a hľadania príčin ich degradácie nie je jasne stanovený dôvod a v hre sú viaceré faktory ako voda a jej nadmerná prítomnosť v tuneli, jej pH, ovplyvnené použitými stavebnými materiálmi alebo iné, zatiaľ nepomenované vplyvy. Treba skôr hľadať riešenia do budúcnosti. Zo strany výrobcov káblov k tomu môžeme prispieť okrem dodržiavania požiadaviek na kvalitu našich výrobkov aj školením elektroprojektantov a firiem, ktoré zabezpečujú inštaláciu káblových trás a sietí. Ku kvalite káblov a ich inštalácií prispieva aj ich presné zadefinovanie a teda kvalitné technické predpisy – technické normy a legislatívne predpisy- zákony a vyhlášky. Významným faktorom je aj systematická a dôsledná kontrola kvality káblov, predávaných na českom a slovenskom trhu. Jedným z hlavných nástrojov podpory kvality vnútorného trhu EÚ, ktorý sa zaviedol pred 30 rokmi, je označenie odskúšaných a schválených výrobkov značkou CE. Toto označenie poukazuje na to, že výrobok bol podrobený definovaným skúškam a bola preukázaná zhoda jeho vlastností s požiadavkami EÚ na bezpečnosť, zdravie a ochranu životného prostredia. Každý z nás sa však stretol aj so zneužitím tohto označenia a kúpil nekvalitný výrobok. Z toho vyplýva, že pokiaľ nebude trh dostatočne kontrolovaný (spoliehanie sa iba na značku CE), je riziko, že kúpite nejaké výrobky vrátane káblov nespĺňajúce predpísané parametre pomerne vysoké.
Týmto príspevkom sme sa snažili otvoriť viacero problémov hodnotenia starnutia elektroizolačných materiálov, z ktorých mnohé sú predmetom bádania špeciálnych tímov. Zároveň by sme chceli vyvolať diskusiu odborníkov z oblasti výskumu a vývoja káblov a elektroizolačných materiálov, ktorá by časom mohla viesť k reálnejšiemu pohľadu na definovanie životnosti káblov a káblových trás s väčším ohľadom na podmienky ich použitia a požiadavky na ich dlhodobú funkčnosť alebo spoľahlivosť.
Sulová, J., Daniš, M., VUKI a.s.
