Схема за контрол на качеството и изпитване на електрически кабели

​

​I. Фон на проблемата​
Електрическите кабели са основен медий за пренос в енергийните системи. Тяхното качествено изпълнение директно определя стабилността на доставката на електроенергия, безопасността на операциите, продължителността на живота на оборудването и способността да се предотвратяват пожарни инциденти. Некачествени кабели водят до редица сериозни проблеми, включително увеличена съпротивителност, прекомерна генерация на топлина, разпадане на изолацията, повишена опасност от пожар и усилена сигнална интерференция. Ето защо е от ключово значение да се установи научна, строга и всеобхватна система за контрол и тестове на качеството, покриваща всички елементи - от суровините до крайния продукт.

​II. Цели на решението​

1. ​Гаранция на изходните материали:​​ Да се гарантира, че всички суровини, използвани при производството на кабели, спазват най-високите национални и индустриални стандарти (например GB/T 3956, GB/T 12706, GB/T 19666 и др.).
2. ​Контрол на процеса:​​ Ефективно наблюдение на ключовите параметри на процеса и качеството на промеждутъчните етапи по време на производството.
3. ​Надеждност на продукта:​​ Да се гарантира, че всички ключови показатели на готовите кабели - включително електрически, физически и механични, както и пожарна сигурност - съответстват или надхвърлят проектните и договорни изисквания.
4. ​Управление на рисковете:​​ Идентифициране на потенциални дефекти чрез систематични тестове, за да се предотврати попадането на неконформни продукти на пазара и намаление на рисковете при използване.
5. ​Следимост:​​ Създаване на пълна система за запис на резултатите от тестовете, за да се осигури следимост на партиди от ключови материали и резултати от тестове на продуктите.

​III. Основни решения: Контрол и тестове на качеството на електрически кабели​

​​(A) Контрол и тестове на качеството на суровините (контрол на изходните материали)​​

• ​1. Квалификация и оценка на доставчиците:​​
• Избор на квалифицирани доставчици с добре развита система за управление на качеството (например сертификат ISO 9001), стабилна способност за доставка и добра репутация в индустрията.
• Провеждане на периодични непредварително обявени пробни проверки или трето-странни верификации на материали от доставчици.
• ​2. Тестове на ключови суровини:​​
• ​Материал за проводник (меден/алуминиев стержен/жик):​​
• ​Елементи на тестовете:​​ Анализ на химическия състав (съдържание на медь, примеси), механични свойства (разтегловна здравина, удължение, повторено огъване), измерване на съпротивлението (при 20°C).
• ​Стандартни референции:​​ GB/T 3953 (Окръгли медни жици за електрически цели), GB/T 3954 (Алуминиеви стержени за електрически цели), GB/T 3956 (Проводници на изолирани кабели) и др.
• ​Методи на тестовете:​​ Химически анализатори (например спектрометър), машини за разтегловни тестове, мост на Уитстън или прецизен омметър.
• ​Материал за изолация и обвивка (PVC, XLPE, PE, LSZH и др.):​​
• ​Елементи на тестовете:​​
• Физически свойства: Външен вид, плътност, равномерност на дебелината, разтегловна здравина и удължение при разкъсване, сравнение на характеристиките преди и след стареене.
• Електрически свойства: Обемна/повърхностна съпротивителност.
• Термални свойства: Термично деформиране, тест за топло закрепване (за XLPE), тест за удър за ниски температури.
• Пожарна сигурност (за LSZH/пламноразтворими материали): Индекс на кислород, плътност на дим, съдържание на кисели газове, съдържание на халогени (за изискванията за безхалогени материали).
• ​Стандартни референции:​​ GB/T 8815 (Необработени поливинилхлоридни композиции), GB/T 15065 (Композиции за изолация от свързан полиетилен), GB/T 18380 (Тестове на електрически кабели при пожарни условия - тест с единичен пламък), GB/T 17651 (Измерване на плътността на дим), GB/T 17650 (Безхалогени, малодимящи материали и продукти) и други приложими стандарти.
• ​Методи на тестовете:​​ Универсална машина за материални тестове, печка за стареене, омметър, устройство за тест за топло закрепване, анализатор на индекса на кислород, камера за плътност на дим, химически анализатори.
• ​Щитов материал (медна лента/жица):​​ Дебелина, съпротивителност, степен на покритие.
• ​Материал за напълване/подслойка:​​ Водостойкост (ако е приложимо), механична здравина, съвместимост.
• ​3. Изисквания за тестове:​​
• Всички входящи суровини трябва да бъдат придружени от сертификат на анализа (COA)/сертификат на съответствие (COC) от доставчика.
• Изпълняване на пробни проверки на партиди при получаването, базирани на определени планове за пробни проверки (например GB/T 2828.1). Честотата на пробните проверки може да бъде увеличена или да се изпълни проверка на цялата партида за ключови материали (например проводник, основен материал за изолация).
• Суровините, които не са преминали проверката, са строго забранени за използване в производството.

​​(B) Контрол на качеството на производствения процес (мониторинг на процеса)​​

• ​1. Мониторинг на ключовите параметри на процеса:​​
• Завиване на проводника: Соотношение на завивката, външен диаметър, компактиране (проводник).
• Екструзионен процес: Настройки и контрол на температурата в зони, екструзионно налягане, скорост на линията, процес на охлаждане (значително влияе на кристалността).
• Процес на свързване (за XLPE): Доза на облъчване/температура и време на вулканизация (ключови за степента на свързване), условия на охлаждане.
• Щитов процес: Степен на покритие, качество на наслачиване.
• Кабелен процес: Дължина на завивката, стабилност на ядрото.
• Екструзионен процес на обвивката: Равномерност на дебелината, външен вид, четливост на печатането.
• ​2. Пробни проверки на процеса:​​
• Създаване на онлайн или офлайн точки за инспекция на ключови етапи (например след екструзия, свързване, кабелиране, обвиване).
• ​Общи елементи на пробни проверки:​​ Дебелина и эксцентричност на изолацията/обвивката, външен диаметър, структурни размери, външен вид (повърхностни дефекти), тест за искри/тест за издръжливост на напрежение (онлайн/офлайн), частични пробни проверки на физически свойства (например разтегловни).

​​(C) Контрол и тестове на качеството на готовите кабели (финална верификация)​​

• ​1. Типови тестове (за нови продукти или първата партида по важни договори):​​ Изпълнение на всички тестове, посочени в съответните стандарти (например GB/T 12706.1/2), за да се провери конформността на проекта.
• ​2. Рутинни тестове (по партиди/барабани/цилиндри):​​
• ​Основни елементи:​​
• Тест за DC съпротивителност на проводника: Измерване на съпротивителността на всеки проводник, за да се провери съответствието с номиналното сечение (GB/T 3956). Това е фундаментално за изчисленията на допустимата мощност и нагряване.
• Тест за частични разряди (необходим за MV/HV кабели): Детектиране на микроскопични дефекти в изолацията, които могат да доведат до дългосрочна неуспешност (GB/T 3048.8, GB/T 12706). Екстремно важно!
• Тест за напрежение (тест за издръжливост на напрежение):
• AC тест за издръжливост на напрежение на променливо напрежение: Най-общи. Прилагане на множител на номиналното напрежение (например 2.5U₀) за определен период (например 5 мин). Изолацията не трябва да се разпадне.
• DC тест за издръжливост на напрежение (специфични приложения): Използван за определени типове кабели или като добавка към AC тестове.
• Измерване на изолационната съпротивителност: Измерване на съпротивителността между проводника и щита/метална обвивка/земя, отразяващо основните изолационни свойства на материала (GB/T 3048.5/6).
• ​3. Пробни проверки (пробни проверки на партиди или периодични тестове):​​
• ​Електрически характеристики:​​
• Измерване на капацитета (ако е приложимо).
• Измерване на диелектричната загуба (tan δ) (особено за HV кабели).
• ​Структурни размери и физически свойства:​​
• Измерване на дебелината на изолацията и обвивката: Осигуряване на съответствието с минималните проектни изисквания.
• Измерване на външния диаметър: Контрол на допуските.
• Физически и механични тестове:
• Разтегловна здравина и удължение при разкъсване (изолация/обвивка) преди/след стареене: Ключови индикатори, отразяващи способността на материала да се противопоставя на стареенето и твърдостта му (GB/T 2951.1).
• Тест за топло закрепване (необходим за изолация от XLPE): Проверка на съответствието на степента на свързване (GB/T 2951.21).
• Тест за удър за ниски температури: Оценка на бриткосът на материала при ниски температури.
• Тест за извиване/огъване: Симулиране на условията за монтаж и експлоатация, за да се тестира гъвкавостта на кабела (GB/T 12527).
• Тест за извиване: Проверка на минималния допустим радиус на извиване (обикновено се изпълнява на готовия кабел).
• Тестове за пожарна сигурност (според проектните изисквания):
• Тест с единичен вертикален пламък (GB/T 18380.1 серия).
• Тест с група пламъци (GB/T 18380.3 серия).
• Тест за плътност на дим (GB/T 17651).
• Тестове за безхалогени, малодимящи характеристики (съдържание на кисели газове, pH стойност, проводимост, светлинна прозрачност, съдържание на халогени - GB/T 17650).
• ​Структурен преглед:​​ Структура на проводника, степен на покритие на щита, подредба на ядрата, плътност на напълване, метална броня (размери, дължина на завивката, разстояние между наслаиванията) и др.
• ​4. Процес на тестовете:​​
• Дано уникална идентификация на всяка партида/барабан/цилиндр от готови кабели.
• Избор на представителни проби в съответствие с определени планове за пробни проверки (по GB/T 2828.1 или договорни изисквания).
• Изпълнение на тестовете в акредитирани лаборатории, спазвайки актуални и валидни национални, индустриални, предприемчески стандарти или технически споразумения по договор.
• Всички елементи на тестовете трябва да имат ясно дефинирани критерии за успех/неуспех.
• Записване на резултатите от тестовете в тестовия отчет на готовия продукт.

​​(D) Трето-странна верификация и инспекция (опционално, но препоръчително)​​

• За големи проекти, високостойностни кабели, използвани в ключови места, или по специфична заявка на потребител:
• Ангажиране на акредитирани независими трето-страни тестови институции (например с акредитации CNAS/CMA) за изпълнение на пробни проверки/повторни тестове на входящи материали или готови продукти.
• Поръчване на професионални инспекторски агенции да наблюдават и провеждат настаняване на място (аудит/наблюдение) по време на производството на кабели (особено ключови процеси) и финалните тестове.

​IV. Гаранция за тестовата агенция и оборудване​

• ​Акредитация:​​ Лабораториите, изпълняващи тестови задачи, трябва да притежават съответната акредитация (например CNAS, CMA).
• ​Изисквания за оборудване:​​ Обзаведени с комплексно, пълнофункционално тестово оборудване с необходимата точност, регулярно калибрирано и верифицирано (според процедурите JJG):
• Високонапреговано тестово оборудване (AC на променливо напрежение, DC, импулс, системи за частични разряди).
• Прецизни мостове, омметри.
• Универсални машини за материални тестове (с камери за висока и ниска температура и печки за стареене).
• Апаратура за тест за топло закрепване.
• Оборудване за пожарни тестове.
• Прецизни измервателни инструменти (михметри, проектори).
• Химически анализатори (спектрометри, титратори, йонна хроматография и др.).
• Дебелинови мерители (лазерни, ултразвукови).
• ​Изисквания за персонал:​​ Персоналът, изпълняващ тестове, трябва да е професионално обучен, да владее стандарти и оперативни процедури, и да разполага с валидна сертификация.

​V. Обработка на неконформни продукти​

• Идентифициране и изолиране на всеки продукт, открит като неконформен на всеки етап (суровини, процес, готов продукт).
• Изпълнение на ревизия за неконформност, за да се анализира кореновата причина.
• На основата на заключението от ревизията, изпълнение на едно от следните действия: Преработка/Ремонт (ако е възможно след оценка и основните характеристики не са засегнати), Надолу/Използване със съгласие (само за некритични ситуации със съгласието на потребителя) или Отхвърляне.
• Строго забранено е неконформните продукти да достигат до местата на проекти във всякаква форма.

​VI. Записи и следимост​

• Създаване на пълни електронни и физически резервни записи на всички инспекции, включително поне:
• Информация за доставчик на суровини, номер на партида, номер на поръчка, отчети за тестове на суровините.
• Номер на производствената партида, оперативни дневници (ключови параметри), записи за процесна инспекция.
• Идентификация на готовия продукт (тип, спецификация, дължина, дата на производство, номер на партида/барабан/цилиндр), пълен отчет за тестове на готовия продукт (включващ всички задължителни и опционални резултати от тестове), копие на отчет за типов тест (ако е приложимо).
• Отчети за трето-страни тестове/инспекции.
• Поддържане на архиви за определен период (обикновено не по-малко от очакваната жизнен цикъл на продукта), за да се осигури следимост на качеството. В случай на качествени проблеми, да се осигури бързо проследяване до партиди от суровини, условия на производство и данни от тестове.