Kvalita a životnosť káblových trás
(Sulová, J., Daniš, M., VUKI a.s.)
Starnutie je záhadný proces. Nie je úplne pochopený ani biológmi ani filozofmi a tiež preň nenachádzajú komplexné vysvetlenie iné vedné disciplíny, vrátane gerontológie. V histórii každej dôležitej vednej oblasti, s výnimkou oblasti starnutia, sa však dá nájsť aspoň niekoľko hlavných teórií, ktoré sa vyvíjali z množstva špekulatívnych hypotéz k jednej nanajvýš dvom pravdepodobným domnienkam. Ukazuje sa, že v prípade procesu starnutia sa to zatiaľ nedá. Napriek tomu, že existuje niekoľko uznávaných interpretácií a zdôvodnení starnutia (genetická výbava, tempo života, tempo reprodukcie, skracovanie telomér, oxidatívny stres, voľné radikály atď.), dnes možno jednoznačne povedať iba, že starnutie je definované ako vzájomné pôsobenie genotypu a prostredia, ktoré nemilosrdne posúva organizmus smerom k smrti. Postupný degradačný proces možno analyzovať, predpovedať, ale nemožno ho zastaviť.
Z tejto analógie sa dá vychádzať aj pri hodnotení alebo predpovedaní životnosti neživých systémov, a teda aj elektroizolačných materiálov a následne káblov. Týmto 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 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. Z tohto hľadiska 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, 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.
Vnútorné vplyvy sú obvykle vecou výrobcu, projektanta a realizátora káblovej trate a títo majú možnosti na ich zadefinovanie a elimináciu. Vonkajšie vplyvy s výnimkou údržby trasy sú len málo ovplyvniteľné. 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 býva, že vo fáze projektu iba málokto vie zadefinovať všetky ataky, ktorým môže byť kábel 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:
PE chránička Ф 50 mm verzus škrečok: 0:1
Najväčším problémom býva zadefinovanie tých „očakávaných“ atakov, ktoré treba zohľadniť v štádiu projektovania. Že sa to vždy nepodarí sme sa všetci presvedčili pri tuneli Blanka, kde nám káble „zostarli“ ešte pred ich zapojením. Do rozboru prečo? sa nechceme púšťať, pretože aj po mesiacoch expertízy sa objavujú nové skutočnosti: voda? jej pH? iné?… Treba skôr hľadať riešenia do budúcnosti. Zo strany výrobcov káblov k tomu môžeme prispieť jednak školením elektroprojektantov, ale predovšetkým dodržiavaním kvalitatívnych požiadaviek na vyrábané káble. K tomu prispieva aj ich presné zadefinovanie a teda kvalitné technické predpisy – technické normy. Preto sme radi, že po Českej republike sa nám podarilo presadiť prevzatie ČSN 34 7411: 2014 pre káble, známe na našich trhoch ako CYKY. Norma vyjde na Slovensku pravdepodobne začiatkom novembra pod označením STN 34 7413 a je v nej kladený dôraz najmä na správnu konštrukciu bežných inštalačných káblov, teda dodržiavanie rozmerov Cu vodičov, hrúbok PVC izolácie a plášťa, ich mechanických vlastností a samozrejme vlastností elektrických. Káble majú byť odolné proti šíreniu plameňa podľa STN EN 60332-1-2 (Skúšky elektrických a optických káblov v podmienkach požiaru. Časť 1-2: Skúška samostatného izolovaného vodiča alebo kábla proti vertikálnemu šíreniu plameňa. Postup pre 1 kW zmiešaný plameň). Trieda reakcie na oheň klasifikovaná podľa nariadenia Európskej komisie 2006/751 / EC má byť Eca. Norma zahŕňa káble kruhového prierezu (CYKY) aj ploché káble (CYKYLo) s medeným plným jadrom a PVC izoláciou. Káble sú v závislosti od typu určené pre silové elektrické inštalácie pre pevné uloženie do zeme, do omietky a na povrchové montáže do rôznych káblových nosných systémov. Norma má zabezpečiť, aby na trhu boli len také výrobky, ktoré spĺňajú kvalitatívne a technické požiadavky obvyklé v ČR a SR.
