華洋萱
(四川省產品質量監督檢驗檢測院,四川 成都 610100)
電力資源是一個國家現代化進程中最為重要的資源,也是保障國家經濟建設快速發展的重要資源[1]。如何將電力資源進行高效的傳輸,提高其能量轉化效率,開始越來越受到人們的重視。而電線和電纜作為電能傳輸的必要途徑,被廣泛地應用在關系到國計民生的各個方面,上到國家戰略發展,下到普通民眾居家生活,從微電機到高壓再到超高壓,電線電纜已經在現代社會發展中發揮著無法替代的作用,所以其重要性自然也是不言而喻的[2]。隨著我國經濟的平穩快速發展,社會建設對電線電纜的需求量急劇增加,我國的電線電纜行業也迎來了空前的發展。我國電線電纜制造行業產值占到了整個電工電器行業產值的1/4,是整個機械相關工業制造業中僅次于汽車制造的行業,并且我國電線電纜行業的產值、規模以及其增長率已經連續多年高居世界首位[3]。但在該行業迅猛發展的同時,我國目前對電線電纜產品質量監督檢測不足的問題也逐漸暴露出來。所以本文從分析目前電線電纜產品質量監管檢測中容易出現問題的點入手,對電線電纜產品質量檢測方法進行了探討。
如果在電線電纜質量監管檢測方面存在問題,則必然會導致各個廠家生產的電線電纜產品的質量良莠不齊,會出現很多假冒、偽劣及以次充好的情況,所以必須對電線電纜的產品質量進行嚴格把控。通常,未達標的電線電纜在以下幾個方面存在問題。
(1)絕緣層材質和厚度不達標。眾所周知,在電能的使用過程中是存在一定的危險性的,所以電線電纜產品的安全性能是衡量電線電纜質量的一個重要指標。而絕緣層的材質和厚度直接關系到電線電纜耐電壓的等級強度和產品的壽命,是電線電纜產品安全性能中的一個重要指標[4]。絕緣層的材質和厚度不達標的電線電纜產品可能導致電線電纜在使用的過程中發生短路、斷路等故障從而引發事故,會存在著火災等安全隱患。目前,在電力資源使用的過程中,有很大一部分安全事故都是電線和電纜的絕緣層材質和厚度不達標而造成的。
(2)導體直流電阻不達標。絕緣層的材質和厚度決定著電線電纜產品的安全性能,而導體直流電阻檢測值則決定著電線電纜產品的傳輸性能和效率[5]。合格產品的導體直流電阻既可以降低電能的損耗,提高能量傳輸的效率和利用效率,又可以避免電線電纜產品在使用過程中出現過熱的情況,反過來對電線電纜產品的安全性能形成了增益。導體直流電阻不達標的電線電纜產品,主要在兩方面存在問題。一方面是導體金屬純度不夠,廠家在生產過程中為了降低成本加入了一些性能不夠的金屬材質。另一方面是導體橫截面積不達標。如果導體的橫截面積不達標則會直接對電線電纜的載流能力造成影響。所以在電線電纜產品導體直流電阻質量檢測中需要著重對這兩個方面進行實驗檢測。
(3)絕緣、護套的機械性能不達標。電線電纜產品是為了對電能進行安全、高效的利用而產生的,而電線電纜自身良好的物理性能是這二者的保證和基本前提,這一切都集中體現在其機械性能上。機械性能包括電線電纜的絕緣、護套老化前后的拉伸力、耐彎曲力等多個技術指標,在對電線電纜產品質量進行監管檢測時也需要對其他項目進行詳細的測試[6]。
(4)產品標識不達標。除此之外,產品標識是使消費者對產品產生直觀認識的工具。規范的產品標識可以使消費者能準確、快速地對產品質量、性能進行了解,并根據標識明白其使用的場合和范圍,避免消費者盲用、誤用,從而減小危險發生的幾率。所以對電線電纜產品標識也要進行嚴格檢測。
(5)產品流通銷售過程漏洞百出。在我國的電線電纜產品銷售中存在著大量“掛羊頭賣狗肉”的情況。在展柜中展示的都是質量符合國家標準要求的產品,但是消費者買回去的卻是一些殘次品,甚至一些產品呈現出“無電阻”的狀態。據報道,我國某時期內的偽劣電線電纜產品總數竟然多達3.23千噸。大量的不法商人為了使自己的利益最大化,以次充好、濫竽充數,所以相關部門也需要對電線電纜產品銷售過程進行監管。
根據現行國家標準,電線電纜產品檢驗檢測主要包括外觀尺寸與結構、機械性能、電氣性能、阻燃耐火性能、熱性能、耐環境特性、抗老化性能和特殊性能等指標[7]。
外觀尺寸與結構是對電線電纜產品質量進行檢測的第一個項目,即對電線電纜的外觀、尺寸以及結構進行檢測[8]。
(1)外觀檢測。完好的外觀是電線電纜產品質量的第一道保證。如果電線電纜存在外觀不圓滿光潔或者存在毛刺、裂紋、斑點及油污等瑕疵,那電線電纜的質量肯定會受到相應的影響。同時,在對外觀進行檢測時還需要保證電線電纜的腐蝕和氧化程度在允許范圍之內。
(2)尺寸檢測。電線電纜產品的尺寸檢測,在日常使用中可以適度降低,但是在高壓電纜中必須要嚴格把控。尺寸檢測中需要對電線電纜產品的外徑、直徑、截面、偏心度、密度、扇形高度、厚度和節距等相關技術指標進行檢測。取樣方式要求在至少相隔1m的三處地方各取一段分別進行檢測,且均要符合國家標準要求。
(3)結構檢測。電線電纜產品的結構檢測也就是對外觀和尺寸檢測的終檢,需要對電線電纜的護層、斷面、纜芯結構和線芯結構進行檢測。
正如前文所述,電線電纜產品在實際使用的過程中需要達到相應的機械性能指標。通常,機械性能測試中需要對電線電纜的機械強度、彎曲性能、扭曲性能和卷繞性能進行測試。
(1)機械強度。機械強度是指電線電纜產品在受到外力作用時的抵抗能力,主要包括抗拉強度和伸長率兩個方面,并依據產品標準中的強度公式和斷裂伸長率公式進行判斷。
強度公式:

式中,F為拉伸試驗力,S為樣品橫截面積;L1為樣品斷裂時長度,L0為樣品斷裂前長度。
(2)彎曲性能。電線電纜產品在使用過程中會反復的受到彎曲壓力。電線電纜的彎曲性能由產品可彎曲的次數決定,即產品在試驗機上連續、均勻彎曲直至斷裂前的彎曲總次數。良好的彎曲性能是產品高質量和使用壽命的保障。
(3)扭轉性能。電線電纜產品的扭轉性能是由電線電纜在斷裂前的扭轉次數決定的,通過對扭轉性能的檢測可以確定金屬線材在扭轉作用下的塑性形變,是判斷線材內部金屬是否均勻或是否有瑕疵的重要方法。
(4)卷繞性能。對電線電纜卷繞性能的測試,就是觀察樣品在標準規定直徑的器具上纏繞規定圈數后樣品的變化,電線電纜產品行業中對不同材質線纜的卷繞性能測試有明確的標準要求。
電線電纜產品的電氣性能是所有性能檢測的重中之重,其性能的好壞會直接關系到電線電纜產品的工作性能。主要是通過直流電阻測試、絕緣電阻測試和工頻耐電壓測試來判斷電線電纜產品的電氣性能。
(1)直流電阻測試。測試電線電纜產品的直流電阻是為了了解電線電纜的導電能力,檢測依據電阻定律進行判定[9]。

直流電阻的檢測方法可以分為電流法和電橋法。電流法采用不同的電流值對應不同的電阻阻值,測量范圍更廣。電橋法分為單臂電橋和雙臂電橋,其中在1Ω及以下必須采用雙臂直流電橋法。
在直流電阻檢測過程中,需要注意的是環境溫度變化不能超過±1℃,且溫度計離地距離需要超過1m,且檢測樣品的長度不少于1m。測量電流密度也需要控制,通常要求鋁芯不大于0.5A/mm2,銅芯不大于1A/mm2。20℃標準直流電阻換算:

測量絕緣電阻比較常用的方法分為:直流比較法和電壓電流法。直流比較法的測量范圍為105~2×1015Ω;電壓電流法的測量范圍為104~2×1016Ω;測量電壓一般為100~500V。一般采用電壓電流法來對電線電纜產品的絕緣電阻進行測量,采用電壓電流法時應依照說明書讀取絕緣電阻。最終計算公式為:

電纜根據結構的不同分為單芯和多芯電纜。對單芯電纜一般檢測導體對金屬套或屏蔽層或鎧裝層之間的絕緣電阻;對多芯電纜檢測每個導體對其他線芯與金屬套或屏蔽層或鎧裝層之間的絕緣電阻。如果是無鎧裝層電纜或者非屏蔽電纜或者非金屬護套電纜,則需放置在水中進行檢測。根據標準要求,試樣需先在70℃的水中放置兩個小時,以便試樣在測量時溫度與水溫匹配。
(4)阻燃耐火性能。檢測電線電纜產品的阻燃性能,需要對電線電纜進行燃燒并測試其在相應的條件下延緩并阻止火焰燃燒的能力。依據產品初燃的時間和自行熄滅時間的長短將阻燃性劃分為了A、B、C、D四個等級,并以此判斷電線電纜產品阻燃性能的好壞。電線電纜產品的耐火性能要求,產品在750℃高溫火焰中的90min內仍能保證正常傳輸電流。
(5)其他性能。電線電纜產品質量監管檢測中的其他性能還包括:耐環境特性和抗老化性能。其中耐環境特性主要包括:電線電纜的耐電化腐蝕、細菌侵蝕、生物侵蝕、化學藥品侵蝕以及耐霧、寒、光、霉等方面的特性;抗老化性能是指電線電纜產品在受到外界各種因素的綜合作用下仍保持其性能的能力。
在上一節中主要是電線電纜產品質量監管中需要檢測的項目和方法,但是在控制電線電纜產品行業質量的實際工作中還需要綜合很多的力量來進行綜合管理才能保證電線電纜產品的質量。首先,生產制造廠商應該注重自身的學習與發展,加強對原材料質量的控制,同時與相關檢測機構保持密切聯系,共同努力。其次,政府及相關職能部門應該加大監管力度,大力查處假冒偽劣產品,堅決杜絕以次充好的現象。
我國是世界上最大的電線電纜產品生產國,電線電纜產品生產行業在我國的國民經濟中占據著重要位置,同時也是國家現代化建設中非常重要的配套產業,所以電線電纜產品質量的優劣直接關系到國計民生。電線電纜產品質量監管檢測是在其投入使用之前的最后一道關卡,完善并做好該項工作可以直接降低各種故障、安全事故發生的可能性,對人民的安全生活和國家經濟的快速建設發展等都有著舉足輕重的作用。