برای مسکونی، تجاری، صنعتی، خورشیدی PV، معدن و پروژه های توزیع برق شهری، قابلیت اطمینان کابل های برق به طور مستقیم ایمنی شبکه، عمر پروژه را تعیین می کند.و کل هزینه های چرخه عمرکابل های ولتاژ پایین (0.6/1 کلوولت) مطابق با IEC 60502-1 و کابل های ولتاژ متوسط (3.6/6 کلوولت تا 20.8/36 کیلوویت) با عایق XLPE مطابق با IEC 60502-2 بیش از 90 درصد از تقاضای جهانی کابل های برق را تشکیل می دهندبسیاری از نقص های ساختاری پنهان مانند ضخامت عایق نامتعادل، مقاومت بیش از حد هادی، شکاف در لایه های محافظ،و سوراخ های ضدعفونی کننده میکروسکوپی اغلب باعث خرابی فوری در هنگام نصب نمی شوند.در عوض، پس از سه تا هشت سال کار، آنها به تدریج می توانند منجر به مشکلاتی مانند خراب شدن عایق، گرم شدن بیش از حد، تخلیه جزئی، آتش سوزی خندق کابل، یا مدار کوتاه سه فاز شوند.جامع، کنترل کیفیت چند مرحله ای که شامل بازرسی مواد اولیه ورودی، نظارت در فرآیند،و آزمایش محصولات نهایی می تواند به طور موثر این نقص های پنهان را رد کند و اطمینان از انطباق کامل با IEC داشته باشد.این رویکرد خسارات پس از نصب و هزینه های نگهداری طولانی مدت را برای مهندسین برق و پیمانکاران ساخت و ساز به حداقل می رساند.این مقاله جزئیات فرآیند کنترل کیفیت از انتهای تا انتهای را ارائه می دهد.، پارامترهای تست استاندارد، تجزیه و تحلیل علت ریشه و اقدامات اصلاحی بر اساس خرابی های واقعی در زمینه و ارائه دستورالعمل های عملی بازرسی برای تکنسین های زمینه و مشخصات پروژه.
این کارخانه یک سیستم تضمین کیفیت سه مرحله ای را مطابق با استانداردهای ISO 9001 اجرا می کند که هر مرحله از فرآیند تولید را پوشش می دهد.کنترل کیفیت وارد (IQC)، که کنترل نمونه برداری و چک صلاحیت برای مواد اولیه را قبل از انبار یا وارد شدن آنها به خط تولید اجباری می کند.کنترل کیفیت در فرآیند (IPQC)، ترکیبی از بازرسی های دوره ای، بازرسی های ماده اول (پس از تغییر قالب یا مشخصات) و نظارت مداوم در زمان واقعی در طول تولید.کنترل کیفیت نهایی (FQC)وکنترل کیفیت خارج (OQC)، شامل آزمایشات روتینی بر روی هر رولی، آزمایش نوع مبتنی بر دسته، و بررسی های نهایی ظاهر و بسته بندی قبل از حمل.اولویت های کنترل کیفیت بین محصولات ولتاژ پایین و ولتاژ متوسط متفاوت استبرای کابل های استاندارد 0.6/1kV ولتاژ پایین، تمرکز بر سازگاری مقاومت هادی، یکسانی ابعاد عایق بندی، آزمایش دوامدار جرقه آنلاین و انطباق ابعاد پوشش بیرونی است.برعکسبرای کابل های 6kV تا 35kV، تولید کننده استانداردهای کنترل سختگیرانه تری را با تمرکز بر تمرکز عایق استفاده می کند.صافی رابط بین لایه های نیمه رسانا و عایق بندی، عملکرد تخلیه جزئی، ثبات در حالت گرم، نرخ همپوشانی سپر فلزی و عملکرد بلوک آبی طولی.
کنترل کیفیت با مواد اولیه وارد شده آغاز می شود، که به عنوان سنگ بنای اطمینان از عملکرد ثابت کابل عمل می کند.هر دسته وارد شده باید همراه با یک گواهی رسمی سازگاری باشد و در محل برای خصوصیات فیزیکی و الکتریکی مورد بررسی قرار گیرد.؛ هر دسته ای که مطابق نیست فورا قرنطینه و رد می شود و وارد شدن به تولید به شدت ممنوع است.استانداردهای بازرسی برای میله های هدایت کننده مس و آلومینیوم بسته به اینکه آیا آنها برای برنامه های ولتاژ پایین یا متوسط طراحی شده اند متفاوت استدر هنگام اندازه گیری مقاومت DC با استفاده از یک آزمایش چهار سنجه در 20 ° C، محصولات ولتاژ پایین فقط نیاز به پاسخگویی به الزامات اساسی IEC 60228 دارند.از آنجا که هادی های ولتاژ متوسط تحت استانداردهای تحمل سختگیرانه تر قرار می گیرند که مقاومت اندازه گیری شده باید در 99 یا کمتر باشد..5٪ از مقدار اسمی برای به حداقل رساندن افت ولتاژ بیش از حد و تولید گرما در طول کار. قدرت کشش و طول کششی با استفاده از یک دستگاه آزمایش جهانی آزمایش می شود:میله های مس برای کاربردهای ولتاژ پایین نیاز به حداقل 30٪ طول دارد، در حالی که آنهایی که برای کاربردهای ولتاژ متوسط نیاز به 35٪ برای جلوگیری از شکست سیم در طول فرآیند رشته.بازرسان همچنین معاینات بصری و میکروسکوپی را برای تشخیص اکسیداسیون سطح انجام می دهند، خراش ها، خروشان ها یا آلاینده ها، بنابراین جلوگیری از این نقص ها از سوراخ کردن لایه عایق در طول اکستروژن. میکرومترها برای اندازه گیری قطر سیم های فردی استفاده می شوند.تحمل ها در محدوده ±0 کنترل می شوند..02 میلی متر برای مواد ولتاژ پایین و ±0.015 میلی متر برای مواد اولیه ولتاژ متوسط برای اطمینان از دقت ابعاد در طول فرآیند فشرده سازی.
مواد عایق و نیمه رسانا (از جمله XLPE، PVC، LSZH و لایه های نیمه رسانا داخلی / خارجی) باید تحت بازرسی دقیق مواد ورودی قرار گیرند.که برای اطمینان از مقاومت طولانی مدت تخلیه جزئی کابل های متوسط ولتاژ بسیار مهم است.پارامترهای آزمایش عبارتند از: سرعت جریان ذوب (برای بررسی سازگاری فرمولاسیون و رد خطر سوختگی اکستروژن)ارزیابی اولیه گرم (برای پیش بینی عملکرد پیوند متقابل پس از اکستروز)اندازه گیری لمسی از دست دادن دی الکتریک (tan δ) (برای ارزیابی روند پیری عایق در طول کار طولانی مدت AC) and moisture content control for XLPE pellets (required to be below 200 ppm to prevent excessive internal moisture from triggering water treeing and accelerating insulation degradation in medium-voltage underground installation environments)مواد کمکی نیز نیاز به یککنترل کیفیت وارد (IQC)بازرسی ها، به طور خاص شامل: تحمل ضخامت، خواص کشش، سطح صاف، و بررسی نقص های سوراخ فلزی برای نوار های محافظ مس؛ بررسی یکپارچگی پوشش،مقاومت کششی، و مقاومت در برابر خوردگی برای نوار های زره ای فولادی گالوانیزه؛ و آزمایش مقاومت UV، مقاومت در برابر سایش و عملکرد خم شدن در دمای پایین برای مواد PE و PVC پوشش بیرونی،و همچنین تأیید مقاومت شعله برای درجه LSZH سفارشی.
بازرسی در زمان واقعی در طول تولید امکان تشخیص و جلوگیری از نقص ها را در منبع تولید فراهم می کند.پرسنل کنترل کیفیت هر ساعت بازرسی انجام می دهند و هر بار که مدل های محصول یا مچ های اکسترژ تغییر می کنند، "بررسی های مورد اول" اجباری انجام می دهند، در حالی که تمام خطوط تولید تحت نظارت آنلاین خودکار و مداوم قرار می گیرند.پارامترهای بازرسی حیاتی شامل یکنواخت قطر یک سیم است.جلوگیری از شکستن سیم و کافی بودن فرآیند گرم کردن؛ گرم کردن ناکافی منجر به افزایش مقاومت هادی می شود،در حالی که گرم کردن بیش از حد باعث می شود که هدایت کننده شکننده و مستعد شکستن باشد.یک سیستم نظارت بر قطر حلقه بسته آنلاین از کشش بیش از حد جلوگیری می کند و در نتیجه از مشکلات مقاومت ناشی از کاهش ناحیه برش قطعی هدایت کننده جلوگیری می کند. In the conductor stranding process—which directly impacts current-carrying capacity—production strictly adheres to specified lay lengths to prevent "bird-caging" deformation or the loosening of individual strands؛ قطر بیرونی لوله ی رشته ای در محدوده ی تحمل های مشخص شده نگه داشته می شود بدون اینکه هیچ رشته ای شکسته یا گم شده باشد.در حالی که چک های نقطه ای در مقاومت اطمینان حاصل شود عملکرد کلی الکتریکی استانداردها را برآورده می کندکابل های ولتاژ متوسط به طور معمول از یک طراحی هدایت کننده فوق فشرده استفاده می کنند تا از دست دادن اثر پوست را در طول انتقال جریان بالا به حداقل برسانند.
اکستروژن و پیوند متقاطع لایه عایق بندی فرآیندهای حیاتی برای تعیین قابلیت اطمینان کابل های متوسط ولتاژ هستند.پارامترهای کنترل کیفیت (QC) برای ولتاژ های مختلف تعیین شده است.برای کابل های ولتاژ پایین 0.6/1 کلوولت XLPE (پلی اتیلن متقاطع) ، ضخامت در نازکترین نقطه عایق باید حداقل 90٪ از ضخامت اسمی باشد.با حداکثر مرسومیت 15٪■ آزمایش های مداوم در اینترنت در طول تولید انجام می شود و حد بالا برای کشش گرم در زیر بار 175٪ با نرخ تغییر شکل دائمی بیش از 15٪ است.کابل های ولتاژ متوسط 7/15 کیلوولت XLPE مطابق با استاندارد IEC 60502-2، ضخامت عایق در نازکترین نقطه نیز به حداقل 90٪ از مقدار اسمی مورد نیاز است، اما مرزهای کنجکاوی سختگیرانه تر هستندیا حتی کمتر از 8٪ بسته به مشخصات مشتری شبکه خاص، زیرا کمیت بیش از حد توزیع داخلی میدان الکتریکی را تحریف می کند.برای خطوط تولیدی که از اکستروژن سه گانه استفاده می کنند (طبقه نیمه رسانا داخلی، لایه عایق و لایه نیمه رسانا خارجی)محدوده های ولتاژ بالاتر برای آزمایش جرقه تنظیم می شود تا تشخیص فوری حفره های کوچک و نقص های سوراخ سوزن را تضمین کند.در عین حال، معیارهای پذیرفتنی گرم به همان اندازه سختگیرانه برای جلوگیری از تغییر شکل حرارتی و شکست عایق در طول کار اعمال می شود.نقص بحرانی در کابل های متوسط ولتاژ شامل بیرون نشینی است، آلودگی های ذرات و شکاف های هوا در رابط بین لایه نیمه رسانا و لایه عایق؛این نقص ها می توانند باعث فرسایش مداوم تخلیه جزئی شوند که با گذشت زمان تشدید می شود.برای کاهش این خطر، تاسیسات تولیدی از یک فرآیند اکستروژن سه لایه در یک محیط اتاق تمیز استفاده می کنند، که با زمان واقعی ادغام شده است.سیستم های نظارت در خط برای اندازه گیری قطر و تمرکز بر اساس لیزر.
استفاده از پوشش فلزی یک مرحله حیاتی در تولید کابل های متوسط ولتاژ است.ناظران تولید باید اطمینان حاصل کنند که نسبت همپوشانی نوار مس به طور مداوم بین 15 تا 25٪ باقی می ماند.، بدون شکاف، چین و چروک و یا لبه های بالا. مفاصل نوار مس نیاز به جوش کامل نفوذ دارد، که منجر به یکسطح صاف و بدون حشرات تیز که می توانند در طول خم شدن به لایه عایق آسیب برسانند. گردی لایه محافظ به شدت کنترل می شود، زیرا ناهنجاری ها می توانند منجر به توزیع ناهموار استرس میدان الکتریکی شوند.برای حفظ تقاطع دایره ای کابل از مواد پرکننده مناسب استفاده می شود.برای تسمه های فولادی، در حالی که از پیچیدگی هسته یا خراش عایق جلوگیری می شود،فاصله بین لبهای نوار مجاور به کمتر از نیمی از عرض نوار محدود است، و موقعیت های همپوشانی دو لایه برای جلوگیری از لبه های تیز از سوراخ کردن لایه بستر داخلی در هنگام خم کردن یا نصب مستقیم دفن شده است.فرآیند اکستروژن پوشش بیرونی تضمین ضخامت یکنواخت دیواره و یک سطح صاف، در حالی که ابراز مداوم به وضوح نشان دهنده ولتاژ درجه بندی، مدل محصول، علامت طول، استانداردهای قابل اجرا و اطلاعات سازنده است.یک آزمایش جرقه در خط بر روی پوشش بیرونی انجام می شود تا هرگونه نقص سوراخ سوزن را تشخیص دهد..
آزمایشات روتین و آزمایشات نوع انجام شده با توجه به استانداردهای IEC مرحله نهایی کنترل کیفیت قبل از تحویل را تشکیل می دهند: هر رولر کابل نهایی باید 100٪ آزمایش روتین را پشت سر بگذارد.در حالی که آزمایشات نوع توسط دسته تولید برنامه ریزی شده است تا از گواهینامه شخص ثالث و آزمایشات پذیرش کارخانه خاص پروژه مورد نیاز پیمانکاران راضی شودآزمایشات معمول اجباری رول به رول با یک آزمایش مقاومت DC هدایت کننده برای تأیید منطقه قطعه قطعی واقعی هدایت کننده و کیفیت رشته شروع می شود.در مورد اندازه گیری مقاومت عایق، یک مگومتر 1 کیلوولت برای کابل های ولتاژ پایین استفاده می شود (که نیاز به خواندن حداقل 1000 MΩ·km دارد) ،با توجه به اینکه یک مگومتر 5 کیلوولت برای بازرسی مقدماتی کابل های ولتاژ متوسط قبل از آزمایش مقاومت ولتاژ بالا استفاده می شود.علاوه بر این، فرآیند آزمایش شامل آزمایش مقاومت AC، بررسی پیوستگی برای پوشش فلزی و لایه های زره و بررسی کامل ظاهر کابل و علامت های چاپ شده است.
آزمایش نوع مبتنی بر دسته برای مناقصه، بازرسی های شخص ثالث و پذیرش صلاحیت پروژه مورد نیاز است، با محدوده های آزمایش متمایز برای محصولات ولتاژ پایین و ولتاژ متوسط.برای کابل های ولتاژ پایین، آزمایش نوع شامل ارزیابی خواص مکانیکی است، مانند قرار دادن گرم، خم شدن سرد،و آزمایش های تغییر شکل حرارتی (طول گرم) ◄ و همچنین آزمایشات مهار شعله مطابق با استانداردهای IEC 60332 و آزمایش های تراکم دود برای محصولات سفارشی Low Smoke Zero Halogen (LSZH)کابل های ولتاژ متوسط تحت آزمایش های اضافی با ارزش بالا قرار می گیرند، از جمله اندازه گیری تخلیه جزئی (که نیاز به سطح تخلیه کمتر از 10 پی سی در 1.5 برابر ولتاژ نامی دارد) ،آزمایش زاویه لمس ضایعات دی الکتریک (tan δ)، و فرکانس بسیار پایین (VLF) مقاومت در برابر ارزیابی ولتاژ؛ این طراحی شده است برای تشخیص نقص های عایق که می تواند ثبات عملیاتی طولانی مدت را در محیط های زیرزمینی به خطر بیندازد.محدوده ارزیابی مکانیکی شامل مقاومت در برابر خوردگی زره و آزمایش های چرخه ای شعاع خم مجدد می شود.، به این ترتیب، پیمانکاران را در مورد شیوه های ایمنی دستکاری و محدودیت های تحمل در طول کشیدن کابل و نصب خندق راهنمایی می کند.آزمایش دوام زیست محیطی شامل بررسی مقاومت در برابر آب و عملکرد بلوک کردن طولی آب برای کاربردهای تونل است.، لوله های مرطوب و محیط های زیرزمینی زیرزمینی. مقایسه مستقیم پارامترها تفاوت های مورد نیاز را بین دو نوع کابل برجسته می کند:6/1 کلوولت) باید به آزمون ولتاژ متناوب 3 مقاومت کنند..5 کلوولت برای 5 دقیقه، در حالی که کابل های ولتاژ متوسط (8.7 / 15 کلوولت) باید 39 کلوولت را برای 30 دقیقه تحمل کنند؛ اندازه گیری تخلیه جزئی یک آزمایش معمول اجباری برای کابل های ولتاژ پایین نیست، بلکه یک هسته است.آزمایش اجباری برای کابل های متوسط ولتاژحداکثر مرسومیت 15٪ و 10٪ است و آستانه های ولتاژ آزمایش جرقه برای خطوط تولید سه لایه ی همکلاسی ولتاژ متوسط تعیین شده است.
یک مورد شکست مهندسی در دنیای واقعی به وضوح ارزش کنترل کیفیت تولید دقیق را برای پیمانکاران ساختمانی و مهندسین سایت نشان می دهد.این پروژه شامل یک ساختمان زیرزمینی شهری 8.7/15 kV سه هسته XLPE سیستم کابل برق با طول 3.2 کیلومتر. چهار سال پس از راه اندازی، خرابی مفصل کابل رخ داد.این باعث انباشت گاز قابل احتراق در خندق کابل شد و یک مدار کوتاه فاز به زمین را ایجاد کرد.بعد از شکست، تجزیه و تحلیل پزشکی قانونی علت اصلی را به کنترل کیفیت ناکافی در طول تولید نشان داد.پوشش نامناسب لایه محافظ مس ایجاد شکاف های محلی، که باعث غلظت فشار میدان الکتریکی شده و باعث فرسایش تدریجی مفصل به دلیل تخلیه جزئی شده است.کنترل استقرار ناپذیر اکستروژن منجر به کمی عجیب بودن لایه عایق شده است که از محدودیت های مشخصات فراتر رفته است.، در نتیجه رشد درختان آب در محیط مرطوب زیرزمینی را تسریع می کند.باعث می شود که لایه عایق به تدریج تحت افزایش دمای مرتبط با بارگذاری چرخه ای تغییر شکل دهداقدامات اصلاحی و پیشگیرانه ای که توسط سازنده اجرا شد شامل:تشدید آستانه های هشدار آنلاین در زمان واقعی برای eccentricity در طول فرآیند co-extrusion سه لایهنصب یک سیستم کنترل تنش خودکار برای پوشش نوار محافظ مس برای تثبیت میزان همپوشانی؛ افزایش فرکانس نمونه گیری برای آزمایشات گرم به یک بار در ساعت؛و اضافه کردن یک بازرسی اجباری قبل از تحویل برای تمام کابل های ولتاژ متوسط که به پروژه های زیرزمینی شهری عرضه می شوندبرای پیمانکاران ساخت و ساز، تأیید گزارش های کامل آزمایش شامل داده های تخلیه جزئی، سوابق بازرسی ابعاد،و گواهینامه های آزمون درجه پیوند متقابل در طول پذیرش کابل در محل به طور موثر از ورود محصولات معیوب به محل ساخت جلوگیری می کنداین امر هزینه های گران قیمت پس از نصب مربوط به تعمیرات، حفاری و تعویض را به حداقل می رساند، در حالی که اطمینان از عملکرد پایدار و طولانی مدت پروژه های زیرساخت توزیع برق است.
