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電纜的測(cè)量以測(cè)量電阻至為關(guān)鍵。測(cè)量的技術(shù)提高,當(dāng)然可以從人才入手,可是不是短時(shí)間可以提高,因?yàn)樾枰芏嗟膶?shí)踐。
對(duì)測(cè)量導(dǎo)體直流電阻的現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 3048.4-2007,比國(guó)際電工委的60468要求各項(xiàng)誤差和總誤差寬松。由于標(biāo)準(zhǔn)要求低,如果不把標(biāo)桿提高,要提高質(zhì)量可能也是空談,也很難將這個(gè)中國(guó)第二大行業(yè)、全球產(chǎn)能最大的生產(chǎn)國(guó)的產(chǎn)品出口。
我請(qǐng)教過(guò)為什么標(biāo)準(zhǔn)定的那么寬松?獲得的答案不知是否準(zhǔn)確:是因?yàn)榭紤]到市場(chǎng)上面沒(méi)有達(dá)到更少誤差的檢測(cè)儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的要求。
內(nèi)里也涉及國(guó)內(nèi)對(duì)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的要求,ILAC(國(guó)際實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可組織)在2011年已經(jīng)對(duì)測(cè)量要求掌握不確定度和校準(zhǔn)能力有要求,可是在國(guó)內(nèi)電阻測(cè)試方面對(duì)這個(gè)概念還沒(méi)有真正落實(shí)到已經(jīng)獲得ISO17025認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐層面,這就更難在企業(yè)方面推廣認(rèn)知。也算是人才的原因吧。所以本文側(cè)重標(biāo)準(zhǔn)和儀器兩點(diǎn)來(lái)討論。
標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)標(biāo)里面對(duì)于電橋有描述,可是對(duì)于夾具卻沒(méi)有特別要求,夾具的壓力對(duì)電流的穩(wěn)定影響很大從而影響測(cè)量結(jié)果。還有就是一般實(shí)驗(yàn)室人員忽略該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該與GB/T3048.1-2007總則內(nèi)容,要求重復(fù)性、再現(xiàn)性、校準(zhǔn)(除了定期檢定方法標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)外、使用前進(jìn)行校準(zhǔn))
個(gè)別不確定度 GB 3048.4 IEC 60468 瑞士AESA
電阻(歐姆) +/-0.5% +/-0.15% +/- 0.03%
長(zhǎng)度(M) +/-0.15% +/-0.05% 經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的長(zhǎng)度
(固定長(zhǎng)度,誤差有軟件修正)
溫度(°C) +/-0.4% +/-0.1% +/-0.05%
測(cè)量方法 4端 4端 4端
電流分配 沒(méi)有提 關(guān)鍵技術(shù) 夾具+壓力系統(tǒng)
整體不確定度
電阻(歐姆/m at 20°C) 沒(méi)有提 +/-0.2% +/-0.1%(保證)
測(cè)量?jī)x器
下圖顯示測(cè)量電阻最主要的不確定因素來(lái)源。這些不確定度在任何系統(tǒng)來(lái)說(shuō)都有一定的限制,視乎要達(dá)到那個(gè)整體精確度而已。
一般儀表部份的誤差很少,一個(gè)共同誤區(qū)是企業(yè)對(duì)選擇電橋時(shí)覺(jué)得差不多就行,很多時(shí)候也被供應(yīng)商的說(shuō)明書(shū)(包括進(jìn)口產(chǎn)品)誤導(dǎo)了,以為數(shù)字電橋的誤差就代表整體測(cè)量電阻的結(jié)果。
我們?cè)偌?xì)讀一下國(guó)標(biāo)3048.4-2007。對(duì)試驗(yàn)鋁的要求(95-185)mm2, 取樣3米,240mm2 以上要5米,在一般的實(shí)驗(yàn)室根本不具備把3-5米長(zhǎng)的鋁絞線拉直的條件。容易做成長(zhǎng)度誤差。
其實(shí)夾具方面施加的壓力是否足夠,至關(guān)重要。
我們研究一下瑞士AESA ResTest 50 針對(duì)50mm2以下的銅和鋁,而ResTest 80 測(cè)0.5mm2-630mm2的銅或0.5mm2-300mm2的鋁(不用焊接末端)630mm2(末端經(jīng)過(guò)焊接)。要求的試樣長(zhǎng)度是1.5米,比國(guó)標(biāo)要求短,可是能達(dá)到誤差+/-0.1%。
圖示 ResTest 80 (試驗(yàn)室和車間使用)
為什么同一臺(tái)ResTest 80只能保證300mm2鋁達(dá)到這個(gè)精準(zhǔn)度?因?yàn)闇y(cè)試鋁的時(shí)候更具挑戰(zhàn)性,夾具需要更大的壓力。所以責(zé)任的告訴您,要達(dá)到這個(gè)精準(zhǔn)度就只能測(cè)到300mm2。相對(duì)那些告訴您夾具可以測(cè)1mm2-2500mm2的供應(yīng)商,他們只是告訴您尺寸,不提測(cè)量結(jié)果的關(guān)系。
從上圖我們看到瑞士AESA 8130系列在線測(cè)量?jī)x8134的產(chǎn)品,他們同一臺(tái)設(shè)備表明在保證整體誤差+/-0。1%的情況下,銅1800mm2,鋁300mm2,8135(鋁材特別版)是在8134基礎(chǔ)上面加了液壓泵,對(duì)鋁的測(cè)量,通過(guò)向夾具施加700巴(18噸)的壓力來(lái)達(dá)致這個(gè)高精準(zhǔn)度。
圖示:AESA 8135
其他的檢測(cè)問(wèn)題包括不確定度就需要有很精通的人去掌握,在日常生產(chǎn)的環(huán)節(jié)很難真正實(shí)施,人為的誤差機(jī)會(huì)太多。就是在第三方實(shí)驗(yàn)室甚至于國(guó)家級(jí)的檢測(cè)中心來(lái)說(shuō),一天要檢測(cè)的試樣數(shù)量真正按這些步驟來(lái)做試驗(yàn),強(qiáng)度非常很大 。
值得一提的是瑞士AESA的導(dǎo)體電阻和截面測(cè)量?jī)x(在線檢測(cè)8130系列和離線ResTest系列)是全球唯一對(duì)測(cè)量結(jié)果保證整體(包括不確定度)誤差+/-0.1%。他們敢保證是因?yàn)樗膶?shí)際精準(zhǔn)度比這個(gè)還要高。更重要的是它是全自動(dòng)化,迅速得出已經(jīng)換算好的、直觀的檢測(cè)整體結(jié)果。排除環(huán)境的客觀因素,對(duì)認(rèn)證要求的環(huán)境、能力還有校準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)可追溯、重復(fù)性、再現(xiàn)性等。完全沒(méi)有繁瑣的測(cè)試程序和對(duì)人員素質(zhì)的要求,還結(jié)合每次校準(zhǔn)的程序。
其實(shí)檢測(cè)試驗(yàn)不單為了產(chǎn)品合格,用檢測(cè)來(lái)剔除不合格產(chǎn)品只是一個(gè)較低層次的質(zhì)量控制手段,真正要做到的是把檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合到工藝改進(jìn)上才能真正體現(xiàn)質(zhì)量提高,做的更精。標(biāo)準(zhǔn)只是一個(gè)參考,特別國(guó)標(biāo)只是一個(gè)最低線。
標(biāo)準(zhǔn)允許的誤差大,企業(yè)在當(dāng)前的大環(huán)境就沒(méi)有太多的積極性去提高質(zhì)量。從此岸到彼岸,一個(gè)來(lái)回增加多少成本?如何取舍?有高精準(zhǔn)的測(cè)量?jī)x就能為您導(dǎo)航,不至于盲目飛行。
實(shí)現(xiàn)追求卓越,同時(shí)降低成本
在線檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)是由于不需采樣(減少?gòu)U料),不用到實(shí)驗(yàn)室等待恒溫(導(dǎo)體的溫度處理措施),實(shí)時(shí)在絞線機(jī)上停機(jī)進(jìn)行檢測(cè)只需3-5分鐘(視截面大小而定)節(jié)省很多寶貴時(shí)間。由于它的高精準(zhǔn)(特別在溫度處理的技術(shù)),得出結(jié)果后馬上可以安心調(diào)整工藝來(lái)降低或調(diào)高余度,不會(huì)導(dǎo)致整盤(pán)線都不合格或浪費(fèi)了昂貴的材料。它的設(shè)計(jì)還能讓您在幾條生產(chǎn)線上來(lái)回使用。提供在線檢測(cè)報(bào)告,真正說(shuō)明產(chǎn)品的質(zhì)量。直接打印標(biāo)簽,并能下載數(shù)據(jù)供分析、讓產(chǎn)品精益求精,更大程度節(jié)約原材料。AESA的設(shè)計(jì)理念,精準(zhǔn)、快速、操作容易、耐用。
我們來(lái)算盤(pán)算一下。以實(shí)實(shí)在在的案例:歐洲一家企業(yè)用銅量5000噸,銅價(jià)在換算后在5.5-6萬(wàn)元人民幣的情況下,在使用8130系列在線測(cè)量?jī)x后幾個(gè)月就把投入設(shè)備的資金回收,由于設(shè)備的壽命周期達(dá)10-15年,正常使用下,沒(méi)有什么零部件要更換、不需要維護(hù),只有定期的校準(zhǔn)。除了為企業(yè)帶來(lái)數(shù)千萬(wàn)元的帳上利潤(rùn)還帶來(lái)高質(zhì)量的保障和良好聲譽(yù)的無(wú)形資產(chǎn)。
AESA的在線產(chǎn)品已經(jīng)有二、三十年,有充分的實(shí)戰(zhàn)證明。當(dāng)然產(chǎn)品經(jīng)過(guò)不少的更新?lián)Q代,更為完美。國(guó)外使用的很普遍,大的跨國(guó)線纜企業(yè)都把它作為每條生產(chǎn)線必備的儀器。私人、地區(qū)性的企業(yè)也非常樂(lè)用,例如:北非、中東的客戶數(shù)年間就采購(gòu)了7-8臺(tái),就是因?yàn)槟軒椭麄児?jié)約成本。
過(guò)去由于AESA的電力電纜測(cè)試設(shè)備沒(méi)有被推廣到中國(guó)來(lái),大都是由合資公司的外方推薦,這些企業(yè)也就密而不宣,在價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)上占了成本的優(yōu)勢(shì)。
總結(jié)
說(shuō)到底,線纜市場(chǎng)是缺乏一把公平稱。電阻檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)是有可能、有依據(jù)來(lái)提高的,對(duì)選擇測(cè)量工具時(shí)就更要用心解讀說(shuō)明書(shū)還要要求供應(yīng)商仔細(xì)說(shuō)明是儀表部份還是整體結(jié)果的誤差,必要時(shí)對(duì)他們要求保證或提供他們上一級(jí)機(jī)構(gòu)對(duì)他們?cè)O(shè)備的誤差評(píng)定報(bào)告。這樣方能幫助企業(yè)往更高質(zhì)量的目標(biāo)邁進(jìn)。
(筆者:如筆)