전기 케이블 품질 관리 및 시험 계획

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I. 문제 배경
전기 케이블은 전력 시스템의 핵심 전송 매체입니다. 그들의 품질 성능은 전체 시스템의 전력 공급 안정성, 운영 안전성, 장비 수명, 화재와 같은 안전 사고 예방 능력을 직접적으로 결정합니다. 불량 케이블은 저항 증가, 과도한 발열, 절연 파괴, 화재 위험 증가, 신호 간섭 심화 등 일련의 중대한 문제를 초래합니다. 따라서 원자재부터 완제품에 이르는 과학적이고 엄격하며 포괄적인 품질 관리 및 검사 시스템을 구축하는 것이 중요합니다.

II. 방안 목표

원자재 보장: 케이블 생산에 사용되는 모든 원자재가 최고의 국가 및 산업 표준(예: GB/T 3956, GB/T 12706, GB/T 19666 등)을 준수하도록 합니다.
공정 관리: 생산 과정에서 주요 공정 매개변수와 중간 단계의 품질을 효과적으로 모니터링합니다.
제품 신뢰성: 완제품 케이블의 모든 주요 성능 지표(전기, 물리적 및 기계적, 화재 성능 포함)가 설계 및 계약 요구사항을 충족하거나 이를 초과하도록 합니다.
위험 관리: 체계적인 테스트를 통해 잠재적인 결함을 식별하여 부적합 제품이 시장에 유입되는 것을 방지하고 사용 위험을 줄입니다.
추적성: 주요 원자재 배치 및 제품 테스트 결과의 추적성을 달성하기 위한 완전한 품질 테스트 기록 시스템을 구축합니다.

III. 핵심 해결책: 전기 케이블 품질 관리 및 테스트

(A) 원자재 품질 관리 및 테스트 (소스 제어)

1. 공급업체 자격 및 평가:

건전한 품질 관리 시스템(예: ISO 9001 인증), 안정적인 공급 능력, 좋은 산업 평판을 갖춘 적격 공급업체를 선정합니다.
주기적으로 예고 없이 샘플 검사를 실시하거나 제3자 검증을 수행합니다.

2. 주요 원자재 테스트:

전도체 재료 (구리/알루미늄 막대/선):

테스트 항목: 화학 조성 분석(구리 함량, 불순물 원소), 기계적 특성(인장 강도, 연신율, 반복 굽힘), 저항률 측정(20°C).
표준 참조: GB/T 3953 (전기용 둥근 구리 선), GB/T 3954 (전기용 알루미늄 막대), GB/T 3956 (절연 케이블의 도체) 등.
테스트 방법: 화학 분석기(예: 스펙트럼 분석기), 인장 테스트 머신, 웨이트스톤 다리 또는 정밀 저항계.

절연 및 피복 재료 (PVC, XLPE, PE, LSZH 등):

테스트 항목:

물리적 특성: 외관, 밀도, 두께 균일성, 인장 강도 및 파단 시 연신율, 노후화 전후 성능 비교.
전기적 특성: 부피/표면 저항.
열 특성: 열 변형, 고온 고정 테스트(XLPE), 저온 충격/굽힘 테스트.
화재 성능 (LSZH/난연 재료): 산소 지수, 연기 밀도, 산성 가스 함량, 할로겐 함량(무할로겐 요구사항).

표준 참조: GB/T 8815 (가소제 미첨가 폴리염화비닐 화합물), GB/T 15065 (교차결합 폴리에틸렌 절연 화합물), GB/T 18380 (화재 조건 하의 전기 케이블 테스트 - 단일 화염 테스트), GB/T 17651 (연기 밀도 측정), GB/T 17650 (무할로겐, 저연기 재료 및 제품) 및 기타 적용 가능한 표준.
테스트 방법: 범용 재료 테스트 머신, 노후화 오븐, 저항률 측정기, 고온 고정 테스트 장치, 산소 지수 분석기, 연기 밀도 챔버, 화학 분석기.

실드 재료 (구리 테이프/선): 두께, 저항, 커버리지 비율.
필러/베딩 재료: 수분 저항(적용 가능할 경우), 기계적 강도, 호환성.

3. 테스트 요구사항:

모든 입고 원자재는 공급업체의 분석 보고서(COA)/적합성 증명서(COC)를 동반해야 합니다.
정의된 샘플링 계획(예: GB/T 2828.1)에 따라 입고 시 배치 샘플링 검사를 수행합니다. 중요한 재료(예: 도체, 주요 절연 재료)의 경우 샘플링 빈도를 증가시키거나 전체 배치 검사를 실시할 수 있습니다.
검사에 통과하지 못한 원자재는 생산에 사용할 수 없습니다.

(B) 생산 공정 품질 관리 (공정 모니터링)

1. 주요 공정 매개변수 모니터링:

도체 스트랜딩: 나선비, 외경, 압축(도체).
익스추션 공정: 각 구역의 온도 설정 및 제어, 익스추션 압력, 라인 속도, 냉각 공정(결정도에 크게 영향).
교차결합 공정(XLPE): 방사선 용량/가교화 온도 및 시간(가교화 정도에 중요), 냉각 조건.
실드 공정: 커버리지 비율, 겹침 품질.
케이블링: 나선 길이, 코어 안정성.
피복 익스추션: 두께 균일성, 표면 품질, 인쇄 가독성.

2. 공정 샘플링:

중요한 단계(예: 익스추션 후, 교차결합 후, 케이블링 후, 피복 후)에서 온라인 또는 오프라인 검사 지점을 설정합니다.
일반적인 샘플링 항목: 절연/피복 두께 및 중심 이탈, 외경, 구조적 치수, 외관(표면 결함), 스파크 테스트/내압 테스트(온라인/오프라인), 부분적인 물리적 특성 샘플링(예: 인장).

(C) 완제품 케이블 품질 관리 및 테스트 (최종 검증)

1. 형식 테스트 (신제품 또는 중요한 계약의 첫 배치): 관련 표준(예: GB/T 12706.1/2)에 지정된 모든 테스트를 수행하여 설계 적합성을 종합적으로 검증합니다.
2. 일상적인 테스트 (배치별/드럼별/릴별):

주요 항목:

도체 직류 저항 테스트: 각 도체의 저항을 측정하여 명목 크로스 섹션 요구사항(GB/T 3956)을 준수하는지 확인합니다. 이는 전류 용량 및 발열 계산의 기본입니다.
국부 방전 테스트(중압/고압 케이블 필수): 절연 내부의 미세 결함을 감지하여 장기적인 고장을 방지합니다(GB/T 3048.8, GB/T 12706). 매우 중요!
전압 테스트(내압 테스트):

주파수 교류 내압: 가장 일반적입니다. 여러 정격 전압(예: 2.5U₀)을 지정된 시간(예: 5분) 동안 적용합니다. 절연이 파괴되지 않아야 합니다.
직류 내압(특정 응용 분야): 특정 케이블 유형이나 교류 테스트의 보완으로 사용됩니다.

절연 저항 측정: 도체와 실드/금속 피복/지구 간 저항을 측정하여 절연 재료의 기본 절연 특성을 반영합니다(GB/T 3048.5/6).

3. 샘플 테스트 (배치 샘플링 또는 주기적 테스트):

전기 성능:

용량 측정(적용 가능할 경우).
유전 손실 탄젠트(tan δ) 측정(특히 고압 케이블).

구조적 치수 및 물리적 특성:

절연 및 피복 두께 측정: 최소 설계 요구사항을 준수하는지 확인합니다.
외경 측정: 허용 오차를 제어합니다.
물리적 및 기계적 성능 테스트:

인장 강도 및 파단 시 연신율(절연/피복) 노후화 전후: 재료의 노후화 저항력과 강도를 반영하는 주요 지표(GB/T 2951.1).
고온 고정 테스트(XLPE 절연 필수): 가교화 정도의 적합성을 확인합니다(GB/T 2951.21).
저온 충격/굽힘 테스트: 저온에서 재료의 취성도를 평가합니다.
굴곡/굽힘 테스트: 설치 및 작동 조건을 시뮬레이션하여 케이블의 유연성을 테스트합니다(GB/T 12527).

굽힘 테스트: 케이블의 최소 허용 굽힘 반경을 확인합니다(보통 완제품 케이블에서 수행).
화재 성능 테스트(설계 요구사항에 따라):

단일 수직 화염 테스트(GB/T 18380.1 시리즈).
번들 화염 테스트(GB/T 18380.3 시리즈).
연기 밀도 테스트(GB/T 17651).
무할로겐, 저연기 성능 테스트(산성 가스 함량, pH 값, 전도도, 광 투과도, 할로겐 함량 - GB/T 17650).

구조 검사: 도체 구조, 실드 커버리지 비율, 코어 배열, 필러 밀도, 금속 장갑층(치수, 나선 길이, 겹침 간격) 등.

4. 테스트 프로세스:

완제품 케이블 배치/드럼/릴에 고유한 식별자를 할당합니다.
정의된 샘플링 계획(GB/T 2828.1 또는 계약 요구사항)에 따라 대표 샘플을 선택합니다.
인증된 실험실에서 현재 유효한 국가 표준, 산업 표준, 기업 표준 또는 계약 기술 협정에 따라 테스트를 수행합니다.
모든 테스트 항목은 명확한 합격/불합격 기준을 가져야 합니다.
테스트 결과를 완제품 테스트 보고서에 기록합니다.

(D) 제3자 검증 및 검사 (선택적이지만 권장됨)

주요 프로젝트, 중요한 위치에서 사용되는 고가 케이블, 또는 특정 사용자의 요청에 따라:

인증된 독립 제3자 테스트 기관(예: CNAS/CMA 인증)을 참여시켜 입고 재료 또는 완제품의 샘플링/재테스트를 수행합니다.
전문 검사 기관을 위탁하여 케이블 생산(특히 주요 공정) 및 최종 테스트 중 현장 관찰(감사/감시)을 수행합니다.

IV. 품질 테스트 기관 및 장비 보증

인증: 테스트 작업을 수행하는 실험실은 관련 인증(예: CNAS, CMA)을 소지해야 합니다.
장비 요구사항: 필요한 정밀도의 포괄적이고 완전한 테스트 장비를 갖추고, 정기적으로 JJG 절차에 따라 교정 및 검증합니다:

고압 테스트 장비(주파수 교류, 직류, 임펄스, 국부 방전 시스템).
정밀 브리지, 저항계.
범용 재료 테스트 머신(고/저온챔버 및 노후화 오븐 포함).
고온 고정 테스트 장치.
화재 테스트 장비.
정밀 측정 도구(칼리퍼, 프로젝터).
화학 분석 기기(스펙트럼 분석기, 티트레이터, 이온 크로마토그래프 등).
두께 측정기(레이저, 초음파).

인력 요구사항: 테스트 인력은 전문적으로 훈련되어 표준 및 운영 절차에 숙달되어 있고, 유효한 인증을 소지해야 합니다.

V. 부적합 제품 처리

원자재, 공정, 완제품 단계에서 발견된 모든 부적합 제품을 식별하고 격리합니다.
부적합 원인 분석을 수행합니다.
검토 결과에 따라 다음 중 하나의 조치를 취합니다: 재작업/수리(평가 후 가능하고 핵심 성능에 영향을 주지 않는 경우), 등급 하락/양해 사용(비중요한 시나리오에서 사용자 승인을 받은 경우만), 또는 폐기.
부적합 제품이 어떠한 형태로든 프로젝트 현장에 도달하는 것을 엄격히 금지합니다.

VI. 기록 및 추적성

모든 검사의 완전한 전자 및 물리적 백업 기록을 구축합니다. 최소한 다음과 같은 내용을 포함합니다:

원자재 공급업체 정보, 배치 번호, 구매 주문 번호, 원자재 테스트 보고서.
생산 배치 번호, 작업 로그(주요 매개변수), 공정 검사 기록.
완제품 식별(형식, 규격, 길이, 제조 날짜, 배치/드럼/릴 번호), 완제품 테스트 보고서(모든 필수 및 선택적 테스트 결과 포함), 형식 테스트 보고서 사본(적용 가능할 경우).
제3자 테스트/검사 보고서.