Esquema de control de qualitat i proves de cables elèctrics

​

​I. Antecedents del problema​
Els cables elèctrics són el mitjà de transmissió central dels sistemes d'energia. El seu rendiment de qualitat determina directament la estabilitat de l'abastament d'energia, la seguretat operativa, la vida útil dels equips i la capacitat de prevenir accidents de seguretat com incendis. Cables subestàndard poden portar a una sèrie de problemes greus, incloent un increment de la resistència, una generació excessiva de calor, la ruptura de l'aïllament, un risc augmentat d'incendi i una interferència de senyal més greu. Per tant, establir un sistema de control i prova de qualitat científic, rigorós i complet que cobreixi des de matèries primeres a productes acabats és crucial.

​II. Objectius del pla​

1. ​Garantia d'origen:​​ Assegurar que totes les matèries primeres utilitzades en la producció de cables compleixin amb els màxims estandards nacionals i de la indústria (per exemple, GB/T 3956, GB/T 12706, GB/T 19666, etc.).
2. ​Control del procés:​​ Monitoritzar eficaçment els paràmetres clau del procés i la qualitat de les etapes intermèdies durant la producció.
3. ​Fiabilitat del producte:​​ Assegurar que tots els indicadors de rendiment clau dels cables acabats, inclosos els aspectes elèctrics, físics i mecànics, i el comportament al foc, compleixin o superin els requisits de disseny i contracte.
4. ​Gestió de riscs:​​ Identificar possibles defectes a través de proves sistemàtiques per prevenir que productes no conformes entren al mercat i mitigar els riscos d'ús.
5. ​Traçabilitat:​​ Establir un sistema complet de registre de proves de qualitat per assolir la traçabilitat de lots de matèries clau i resultats de proves de productes.

​III. Solucions principals: Control i prova de qualitat de cables elèctrics​

​​(A) Control i prova de la qualitat de les matèries primeres (control d'origen)​​

• ​1. Qualificació i avaluació del proveïdor:​​
• Seleccionar proveïdors qualificats amb un sistema de gestió de la qualitat sólid (per exemple, certificació ISO 9001), capacitat d'abastament estable i bona reputació a la indústria.
• Duir a terme inspeccions d'amostratge inopinades periòdiques o verificacions de tercers de les matèries dels proveïdors.
• ​2. Prova de matèries primeres clau:​​
• ​Material conductor (barra/fil de cobre/alumini):​​
• ​Elements de prova:​​ Anàlisi de la composició química (contingut de cobre, elements impurs), propietats mecàniques (resistència a la tracció, allargament, flexió repetida), mesura de la resistivitat (a 20°C).
• ​Referència estàndard:​​ GB/T 3953 (Fil de cobre redon per usos elèctrics), GB/T 3954 (Barras d'alumini per usos elèctrics), GB/T 3956 (Conductors de cables aïllats), etc.
• ​Mètodes de prova:​​ Analitzadors químics (per exemple, espectròmetre), màquina de prova de tracció, pont de Wheatstone o metre de resistència de precisió.
• ​Materials d'aïllament i revestiment (PVC, XLPE, PE, LSZH, etc.):​​
• ​Elements de prova:​​
• Propietats físiques: Aparença, densitat, uniformitat de gruix, resistència a la tracció & allargament a la ruptura, comparació de rendiment abans/després de l'envegiment.
• Propietats elèctriques: Resistivitat volumètrica/superficial.
• Propietats tèrmiques: Deformació per calor, prova de conjunt (per a XLPE), prova d'impacte/flexió a baixa temperatura.
• Rendiment al foc (per a materials LSZH/retardants de flama): Índex d'oxigen, densitat de fum, contingut de gasos àcids, contingut d'halogens (per a requeriments sense halogens).
• ​Referència estàndard:​​ GB/T 8815 (Composicions de polivinil clorat no plastificades), GB/T 15065 (Composicions d'aïllament de polietilèn reticulat), GB/T 18380 (Proves de cables elèctrics en condicions de foc - prova de flama única), GB/T 17651 (Mesurament de la densitat de fum), GB/T 17650 (Materials i productes sense halogens, baix fum), i altres estàndards aplicables.
• ​Mètodes de prova:​​ Màquina universal de prova de materials, forn d'envegiment, analitzador de resistivitat, dispositiu de prova de conjunt, analitzador d'índex d'oxigen, càmara de densitat de fum, analitzadors químics.
• ​Material de blindatge (cinta/fil de cobre):​​ Gruix, resistència, taxa de cobertura.
• ​Materials de ompliment/cama:​​ Resistència a l'aigua (si s'aplica), fortalesa mecànica, compatibilitat.
• ​3. Requisits de prova:​​
• Totes les matèries primeres entrants han de venir acompanyades del certificat d'anàlisi (COA)/certificat de conformitat (COC) del proveïdor.
• Realitzar inspeccions d'amostratge basades en plans d'amostratge definits (per exemple, GB/T 2828.1). La freqüència d'amostratge pot ser incrementada o es pot implementar una inspecció total del lot per a materials crítics (per exemple, conductor, material d'aïllament principal).
• Les matèries primeres que no passin la inspecció estan estrictament prohibitès d'utilitzar-se en la producció.

​​(B) Control de la qualitat del procés de producció (monitorització del procés)​​

• ​1. Monitorització de paràmetres clau del procés:​​
• Stranding del conductor: Razó de llanç, diàmetre exterior, compactació (conductor).
• Procés d'extrusió: Configuració i control de la temperatura per zones, pressió d'extrusió, velocitat de línia, procés de refredament (impacta significativament la cristalinicitat).
• Procés de reticulació (per a XLPE): Dosi de radiació/temperatura i temps de vulcanització (crític per al grau de reticulació), condicions de refredament.
• Procés de blindatge: Taxa de cobertura, qualitat de la superposició.
• Cabling: Longitud de llanç, estabilitat del nucli.
• Extrusió del revestiment: Uniformitat de gruix, qualitat superficial, llegibilitat de l'estampació.
• ​2. Amostratge del procés:​​
• Establir punts d'inspecció en línia o fora de línia en etapes crítiques (per exemple, després de l'extrusió, la reticulació, el cabling, el revestiment).
• ​Elements d'amostratge habituals:​​ Gruix i excentricitat de l'aïllament/revestiment, diàmetre exterior, dimensions estructurals, aparença (defectes superficials), prova d'escintilles / prova de tensió (en línia/fora de línia), amostratge de propietats físiques parcials (per exemple, tracció).

​​(C) Control i prova de la qualitat del cable acabat (verificació final)​​

• ​1. Prova de tipus (per a nous productes o la primera remesa d'importants contractes):​​ Realitzar totes les proves especificades en els estàndards rellevants (per exemple, GB/T 12706.1/2) per a una verificació completa de la conformitat del disseny.
• ​2. Proves rutinàries (per lot / per tambor / per bobina):​​
• ​Elements principals:​​
• Prova de resistència DC del conductor: Mesurar la resistència de cada conductor per verificar la conformitat amb els requisits de secció nominal (GB/T 3956). Això és fonamental per als càlculs de capacitance i càlculs de calor.
• Prova de descàrrega parcial (essencial per a cables MV/HV): Detectar petits defectes dins de l'aïllament que podrien portar a fallades a llarg termini (GB/T 3048.8, GB/T 12706). Extremadament important!
• Prova de tensió (prova de tensió de suport):
• Tensió AC de freqüència d'ona múltiple: La més comuna. Aplicar múltiples tensions nominals (per exemple, 2.5U₀) durant un període especificat (per exemple, 5 minuts). L'aïllament no ha de trencar-se.
• Tensió DC (aplicacions específiques): Utilitzada per certs tipus de cables o com a complement de les proves AC.
• Medició de la resistència d'aïllament: Mesurar la resistència entre el conductor i el blindatge/revestiment metàl·lic/terra, reflectint les propietats bàsiques d'aïllament del material (GB/T 3048.5/6).
• ​3. Proves d'amostres (amostratge per lots o proves periòdiques):​​
• ​Rendiment elèctric:​​
• Medició de la capacitance (si s'aplica).
• Medició de la tangent de pèrdua dielèctrica (tan δ) (especialment per a cables HV).
• ​Dimensions estructurals i propietats físiques:​​
• Medició del gruix de l'aïllament i el revestiment: Assegurar la conformitat amb els requisits mínims de disseny.
• Medició del diàmetre exterior: Controlar les toleràncies.
• Proves de rendiment físic i mecànic:
• Resistència a la tracció i allargament a la ruptura (aïllament/revestiment) abans/després de l'envegiment: Indicadors clau, reflectint la capacitat anti-envegiment i la duresa del material (GB/T 2951.1).
• Prova de conjunt (essencial per a aïllaments XLPE): Verificar la conformitat del grau de reticulació (GB/T 2951.21).
• Prova d'impacte/flexió a baixa temperatura: Avaluar la fragilitat del material a baixa temperatura.
• Prova de flexió: Simular condicions d'instal·lació i funcionament per provar la flexibilitat del cable (GB/T 12527).
• Prova de flexió: Verificar el radi de flexió mínim permès del cable (normalment realitzat en el cable acabat).
• Proves de rendiment al foc (segons els requisits de disseny):
• Prova de flama vertical simple (GB/T 18380.1 series).
• Prova de flama en grup (GB/T 18380.3 series).
• Prova de densitat de fum (GB/T 17651).
• Proves de rendiment sense halogens, baix fum (contingut de gasos àcids, valor pH, conductivitat, transmissió de llum, contingut d'halogens - GB/T 17650).
• ​Examen estructural:​​ Estructura del conductor, taxa de cobertura del blindatge, disposició del nucli, densitat de l'ompliment, capa d'armadura metàl·lica (dimensions, longitud de llanç, espai de superposició), etc.
• ​4. Procés de prova:​​
• Assignar una identificació única per lot/tambor/bobina de cable acabat.
• Seleccionar mostres representatives segons plans d'amostratge definits (segons GB/T 2828.1 o requisits contractuels).
• Realitzar proves en laboratoris acreditats, adhèrent a estàndards nacionals, industrials, empresarials o acords tècnics contractuels actuals i vàlids.
• Tots els elements de prova han de tenir criteris de passa/falla ben definits.
• Registrar els resultats de les proves en el informe de prova del producte acabat.

​​(D) Verificació i inspecció de tercers (opcional però recomanable)​​

• Per a projectes majors, cables d'alta valor utilitzats en ubicacions crítiques, o a petició específica de l'usuari:
• Contractar institucions de prova independents acreditades (per exemple, amb acreditació CNAS/CMA) per realitzar amostratges/reproves de matèries entrants o productes acabats.
• Contractar agències d'inspecció professionals per atestiguar i realitzar observacions en lloc (auditoria/vigilància) durant la producció del cable (especialment processos clau) i les proves finals.

​IV. Garantia de l'agència de prova de qualitat i equipament​

• ​Acreditació:​​ Els laboratoris que realitzen tasques de prova han de posseir acreditacions rellevants (per exemple, CNAS, CMA).
• ​Requisits d'equipament:​​ Equipats amb maquinària de prova completa i funcional de la precisió requerida, calibrada i verificada regularment (segons procediments JJG):
• Equipament de prova de alta tensió (AC de freqüència d'ona, DC, impuls, sistemes de descàrrega parcial).
• Ponts de precisió, metres de resistència.
• Màquines universals de prova de materials (amb cambres de temperatures elevades/baixes i forns d'envegiment).
• Dispositiu de prova de conjunt.
• Equipament de prova de foc.
• Eines de mesura de precisió (calipers, projectors).
• Instruments d'anàlisi química (espectròmetre, titrató, cromatògraf d'ions, etc.).
• Gauges de gruix (laser, ultrasònic).
• ​Requisits de personal:​​ El personal de prova ha de ser format professionalment, haver de ser expert en estàndards i procediments d'operació, i haver de tenir una certificació vàlida.

​V. Gestió de productes no conformes​

• Identificar i aïllar qualsevol producte no conforme trobat en qualsevol etapa (matèria prima, procés, producte acabat).
• Duir a terme una revisió de no conformitat per analitzar la causa arrel.
• Basant-se en la conclusió de la revisió, implementar una de les següents accions: Reparació/reprocessament (si és factible avaluant que el rendiment nuclear no s'afecta), degradació/acceptació amb concessió (només per a escenaris no crítics amb aprovació de l'usuari), o eliminació.
• Prohibir estrictament que productes no conformes arribin al lloc del projecte en qualsevol forma.

​VI. Registres i traçabilitat​

• Establir registres completament electrònics i de suport físic de totes les inspeccions, inclosos com a mínim:
• Informació del proveïdor de matèria prima, número de lot, número de comanda, informes de prova de matèria prima.
• Número de lot de producció, registres de funcionament (paràmetres clau), registres d'inspecció del procés.
• Identificació del producte acabat (tipus, especificació, longitud, data de fabricació, número de lot/tambor/bobina), informe complet de prova del producte acabat (que inclou tots els resultats de proves obligatoris i opcionals), còpia del informe de prova de tipus (si s'aplica).
• Informes de prova/inspecció de tercers.
• Mantenir arxius pel període definit (normalment no inferior a la vida útil esperada del producte) per assegurar la traçabilitat de la qualitat del producte. En cas de problemes de qualitat, permetre una traçabilitat ràpida fins als lots de matèria prima, les condicions de producció i les dades de prova.