Kvalitets kontrola i testiranje električnih kabela

​

​I. Pozadina problema​
Električni kabeli su ključni nosači prenosa u elektroenergetskim sustavima. Njihova kvaliteta izravno utječe na stabilnost snabdijevanja strujom, sigurnost rada, životnu dobu opreme i sposobnost prevencije nesreća poput požara. Podstandardni kabeli dovode do niza teških problema, uključujući povećan otpor, prekomjernu toplinsku generaciju, propadanje izolacije, povećanu riziku od požara i otežano šumsko zagađenje. Stoga je ključno uspostaviti znanstven, strogan i sveobuhvatan sustav kontrole kvalitete i testiranja koji obuhvaća sve od sirovine do gotovog proizvoda.

​II. Ciljevi sheme​

1. ​Garancija izvora:​​ Osigurati da sva sirovina koja se koristi u proizvodnji kabela ispunjava najviše nacionalne i industrijske standarde (npr. GB/T 3956, GB/T 12706, GB/T 19666 itd.).
2. ​Kontrola procesa:​​ Efektivno nadgledati ključne parametre procesa i kvalitet međuproizvoda tijekom proizvodnje.
3. ​Pouzdanost proizvoda:​​ Osigurati da sva ključna performansna mjerila gotovih kabela - uključujući električka, fizička i mehanička, te vatroprotna svojstva - zadovoljavaju ili prelaze zahtjeve dizajna i ugovora.
4. ​Upravljanje rizicima:​​ Preko sustavnog testiranja identificirati potencijalne defekte kako bi se sprečilo stjecanje tržišta neodgovarajućih proizvoda i smanjili rizici prilikom upotrebe.
5. ​Slijedivost:​​ Uspostaviti kompletni sustav zapisa o testiranju kvalitete kako bi se postigla slijedivost ključnih serija materijala i rezultata testiranja proizvoda.

​III. Ključna rješenja: Kontrola kvalitete i testiranje električnih kabela​

​​(A) Kontrola i testiranje kvalitete sirovine (kontrola izvora)​​

• ​1. Kvalifikacija i procjena dobavljača:​​
• Izabrati kvalificirane dobavljače s ispravnim Sustavom upravljanja kvalitetom (npr. ISO 9001 certifikacija), stabilnom sposobnošću snabdijevanja i dobrim ugledom u industriji.
• Redovito provoditi neoznačene uzorkovanja i provjere materijala ili treće strane verifikacije.
• ​2. Testiranje ključnih sirovina:​​
• ​Materijal vodiča (bakreni/aluminijasti čvor/žica):​​
• ​Testirani elementi:​​ Analiza kemskog sastava (sadržaj bakra, prisutnost štetnih elemenata), mehanička svojstva (tlačna čvrstoća, produljenje, ponovljeno savijanje), mjerenje otpornosti (na 20°C).
• ​Referentni standardi:​​ GB/T 3953 (Bakrene žice za električne svrhe), GB/T 3954 (Aluminijasti čnovi za električne svrhe), GB/T 3956 (Vodiči za izolirane kable) itd.
• ​Metode testiranja:​​ Kemski analizatori (npr. spektrometri), strojevi za tlačno testiranje, most Wheatstone-a ili precizni otporomjer.
• ​Materijali za izolaciju i omot (PVC, XLPE, PE, LSZH itd.):​​
• ​Testirani elementi:​​
• Fizička svojstva: Izgled, gustoća, jednolikost debljine, tlačna čvrstoća i produljenje pri loma, usporedba performansi prije/nakon starenja.
• Električka svojstva: Volumenski/površinski otpor.
• Točna svojstva: Termoformiranje, test toplinskog postavljanja (za XLPE), test udara/tlačnog savijanja na niskoj temperaturi.
• Vatrogasna performansa (za LSZH/vatrootporna materijala): Kiseonik indeks, gustoća dima, sadržaj kiselih plinova, halogeni sadržaj (za bezhalogeni zahtjev).
• ​Referentni standardi:​​ GB/T 8815 (Neplastificirani polivinil hloridni spojevi), GB/T 15065 (Spojevi za izolaciju križno vezanih polietilena), GB/T 18380 (Testovi električnih kabela u vatrenom stanju - test pojedinačne plamene), GB/T 17651 (Mjerenje gustoće dima), GB/T 17650 (Bezhalogeni, niskodimni materijali i proizvodi) i drugi primjenjivi standardi.
• ​Metode testiranja:​​ Univerzalni stroj za testiranje materijala, peć za starenje, otporomjer, uređaj za test toplinskog postavljanja, analizator kiseonik indeksa, komora za gustoću dima, kemski analizatori.
• ​Štitni materijal (bakreni trak/žica):​​ Debljina, otpor, stopa pokrivanja.
• ​Napolnivački/podložni materijali:​​ Otpornost na vodu (ako je primjenjivo), mehanička čvrstoća, kompatibilnost.
• ​3. Zahtjevi za testiranje:​​
• Svi ulazni materijali moraju biti prateni Certifikatom analize (COA)/Certifikatom o odgovarajućnosti (COC) dobavljača.
• Provoditi uzorkovanje po dolasku temeljem definiranih planova uzorkovanja (npr. GB/T 2828.1). Frekvencija uzorkovanja može biti povećana ili provedeno cijelo serijalno testiranje za ključne materijale (npr. vodič, glavni izolacijski materijal).
• Materijali koji ne prolaze testiranje strogo su zabranjeni za upotrebu u proizvodnji.

​​(B) Kontrola kvalitete procesa proizvodnje (nadzor procesa)​​

• ​1. Nadzor ključnih parametara procesa:​​
• Stranjanje vodiča: Omjer slojeva, vanjski promjer, gustomer (vodič).
• Ekstrudirani proces: Postavke i kontrola temperature po zoni, tlak ekstrudiranja, brzina linije, hlađenje (znatno utječe na kristalnost).
• Križno vezni proces (za XLPE): Doza zračenja/tempertura vulkanizacije i vrijeme (ključno za stupanj križnog vezanja), uvjeti hlađenja.
• Proces štitnog sloja: Stopa pokrivanja, kvaliteta preklapanja.
• Stranjanje kabela: Dužina slojeva, stabilnost jezgre.
• Ekstrudiranje omota: Jednolikost debljine, kvaliteta površine, čitljivost tiska.
• ​2. Uzorkovanje procesa:​​
• Postaviti online ili offline točke inspekcije na ključnim etapama (npr. nakon ekstrudiranja, križnog vezanja, stranjanja, omotavanja).
• ​Uobičajeni elementi uzorkovanja:​​ Debljina izolacije/omota i ekscentricitet, vanjski promjer, dimenzije konstrukcije, izgled (površinske defekte), test iskre/test otpornosti na napon (online/offline), uzorkovanje djelomičnih fizičkih svojstava (npr. tlačne čvrstoće).

​​(C) Kontrola i testiranje kvalitete gotovih kabela (konačna provjera)​​

• ​1. Tip testiranja (za nove proizvode ili prvu seriju važnih ugovora):​​ Provoditi sve testove definirane u relevantnim standardima (npr. GB/T 12706.1/2) kako bi se kompjelativno provjerila odgovarajućost dizajna.
• ​2. Redovita testiranja (po seriji / po bubnju / po valjku):​​
• ​Osnovni elementi:​​
• Test DC otpornosti vodiča: Mjeriti otpor svakog vodiča kako bi se provjerilo ispunjavanje nominiranih zahtjeva za presjekom (GB/T 3956). To je fundamentalno za izračune struje i zagrijavanja.
• Test djelomičnog razlaganja (bitan za MV/HV kable): Detektirati sitne defekte unutar izolacije koji mogu dovesti do dugoročnog propada (GB/T 3048.8, GB/T 12706). Izuzetno važno!
• Test napona (test otpornosti na napon):
• AC test otpornosti na napon na strujni frekvenciji: Najčešći. Primijeniti višestruki nominalni napon (npr. 2.5U₀) tijekom određenog vremena (npr. 5 min). Izolacija ne smije propasti.
• DC test otpornosti na napon (specifične primjene): Koristiti za određene vrste kabela ili kao dopuna AC testovima.
• Mjerenje izolacijskog otpora: Mjeriti otpor između vodiča i štita/metalne omotnice/zemlje, što odražava osnovna izolacijska svojstva materijala (GB/T 3048.5/6).
• ​3. Uzorkovna testiranja (serijsko uzorkovanje ili periodična testiranja):​​
• ​Električka performansa:​​
• Mjerenje kapacitance (ako je primjenjivo).
• Mjerenje tangensa dielektričnog gubitka (tan δ) (posebno za HV kable).
• ​Dimezijska i fizička svojstva:​​
• Mjerenje debljine izolacije i omota: Osigurati ispunjavanje minimalnih dizajnerskih zahtjeva.
• Mjerenje vanjskog promjera: Kontrolirati tolerancije.
• Fizička i mehanička testiranja:
• Tlačna čvrstoća i produljenje pri lomu (izolacija/omot) prije/nakon starenja: Ključni pokazatelji, koji odražavaju sposobnost materijala da se protivi starenju i tvrdosti (GB/T 2951.1).
• Test toplinskog postavljanja (bitan za XLPE izolaciju): Verificirati stupanj križnog vezanja (GB/T 2951.21).
• Test udara/tlačnog savijanja na niskoj temperaturi: Procijeniti britkoću materijala na niskoj temperaturi.
• Test fleksibilnosti/savijanja: Simulirati uvjete instalacije i rada kako bi se testirala fleksibilnost kabela (GB/T 12527).
• Test savijanja: Verificirati minimalni dopušteni radijus savijanja (obično se provodi na gotovom kabelu).
• Testovi vatrogasne performanse (prema zahtjevima dizajna):
• Jednostavni vertikalni test plamene (GB/T 18380.1 serija).
• Test grupe plamenova (GB/T 18380.3 serija).
• Test gustoće dima (GB/T 17651).
• Testovi bezhalogenih, niskodimnih performansi (sadržaj kiselih plinova, pH vrijednost, provodljivost, propusnost svjetlosti, sadržaj halogena - GB/T 17650).
• ​Strukturna ispitivanja:​​ Struktura vodiča, stopa pokrivanja štitnog sloja, raspored jezgra, gustoća napolnivača, metalna oklopna sloja (dimenzije, dužina slojeva, razmak preklapanja) itd.
• ​4. Proces testiranja:​​
• Dijeliti jedinstvenu identifikaciju svakoj seriji/drumu/valjkau gotovog kabela.
• Odabir reprezentativnih uzoraka prema definiranim planima uzorkovanja (prema GB/T 2828.1 ili zahtjevima ugovora).
• Provoditi testove u akreditiranim laboratorijima, slijedeći trenutne i važeće nacionalne, industrijske, poduzeća ili tehnički ugovorne standarde.
• Svi testirani elementi moraju imati jasno definirane kriterije uspjeha/neuspjeha.
• Zapisati rezultate testiranja u izvještaju o testiranju gotovog proizvoda.

​​(D) Treće strane verifikacija i inspekcija (opcionalno ali preporučljivo)​​

• Za velike projekte, visokovrijedne kable koristene na ključnim lokacijama ili prema specifičnom zahtjevu korisnika:
• Angažirati akreditirane nezavisne treće strane institucije za testiranje (npr. sa CNAS/CMA akreditacijom) za uzorkovanje/pretestiranje ulaznih materijala ili gotovih proizvoda.
• Zatražiti profesionalne inspekcijske agencije da svjedoče i provedu nadgledanje na mjestu (audit/supervizija) tijekom proizvodnje kabela (posebno ključnih procesa) i konačnog testiranja.

​IV. Garancija agencije za testiranje kvalitete i opreme​

• ​Akreditacija:​​ Laboratoriji koji provode testiranje moraju posjedovati odgovarajuću akreditaciju (npr. CNAS, CMA).
• ​Zahtjevi za opremu:​​ Oprijeko opremljeni kompletnom, funkcionalnom testnom opremom potrebne preciznosti, redovito kalibrirano i verificirano (prema JJG procedurama):
• Visokonaponska testna oprema (AC na strujni frekvenciji, DC, impulsi, sistemi za djelomično razlaganje).
• Precizni mostovi, otporomjeri.
• Univerzalni strojevi za testiranje materijala (sa visoko/nisko temperaturnim komorama i pećima za starenje).
• Uređaji za test toplinskog postavljanja.
• Oprema za vatrogasne testove.
• Precizna mjerna alata (šipci, projektori).
• Kemijska analitička oprema (spektrometri, titrimetri, jonni kromatografi itd.).
• Debljinomiri (laserski, ultrazvučni).
• ​Zahtjevi za osoblje:​​ Osoblje za testiranje mora biti profesionalno obučeno, vješto u standardima i operativnim postupcima, te posjedovati važeću certifikaciju.

​V. Obrada neodgovarajućih proizvoda​

• Identificirati i izolirati sve proizvode koji se ne odgovaraju na bilo kojoj etapi (sirovina, proces, gotovi proizvodi).
• Provoditi pregled neodgovarajućosti kako bi se analizirao temeljni uzrok.
• Na temelju zaključka pregleda, implementirati jednu od sljedećih akcija: Popravak/reparacija (ako je moguće procijeniti i osnovna performansa nije utječena), smanjenje/raspolažanje kao concession (samo za neslužbene scenarije s odobrenjem korisnika) ili odpad.
• Strogo zabraniti da neodgovarajući proizvodi dostignu lokaciju projekta u bilo kojoj formi.

​VI. Zapisnici i slijedivost​

• Uspostaviti potpune elektroničke i fizičke arhivske zapise o svim inspekcijama, uključujući barem:
• Informacije o dobavljaču sirovine, broj serije, broj narudžbe, izvještaje o testiranju sirovine.
• Broj serije proizvodnje, dnevnik radnji (ključni parametri), zapisi o procesu inspekcije.
• Identifikacija gotovog proizvoda (vrsta, specifikacija, duljina, datum proizvodnje, broj serije/bubnja/valjka), potpuni izvještaj o testiranju gotovog proizvoda (koji obuhvaća sve obavezne i opcione rezultate testiranja), kopiju izvještaja o tip testiranja (ako je primjenjivo).
• Izvještaji o testiranju/inspekciji treće strane.
• Održavati arhive za definirani razdoblje (obično ne manje od očekivanog životnog vijeka proizvoda) kako bi se osigurala slijedivost kvalitete proizvoda. U slučaju problema s kvalitetom, omogućiti brzo praćenje nazad do serija sirovine, uvjeta proizvodnje i podataka o testiranju.