УЗИП, рассматриваемые в этой статье – все устройства защиты от перенапряжений для низковольтных электроустановок и устройства защиты от перенапряжений и сверхтоков для оборудования передачи информации – в телекоммуникациях, системах промавтоматики, технологического управления, безопасности и т.п.
Под временем эксплуатации будем понимать промежуток между моментом, когда предприятие, которое будет их устанавливать и в дальнейшем заниматься эксплуатацией приняло УЗИП от производителя, продавца или с хранения и до момента, утилизации.
Не следует ожидать от короткой статьи каких-то конкретных советов, но для понимания проблемы в целом она будет полезна.
Устройство защиты, как часть технической системы
К УЗИП в полной мере могут быть применены методы теории надежности технических систем (кто бы сомневался, но отметить это было нужно). В качестве иллюстрации приведу график типичной зависимости интенсивности отказов λ от времени, который вполне можно применить к большинству УЗИП.
Перечислю несколько особенностей применения УЗИП, важных для нашей темы
1. В случае полной неработоспособности УЗИП, оно не окажет влияние на действие системы в целом, если не влияет на режим передачи электроэнергии и электрических сигналов.
2. Так как воздействие опасных электромагнитных влияний на технические системы имеет случайный характер, то необходимость и эффективность применения УЗИП могут быть оценены статистическими методами.
3. Если рассматривать воздействие только импульсных помех, то УЗИП являются частью системы уравнивания потенциалов, при неправильной организации которой применение УЗИП неэффективно или даже бесполезно, независимо от их качества.
4. УЗИП, как и любой дополнительный элемент в системе, не только повышает ее стоимость, но также и вносит свой вклад в снижение ее надежности.
Впрочем, в полной мере оценить эти факторы при проектировании невозможно, как из-за недостатка информации, так и из-за отсутствия специфических знаний (которыми обладает узкий круг специалистов) у проектировщиков. Поэтому применяется набор типовых решений – эта система работает, но всегда можно сделать решение более оптимальным, снизив стоимость оборудования и повысив надежность.
Ищем нормативы по проверке УЗИП и находим.
Логика подсказывает, что этим же путем следует идти при организации мероприятий по проверке устройств защиты, причем для обоснования затрат неплохо бы опереться на нормативные документы. При желании можно найти и больше, но упомяну для примера два.
Действующие до сих пор ведомственные нормы проектирования СТС и ГТС РД 45.120-2000 [1} определяют количество испытателей разрядников ИР-3М, которые должны иметься в эксплуатационных службах, в зависимости от емкости сети: на ГТС от 1 (менее 5000 номеров) до 3 (15000 номеров и более); на СТС – 1 штука.
В более ранних документах вместо ИР-3М (внесен в Госреестр СИ в 1974 г.) фигурировал также ИР-3. С учетом емкости телефонной сети СССР, а так же потребностей внутризоновых и междугородных линий связи, ведомственных сетей, вооруженных сил предприятия Минсвязи СССР выпустили испытатели разрядников в таких количествах, что их до сих пор можно приобрести в абсолютно новом виде.
Достаточно посмотреть на фотографию, чтобы понять, что с помощью ИР-3М возможно проверить за год несколько десятков тысяч разрядников в модулях кроссовой защиты (чисто теоретически), но на практике этого никто не делал – во всяком случае мне такие случаи неизвестны.
Если рассматривать УЗИП, как часть системы молниезащиты (СМЗ), что абсолютно правильно, то при определении периодичности и методов их проверки можно опираться на нормативную базу, регламентирующую организацию СМЗ - ГОСТ Р 59789-2021 (МЭК 62305-3:2010) [2] и ГОСТ Р МЭК 62305-4-2016 [3]. При этом необходимый цикл обслуживания и проверки определяется в зависимости от уровня молниезащиты объекта. Такой подход рекомендуется рядом производителей УЗИП, в частности см., Технический бюллетень [4].
Для УЗИП низковольтных ЭПУ считаю такой подход полностью оправданным, можно его распространить на устройства защиты информационных систем, установленных в зданиях и сооружениях. Но возможно ли его использовать в других случаях, когда устройства защиты установлены в уличных шкафах или вообще на мачтах ? ИМХО – нет.
Техническая политика
Нужно ли проверять УЗИП и какие, с какой периодичностью и какие методы использовать – предприятие должно решить само. Зависит это не только от типа УЗИП, особенности объектов, но и от методов эксплуатации. В качестве примера приведу несколько рекомендаций, которые мы дали нашим заказчикам.
1. На мачтах смонтированы ODU БШПД или РРС транспортной сети, для их защиты используются устройства защиты ODU Protect OD. Проверять их следует только в случае выхода оборудования из строя, причем, в зависимости от ситуации на замену может быть установлено другое устройство, или же прежнее, если оно исправно.
2. Компания не только продает и монтирует оборудование солнечных электростанций, но оказывает услуги по сервису. Включение проверки УЗИП серии УЗФЭС при ежегодном осмотре не только придаст дополнительного в глазах заказчика, но и даст дополнительную информацию о состоянии электростанции в целом. При этом время на проверку УЗИП несопоставимо с общими затратами времени (включая выезд на объект).
3. Оператор телефонной связи. Часть линий выполнена малопарными подвесными кабелями, местность с высокой грозовой активностью. Рекомендовано проверять модули кроссовой защиты, установленных на портах, вышедших из строя, заменив их на резервные. Проверку всех модулей кросса следует производить только в случае массового выхода из строя (например вышло из строя более 3 % комплектов АК от общей емкости. При такой организации достаточно иметь один прибор для проверки УЗИП на региональный филиал
На обслуживаемых объектах проверка УЗИП может производиться силами дежурного персонала (за исключением УЗИП для ЭПУ). На необслуживаемых объектах проверку УЗИП можно совмещать с другими регламентными работы. Проверка УЗИП должна проводиться в случае выхода из строя оборудования, которое они защищают.
Выбросить нельзя использовать
Прошедшим летом случайно попал в здание АТС, где демонтировали кросс. Кроме распределительных блоков TESLA, которые поставлялись вместе с АТСК-У, было порядка тысячи пар на плинтах KRONE и модули кроссовой защиты той же фирмы, выпущенные лет 20 назад - на несколько сотен тысяч. Все это лежало в кучах и я Порылся в телекоммуникационном хламе.
Могу предполагать, что это далеко не единичный случай. Комплектация в модулях защиты KRONE тех лет была исключительно качественная. Если вернуться к графику в начале статьи – то до начала периода износа им еще очень далеко. Потребность у Ростелекома в кроссовой защите хотя и сократилась, но будет сохраняться, пока сети проводной телефонной связи находятся в эксплуатации. У меня есть сомнения, что закупаемые сейчас оператором модули защиты по качеству будут лучше, чем простоявшие 20 лет в кроссах кроновские, после обязательной проверки, конечно.
В технологии УЗИП вряд ли что новое можно придумать, поэтому при демонтаже оборудования можно их снимать, продлевать срок службы и использовать заново. Вопрос только в организации процесса, и при больших масштабах сумма экономии может быть значительной.
In my humble opinion
1. Правильное применение УЗИП повышает надежность технической системы в целом. Неправильное применение или применение без необходимости понижает надежность технической системы.
2. Если УЗИП применяются в массовом порядке, целесообразно в Стандартах предприятия или иных документах, определяющих техническую политику предприятия, определить необходимость, периодичность методы контроля их состояния в процессе эксплуатации.
3. Проверка УЗИП необходима после длительного хранения, при продлении срока эксплуатации, также после демонтажа, если их предполагается использовать.
Чем и как проверять
Для контроля состояния УЗИП проверяют параметры элементов защиты, которые в ходе эксплуатации могут измениться (классификационное напряжение варисторов и других полупроводниковых элементов, статическое напряжение пробоя разрядников. Их измерение позволит не только выявить неисправное устройство, но и обнаружить начавшуюся деградацию структуры варистора и произвести своевременную замену УЗИП, используемого в низковольтной ЭПУ.
Приборы для проверки УЗИП обычно выпускают сами или заказывают изготовление под своей маркой производители УЗИП, и ООО «Комменж» в том числе.
Тестер элементов и устройств защиты ISKRA – выпускается с небольшими изменениями с 2005 года (получил поощрительный диплом конкурса «Лучший отечественный измерительный прибор -2007»). Особенность прибора – два режима измерения – «Разрядник» (статическое напряжение пробоя) и «варистор» (классификационное напряжение. Диапазон измерений – 800 Вольт, может быть расширен до 1600 Вольт с помощью приставки AVS-800.
С конца 2023 началось серийное производство нового тестера модулей защиты «Гроза» - реинкарнации прибора, который на том же конкурсе отечественных измерительных приборов, что и ISKRA занял третье место.
Сделали мы его прежде всего для себя, так как приборы в ОТК - старые «Грозы», выполнив миллионы измерений, начали выходить из строя.
Откуда миллионы ? Возьмем для примера, устройство защиты Ethernet Commeng Cat6P Необходимое количество измерений: статическое напряжение пробоя разрядников – 9 раз; изоляция между проводов пар – 4, изоляция провод-земля – ; сообщение между парами – 6; безобрывность провода – 8. Итого – 36. Это по максимуму, что может померять «Гроза», если даже сократить в 2 раза …
Изначально «Гроза» и измерительный адаптер для нее предназначались для проверки кроссовпй защиты – десятков и сотен тысяч портов (напряжение пробоя разрядника, сопротивление изоляции, вносимое в провод сопротивление, расчет сопротивления асимметрии). Для подключения модулей кроссовой защиты и устройств защиты Ethernet разработаны соответствующие адаптеры.
«Гроза» подключается к ПК, программное обеспечение позволяет производить настройку режимов измерения, производить обработку и архивацию результатов измерений.
Когда-то ISKRA и «Гроза» были внесены в Госреестр СИ. Мы решили облегчить жизнь себе и заказчикам, переведя их в испытательные устройства, подлежащие аттестации. Первичную выполняем мы сами, периодическую может сделать заказчик, при наличии поверенных приборов и специалиста метролога.
Приборы COMMENG для проверки элементов и устройств защиты.
Моя статья в журнале "Первая миля" Проверка УЗИП в процессе эксплуатации: чем, зачем, как и когда
Источники
1. РД 45.120-2000 НТП 112-2000. Нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети. Утвержден министерством РФ по связи и информатизации 12.10.2000
2. ГОСТ Р 59789-2021 (МЭК 62305-3:2010) Молниезащита. Часть 3. Защита зданий и сооружений от повреждений и защита людей и животных от электротравматизма
3. ГОСТ Р МЭК 62305-4-2016 Защита от молнии. Часть 4 Защита электрических и электронных систем внутри зданий и сооружений.
4. Технический бюллетень TNP021 11.04.2017 г. Диагностика состояния и обслуживание УЗИП, находящихся в эксплуатации. «Хакель Рос», 2017.ости