Схема контролю якості та випробування електричних кабелів

​

​I. Побудова проблеми​
Електричні кабелі є ключовим засобом передачі енергії в електромережах. Їхня якісна робота безпосередньо визначає стабільність постачання електроенергії, безпеку експлуатації, тривалість служби обладнання та можливість запобігання аварійним ситуаціям, таких як пожежі. Невідповідність кабелів стандартам призводить до ряду серйозних проблем, включаючи збільшення опору, надмірне нагрівання, зруйнування ізоляції, зростання ризику пожежі та погіршення сигналізації. Тому важливо створити науково обґрунтовану, строгу, всебічну систему контролю якості та тестування, що охоплює всі етапи від сировини до готового продукту.

​II. Мети програми​

1. ​Гарантія джерела:​​ Забезпечити, щоб усі матеріали, використовувані при виробництві кабелів, відповідали найвищим національним та галузевим стандартам (наприклад, GB/T 3956, GB/T 12706, GB/T 19666 тощо).
2. ​Контроль процесу:​​ Ефективно моніторити ключові параметри процесу та якість проміжних етапів виробництва.
3. ​Надійність продукту:​​ Забезпечити, щоб всі ключові показники готових кабелів - включаючи електричні, фізичні, механічні та пожежні характеристики - відповідали або перевищували проектні та контрактні вимоги.
4. ​Управління ризиками:​​ Виявляти потенційні дефекти шляхом системного тестування, щоб запобігти введенню невідповідних продуктів на ринок та знизити ризики використання.
5. ​Слідкованість:​​ Створити повну систему записів якісного контролю, щоб забезпечити слідкованість ключових партій матеріалів та результатів тестування продуктів.

​III. Основні рішення: Контроль якості та тестування електричних кабелів​

​​(A) Контроль та тестування якості сировини (контроль джерела)​​

• ​1. Кваліфікація та оцінка постачальників:​​
• Обрати кваліфікованих постачальників з налагодженою системою управління якістю (наприклад, сертифікація ISO 9001), стабільною здатністю постачання та гарною репутацією в галузі.
• Проводити періодичні незаплановані вибіркові перевірки або верифікацію матеріалів постачальників третьою стороною.
• ​2. Тестування ключових матеріалів-сировини:​​
• ​Матеріали провідника (мідь/алюміній):​​
• ​Тести:​​ Хімічний аналіз (вміст міді, примісьові елементи), механічні властивості (механічна міцність, розтягність, повторне згинання), вимірювання опору (при 20°C).
• ​Стандартні посилання:​​ GB/T 3953 (Кругла мідь для електричних цілей), GB/T 3954 (Алюмінієві прути для електричних цілей), GB/T 3956 (Провідники ізоляційних кабелів) тощо.
• ​Методи тестування:​​ Хімічні аналізатори (наприклад, спектрометр), машини для випробування на розтягність, міст Прінса або точний опоромір.
• ​Матеріали ізоляції та оболонки (ПВХ, XLPE, PE, LSZH тощо):​​
• ​Тести:​​
• Фізичні властивості: Вигляд, щільність, однорідність товщини, механічна міцність та розтягність при розриві, порівняння характеристик до та після старіння.
• Електричні властивості: Об'ємна/поверхнева резистивність.
• Термічні властивості: Теплове деформування, тест на теплову стійкість (для XLPE), тест на вплив низької температури.
• Пожежні властивості (для LSZH/неопалюваних матеріалів): Індекс кисноти, густина диму, вміст кислотних газів, вміст галогенів (для вимог безгалогенів).
• ​Стандартні посилання:​​ GB/T 8815 (Непластифіковані поліхлорвинилові композиції), GB/T 15065 (Кроссполімеризовані поліетиленові ізоляційні композиції), GB/T 18380 (Тести на електричні кабелі в умовах пожежі - тест на одиночне пламя), GB/T 17651 (Вимірювання густини диму), GB/T 17650 (Безгалогенові, мало димні матеріали та продукти) та інші застосовні стандарти.
• ​Методи тестування:​​ Універсальні машини для випробування матеріалів, печі для старіння, опороміри, пристрій для тесту на теплову стійкість, аналізатор індексу кисноти, камера для вимірювання густини диму, хімічні аналізатори.
• ​Щитовий матеріал (мідна стрічка/провід):​​ Товщина, опір, коефіцієнт покриття.
• ​Заповнювальні/підложні матеріали:​​ Водостійкість (якщо застосовується), механічна міцність, сумісність.
• ​3. Вимоги до тестування:​​
• Всі надходження сировини повинні бути супроводжені сертифікатом аналізу (COA)/сертифікатом відповідності (COC) постачальника.
• Проводити вибіркові перевірки при отриманні на основі визначених планів вибірки (наприклад, GB/T 2828.1). Частота вибірки може бути збільшена або проведено повну перевірку партії для ключових матеріалів (наприклад, провідник, основний ізоляційний матеріал).
• Матеріали, які не пройшли перевірку, категорично заборонено використовувати у виробництві.

​​(B) Контроль якості процесу виробництва (моніторинг процесу)​​

• ​1. Моніторинг ключових параметрів процесу:​​
• Закручування провідника: Співвідношення закрутки, зовнішній діаметр, ущільнення (провідник).
• Екструдування: Налаштування та контроль температури в кожному зоні, тиск екструдування, швидкість лінії, процес охолодження (значно впливає на кристалічність).
• Процес кроссполімеризації (для XLPE): Доза радіації/температура та час вулканізації (ключовий для ступеня кроссполімеризації), умови охолодження.
• Щитовий процес: Коефіцієнт покриття, якість наложений.
• Кабельнування: Довжина закрутки, стабільність сердечника.
• Екструдування оболонки: Однорідність товщини, якість поверхні, читабельність друку.
• ​2. Вибіркове відбір:​​
• Створити онлайн або офлайн пункти перевірки на ключових етапах (наприклад, після екструдування, кроссполімеризації, кабельнування, оболонки).
• ​Звичайні елементи вибірки:​​ Товщина ізоляції/оболонки та ексцентриситет, зовнішній діаметр, конструктивні розміри, вигляд (дефекти поверхні), тест на пробій/випробування на напругу (онлайн/офлайн), часткове вибіркове випробування фізичних властивостей (наприклад, розтягність).

​​(C) Контроль якості та тестування готових кабелів (кінцева перевірка)​​

• ​1. Типове тестування (для нових продуктів або першої партії важливих контрактів):​​ Провести всі випробування, визначені відповідними стандартами (наприклад, GB/T 12706.1/2), для всебічної перевірки відповідності проекту.
• ​2. Звичайні випробування (на партію / барабан / катушку):​​
• ​Основні елементи:​​
• ДС-опір провідника: Виміряти опір кожного провідника, щоб перевірити відповідність номінальним розмірам (GB/T 3956). Це фундаментально для розрахунків потужності та нагріву.
• Тест на часткові розряди (необхідний для кабелів середнього та високого напруги): Виявити мінімальні дефекти в ізоляції, які можуть призвести до довготривалого збою (GB/T 3048.8, GB/T 12706). Екстремально важливо!
• Тест на напругу (випробування на стійкість до напруги):
• Перемінна напруга промислової частоти: Найпоширеніший. Застосувати декілька номінальних напруг (наприклад, 2,5U₀) протягом визначеного часу (наприклад, 5 хв). Ізоляція не повинна зруйнуватися.
• Постійна напруга (спеціальні застосування): Використовується для певних типів кабелів або як доповнення до тестів на перемінну напругу.
• Вимірювання ізоляційного опору: Виміряти опір між провідником та щитом/металевою оболонкою/землею, що відображає базові ізоляційні властивості матеріалу (GB/T 3048.5/6).
• ​3. Вибіркові випробування (вибіркові випробування партії або періодичні випробування):​​
• ​Електричні характеристики:​​
• Вимірювання ємності (якщо застосовується).
• Вимірювання тангенса диелектричних втрат (tan δ) (особливо для кабелів високого напруги).
• ​Конструктивні розміри та фізичні властивості:​​
• Вимірювання товщини ізоляції та оболонки: Забезпечити відповідність мінімальним проектним вимогам.
• Вимірювання зовнішнього діаметру: Контроль допусків.
• Фізичні та механічні випробування:
• Механічна міцність та розтягність при розриві (ізоляція/оболонка) до та після старіння: Ключові показники, що відображають здатність матеріалу до протидії старінню та міцність (GB/T 2951.1).
• Тест на теплову стійкість (необхідний для ізоляції XLPE): Перевірити відповідність ступеню кроссполімеризації (GB/T 2951.21).
• Тест на вплив низької температури: Оцінити хрупкість матеріалу при низьких температурах.
• Тест на гнучкість/згинання: Симулювати умови встановлення та експлуатації, щоб перевірити гнучкість кабелю (GB/T 12527).
• Тест на згинання: Перевірити мінімально допустимий радіус згинання кабелю (зазвичай проводиться на готовому кабелі).
• Пожежні випробування (за проектними вимогами):
• Одиночний вертикальний тест на пламя (GB/T 18380.1 серія).
• Тест на пламя пучка (GB/T 18380.3 серія).
• Тест на густину диму (GB/T 17651).
• Випробування безгалогенових, мало димних властивостей (вміст кислотних газів, pH, провідність, прозорість світла, вміст галогенів - GB/T 17650).
• ​Структурне вивчення:​​ Структура провідника, коефіцієнт покриття щита, розташування сердечника, густина заповнення, металева броня (розміри, довжина закрутки, зазор наложений) тощо.
• ​4. Процес тестування:​​
• Присвоїти унікальну ідентифікацію кожній партії/барабану/катушці готового кабелю.
• Обрати представницькі зразки відповідно до визначених планів вибірки (за GB/T 2828.1 або вимоги контракту).
• Проводити випробування у акредитованих лабораторіях, дотримуючись поточних та дійсних національних, галузевих, підприємствених стандартів або технічних угод контракту.
• Усі елементи випробування мають чітко визначені критерії прийняття/відхилення.
• Записати результати випробувань у звіт про випробування готового продукту.

​​(D) Верифікація та перевірка третьою стороною (опціонально, але рекомендовано)​​

• Для великих проектів, дорогих кабелів, використовуваних в ключових місцях, або за спеціальним запитом користувача:
• Залучити акредитовані незалежні лабораторії третьої сторони (наприклад, з акредитацією CNAS/CMA) для проведення вибіркового/повторного випробування надходжень сировини або готових продуктів.
• Замовити професійні організації для спостереження та проведення на місці випробувань (аудит/моніторинг) під час виробництва кабелів (особливо ключових процесів) та фінального тестування.

​IV. Гарантія якості та обладнання випробувальних установ​

• ​Акредитація:​​ Лабораторії, що проводять випробування, повинні мати відповідну акредитацію (наприклад, CNAS, CMA).
• ​Вимоги до обладнання:​​ Обладнані повним, повноцінним обладнанням для випробувань необхідної точності, регулярно калібруваним та перевіреним (за процедурами JJG):
• Високовольтне обладнання (перемінна напруга промислової частоти, постійна напруга, імпульс, системи часткових розрядів).
• Точні мости, опороміри.
• Універсальні машини для випробування матеріалів (з камерами високої/низької температури та печами для старіння).
• Апарат для тесту на теплову стійкість.
• Обладнання для пожежних випробувань.
• Точні вимірювальні інструменти (штангенциркулі, проектори).
• Інструменти для хімічного аналізу (спектрометр, тітратор, іонний хроматограф тощо).
• Товщиноміри (лазерні, ультразвукові).
• ​Вимоги до персоналу:​​ Персонал, що проводить випробування, повинен бути професійно навчений, володіти стандартами та процедурами, мати дійсний сертифікат.

​V. Обробка невідповідних продуктів​

• Виявити та ізолювати будь-який продукт, який не відповідає вимогам на будь-якому етапі (сировина, процес, готова продукція).
• Провести огляд невідповідності для аналізу кореневої причини.
• На основі висновків огляду, реалізувати одну з наступних дій: Переробка/Ремонт (якщо можливо після оцінки та без впливу на основні характеристики), Пониження/Використання з концесією (тільки для некритичних сценаріїв з погодження користувача) або Видалення.
• Заборонити невідповідні продукти в будь-якій формі на місці проекту.

​VI. Рекорди та слідкованість​

• Створити повні електронні та фізичні резервні записи всіх перевірок, включаючи принаймні:
• Інформацію про постачальника сировини, номер партії, номер замовлення, звіти про випробування сировини.
• Номер партії виробництва, журнали операцій (ключові параметри), записи процесу перевірки.
• Ідентифікацію готового продукту (тип, специфікація, довжина, дата виготовлення, номер партії/барабану/катушки), повний звіт про випробування готового продукту (що охоплює всі обов'язкові та опціональні результати випробувань), копію звіту про типове випробування (якщо застосовується).
• Звіти про випробування/перевірку третьою стороною.
• Зберігати архіви протягом визначеного періоду (зазвичай не менше очікуваного терміну служби продукту) для забезпечення слідкованості якості продукту. У разі якості проблем, забезпечити швидке відстеження до партій сировини, умов виробництва та даних випробувань.