绝缘厚度是电线电缆产品中非常重要的技术指标,如何掌握其测量方法有助于正确判断产品质量和改进生产工艺。在科学实验时,测量绝缘厚度及外形尺寸过程中既有系统误差的影响因素、也有偶然性误差影响因素和人为因素的影响。
由于本文阐述人为因素对绝缘及外形尺寸所造成的测量误差,所以系统误差和偶然性误差在此文中不予介绍。人为因素主要受试样制备、观察角度、最薄处选点的影响。下面主要针对试样制备、观察角度、最薄点选点三点作相关的试验分析,并提出解决方案。
注:目前,通常在室内试验室(环境温度23℃±5,3h)进行电线电缆的绝缘厚度和外形尺寸测量,试验方法执行GB/T 2951.11-2008/IEC 60811-1-1:2001《通用试验方法--厚度和外形尺寸测量--机械性能试验》标准。
一、试样制备
(一)取样
未按产品标准规定正确取样:除有关电线电缆产品标准中另有规定外,应在成圈或成盘电线电缆的任一端切取适当长度(500mm为宜)的试样一段。而CCC认证产品,应按照GB/T 5023.2-2008/IEC 60227-1:2007[4]标准要求在每个绝缘线芯(5芯及以下者)至少相隔1m的3处各取一段试样,分别制取试片。日常实验中由于试验员对标准理解不透或省去不必要的麻烦,连续在1m内制取3个试片进行结构尺寸测量,没有考虑挤塑设备和材料稳定性等因素,未按照产品标准进行制样,导致测量结果出现偏差,造成测量结果的准确性和代表性。下面就样品60227IEC01(BV)1*4mm²红色试样制备过程中,试验员未严格按照产品标准进行制样,导致试验结果存在偏差进行分析。
表1是在1m内连续制取3个试片测量结果,表2是按产品标准制取相隔1m的3个试片测量结果。
从上述表1、表2数据可以看到测量结果是存有误差的。绝缘平均厚度都是0.9mm,但绝缘最薄处厚度及外形尺寸(平均外径)存在了误差,1m内制取的3个试片最薄处厚度为0.72mm,外形尺寸(平均外径)为4.1mm;相隔1m制取的3个试片最薄处厚度为0.73mm,外形尺寸(平均外径)为4.0mm。可以看出外形尺寸结果是有影响的。另一方面作为生产企业如何有效地控制成本,测量结果的不同也会导致生产成本控制的差异(测量数据符合标准要求情况下)。特殊情况下当测量数据刚好处在标准中规定技术要求临界值时,那么这一结果又会给生产企业带来一定的质量风险。造成上述情况的发生是试验员没有严格按照产品标准制取试样,出现试验测量结果误差,所以制取试样一定要严格按照相关产品标准制取。
(二)制样
制取绝缘厚度及外形尺寸试片样品应沿着垂直于导体或导电线芯的平面进行旋转切取,且切取薄片一个。如果制取试片时出现重影、倾斜、凹槽等现象,会给测量结果的有效性和准确性判定带来误差。图1是60227IEC01(BV)1×4mm²(黄色)试片在投影仪下出现重影和无重影现象,表3是样品60227IEC01(BV)1×4mm²(黄色)重影试片测量值,表4是样品60227IEC01(BV)1×4mm²(黄色)没有重影试片测量值。
通过表3、表4和图2(具有资质的检验检测机构)测量数据比对,可以看出测量结果的差别,所以说制取有效和无效的样品,其测量结果是不一样。要求试验员在平时工作中严格要求自己,按照试验方法,制取样品时做到在投影仪下无重影、无凹痕、凸起等形态,并不断的学习和参加业务技能培训提升业务水平。
二、观察角度的选择
测量绝缘厚度及外形尺寸,试验员要水平直视(简称平视)投影仪显示屏,而后读出数据。俯视和仰视的角度读出的数据相对于平视读数会出现误差。样品ZR-YJV-0.6/1kV 3×95mm² (红色)绝缘试片从平视、俯视及仰视三个观察角度进行绝缘厚度测量,试片图像和测量值见图3和表5,产品标准中规定95mm²绝缘厚度标称值不小于1.1mm。
通过表5三个观察角度和图4(具有资质的检验检测机构)测量数据比对,绝缘最薄处、平均厚度还是存在着较明显的变化,甚至出现绝缘厚度不达标,所以试验员读取数据,一定要以正确观察角度读取数据(水平直视),避免俯视及仰视产生测量误差,给企业产品质量造成影响和损失。
三、最薄处的选点
测量绝缘厚度第一点就是测量最薄点的位置,然后依次旋转600进行其他5个点测量。但是最薄点选错也会给绝缘厚度及外形尺寸带来影响。很多试验员凭借自己的主观意识观察,没有通过测量,误选最薄点,产生测量误差导致产品质量合格或不合格的误判。最薄点的选点要通过仪器测量得到,特别是导体结构为5、6类结构的软导体带有凹槽的绝缘最薄点在投影仪下几乎很难判断时,一定要通过仪器测量,经过反复筛选选点,只有这样才能够保证测量结果的正确性。样品ZR-KVVRP-450/750V 3×2.5mm²(黑色)绝缘试片因最薄点选点的不同而导致测量结果的不同。
通过表6和图6(具有资质的检验检测机构)测量数据,可以看出最薄点的选位不同,最薄处及绝缘厚度和外形尺寸测量值都不同,出现不合格变成合格的产品,这样就给生产企业带来了产品质量风险。所以要求试验员在进行绝缘厚度及外形尺寸测量时,要通过测量仪器经过缜密的筛选,找到最薄点。只有这样才能测量出真实且正确的数据。
四、结束语
综上所述,通过测试图形、测量数据以及委托具有资质的检验检测机构提供的检验报告比对。人为主观因素对绝缘厚度及外形尺寸的影响是有明显的,同时对企业产品质量及生产控制成本等起着至关重要的作用,所以要求试验员在日常工作测量中要认真学习产品标准和试验方法,严格按照产品标准和试验方法进行有效而正确的测量,不断地提高业务技能水平,严禁人为主观因素进行无效错误的测量,给生产企业造成质量隐患问题、生产成本控制等相关负面影响。