Кабеля срок эксплуатации: Nothing found for Skolko Mozhet Prosluzhit Elektroprovodka %23Nominalnyj Srok Sluzhby

Срок службы кабельной системы и совокупная стоимость владения

При определении категории или класса кабельной системы, которая составит основу сетевой инфраструктуры, следует принимать во внимание несколько факторов, перечисленных далее, причем это справедливо как для медных, так и для волоконно-оптических систем. Следует учитывать следующие факторы:

• Ожидаемый срок службы кабельной системы




• Типы приложений, которые будут использовать кабельную систему в качестве среды передачи в течение всего срока эксплуатации




• Интервал времени, в течение которого разработчики стандартов, приложений и производители активного оборудования будут поддерживать кабельную систему




• Стоимость активного оборудования




• Продолжительность гарантии и покрываемые ею компоненты системы




• Соотношение цены системы и передаточных характеристик




• Время, за которое пользователь может приступить к эксплуатации системы

Как стандарты влияют на сети

Стандарт IEEE 802. 3an на 10-гигабитные приложения уже готов на 95%, поэтому ожидается, что в ближайшие несколько лет требования к кабельным системам резко возрастут. Затраты на кабельную систему обычно составляют 5-7% от суммарного бюджета на сетевую инфраструктуру. В случаях, когда кабельная система должна быть основана на специфической продукции (промышленные компоненты, замкнутые трассы и оболочки, не поддерживающие горение), стоимость может несколько возрасти. Однако полагаться на стоимость как на исключительный фактор выбора не очень разумно. Кабельные системы, как медные, так и волоконно-оптические, рассчитаны на эксплуатацию в течение как минимум 10 лет, они способны поддерживать не одно, а два-три поколения активного оборудования. Поэтому всегда следует принимать во внимание совокупную стоимость владения системой.

Кабельные стандарты регулярно обновляются и пересматриваются. Например, стандарты ANSI/TIA/EIA (теперь TIA) проходят полный пересмотр каждые 5 лет. В конце пятилетнего периода они могут быть либо подтверждены, либо аннулированы, либо обновлены. Стандарты ISO/IEC написаны в расчете на срок действия 10 лет. Стандарты и требования к приложениям IEEE создаются, пересматриваются или дополняются с учетом современных возможностей производителей, потребностей приложений и технологического вклада различных компаний, включая производителей кабеля, участвующих в разработке стандарта.

В некоторых случаях требования к характеристикам сети изменяются быстрее, чем предполагалось, и тогда фактический срок эксплуатации кабельной системы может уменьшиться. Хороший исторический пример – судьба категории 4. Кабель категории 4 имел очень короткий срок службы, поскольку радикально выросли требования к производительности сети, а еще потому, что появился кабель категории 5, обладающий большей производительностью, а затем и кабель категории 5е. В расчете на скорое появление приложений 10GBASE-T был разработан кабель категории 6 с дополнительным запасом по характеристикам, известный как кабель дополненной категории 6 (Augmented Category 6 – категория 6A). И теперь вопрос ставится следующим образом: систему какой категории следует установить для того, чтобы максимизировать отдачу от сделанных инвестиций?

Изготовители активного оборудования проектируют свою продукцию на основе трех факторов: возможностей базовой инфраструктуры, промышленных стандартов и доли рынка соответствующей инфраструктуры. Технология должна быть технически реализуемой, иметь рыночную привлекательность и предоставлять уникальный набор функций, сосуществуя при этом с другими существующими технологиями. Сейчас совершенно невозможно продать какое-либо активное оборудование, если оно автоматически требует замены кабельной системы.

По оценке основных производителей микросхем разработка каждого поколения микросхем стоит разработчику приблизительно миллион долларов и занимает около 18 месяцев, начиная от разработки концепции и заканчивая выходом готовой продукции на рынок. Зная эту статистику, большинство производителей оборудования предпочитает не удаляться от требований стандартов. Когда стандарты перестают поддерживать определенные типы кабельных систем, производители активного оборудования, как показывает история, следуют этому примеру. Существует сложная взаимосвязь между технологическими инновациями и характеристиками действующих систем. При работе технической группы по разработке 10GBASE-T рассматривались все категории, включая 5е, 6 и категорию 7/класс F. Специалисты анализировали, какая кабельная система сможет поддерживать нужные приложения и какова текущая доля рынка, занимаемая каждой категорией. Хотя категория 5е на сегодня имеет бoльшую долю рынка, тем не менее, она не способна поддерживать скорости 10 Гбит/с на расстояниях, превышающих 15 или 20 метров. Поскольку компании-инсталляторы должны устанавливать кабель на значительно бoльших расстояниях, категория 5е никак не может быть использована для наших целей, поэтому она более не обсуждалась. Для реализации 10-гигабитных приложений остались только действующая категория 6 (с поддержкой расстояния до 55 метров), дополненная категория 6 и категория 7/класс F (обе с поддержкой расстояния до 100 метров).

Важно отметить, что стандарт на центры обработки данных (TIA 942 Data Center) требует, чтобы все горизонтальные сегменты были способны обеспечивать все бoльшую пропускную способность без необходимости их перепрокладки. Это требование предотвращает чрезмерные затраты и снижает риск простоя связанных систем. Предполагается, что центры данных будут рассчитаны на эксплуатацию на протяжении порядка 20 лет, а активные компоненты 10GBASE-T будут добавлены в течение ближайших 2-5 лет.

Выбор кабельной системы должен производиться с учетом как стоимости самой кабельной системы, так и других факторов, вносящих вклад в суммарные затраты на протяжении всего ее срока эксплуатации. Как уже говорилось, кабельная инфраструктура должна служить 10 лет и за это время обеспечить среду передачи двум-трем поколениям активного оборудования и приложений. Очень значимым фактором в расчете являются трудозатраты – они могут варьироваться в зависимости от географического положения, поэтому мы будем использовать среднестатистические значения.

В приведенном далее анализе сравниваются совокупная стоимость владения кабельной системой, насчитывающей 24 канала – начиная с категории 5е до категории 7/класса F. Во всех случаях использован кабель пленумного типа. Стоимость установки системы включает в себя затраты на компоненты, на монтажные работы и тестирование установленных сегментов.

	Стоимость системы, долларов	Срок службы системы, лет	Стоимость в расчете на один канал, долларов	Совокупные затраты в расчете на 1 год, долларов
Категория 5е/Класс D, UTP	3 696.5	5	154.02	739.30
Категория.6/Класс Е, UTP	5 154. 66	7	214.78	736.38
10G 6A, UTP	7 774.40	10	323.93	777.44
10G 6A, F/UTP	8 637.20	10	359.88	863.72
TERA, Класс F/Категория 7	12 801.20	15	533.38	853.41

Срок службы системы оценивается исходя из текущих разработок стандартов и ожидаемого этапа пересмотра стандарта. Также учитывается способность каждой категории поддерживать будущие приложения, которые пока еще только разрабатываются. Например, обычные системы категории 6 будут иметь меньший срок службы, чем дополненные системы категории 6 (6А), способные поддерживать приложения 10GBASE-T на расстоянии до 100 метров. Системы категории 7/класса F характеризуются самым большим сроком службы и, как ожидается, будут поддерживать приложения, даже превышающие 10GBASE-T – например, 40 Гбит/сек. Стоимость совокупного владения для систем категории 7/класса F вдобавок не отражает способность TERA обеспечивать среду передачи нескольким 1- или 2-парным приложениям под оболочкой одного и того же 4-парного кабеля, а ведь это сделало бы системы TERA еще более привлекательными.

Предыдущая таблица показывает, что из-за уменьшенной продолжительности службы категории 5е затраты в расчете на один год (суммарная стоимость инсталляции, деленная на количество лет эксплуатации) больше, чем у дополненной категории 6. Ожидается, что новое медное активное оборудование 10GBASE-T появится в течение двух ближайших лет, и тогда для поддержки приложений 10GBASE-T понадобится модернизация кабельной системы от категории 5е до, по крайней мере, дополненной категории 6. В следующие 5-7 лет, скорее всего, системы категории 5е будут «сданы в архив» и останутся только в виде старого приложения к стандартам. Производители активного оборудования больше не будут принимать такие системы во внимание, и судьба их будет такой же, как у категорий 3, 4 и 5.

Если кабельная система категории 5е была установлена до одобрения дополнительных параметров, необходимых для поддержки приложений Gigabit Ethernet, то кабельную систему придется перетестировать на соответствие более поздним стандартам. Если учесть дополнительные трудовые затраты, связанные с повторным тестированием действующей кабельной системы категории 5е, то суммарные ежегодные затраты возрастут. В следующей таблице рассчитаны дополнительные затраты на систему 5е по сравнению с более высокопроизводительными системами.

24 канала	Стоимость системы, долларов	Срок службы системы, лет	Затраты в расчете на 1 год, долларов	Дополн. тест. для гигабитных приложений, долларов	Затраты за 5 лет, долларов	Пересчитанные затраты за 1 год, долларов
Категория 5е/ Класс D, UTP	3 696.25	5	739.30	1 560.00	5 256.52	1 051.30
Категория 6/ Класс E, UTP	5 154.66	7	736.38		5 154.66	739.38
10G 6A, UTP	7 774.40	10	777.44		7 774. 40	777.44
10G 6A, F/UTP	8 637.20	10	863.72		8 637.20	863.72
TERA, Класс F/ Категория 7	12 801.20	15	853.41		12 801.20	853.41

Из приведенной выше таблицы ясно, что со временем кабельная система 5е будет обходиться все дороже. В расчете предусматривалось нормальное количество рабочих часов; и не учитывались никакие сверхурочные работы или другие дополнительные расходы, возможные в том случае, если работы производились по ночам, в выходные дни т. д.

Важно отметить, что категория 5е не принималась в расчет при разработке стандарта IEEE 802.3an 10GBASE-T, который будет опубликован в середине 2006 года. Чтобы произвести модернизацию для поддержки будущих приложений 10GBASE-T (которые появятся в течение ближайших 10 лет), потребуются дополнительные трудовые затраты и по монтажу дополненной кабельной системы категории 6, и по удалению устаревшей кабельной системы категории 5е, поскольку этого требуют приложимые нормативы и инструкции во многих странах. В модели UTP категории 6 тоже добавляются дополнительные трудовые затраты на тестирование и верификацию поддержки 10GBASE-T для каналов длиной до 55 м (так намечено в готовящихся текстах стандарта IEEE 802.3 an и в соответствующих стандартах TIA и ISO/IEC). В соответствии с недавними исследованиями, проведенными стандартизационными комитетами, только ограничение расстояния в 55 м способно уменьшить внешние перекрестные наводки (Alien Crosstalk). В расчет снова не принимались дополнительные затраты на работу в сверхурочные часы, а также работы по приведению в порядок маркировки и системы администрирования, если в старой системе за этим не следили. Не учитывалась и стоимость замены трасс или установки новых лотков, хотя это может потребоваться, поскольку новые системы используют кабели большего диаметра.

24 канала	Стоимость при использовании приложений 1G, долларов	Тестирование на пригодность для приложений 10GBASE-T, долларов	Удаление ненужных кабелей, долларов	Прокладка кабельных каналов для системы 10G*, долларов	Совокупная стоимость владения при поддержке приложений 10GBASE-T, долларов	Пересчитанные затраты за 1 год, долларов
Категория 5е/ Класс D, UTP	5 256.52	Нет	1 560.00	Нужная новая система	Нужен новый расчет стоимости	1 363. 30
Категория 6/ Класс Е, UTP	5 154.66	1 560.00	390.00	1 746.54	9 048.26	1 292.61
10G 6A, UTP	7 774.40	?	?	?	7 774.40	777.44
10G 6A, F/UTP	8 637.20	?	?	?	8 637.20	863.72
TERA, Класс F/ Категория 7	12 801. 20	?	?	?	12 801.20	853.43

*Примечание: Ежегодные затраты владельца системы прекращаются после того, как устаревший кабель будет демонтирован. Эти затраты отсутствуют в учете расходов на установку 10G-совместимой системы. Расчеты коэффициента окупаемости инвестиций КОИ и совокупной стоимости владения ССВ для новой системы 10G начинаются с момента ее инсталляции. Затраты на кабель UTP категории 6/класса Е рассчитаны исходя из замены в среднем одного канала из четырех из-за превышения предельного расстояния в 55 м, указанного в стандартах. В расчетах не учитываются возможные ослабления требований по расстоянию 55 м.

Стоимость простоя

Если рассмотреть потери при простое системы на время тестирования и замены каналов, не соответствующих требованиям 10G, то становится очевидным продолжающийся рост общих затрат собственника систем категорий 5е и 6. Поскольку тестирование – это фактическое вмешательством в работу системы (ведь для проверки требуется отключать устройство на другом конце), то при каждом тестировании и проведении мер по модернизации в системе обязательно возникает простой.

Затраты на почасовую оплату труда сотрудников нужно оценивать по средневзвешенным национальным значениям заработной платы (в данном документе применяются оценки статистического бюро США: US Bureau of Labor Statistics для расчета непроизводственных расходов). Например, средняя годовая зарплата в стране составляет 33 252.09 долларов. Добавим непроизводственные расходы (налоги, офисное пространство и т.п., приблизительно 40%), получим 46 562.66 долларов. Почасовая оплата составит 22.39 долларов в расчете на одного работника, что покрывает в том числе и расходы на работников, которые в определенные периоды вынуждены простаивать. Если каждый из 24 работников был вынужден простаивать в течение одного часа (время на остановку обычной работы, на отслеживание сегмента кабеля, на тестирование, перезапуск системы и возвращение в нормальный режим работы и т. д.), то дополнительные затраты по простою для каждой 24-портовой системы будут рассчитаны следующим образом:

24 работника · 22.39 доллара в час = 537.36 долларов.

Кроме того, каждый работник приносит компании доход своей деятельностью. Для нашего случая был рассчитан средний доход на одного работника за час (RH). Используя цифры, опубликованные в списке журнала Fortune 1000, мы получили общий доход и разделили его на количество служащих и отработанные ими часы (2080 часов в год).

Общий доход компании / общее количество служащих / количество рабочих часов в год = RH.

По данным списка Fortune 1000 средний доход составляет 132.40 долларов на одного работника в час или 3 177.60 долларов для 24 служащих. Время простоя рассчитывается на одного пользователя на один кабель. Соединения центра данных (например, с серверами) дадут гораздо большее время простоя при замене сегментов сети. В приведенной далее таблице указаны затраты по причине простоя (по зарплате простаивающим работникам и недополученной прибыли) в расчете на одного работника, как для систем категории 5е, так и для систем категории 6). Для категории 5е прибавляется два часа простоя на каждый канал, поскольку один час нужен для удаления старого кабеля и еще один для прокладки нового. В системе категории 6 время простоя составит один час для тестирования каждого канала плюс простой одного из каждых четырех пользователей в течение 2 часов для замены кабельных каналов длиной свыше 55 м, как не соответствующих новым требованиям по производительности.

	Совокупная стоимость владения системой, подд. приложения 10GBASE-T	Затраты на простой (зарплата, накладные расходы и недополуч. прибыль)	Совокупная стоимость владения плюс затраты на простой	Пересчитанные затраты за 1 год
	$	$	$	$
Категория 5е/ Класс D, UTP	Нужен новый расчет стоимости	7 429. 22	14 245.74	2 849.15
Категория 6/ Класс Е, UTP	9 048.26	2 488.65	11 536.91	1 648.13
10G 6A, UTP	7 774.40	?	7 774.40	777.44
10G 6A, F/UTP	8 637.20	?	8 637.20	863.72
TERA, Класс F/ Категория 7	12 801.20	?	12 801.20	853. 41

Любая экономия при расчете затрат на простой (например, выполнение работ после окончания обычных рабочих часов) компенсируется более высокой оплатой труда по сверхурочным ставкам. При тестировании учтен также дополнительный расход времени на отслеживание кабельных сегментов. Если же еще учесть, что среднестатистическая сеть имеет 1000 каналов, то приведенные цифры очень и очень умеренная оценка.

Далее приведено представление данных таблицы в виде гистограммы.

Новые требования по монтажу систем 10G

Коэффициенты использования неэкранированных систем 10G сильно отличаются от коэффициентов в других системах. Из-за влияния внешних перекрестных наводок Alien Crosstalk коэффициент использования в 40%может оказаться максимумом, на который только способна система, и могут потребоваться дополнительные меры, описанные в бюллетене TSB-155. Стандарт ISO 568-B. 2-10 обращается к дополненным системам категории 6 и позволяет использовать кабели диаметром до 8.4 мм (0.330 дюйма). В приведенные ранее расчеты не включены затраты на замену кабельных трасс на более емкие и другие работы, которые могут при этом потребоваться. Следует помнить о том, что кабели категорий 6 и выше имеют больший диаметр, это может привести к изменению коэффициента использования полезного сечения кабельного лотка. Экранированные системы позволят вам поддерживать коэффициент использования около 60%, при том, что диаметр кабеля будет несколько меньше, чем в дополненной категории 6, за счет того, что экранирование устраняют один из самых существенных источников беспокойства в системе 10G – перекрестные помехи ANEXT (Alien Near-End Crosstalk).

Медный или волоконно-оптический кабель до рабочего места

Идея о прокладке оптики до рабочего места (FTTD) обсуждается уже давно. Раньше сторонники FTTD аргументировали свою позицию тем, что с системами UTP существуют проблемы, связанные с ограничением расстояния. Существуют волоконно-оптические приложения 10GBASE-X, поэтому все заказчики, которым требуется ширина полосы 10G, уже могут воспользоваться оптическим вариантом исполнения системы. При сравнении медного и волоконно-оптического кабеля до рабочего места в расчет необходимо включить не только стоимость собственно кабельной системы, но и суммарные затраты на сет, включая активное оборудование.

Предполагается, что стоимость волоконно-оптических компонентов для 10G будет приблизительно в 10 раз выше цены компонентов для систем 1G. Для медных компонентов 10G стоимость будет лишь в 3 раза больше, чем для 1G, то есть примерно втрое дешевле, чем оптический порт 10G. Сегодня все персональные компьютеры продаются с медными сетевыми интерфейсами 10/100/1000 Мбит/с. Если использовать оптику до рабочего места, все эти вложения пропадут, поскольку придется приобретать оптические сетевые карты для персональных компьютеров, а это вызовет еще большие затраты, поскольку здесь тоже присутствует ощутимая разница в стоимости. Кроме того, все медные микросхемы 10GBASE-T имеют встроенное автосогласование от 10Мбит/с и до 10Гбит/с, что означает, что одна микросхема пригодна для организации всех сетевых соединений в любых сочетаниях. Гораздо дешевле наладить массовое производство одной микросхемы, чем выпускать несколько вариантов, поэтому как только начнется массовый выпуск микросхем 10GBASE-T, они появятся и в сетевых картах серверов, и в портах коммутаторов, и т.д.

Передача электропитания по оптическому волокну нереально физически. В медной же среде уже сегодня есть несколько приложений, использующих передачу питания по Ethernet (PoE) на базе стандарта IEEE 802.af. Системы, поддерживающие приложения 10GBASE-T, полностью совместимы с функцией передачи питания от коммутатора. Невозможность подавать питание по оптическому волокну в некоторых сетях может стать решающим фактором, ограничивающим применение оптических систем.

Волоконные стандарты и требования к длине кабеля вовсе не неизменны, как некоторые думают. Если посмотреть на приведенную ниже таблицу, указывающую типы волокон и обеспечиваемое ими расстояние передачи, от 100BASE-X до 10GBASE-X, будет легко заметить, что в некоторых оптических сетях, использующих оптические компоненты в 62.5 мкм для приложений 10G, потребуется проводить замены и/или исправления, аналогичные тем, что мы описывали для медных систем.

Приложение	Длина волны	Максимальное расстояние передачи по типам волокна
		62.5 мкм 160/500 МГц·км	62.5 мкм 2000/500 МГц·км	50 мкм 500/500 МГц·км	50 мкм 200/500 МГц·км	Одномод
100BASE-SX	850 нм	300 м	300 м	300 м	300 м	?
1000BASE-SX	850 нм	220 м	275 м	550 м	550 м	?
1000BASE-LX	1300 нм	550 м	550 м	550 м	550 м	5 км
10BASE-SX	850 нм	28 м	28 м	?	300 м	?
10BASE-LX	1310 нм	?	?	?	?	10 км
10BASE-EX	1350 нм	?	?	?	?	40 км
10BASE-LX4	1310 нм	300 м	300 м	300 м	300 м	10 км

Заключение

Каждому, кто несет ответственность за построение правильной кабельной инфраструктуры и планирует занимать одни и те же помещения на протяжении по крайней мере 5 лет, данная статья дает основания выбрать кабельную систему дополненной категории 6 (6А, Augmented Category 6) или выше, как самую экономичную, обеспечивающую наибольший возврат сделанных вложений. Во внимание следует принимать не только первоначальные затраты, но и совокупную стоимость владения как гарантию от чрезмерных расходов в будущем. При принятии решения необходимо учитывать полный срок службы системы и общие тенденции в телекоммуникационной промышленности. Следует помнить, что на кабельную систему обычно приходится лишь 5-7% суммарных вложений в сеть. При этом предполагается, что она переживет несколько поколений активных сетевых компонентов. По сути, кабельная система – потенциально самый трудный для замены компонент сети. Большинство других сетевых компонентов менее критичны с точки зрения возможных дополнительных затрат. Установка кабельной системы с укороченным сроком жизни может повлечь в будущем гораздо большие затраты, чем предполагалось, и ее придется заменять с такими расходами, что установка более производительной системы обошлась бы дешевле.

Срок службы оптического кабеля

Вопрос эксперту, Часто задаваемые вопросы, Кабель

28 апреля 2016

---

Вы успешно зарегистрированы!
Вход на сайт и переадресация. ..

Укажите номер телефона с кодом страны*

Я согласен с правилами обработки персональных данных и политикой конфиденциальности*

Я хочу подписаться
на рассылку ВОЛС.ЭКСПЕРТ

Уже есть аккаунт? | Войти

Спасибо за заявку!
Ожидайте обратной связи!

Укажите номер телефона с кодом страны*

Монтаж и измерения ВОЛС. Базовый курсМонтаж и измерения ВОЛС. Углубленный курсТехнадзор за строительством и ремонтом ВОЛСПроектирование ВОЛСМонтаж и измерения ВОЛС на ВЛМонтаж и измерения сетей ШПД/PONПостроение и эксплуатация ВОЛС на промышленных предприятияхИзмерения параметров ЛКС ВОЛСDWDM. Базовый курсАВР на ВОЛС. Поиск и устранение неисправностейСварка оптических волоконСварка и измерения ВОЛС на основе многомодового ОВИзмерения оптическим рефлектометром параметров ВОЛСМонтаж и тестирование структурированных кабельных системМонтаж и измерения ВОЛС на ВЛ. Работа на высотеМониторинг скважин с использованием волоконно-оптических кабелейПодтверждение квалификации по монтажу и измерениям ВОЛСИнсталляция сетей PONМонтаж ВОЛС. Курс выходного дняМонтаж и измерения ВОЛС на основе ОВ стандартов G654C, G654EМонтаж и измерения медножильных кабелей связиИзмерение параметров медножильных линий связиПодготовка к соревнованиям в компетенции «Информационные кабельные сети»Монтаж и измерения ВОЛС. Демонстрационный курс (онлайн)Построение и эксплуатация ВОЛС. Базовый курс (онлайн)Построение и эксплуатация ВОЛС. Углубленный курс (онлайн)Измерения параметров ВОЛС (онлайн)Сети абонентского доступа. PON: город и частный сектор (онлайн)Современные ВОЛС на ВЛ (онлайн)Проектирование ВОЛС. Технические основы (онлайн)Монтажник ВОЛС. Уровень 2Монтажник ВОЛС. Уровень 1

Я согласен с правилами обработки персональных данных и политикой конфиденциальности*

Спасибо за вопрос!
Ожидайте обратной связи!

Я согласен с правилами обработки персональных данных и политикой конфиденциальности*

Я хочу подписаться
на рассылку ВОЛС.ЭКСПЕРТ

▷ Срок службы кабеля среднего напряжения

Как инженеры, вы часто сталкиваетесь с отчетами и проектами по устареванию услуг, а также по массовой замене кабелей, особенно в старых городах. Кабели среднего напряжения широко используются практически во всех сферах электроэнергетики.

С годами менялись методы производства, методы монтажа и навыки. Инженеры сталкиваются с проблемой обеспечения того, чтобы кабели оставались функциональными. Это возможно только через тестирование. Следовательно, задача состоит в том, чтобы определить срок службы кабелей.

Кабель среднего напряжения

Срок службы

Предполагается, что обычный кабель среднего напряжения устареет через 5 лет эксплуатации. Однако эта продолжительность применима только к правильно установленным и используемым кабелям в правильных условиях. По прошествии 5 лет, несмотря на незначительные признаки ухудшения состояния кабеля, необходимы меры по оценке для оптимальной и непрерывной эксплуатации.

Меры оценки обычно включают количественную оценку серьезности электрических нагрузок, износа, а также вероятности отказа.

Долговечность

Как и другие электрические компоненты, кабели требуют тщательной оценки для определения долговечности. Это позволяет. производители обычно указывают ожидаемый срок службы (20-30 лет непрерывной службы кабелей среднего напряжения) на основе испытаний материалов и методов производства.

Однако важно отметить, что эти цифры основаны на оптимальных условиях эксплуатации и окружающей среды, чего практически невозможно достичь в полевых условиях. В реальных условиях к типичным факторам стресса относятся химическая коррозия, высокие температуры, УФ-излучение, влажность, высокое содержание влаги и грязь. Эти элементы значительно подрывают номинальную продолжительность жизни.

Вот где необходима регулярная оценка.

Типы отказов

• Деревья : химические модификации, происходящие вдоль точек напряжения в присутствии влаги. Разность потенциалов заставляет воду образовывать микроскопические потоки в изолирующих полимерах. Это приводит к древовидному дизайну при большом увеличении. Изолятор выходит из строя до такой степени, что он подвержен частичному разряду при наличии скачков напряжения.

Деревья

• Прямой ущерб : во многих случаях низкое качество изготовления приводит к сокращению ожидаемого срока службы. Недостаток навыков, несчастные случаи и неправильное использование инструментов могут привести к изгибам, надрезам и перфорациям, создавая тем самым возможные точки отказа.
• Частичный разряд — это локальный разряд, который приводит к перегреву и разрушению проводников и изоляторов. Другие результаты включают ионизацию воздуха из-за искрения, что приводит к химической модификации.

Тестирование

Как уже отмечалось, тестирование необходимо в качестве меры профилактики и обслуживания. Общие тесты можно разделить на две широкие категории:

Испытания на устойчивость :
Оценивает возможность постоянного использования кабеля. Первоначально это происходит на заводе, где производитель может указать срок службы кабеля.

Следующий этап испытаний на выносливость обычно проводится в процессе установки, чтобы гарантировать, что действия по установке не повлияют на функциональность кабеля, и, наконец, после значительного срока службы. Тестирование на выносливость является строго тестом «годен/не годен», так как тесты неявно проверяют, выходит ли кабель из строя или проходит. Учитывая, что после прохождения испытания кабель считается годным к эксплуатации, оценочное напряжение должно быть больше номинального напряжения.

Однако обратите внимание, что тесты не показывают продолжительность оставшегося срока службы. В случае отказа найдите неисправный участок и выполните необходимый ремонт или замену, а затем повторите проверку.

Диагностические испытания :

Эти испытания оценивают возрастное состояние кабеля с учетом срока службы и условий эксплуатации. Методы диагностики включают в себя проверку ряда характеристик кабеля, а затем сравнение результатов с исходными данными производителя, новыми кабелями и международными нормами. Однако в большинстве случаев инженеру приходится идти на компромисс в отношении количества выполняемых испытаний: испытание изоляции может не выявить наличие локальных дефектов и наоборот.

В большинстве случаев необходимо сочетание с испытанием на выносливость, особенно для старых кабелей. Диагностическое тестирование приводит к полному отказу кабеля только в том случае, если кабель сильно поврежден. Общие методы диагностического тестирования включают постоянный ток, коэффициент рассеяния и методы частичного разряда.

Заключение

Кабели среднего напряжения, особенно проложенные под землей, подвергаются воздействию ряда вредных факторов, таких как воздействие воды, ионизированная почва и т.п.

Другие факторы, способствующие сокращению срока службы, включают производственные дефекты, низкое качество изготовления и экстремальные условия эксплуатации и окружающей среды. Затем перед инженером ставится задача обеспечить сохранение функциональной целостности кабелей посредством запланированных испытаний.

Что вы думаете об этой статье? Обсудим ниже!

диагностика кабеля мв кабели

FacebookTwitterLinkedIn

Оценка устаревших силовых кабелей среднего напряжения

Мы постоянно слышим об этом — электрическая инфраструктура Америки стареет. В сочетании с этой реальностью, одна из проблем, которая продолжает всплывать в ходе этой продолжающейся дискуссии, заключается в знании надежности сложной национальной инфраструктуры силовых кабелей среднего напряжения (MV), учитывая тот факт, что общая картина в конечном итоге неизвестна. Хотя это обоснованная проблема, недавние технологические достижения сделали оценку электрических коммунальных и коммерческих систем электроснабжения гораздо менее трудоемкой и сложной. При этом оценка силовых кабелей среднего напряжения с истекшим сроком службы (см. Что такое устаревший кабель? ) по-прежнему остается болезненной темой для многих представителей отрасли — методологии тестирования и анализа данных, производители испытательного оборудования, частота испытаний и квалификация испытательных организаций вызывают разногласия.

Определив точки электрического напряжения и количественно оценив их серьезность, инженер предприятия может определить старение и режим отказа, которые вызовут деградацию или другие повреждения, которые со временем могут привести к окончательному отказу кабельной системы. Затем он или она может использовать эту информацию для выбора наиболее эффективной методологии проверки и методов тестирования для обнаружения и мониторинга режима ожидаемого старения/отказов.

Ожидаемый срок службы

Силовые кабели среднего напряжения сертифицированы различными производителями для обеспечения указанного срока службы от 20 до 30 лет непрерывной эксплуатации в оптимальных условиях окружающей среды и эксплуатации. Многие силовые кабели среднего напряжения, используемые в коммерческих, электросетевых и промышленных объектах, могут подвергаться воздействию различных факторов окружающей среды и эксплуатации, включая повышенную температуру, сильное УФ-излучение, высокую влажность, погружение в воду, а также воздействие пыли, грязи и коррозионно-активные загрязнения.

Электромеханические силы, возникающие в результате прохождения высоких уровней тока короткого замыкания через силовой кабель, могут потенциально вызвать механическое повреждение оболочки кабеля, изоляционного материала и проводников кабеля. Высоковольтное напряжение от ударов молнии или переходных процессов в энергосистеме также может ухудшить диэлектрическую прочность изоляции кабеля. Со временем эти факторы стресса или комбинации факторов стресса могут вызвать старение и области точек напряжения изоляции, что приведет к постепенной деградации материалов изоляции и оболочки кабеля.

Хотя эти режимы отказов и аномалии звучат удручающе и могут вызывать некоторое беспокойство, будьте уверены, срок службы большей части существующей кабельной инфраструктуры в США превысил 40 лет.

Виды отказа

Для кабелей, которые выходят из строя на ранней стадии, их выход из строя обычно можно отнести к одному из следующих видов отказа:

Частичный разряд — Локализованный электрический разряд, который лишь частично шунтирует изоляцию между проводниками и может не происходит рядом с проводником. Это явление вызывает чрезмерный нагрев и разрушение изоляционных материалов кабеля, а также ионизацию воздуха вблизи места утечки тока. Если не исправить, этот вид отказа может катастрофически ухудшиться до одного или обоих следующих двух видов отказа.

Treeing — название, обычно даваемое древовидной эрозии, распространяющейся под действием электрических разрядов в изоляции или оболочке кабеля. Электрическое деревообразование определяется как древовидные наросты, состоящие из нетвердых или обугленных микроканалов, которые могут возникать при усилении стресса, например выступах, загрязнениях или пустотах, подвергающихся электрическому напряжению в течение продолжительных периодов времени. Водное триинг является результатом химических модификаций в присутствии влаги, которые могут возникать при повышенных нагрузках, таких как выступы, загрязнения или пустоты в полимерных материалах, подверженных электрическому напряжению и влаге.

Плохое качество изготовления — Прямые механические повреждения, такие как изгиб, истирание, порезы, контакт, деформация и перфорация (в результате монтажа и технического обслуживания внутри и вокруг кабеля), являются потенциальной точкой отказа. Кабельные сращивания подвергаются тем же экологическим и эксплуатационным нагрузкам, что и кабели, на которых они установлены. Поскольку кабельные сращивания изготовлены из многих тех же или аналогичных материалов, что и электрические кабели, на которых они установлены, эти факторы стресса также могут вызывать старение полимерных изоляционных материалов, используемых в кабельных сращиваниях. Кроме того, другие компоненты, входящие в состав кабельного сращивания (изоляционная лента, наполнители, муфты, изоляционные компаунды и компрессионные соединители), также подвержены старению. Плохо установленный или спроектированный сросток может привести к множественным путям проникновения влаги внутрь сростка — не только вокруг материалов сращивания, где они касаются поверхности изоляции кабеля, но и через поврежденную или треснувшую внешнюю оболочку или изоляцию.

Планирование технического обслуживания

Специалист по планированию технического обслуживания объекта должен действительно проделать свою домашнюю работу, чтобы обосновать необходимость проверки жизненного цикла системы электроснабжения — силового кабеля среднего напряжения. Выполнение планового периодического обслуживания автоматических выключателей, распределительных устройств, релейной защиты и трансформаторов электрических систем несколько менее сложно и требует меньше времени, чем планирование длительного отключения для проведения испытаний и оценки силовых кабелей. Финансовое давление на объектах затрудняет их закрытие для внедрения методологий тестирования силовых кабелей в автономном режиме. К счастью, существуют более новые технологии, которые могут помочь нам расширить окно оценки кабеля еще больше (месяцы или, в некоторых случаях, годы) с промежуточным более дешевым онлайн-тестированием между циклами автономного технического обслуживания. Тестирование кабеля может увеличить продолжительность отключения и трудозатраты при отключении; однако при правильном выполнении он может дать ценные данные о процессе старения силовых кабелей среднего напряжения.

Техники, выполняющие электрические испытания и проверки, должны быть обучены и иметь квалификацию для понимания опасностей, связанных с эксплуатацией, переключением и обслуживанием электроэнергетического оборудования. Эти лица также должны быть обучены, иметь опыт и быть способными проводить испытания кабелей, оценивать данные испытаний и делать обоснованные выводы о постоянной пригодности или непригодности испытуемых кабелей.

Модель профилактического обслуживания по времени

Решение об отключении для профилактического обслуживания на основе времени потребует тщательного планирования для определения конкретных наборов кабелей для тестирования, проверки и анализа. Для этого планирования потребуется как можно больше исторической информации о строительстве и обслуживании объекта, включая однолинейные схемы и данные производителя кабелей, подлежащих тестированию.

Основная цель любого плана профилактического обслуживания силовых кабелей среднего напряжения состоит в том, чтобы проверить и проанализировать общую изоляцию кабеля, а также определить пригодность к эксплуатации аксессуаров посредством отслеживания тенденций данных для предотвращения катастрофических отказов. Поэтому предстоит принять множество решений о методологии тестирования, с чего и начинаются разногласия.

Поскольку многие доступные диагностические тесты должны выполняться, когда оборудование находится в автономном режиме, обесточено и отключено от сети, важно понимать методологию и плюсы и минусы, связанные с каждым методом тестирования.

Испытание высоким потенциалом постоянного тока — Этот метод основан на использовании источника высокого постоянного напряжения для испытания кабелей и других типов электрооборудования.

• Pro — Высоковольтный тестер постоянного тока — это простое, чрезвычайно портативное и относительно недорогое тестовое оборудование для покупки и эксплуатации. Поскольку это простая процедура «пройдено или не пройдено», для выполнения теста требуются низкие навыки, плюс это наименее затратная из всех методологий.
• Con — Испытание высоким потенциалом постоянного тока может быть разрушающим испытанием, если оно выполняется на устаревшей изоляции кабеля среднего напряжения (согласно исследованию EPRI, проведенному в 1990-х годах). Эта методология испытаний также не учитывает определенные типы дефектов изоляции и индуцирует объемные заряды, которые могут усугубить существующие дефекты изоляции в состаренных экструдированных кабелях. Исследование EPRI также показало, что продолжение испытаний постоянным током старых кабелей среднего напряжения может ускорить процесс старения кабелей. Атмосферные условия, такие как влажность и ветер, также могут влиять на показания тока утечки.

Испытание высоким потенциалом переменного тока — Этот метод использует высокое напряжение переменного тока для испытания кабелей и других типов электрооборудования на уровне, превышающем номинальное напряжение тестируемого оборудования.

• Pro — тест AC Hi-Pot считается хорошим тестом для выявления дефектов проводимости и высокого импеданса в кабелях и не вызывает пространственного заряда. Продолжительное использование обычно не создает дополнительных эффектов старения. Он широко используется для воспроизведения стационарных условий работы переменного тока и оригинального заводского испытания на перенапряжение.
• Против — для высоковольтного теста переменного тока требуется гораздо более мощный источник питания, чем для его аналога постоянного тока, и время от времени возникает потребность в нескольких сотрудниках, что делает его наиболее дорогостоящим испытанием. Хотя это испытание переменным током может ускорить процесс старения кабелей, оно обычно происходит гораздо медленнее, чем испытание постоянным током. Этот тест, как правило, является тестом «пройдено» или «не пройдено».

Проверка очень низкой частоты (СНЧ) — В этом тесте используется прибор, аналогичный испытательному комплекту для измерения перенапряжения переменного тока, но использующий гораздо более низкую выходную частоту, чем стандартные комплекты для измерения перенапряжения переменного тока.

• Pro — Тест VLF — это простое, очень портативное и относительно недорогое тестовое оборудование, которое можно приобрести и использовать с низким энергопотреблением. Он считается хорошим тестом на проводящие и высокоимпедансные дефекты в кабелях и не вызывает пространственного заряда. Длительное использование обычно не ускоряет и не создает дополнительных эффектов старения после проведения теста; однако некоторые существующие дефекты могут быстро увеличиваться, что сокращает время тестирования.
• Con — методология VLF имеет относительно короткую историю использования и только сейчас становится обычным явлением в этой области. Этот метод может усугубить существующие дефекты изоляции в состаренных экструдированных кабелях. Стандарты IEEE 400.2 предостерегают от использования устаревших кабелей с многочисленными дефектами. Повышенные уровни напряжения могут привести к соединению дефектов. Как правило, испытание «годен» или «не годен», испытание ОНЧ не воспроизводит условия эксплуатации или заводские испытания и считается разрушающим испытанием.

Измерение коэффициента мощности/коэффициента рассеяния — Коэффициент мощности изоляции представляет собой отношение активной мощности к кажущейся мощности. При умножении на 100 это называется «процентным коэффициентом мощности». Коэффициент мощности тока утечки в силовом кабеле среднего напряжения дает информацию о качестве общей изоляции кабеля.

• Pro — Испытание коэффициента мощности используется уже более 75 лет и является одним из наиболее распространенных испытаний, проводимых на электрическом оборудовании для определения состояния твердой изоляции. Хотя технология быстро развивалась за последние 25 лет, она по-прежнему основана на одной и той же базовой концепции.
• Con — Тестовый набор стоит умеренно дорого, а для более длинных отрезков кабеля потребуется дополнительное оборудование, такое как резонаторы, для расширения диапазона тестирования кабеля. Кроме того, для проверки коэффициента мощности требуются базовые или предыдущие данные проверки коэффициента мощности, чтобы выявить тенденцию результатов. Эта методика позволяет обнаруживать локальные дефекты изоляции, но дефекты, зависящие от напряжения, могут не обнаруживаться, если начальное напряжение дефекта превышает испытательное напряжение. Сопротивление изоляции уменьшается по мере увеличения изначально нормальных диэлектрических потерь и емкости систем.

Испытание коэффициента рассеяния СНЧ — Это испытание, также известное как испытание «тангенс дельта», выполняется путем подачи напряжения ниже рабочего напряжения, а затем повторного испытания при напряжении, немного превышающем рабочее напряжение.

• Pro — тангенс дельта — это простое, исключительно портативное и относительно недорогое в плане покупки и эксплуатации испытательное оборудование. Этот метод является неразрушающим при использовании напряжений от 10% до 20% выше нормального рабочего диапазона и очень эффективен/широко используется для определения водяных деревьев в экструдированных кабелях. Испытание является настоящим диагностическим испытанием, позволяющим оператору получить характерные данные о состоянии изоляции кабеля.
• Con — результаты тангенса дельта при частоте 60 Гц могут давать неточные результаты оценки изоляции кабеля, особенно силовых кабелей с большим сроком службы. Продолжительность испытаний для каждого отдельного проводника больше по сравнению с другими методологиями испытаний.

Испытание на частичные разряды в автономном режиме — это испытание, известное как «испытание на частичный разряд в автономном режиме», оценивает изоляцию и аксессуары силовых кабелей, выявляя электрические деревья, загрязнение, расслоение и другие физические факторы, предшествующие выходу из строя.

• Pro — Этот тест имеет относительно короткую историю использования и совсем недавно стал обычным явлением в полевых условиях. Эта методология позволяет тестировать силовой кабель длиной до 3 миль с некоторыми ограничениями, связанными с типом конструкции и размером проводника. Тест отслеживает реакцию изоляции кабеля во время приложения напряжения и точно определяет места сращивания, стыков, неровностей и точное расположение частичных разрядов на проводнике. Тест эффективен для проводников со смешанными диэлектриками.
• Con — автономное испытание частичного разряда ограничено силовыми кабелями со сплошным металлическим экраном, требует длительных отключений для нескольких наборов кабелей и является наиболее дорогостоящим по сравнению с другими методологиями. Эта технология по-прежнему вызывает споры в области тестирования из-за требования, чтобы данные обычно анализировались за пределами площадки или персоналом, не выполняющим тест. Кроме того, некоторые эксперты задаются вопросом, можно ли повторить тест между циклами тестирования.

Программа профилактического обслуживания на основе времени

Когда перебои в подаче электроэнергии обходятся слишком дорого или не хватает внутренней поддержки, решением может стать подход к обслуживанию на основе времени. Эта стратегия технического обслуживания включает в себя процесс оценки состояния оборудования путем периодического или непрерывного (онлайн) мониторинга состояния оборудования. По сути, профилактическое обслуживание отличается от профилактического тем, что потребность в обслуживании основывается на оценке фактического состояния. Однако это также может быть основано на заранее заданном расписании. При таком подходе используется один ключевой метод тестирования.

Онлайн-тестирование частичного разряда — «Онлайн-тестирование частичных разрядов» выполняется, когда оборудование находится под напряжением при нормальном рабочем напряжении, и предоставляет моментальный снимок образца, который извлекается и отправляется в стороннюю лабораторию для анализа.

• Pro — это испытание проводится в реальных условиях эксплуатации — при типичных температурах, уровнях напряжения и вибрации. Это неразрушающий контроль, в котором не используются перенапряжения, которые могут негативно повлиять на оборудование. Онлайн-тестирование частичных разрядов является относительно недорогим по сравнению с автономным тестированием, которое требует прерывания обслуживания и производства. Эта методология обнаруживает и определяет местонахождение некоторых дефектов аксессуаров и нескольких кабелей, но также может обнаруживать отказы в других областях (например, в распределительном устройстве и шине).
• Con — онлайн-тестирование частичных разрядов не откалибровано; результаты испытаний не являются объективными и не имеют сопоставимых данных с заводскими испытаниями или стандартами IEEE. Как и автономное тестирование частичного разряда, эта технология по-прежнему вызывает споры в области тестирования из-за требования, чтобы данные обычно анализировались вне площадки или персоналом, не выполняющим тестирование. Кроме того, некоторые эксперты задаются вопросом, можно ли повторить тест между циклами тестирования.

Обзор

По мере того, как силовые кабели среднего напряжения продолжают изнашиваться, выходя далеко за пределы своих первоначальных проектных и монтажных спецификаций, потребуется комплекс квалифицированных испытаний, чтобы выявить тенденции процесса старения и оценить оставшийся срок службы.

Испытание на перенапряжение постоянного тока старых кабелей среднего напряжения больше не является наиболее желательной методикой. Перенапряжение переменного тока и испытания СНЧ переменного тока, которые могут привести к некоторым врожденным дефектам изоляции и имеют несколько разрушительный характер, похоже, теряют фаворитизм у многих владельцев объектов. Онлайн-тестирование частичных разрядов начинает предоставлять небольшие снимки важной информации о целостности электрической системы. Частичные разряды могут быть обнаружены, измерены и зарегистрированы, что помогает идентифицировать кабели, распределительные устройства и даже трансформаторы, которые близки к отказу между циклами плановых испытаний.