Схема контроля качества и испытания электрических кабелей

​

​I. Контекст проблемы​
Электрические кабели являются основным средством передачи в энергетических системах. Их качественные характеристики напрямую определяют стабильность питания, безопасность эксплуатации, срок службы оборудования и способность предотвращать аварии, такие как пожары. Некачественные кабели приводят к ряду серьезных проблем, включая увеличение сопротивления, избыточное выделение тепла, пробой изоляции, повышенный риск пожара и усиление помех. Поэтому установление научной, строгой и всесторонней системы контроля качества и тестирования, охватывающей все этапы от сырья до готовых изделий, является крайне важным.

​II. Цели схемы​

1. ​Гарантия источника:​​ Обеспечить, чтобы все используемые в производстве кабелей материалы соответствовали наивысшим национальным и отраслевым стандартам (например, GB/T 3956, GB/T 12706, GB/T 19666 и т.д.).
2. ​Контроль процесса:​​ Эффективно мониторить ключевые параметры процесса и качество промежуточных этапов производства.
3. ​Надежность продукции:​​ Обеспечить, чтобы все ключевые показатели готовых кабелей, включая электрические, физические и механические, а также пожарные характеристики, соответствовали или превосходили требования по проектированию и контракту.
4. ​Управление рисками:​​ Выявлять потенциальные дефекты через систематическое тестирование, чтобы предотвратить выход некондиционной продукции на рынок и снизить риски использования.
5. ​Трассируемость:​​ Установить полную систему записей о качестве тестирования, чтобы обеспечить трассируемость партий ключевых материалов и результатов испытаний продукции.

​III. Основные решения: Контроль качества и тестирование электрических кабелей​

​​(A) Контроль и тестирование качества исходного сырья (контроль источников)​​

• ​1. Квалификация и оценка поставщиков:​​
• Выбирать квалифицированных поставщиков с надежной системой управления качеством (например, сертификат ISO 9001), стабильными возможностями поставки и хорошей репутацией в отрасли.
• Проводить периодические внезапные выборочные проверки или независимые верификации материалов поставщиков.
• ​2. Тестирование ключевых исходных материалов:​​
• ​Материал проводника (медная/алюминиевая проволока/пруток):​​
• ​Пункты тестирования:​​ Анализ химического состава (содержание меди, примеси), механические свойства (предел прочности, удлинение, многократное изгибание), измерение удельного сопротивления (при 20°C).
• ​Ссылка на стандарты:​​ GB/T 3953 (Круглая медная проволока для электрических целей), GB/T 3954 (Алюминиевые прутки для электрических целей), GB/T 3956 (Проводники изолированных кабелей) и т.д.
• ​Методы тестирования:​​ Химические анализаторы (например, спектрометры), машины для испытания на растяжение, мост Вина, или точные измерители сопротивления.
• ​Изоляционные и оболочечные материалы (ПВХ, XLPE, ПЭ, LSZH и т.д.):​​
• ​Пункты тестирования:​​
• Физические свойства: Внешний вид, плотность, равномерность толщины, предел прочности и удлинение при разрыве, сравнение характеристик до и после старения.
• Электрические свойства: Объемное/поверхностное сопротивление.
• Термические свойства: Деформация при нагреве, тест на горячую усадку (для XLPE), тест на удар и изгиб при низкой температуре.
• Пожарные характеристики (для LSZH/огнестойких материалов): Индекс кислорода, плотность дыма, содержание кислотных газов, содержание галогенов (для требований без галогенов).
• ​Ссылка на стандарты:​​ GB/T 8815 (Не пластичные композиции поливинилхлорида), GB/T 15065 (Компаунды для изоляции из сшитого полиэтилена), GB/T 18380 (Испытания электрических кабелей на пожароустойчивость - одиночный пламенный тест), GB/T 17651 (Измерение плотности дыма), GB/T 17650 (Безгалогенные, малодымные материалы и изделия) и другие применимые стандарты.
• ​Методы тестирования:​​ Универсальная машина для испытания материалов, печь для старения, измеритель сопротивления, устройство для теста на горячую усадку, анализатор индекса кислорода, камера для измерения плотности дыма, химические анализаторы.
• ​Материал экранирования (медная лента/проволока):​​ Толщина, сопротивление, степень покрытия.
• ​Заполнительные/подложечные материалы:​​ Водонепроницаемость (если применимо), механическая прочность, совместимость.
• ​3. Требования к тестированию:​​
• Все входящие материалы должны сопровождаться сертификатом анализа (COA)/сертификатом соответствия (COC) поставщика.
• Проводить выборочное тестирование партий при получении на основе определенных планов выборки (например, GB/T 2828.1). Частота выборки может быть увеличена или проведено полное тестирование партии для критически важных материалов (например, проводник, основной изоляционный материал).
• Материалы, не прошедшие тестирование, строго запрещены к использованию в производстве.

​​(B) Контроль качества процесса производства (мониторинг процесса)​​

• ​1. Мониторинг ключевых параметров процесса:​​
• Скрутка проводника: Коэффициент закручивания, внешний диаметр, уплотнение (проводник).
• Процесс экструзии: Настройки и контроль температуры по зонам, давление экструзии, скорость линии, процесс охлаждения (существенно влияет на кристалличность).
• Процесс сшивания (для XLPE): Доза облучения/температура и время вулканизации (критично для степени сшивания), условия охлаждения.
• Процесс экранирования: Степень покрытия, качество перекрытия.
• Скрутка: Длина шага, стабильность жил.
• Экструзия оболочки: Равномерность толщины, качество поверхности, читаемость печати.
• ​2. Выборочные проверки процесса:​​
• Установить точки проверки онлайн или офлайн на критических этапах (например, после экструзии, сшивания, скрутки, оболочки).
• ​Общие пункты выборки:​​ Толщина и эксцентриситет изоляции/оболочки, внешний диаметр, конструктивные размеры, внешний вид (поверхностные дефекты), тест на пробой/выдерживание напряжения (онлайн/офлайн), выборочное тестирование физических свойств (например, растяжение).

​​(C) Контроль качества и тестирование готовых кабелей (окончательная проверка)​​

• ​1. Типовые испытания (для новых продуктов или первой партии важных контрактов):​​ Провести все испытания, предусмотренные соответствующими стандартами (например, GB/T 12706.1/2), для всесторонней проверки соответствия проекту.
• ​2. Рутинные испытания (по партии/бухте/катушке):​​
• ​Основные пункты:​​
• Тест на постоянное сопротивление проводника: Измерить сопротивление каждого проводника для проверки соответствия номинальному сечению (GB/T 3956). Это фундаментально для расчетов мощности и нагрева.
• Тест на частичные разряды (необходим для СВ/ВН кабелей): Обнаружить мелкие дефекты внутри изоляции, которые могут привести к долгосрочным отказам (GB/T 3048.8, GB/T 12706). Чрезвычайно важно!
• Тест на напряжение (выдерживание напряжения):
• Переменное напряжение промышленной частоты: Самый распространенный. Применить несколько номинальных напряжений (например, 2.5U₀) на заданное время (например, 5 мин). Изоляция не должна пробиваться.
• Постоянное напряжение (для специальных применений): Используется для определенных типов кабелей или как дополнение к переменному напряжению.
• Измерение сопротивления изоляции: Измерить сопротивление между проводником и экраном/металлической оболочкой/землей, отражающее базовые изолирующие свойства материала (GB/T 3048.5/6).
• ​3. Выборочные испытания (выборочное тестирование партии или периодические тесты):​​
• ​Электрические характеристики:​​
• Измерение емкости (если применимо).
• Измерение тангенса диэлектрических потерь (tan δ) (особенно для ВН кабелей).
• ​Строительные размеры и физические свойства:​​
• Измерение толщины изоляции и оболочки: Обеспечить соответствие минимальным проектным требованиям.
• Измерение внешнего диаметра: Контроль допусков.
• Физико-механические испытания:
• Предел прочности и удлинение при разрыве (изоляция/оболочка) до и после старения: Ключевые показатели, отражающие способность материала противостоять старению и его прочность (GB/T 2951.1).
• Тест на горячую усадку (необходим для изоляции XLPE): Проверить соответствие степени сшивания (GB/T 2951.21).
• Тест на удар и изгиб при низкой температуре: Оценить хрупкость материала при низких температурах.
• Тест на гибкость/изгиб: Симулировать условия установки и эксплуатации для проверки гибкости кабеля (GB/T 12527).
• Тест на изгиб: Проверить минимально допустимый радиус изгиба кабеля (обычно проводится на готовом кабеле).
• Пожарные испытания (в соответствии с проектными требованиями):
• Одиночный вертикальный тест на пламя (серия GB/T 18380.1).
• Тест на пучок пламени (серия GB/T 18380.3).
• Тест на плотность дыма (GB/T 17651).
• Пожарные испытания без галогенов, малодымные (содержание кислотных газов, pH, проводимость, светопропускание, содержание галогенов - GB/T 17650).
• ​Структурный осмотр:​​ Структура проводника, степень покрытия экрана, расположение жил, плотность заполнения, металлический броневой слой (размеры, длина шага, зазор перекрытия) и т.д.
• ​4. Процесс тестирования:​​
• Присвоить уникальную идентификацию каждой партии/бухте/катушке готового кабеля.
• Выбрать представительные образцы в соответствии с определенными планами выборки (по GB/T 2828.1 или техническим соглашениям контракта).
• Провести испытания в аккредитованных лабораториях, соблюдая действующие и действительные национальные, отраслевые, корпоративные стандарты или технические соглашения контракта.
• Все пункты испытаний должны иметь четко определенные критерии приемлемости/неприемлемости.
• Записать результаты испытаний в отчет о тестировании готовой продукции.

​​(D) Независимая верификация и инспекция (необязательно, но рекомендуется)​​

• Для крупных проектов, высокозначимых кабелей, используемых в критически важных местах, или по специальному запросу пользователя:
• Привлечь аккредитованные независимые организации для проведения выборочных/повторных испытаний входящих материалов или готовой продукции (например, с аккредитацией CNAS/CMA).
• Заказать профессиональные инспекционные агентства для наблюдения и проведения на месте проверки (аудита/контроля) во время производства кабеля (особенно на ключевых этапах) и окончательного тестирования.

​IV. Аккредитация и обеспечение оборудованием лабораторий качества​

• ​Аккредитация:​​ Лаборатории, выполняющие задачи по тестированию, должны обладать соответствующей аккредитацией (например, CNAS, CMA).
• ​Требования к оборудованию:​​ Оборудованы полным, функциональным набором испытательного оборудования необходимой точности, регулярно калибруемым и проверяемым (в соответствии с процедурами JJG):
• Высоковольтное испытательное оборудование (переменное напряжение промышленной частоты, постоянное напряжение, импульсные системы, системы для частичных разрядов).
• Точные мосты, измерители сопротивления.
• Универсальные машины для испытания материалов (с камерами высоких и низких температур и печами для старения).
• Устройство для теста на горячую усадку.
• Пожарное испытательное оборудование.
• Точные измерительные инструменты (штангенциркули, проекторы).
• Химические анализаторы (спектрометры, титраторы, ионные хроматографы и т.д.).
• Толщиномеры (лазерные, ультразвуковые).
• ​Требования к персоналу:​​ Персонал, выполняющий испытания, должен быть профессионально обучен, владеть стандартами и операционными процедурами, и иметь действующую сертификацию.

​V. Обработка некондиционной продукции​

• Определить и изолировать любую продукцию, найденную некондиционной на любом этапе (сырье, процесс, готовая продукция).
• Провести анализ причин некондиционности.
• На основе выводов анализа реализовать одно из следующих действий: Переработка/ремонт (если возможно после оценки и основные характеристики не затронуты), Переклассификация/использование с согласия заказчика (только для некритических случаев с согласия пользователя) или Утилизация.
• Строго запретить некондиционную продукцию достигать места проекта в любой форме.

​VI. Записи и трассируемость​

• Установить полные электронные и физические резервные записи всех проверок, включающие как минимум:
• Информацию о поставщике исходного сырья, номер партии, номер заказа, отчеты о тестировании исходного сырья.
• Номер партии производства, журналы операций (ключевые параметры), записи процесса проверки.
• Идентификацию готовой продукции (тип, спецификация, длина, дата производства, номер партии/бухты/катушки), полный отчет о тестировании готовой продукции (включающий все обязательные и опциональные результаты тестирования), копию отчета о типовых испытаниях (если применимо).
• Отчеты о независимом тестировании/инспекции.
• Сохранять архивы в течение определенного периода (обычно не менее ожидаемого срока службы продукта) для обеспечения трассируемости качества продукции. В случае возникновения проблем с качеством обеспечить быстрое отслеживание до партий исходного сырья, условий производства и данных тестирования.