Количественная оценка параметров воздуха, подаваемого в кабельные линии связи.
В.А. Львов, заведующий лабораторией НИИ ЭМ МГТУ им. Н.Э. Баумана,
В.Ф. Никольский, начальник лаборатории УТЭТ ОАО «МГТС».
Вопросы, рассмотренные нами в ВС №11, 2002г., вызвали интерес не только среди профильных специалистов, но и привлекли внимание производителей КСУ. Авторы благодарны, всем кто откликнулся на данную публикацию, и выражают признательность коллективу журнала, предоставившего свои страницы для обсуждения поднятой тематики.
НАЗАД В БУДУЩЕЕ.
В первой статье цикла (в рамках обоснованных допущений) было доказано, что для однозначной характеристики состояния воздуха, подаваемого в кабельные линии, помимо состава фазы, необходимо контролировать еще не менее трех количественных параметров состояния.
На вопрос: "Зачем все это надо?" был дан прямой и ясный ответ: "Для объективной количественной оценки качества воздуха, подаваемого в кабельные линии, и однозначного сопоставления полученных результатов!" Было показано, что все попытки игнорировать теоретические выводы, заведомо обречены на неудачу и способствуют принятию ошибочных решений.
В заключении делался "странный" вывод: - В руководящих эксплуатационных документах отсутствуют прямые количественные характеристики качества воздуха, подаваемого в кабельные линии, а также методы их однозначного контроля. К таким документам относятся, например, РУКОВОДСТВО по содержанию кабельных линий… от 16.03.81г. (далее РУКОВОДСТВО), соответствующий раздел Руководства по эксплуатации линейно-кабельных сооружений … от 05.06.98. (далее РЭ) и ряд других обязательных для исполнения документов.
Где же тогда взять конкретные количественные характеристики качества воздуха и насколько они важны для конечного потребителя? Может быть, воздух в кабельные линии связи можно подавать вовсе без осушки, только под избыточным давлением? Попытаемся ответить на эти вопросы на основе уже имеющейся у нас теоретической подготовки (см. ВС №11, 2002г.) и анализа действующей в отрасли нормативно-технической документации. Но, в начале …
РАБОТА НАД ОШИБКАМИ.
Анализ поступивших откликов, показал наличие некоторых трудностей в восприятии опубликованного материала. Поэтому авторы считают возможным еще раз уточнить свои позиции и внести соответствующие коррективы в принятый уровень изложения.
Начиная данный цикл публикаций, мы указали, что он предназначен для специалистов линейно-кабельных сооружений и призван помочь им разобраться в тонкостях "сопутствующих" областей знаний, естественно, с целью их последующего применения на практике, в том числе и при отстаивании своих собственных интересов. Мы не сомневались, что интересы изготовителей и прочих организаций будут отстаиваться их представителями. По мнению некоторых из них эксплуатационным организациям должно быть "… по большому счету все равно, какой воздух поступает в кабель …". Мы не разделяем эту точку зрения, и надеемся, что многие читатели, найдут в представленном цикле, хоть крупицу полезного для себя материала.
Характер рассматриваемых данных, требует вдумчивого анализа каждого допущения, факта, вывода, термина и даже слова, разумеется, в соответствующем контексте изложения. Только в этом случае, уважаемый читатель сможет почувствовать разницу между - "государь" и "милостивый государь". Поскольку некоторые используемые нами термины и выражения, в силу своей специфики все же вызывают затруднения (хотя и считаются общепринятыми) приводим соответствующие дополнения и уточнения, которые будем давать и в дальнейшем.
Подводя итог вышесказанному, авторы рассчитывают на получение критических замечаний по существу анонсированного цикла, которые будут приняты с благодарностью.
БЕРИТЕ В РУКИ КАРАНДАШ …
Для обоснования искомого результата, в виде количественной оценки параметров воздуха, подаваемого в кабельные линии связи, приводим краткий алгоритм наших действий.
На основе п.1.2. и п.2.1. РУКОВОДСТВА, формируем исходные данные: Система содержания кабелей под избыточным давлением - комплекс оборудования и порядок его эксплуатации, обеспечивающие непрерывную подачу сухого воздуха в кабели с целью их защиты от попадания влаги… Оборудование: - Установки для осушки воздуха (обратите внимание, осушки!) и непрерывной автоматической подачи его под избыточным давлением в кабели.… В п. 8.1.1. РЭ находим уточнение, содержание кабельных линий под постоянным избыточным газовым давлением … предохраняет сердечник кабеля от проникновения влаги при повреждении оболочки…
Получаем: Осушка воздуха - одна из основных функций установок и системы в целом.
Рассматриваем: - Качество осушки воздуха в установке, как один из основных параметров, характеризующий ее способность выполнять заданные функции. Попутно отмечаем, различие в применяемой терминологии …воздушным и … газовым давлением. Находим п. 8.1.4. РЭ: - Для содержания кабельных линий под постоянным избыточным газовым давлением … применяются стационарные КСУ с нагревными осушительными камерами и КЭП…, а также более совершенные установки без КЭП, к которым относятся: … Далее, следует список установок, которые были сертифицированы к моменту выхода РЭ (КСУ-60Э, УКСУ, КСУ-БК и КСУ "Суховей").
Следовательно, дело не в составе газовой смеси, она осталась воздушной (с преобладанием азота), но в агрегатном состоянии этой смеси. Нам подчеркивают, что во внутри кабельном пространстве должен находится только газ, но не пар, т.е. в кабеле, у веществ, должна отсутствовать возможность находиться в равновесии со своей конденсированной фазой (опять осушка!).
Отметим, еще один существенный момент, согласно п. 8.1.1. РЭ, система содержания … предохраняет сердечник кабеля от проникновения влаги при повреждении оболочки …
Во всех остальных случаях технические специалисты, через комплекс оборудования и порядок его эксплуатации, должны обеспечивать необходимую защиту сердечника кабеля от влаги самостоятельно, в том числе путем исключения явных аварийных ситуаций (включая отказы КСУ), связанных с бесконтрольным поступлением влаги в кабельные линии (опять осушка!).
Берем РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ ОТРАСЛИ РД 45.070-99 «Установки компрессорно-сигнальные для местных сетей связи. Общие технические требования» (далее РД). В первом разделе отмечаем, – "Настоящий РД распространяется на установки компрессорно-сигнальные для местных сетей связи (далее установки) и определяет общие технические параметры этих установок. Установки используются для содержания кабелей местных сетей связи под избыточным воздушным давлением. Применение этих установок … предотвращает попадание влаги в сердечник кабеля и нарушение связи по кабельным линиям, содержащимся под давлением…".
Все четко и понятно, это как раз то, что мы искали.
Далее выделяем, - "Настоящий РД предназначен для использования: - при согласовании существующей и разрабатываемой технической документации, выпускаемой изготовителями установок; а также - при сертификации установок. Открываем раздел «Гарантии изготовителя» "…Предприятие-изготовитель гарантирует соответствие установки требованиям настоящего РД, а также стандартов и ТУ при соблюдении условий и правил хранения, транспортирования, монтажа и эксплуатации, установленных в настоящих РД, стандартах и ТУ. Гарантийный срок эксплуатации установок 12 месяцев со дня ввода в эксплуатацию…". (Обратите особое внимание, … соответствие РД и …установленных в РД, а не в какой-либо другой документации, это прямо указывает на необходимость применения его норм в процессе эксплуатации установки!!!)
Представленный материал показывает, что в данной отрасли уже давно признан тот факт, что попадание влаги в сердечник кабеля способно привести к нарушениям связи по кабельным линиям. Ведущим специалистам и руководству отрасли далеко не безразлично, какие установки используются для содержания кабелей местных сетей связи под избыточным давлением, они возлагают на них вполне определенные функции, в том числе и по качеству осушки воздуха. От эффективности выполнения этих функций, напрямую зависит качество связи, поскольку, как известно, обязательной сертификации в любой отрасли, подлежит, лишь то оборудование, которое непосредственно влияет на безопасность и качество ее основных технологических процессов. Очень важным является то обстоятельство, под избыточным давлением какой газовой смеси содержатся кабели, в представленных документах прямо указывается – под газовым давлением, т.е. давлением качественно осушенной (обратите внимание!) воздушной газовой смеси, содержащей преимущественно азот.
Все прочие установки, использующие какие-либо другие "специальные" газовые смеси, с произвольным качеством их осушки даже не рассматриваются, т.к. в настоящий момент, они не удовлетворяют требованиям РД и не могут быть разрешены к применению в данной отрасли.
Что действительно не важно для потребителя, так это, каким методом достигается в установке необходимое качество осушки. О регламентации метода осушки в РД ничего нет!
Тем самым отрасль связи, не выпуская каких-либо специальных "документов для производителей оборудования" и не навязывая изготовителям своего мнения по частным вопросам, предельно ясно говорит всем о своих насущных интересах, и четко их отстаивает.
В результате, либо технические параметры предлагаемых отрасли установок удовлетворяют общим техническим требованиям ее РД (подчеркиваем общим, т.е. для всех без исключения) и установки пройдя сертификацию, получают право гордо называться КСУ, а предприятие-изготовитель гарантирует соответствие установки требованиям настоящего РД, по крайней мере, в период гарантийного срока эксплуатации. Либо установки автоматически не попадают в список оборудования разрешенного к применению на объектах связи. Как говорится: 1. Покупатель всегда прав! … 2. Если, покупатель не прав, смотри пункт 1!
ХРАНИТЕ ВАШИ ДЕНЕЖКИ…
Зачем же все-таки это специалистам линейно-кабельных сооружений? Возвращаемся к РД и видим, что он, определив общие технические параметры установок, возлагает ответственность за их соблюдение (см. раздел «Гарантии изготовителя»), как на изготовителя установки, так и на организацию эксплуатирующую эту установку. (Еще раз обращаем особое внимание РД – это рабочий документ и для эксплуатационных служб!!!)
При этом п. 8.2.4 РЭ установив основные задачи по обслуживанию установок, включает в их состав: ведение технической документации и отчетности, отражающих объемы выполненных работ и их качество, осуществление технического надзора за размещением, монтажом, подготовкой к работе и испытание установок в процессе строительства, а также приемку в эксплуатацию установок. И самое главное обеспечение их бесперебойной работы. Аналогичные задачи устанавливает и РУКОВОДСТВО.
Как определить, в каком состоянии эксплуатируется конкретно ваша установка (исправном – неисправном, работоспособном – неработоспособном) кто в случае возникновения претензий, неисправности, отказа или аварии понесет все бремя материальной ответственности. При отсутствии количественного контроля общих технических параметров установок, ответ очевиден и предельно прост: - ответственность всегда будет нести конечный потребитель, т.е. эксплуатационная организация и всем остальным участникам рынка это, безусловно, выгодно!!!
Искоренить подобную практику может только введение однозначных количественных методов контроля и повышение уровня квалификации обслуживающего персонала.
Мы не предлагаем ввести "драконовские" меры военной приемки, хотя следовало бы. Мы только утверждаем, что потребитель, (между прочим, за свои кровно заработанные деньги) не только имеет право, но и обязан знать, какую установку он вводит в эксплуатацию и обеспечивает ли та технические параметры, ранее заявленные изготовителем при сертификации. Кроме того, потребитель обязан знать, какой объем минимальных требований ему необходимо выполнить для сохранения гарантии изготовителя и гарантированного обеспечения нормируемых параметров. Более того, потребитель уже на начальной стадии эксплуатации установки должен четко знать какого качества воздух он подает в свои кабели, и отличать ее повреждение от отказа, а потерю работоспособности от неисправности, тем самым заранее предотвращать развитие аварийных ситуаций на кабельных линиях связи.
Если же после выполнения вами всех необходимых требований, установка исходно все же не обеспечивает нормируемых параметров, как вы сможете это установить, не имея средств количественного контроля. Как предъявить обоснованные претензии? Что с ней будет к концу гарантийного срока? Что с ней делать после окончания гарантийного срока, ведь срок службы установки (см. п. 4.6.4 РД) должен быть не менее 10 лет (о кабелях мы уже не говорим). И, наконец, кто за все это будет платить? На эти и многие другие вопросы, предварительно оценив степень их важности, каждый должен научиться отвечать самостоятельно, а не опираться на "добрые" советы услужливого продавца. Очевидно, только одно – "Спасение утопающих…"
…ИЩУТ ДАВНО, НО НЕ МОГУТ НАЙТИ…
Итак, где все же можно найти необходимые величины. Неужели придется доставать и просматривать техническую документацию всех производителей КСУ? Вовсе не обязательно, достаточно снова взять РД. Посмотрите, для чего он предназначен и вы поймете, что РД содержит всю необходимую информацию для количественной оценки термодинамических параметров и отклонение от нормативов в худшую сторону для изготовителя просто недопустимо.
Желающим, настоятельно советуем самостоятельно сопоставить технические данные, указанные в документации любой из ваших установок, с аналогичными данными РД.
Мы уже знаем (см. ВС №11, 2002г.), что для получения искомого результата нам необходима температура, давление и некий третий параметр, характеризующий влажность воздуха.
Согласно п. 4.1.10 РД, диапазон температур окружающей среды при эксплуатации установки должен составлять 10…35ОС, и прямая обязанность эксплуатационных служб обеспечить и контролировать выполнение указанного требования, поскольку, предъявлять претензии к работе установки, за пределами этого диапазона не имеет смысла. Но, в пределах указанного диапазона, согласно п. 4.1.1. РД: - "Установка должна обеспечивать: 1) осушку воздуха до абсолютной влажности 0,3 г/м3…", обратите внимание, этот параметр настолько важен, что регламентируется сразу же, самым первым пунктом, а потом уже заданы все остальные параметры.
Для его однозначной оценки необходимо уточнить, для какого давления представлена данная величина. Если, давление не указано, то обычная практика предполагает, что оно является атмосферным, в противном случае всегда делается уточнение, например, при рабочем давлении изделия в магистрали… и т.п. Возвращаемся к п. 4.1.10 РД и определяем, атмосферное давление 84 … 106,7 кПа (630…800 мм.рт.ст.).
Мы получили искомый результат в виде количественной оценки параметров и теперь знаем конкретные характеристики качества воздуха, подаваемого в кабельные линии связи.
Любая установка, эксплуатируемая в диапазоне температур t = 10…35ОС; при атмосферном давлении, изменяющемся в пределах 84 … 106,7 кПа (630…800 мм.рт.ст.) должна обеспечивать осушку воздуха (обратите внимание!) до абсолютной влажности воздуха а = 0,3 г/м3.
Всего три параметра и отдельные положения всего трех документов, но они дорогого стоят. В настоящее время, этим параметрам должны удовлетворять, все без исключения установки, используемые для содержания кабелей местных сетей связи под избыточным воздушным (газовым) давлением. При этом величина а = 0,3 г/м3 является именно той количественной характеристикой, которая объективно определяет способность установки выполнять возложенные на нее основные функции, т.е. служит однозначным критерием работоспособности любой установки, подающий воздух в кабельные линии. Выполнение же рассмотренных выше положений является прямой обязанностью всех работников местных сетей связи, занятых технической эксплуатацией линейно-кабельных сооружений. Что поделать …Закон суров, но это Закон...
ВОСПОМИНАНИЯ О БУДУЩЕМ.
В заключении, необходимо упомянуть "Технические требования к КСУ для городских телефонных сетей", от 06.06.95г., взамен которых введен РД 45. 070-99. Утративший свою силу документ также регламентировал общие требования КСУ всех типов, а также их состав и устройство, включая, установки с нагревной и безнагревной регенерацией силикагеля, с газоразделительным аппаратом и с осушкой воздуха при помощи холодильного агрегата. При этом в общих требованиях, неизменно указывалось (и опять в первом же пункте!!!) – "… установка должна обеспечивать осушку воздуха до 0,3 г/м3…" и далее "… предназначена для эксплуатации в диапазоне рабочих температур 10…35ОС ". Следовательно, в рассмотренном нами вопросе можно констатировать полную преемственность норм, закрепленных в официальных документах на протяжении многих лет.
В результате, мы не отмечаем (и не никогда не отмечали), какого-либо разногласия между, рассмотренными выше нормативными документами. Напротив, мы постоянно подчеркиваем, что все они, взаимно дополняя друг друга, образуют единую концепцию. Они обязательны для исполнения и предназначены для прямого использования всеми специалистами отрасли.
Мы говорили (см. ВС №11, 2002г.) и говорим и о том, что прямые количественные характеристики качества воздуха, подаваемого в кабельные линии связи, (включая методы их однозначного контроля) должны быть обязательно отражены в эксплуатационном РУКОВОДСТВЕ. Эти нормированные характеристики настолько важны что, в настоящий момент времени, они не подлежат обсуждению, но требуют не опосредованного, а прямого выполнения в современных эксплуатационных условиях.
Основные "специфические" термины и выражения.
АЛГОРИТМ. Точное формальное предписание, однозначно определяющее содержание и последовательность операций, переводящую заданную совокупность исходных данных в искомый результат.
ВЛАГА. Химически несвязанная вода, находящаяся в жидком или парообразном состоянии в смеси с другими веществами или внутри каких-либо тел.
абсолютная ВЛАЖНОСТЬ воздуха. Влажность воздуха, выраженная в граммах водяного пара, содержащихся в кубическом метре влажного воздуха, т.е. в кубическом метре системы "сухой воздух – Н2О".
ВОЗДУХ. Газообразная смесь веществ (в том числе, переменного состава), из которых состоит земная атмосфера, содержит преимущественно азот. В рамках принятых нами допущений, сухой воздух рассматривается как бинарная газообразная смесь азота и кислорода, не связанных между собой химически.
ГАЗ. Одно из агрегатных состояний вещества.
ИНДИКАТОР. Устройство или вещество для установления факта существования входного сигнала и/или определения его значения без указания погрешности.
ОТКАЗ изделия. Событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния изделия.
ПАР. Разновидность газообразного состояния вещества; отличающаяся тем, что может находиться в равновесии с тем же веществом в конденсированном состоянии.
ПАРАМЕТРЫ. (т.е. "параметры состояния") Любые измеримые макроскопические характеристики состояния термодинамической системы, которые характеризуют существенные свойства объекта или явления. В реальных условиях эксплуатации, при отсутствии дополнительных факторов, определяющих физическое состояние фазы, такими параметрами следует считать - давление, температуру и влажность воздуха.
ПОВРЕЖДЕНИЕ изделия. Событие, заключающееся в нарушении исправного состояния изделия.
СОСТОЯНИЕ. (читай - термодинамическое состояние) Состояние термодинамической системы, определяемое значениями ее параметров. Не путать с агрегатным состоянием вещества и состоянием изделия.
агрегатное СОСТОЯНИЕ вещества. Одно из состояний вещества – твердое, жидкое и газообразное.
конденсированное СОСТОЯНИЕ . Общее название жидкого и твердого агрегатного состояния вещества.
"Состояние воздуха, подаваемого в кабельные линии". Состояние равновесной термодинамической системы "сухой воздух – Н2О" однозначно определенное количественными значениями ее параметров, контролируемыми на выходе из КСУ. Состояние воздуха не может иметь никаких особенностей, т.к. однозначно определено значениями параметров.
исправное СОСТОЯНИЕ изделия. Состояние изделия, при котором оно соответствует всем установленным требованиям.
неисправное СОСТОЯНИЕ изделия. (неисправность) Состояние изделия, при котором оно не соответствует хотя бы одному из установленных требований.
неработоспособное СОСТОЯНИЕ изделия. Состояние изделия, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует установленным требованиям.
работоспособное СОСТОЯНИЕ изделия. Состояние изделия, при котором значение всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствует установленным требованиям.
ФАЗА. Совокупность тождественных по химическому составу, физическим и термодинамическим свойствам частей системы, ограниченных поверхностями раздела.
конденсированная ФАЗА. Общее название жидких и твердых фаз вещества.