طرح کنترل کیفیت و آزمایش کابل برق

​

​I. پیش‌زمینه مسئله​
کابل‌های برق هستند که از مهم‌ترین وسایل انتقال در سیستم‌های توزیع برق به شمار می‌روند. عملکرد با کیفیت آن‌ها مستقیماً تعیین‌کننده ثبات تأمین برق، ایمنی عملیاتی، طول عمر تجهیزات و قابلیت جلوگیری از حوادث ایمنی مانند آتش‌سوزی است. کابل‌های غیراستاندارد موجب مشکلات جدی از جمله افزایش مقاومت، گرم شدن زیاد، خرابی عایق، افزایش خطر آتش‌سوزی و تشدید تداخل‌های سیگنال می‌شوند. بنابراین، ایجاد یک سیستم کنترل و آزمون کیفی علمی، دقیق و جامع که از مواد اولیه تا محصولات نهایی را پوشش می‌دهد، حیاتی است.

​II. اهداف طرح​

1. ​ضمانت منبع:​​ تضمین اینکه تمام مواد اولیه مورد استفاده در تولید کابل‌ها با بالاترین استانداردهای ملی و صنعتی (مانند GB/T 3956، GB/T 12706، GB/T 19666 و غیره) مطابقت دارند.
2. ​کنترل فرآیند:​​ نظارت مؤثر بر پارامترهای کلیدی فرآیند و کیفیت مرحله‌های میانی در طول تولید.
3. ​قابلیت اطمینان محصول:​​ تضمین اینکه تمام شاخص‌های عملکردی کلیدی کابل‌های نهایی - از جمله الکتریکی، فیزیکی و مکانیکی و عملکرد آتش‌نشانی - با الزامات طراحی و قرارداد مطابقت داشته یا آن‌ها را تجاوز کنند.
4. ​مدیریت ریسک:​​ شناسایی عیوب پتانسیل از طریق آزمون‌های سیستماتیک برای جلوگیری از ورود محصولات نامعتبر به بازار و کاهش ریسک‌های استفاده.
5. ​پیگیری:​​ ایجاد یک سیستم کامل ثبت آزمون‌های کیفی برای دستیابی به قابلیت پیگیری دسته‌های کلیدی مواد و نتایج آزمون محصولات.

​III. راه‌حل‌های اصلی: کنترل و آزمون کیفیت کابل‌های برق​

​​(A) کنترل و آزمون کیفیت مواد اولیه (کنترل منبع)​​

• ​1. صلاحیت‌سنجی و ارزیابی تامین‌کنندگان:​​
• انتخاب تامین‌کنندگان مؤهل با یک سیستم مدیریت کیفیت قوی (مانند گواهی ISO 9001)، توان تأمین پایدار و شهرت خوب در صنعت.
• اجرای نمونه‌برداری دوره‌ای بدون اعلان یا تأیید سوم‌طرفی از مواد تامین‌کنندگان.
• ​2. آزمون مواد اولیه کلیدی:​​
• ​مواد رسانا (موی سیم مس/آلومینیوم):​​
• ​آیتم‌های آزمون:​​ تجزیه‌وتحلیل ترکیب شیمیایی (درصد مس، عناصر آلوده)، ویژگی‌های مکانیکی (مقاومت کششی، انبساط، خم شدن مکرر)، اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی (در 20°C).
• ​مرجع استاندارد:​​ GB/T 3953 (موی سیم مس برای مقاصد الکتریکی)، GB/T 3954 (موی آلومینیوم برای مقاصد الکتریکی)، GB/T 3956 (رساناهای کابل‌های عایق‌دار) و غیره.
• ​روش‌های آزمون:​​ تجزیه‌گرهای شیمیایی (مانند طیف‌سنج)، دستگاه آزمون کشش، پل ویتنستون یا دستگاه اندازه‌گیری مقاومت دقیق.
• ​مواد عایق و پوشش (PVC، XLPE، PE، LSZH و غیره):​​
• ​آیتم‌های آزمون:​​
• ویژگی‌های فیزیکی: ظاهر، چگالی، یکنواختی ضخامت، مقاومت کششی و انبساط در شکست، مقایسه عملکرد قبل و بعد از سن‌گیری.
• ویژگی‌های الکتریکی: مقاومت حجمی/سطحی.
• ویژگی‌های حرارتی: تغییر شکل حرارتی، آزمون تنظیم گرم (برای XLPE)، آزمون ضربه/خم شدن در دمای پایین.
• عملکرد آتش‌نشانی (برای LSZH/مواد ضد آتش): شاخص اکسیژن، چگالی دود، محتوای گاز اسیدی، محتوای هالوژن (برای نیاز به بدون هالوژن).
• ​مرجع استاندارد:​​ GB/T 8815 (ترکیبات پلی‌وینیل کلرید غیرپلاستیک‌شده)، GB/T 15065 (ترکیبات عایق‌دهنده پلی‌اتیلن متقاطع)، GB/T 18380 (آزمون‌های کابل‌های الکتریکی در شرایط آتش - آزمون شعله تکی)، GB/T 17651 (اندازه‌گیری چگالی دود)، GB/T 17650 (مواد و محصولات بدون هالوژن و کم‌دود) و استانداردهای قابل اجرا دیگر.
• ​روش‌های آزمون:​​ دستگاه آزمون مواد جامد، فرن سن‌گیری، دستگاه اندازه‌گیری مقاومت، دستگاه آزمون تنظیم گرم، تجزیه‌گر شاخص اکسیژن، کámara دود، تجزیه‌گرهای شیمیایی.
• ​مواد محافظ (نوار/سیم مس):​​ ضخامت، مقاومت، درصد پوشش.
• ​مواد پرکننده/پشتیبان:​​ مقاومت در برابر آب (در صورت لزوم)، مقاومت مکانیکی، سازگاری.
• ​3. الزامات آزمون:​​
• همه مواد اولیه وارد شده باید همراه با گواهی تحلیل (COA)/گواهی مطابقت (COC) تامین‌کننده باشند.
• اجرای نمونه‌برداری دسته‌ای دریافتی بر اساس برنامه‌های نمونه‌برداری تعریف شده (مانند GB/T 2828.1). فرکانس نمونه‌برداری می‌تواند برای مواد کلیدی (مانند رسانا، ماده عایق اصلی) افزایش یابد یا نمونه‌برداری کامل دسته‌ای اجرا شود.
• مواد اولیه که در آزمون رد شده‌اند، به طور کاتégorique از استفاده در تولید منع می‌شوند.

​​(B) کنترل کیفیت فرآیند تولید (نظارت بر فرآیند)​​

• ​1. نظارت بر پارامترهای کلیدی فرآیند:​​
• پیچش رسانا: نسبت پیچش، قطر خارجی، فشرده‌سازی (رسانا).
• فرآیند اکستروژن: تنظیمات و کنترل دما در هر منطقه، فشار اکستروژن، سرعت خط، فرآیند خنک‌سازی (تأثیر قابل توجهی بر کریستالیتی دارد).
• فرآیند متقاطع‌سازی (برای XLPE): دوز تابش/دمای و زمان وulkanizasyon (برای درجه متقاطع‌سازی)، شرایط خنک‌سازی.
• فرآیند محافظ: درصد پوشش، کیفیت همپوشانی.
• کابل‌سازی: طول پیچش، پایداری هسته.
• اکستروژن پوشش: یکنواختی ضخامت، کیفیت سطح، خوانایی چاپ.
• ​2. نمونه‌برداری فرآیند:​​
• تعیین نقاط نظارت آنلاین یا آفلاین در مراحل کلیدی (مانند پس از اکستروژن، متقاطع‌سازی، کابل‌سازی، پوشش‌دهی).
• ​آیتم‌های نمونه‌برداری معمول:​​ ضخامت و غیرمرکزی بودن عایق/پوشش، قطر خارجی، ابعاد ساختاری، ظاهر (عیوب سطحی)، آزمون جرقه/耐压测试（在线/离线），部分物理性能抽样（例如，拉伸）。

​​(C) 成品电缆质量控制和测试（最终验证）​

• ​1. 型式试验（针对新产品或重要合同的首批产品）：​根据相关标准（如GB/T 12706.1/2）进行全面测试，以全面验证设计符合性。
• ​2. 常规测试（每批/每卷/每盘）：​
• ​核心项目：​
• 导体直流电阻测试：测量每个导体的电阻，以验证其是否符合标称截面要求（GB/T 3956）。这是计算载流量和发热的基础。
• 局部放电测试（对于中高压电缆至关重要）：检测绝缘层内的微小缺陷，这些缺陷可能导致长期故障（GB/T 3048.8，GB/T 12706）。非常重要！
• 电压测试（耐压测试）：
• 工频交流耐压：最常见。施加多倍额定电压（例如2.5U₀）持续一定时间（例如5分钟）。绝缘层不得击穿。
• 直流耐压（特定应用）：用于某些类型的电缆或作为交流测试的补充。
• 绝缘电阻测量：测量导体与屏蔽层/金属护套/地之间的电阻，反映绝缘材料的基本绝缘性能（GB/T 3048.5/6）。
• ​3. 抽样测试（批次抽样或定期测试）：​
• ​电气性能：​
• 电容测量（如果适用）。
• 介质损耗角正切（tan δ）测量（特别是对于高压电缆）。
• ​结构尺寸和物理性能：​
• 绝缘层和护套厚度测量：确保符合最小设计要求。
• 外径测量：控制公差。
• 物理与机械性能测试：
• 拉伸强度和断裂伸长率（绝缘层/护套）在老化前/后：关键指标，反映材料的抗老化能力和韧性（GB/T 2951.1）。
• 热延伸测试（XLPE绝缘层必须进行）：验证交联度是否符合要求（GB/T 2951.21）。
• 低温冲击/弯曲测试：评估材料在低温下的脆性。
• 弯曲/挠曲测试：模拟安装和运行条件，测试电缆的柔韧性（GB/T 12527）。
• 弯曲测试：验证电缆的最小允许弯曲半径（通常在成品电缆上进行）。
• 防火性能测试（根据设计要求）：
• 单根垂直火焰测试（GB/T 18380.1系列）。
• 成束火焰测试（GB/T 18380.3系列）。
• 烟密度测试（GB/T 17651）。
• 无卤、低烟性能测试（酸性气体含量、pH值、电导率、光透射率、卤素含量 - GB/T 17650）。
• ​结构检查：​导体结构、屏蔽覆盖率、芯线排列、填充密度、金属铠装层（尺寸、绞合长度、重叠间隙）等。
• ​4. 测试过程：​
• 为每批/每卷/每盘成品电缆分配唯一标识。
• 根据定义的抽样计划（按GB/T 2828.1或合同要求）选择代表性样品。
• 在认可的实验室进行测试，遵循现行有效的国家标准、行业标准、企业标准或合同技术协议。
• 所有测试项目必须有明确的合格/不合格标准。
• 将测试结果记录在成品测试报告中。

​​(D) 第三方验证和检验（可选但推荐）​

• 对于重大项目、关键位置使用的高价值电缆或用户特别要求的情况：
• 聘请具有资质的独立第三方测试机构（例如CNAS/CMA认证）对进料或成品进行抽样/重新测试。
• 委托专业检验机构见证并进行现场观察（审核/监督）电缆生产（特别是关键工序）和最终测试。

​IV. 质量测试机构和设备保障​

• ​认证：​执行测试任务的实验室必须具备相关认证（例如CNAS，CMA）。
• ​设备要求：​配备全面、功能齐全且精度达标的测试设备，并定期校准和验证（按照JJG程序）：
• 高压测试设备（工频交流、直流、冲击、局部放电系统）。
• 精密电桥、电阻表。
• 万能材料试验机（带高低温箱和老化箱）。
• 热延伸测试装置。
• 防火测试设备。
• 精密测量工具（卡尺、投影仪）。
• 化学分析仪器（光谱仪、滴定仪、离子色谱仪等）。
• 厚度计（激光、超声波）。
• ​人员要求：​测试人员必须经过专业培训，熟悉标准和操作程序，并持有有效证书。

​V. 不合格产品处理​

• 在任何阶段（原材料、过程、成品）发现不合格产品时，应识别并隔离。
• 进行不合格评审，分析根本原因。
• 根据评审结论，采取以下措施之一：返工/修复（如果经评估可行且核心性能不受影响），降级/特许使用（仅适用于非关键情况并经用户批准），或报废。
• 严格禁止任何形式的不合格产品到达项目现场。

​VI. 记录和可追溯性​

• 建立完整的电子和物理备份记录，包括至少以下内容：
• 原材料供应商信息、批次号、采购订单号、原材料测试报告。
• 生产批次号、操作日志（关键参数）、过程检验记录。
• 成品标识（类型、规格、长度、制造日期、批次/卷/盘号）、完整的成品测试报告（涵盖所有强制性和可选测试结果）、型式测试报告副本（如适用）。
• 第三方测试/检验报告。
• 保存档案规定的期限（通常不少于产品的预期生命周期），以确保产品质量可追溯。在出现质量问题时，能够快速追溯到原材料批次、生产条件和测试数据。