Schéma de contrôle et d'essai de la qualité des câbles électriques

​

​I. Contexte du Problème​
Les câbles électriques sont le moyen de transmission central des systèmes de puissance. Leur performance en termes de qualité détermine directement la stabilité de l'approvisionnement en électricité, la sécurité opérationnelle, la durée de vie des équipements et la capacité à prévenir les accidents de sécurité tels que les incendies. Les câbles de mauvaise qualité entraînent une série de problèmes graves, y compris une résistance accrue, une production excessive de chaleur, une rupture de l'isolation, un risque accru d'incendie et une interférence signal aggravée. Par conséquent, établir un système de contrôle et de test de la qualité scientifique, rigoureux et complet, couvrant les matières premières jusqu'aux produits finis, est crucial.

​II. Objectifs du Schéma​

1. ​Garantie de la Source:​​ Assurer que toutes les matières premières utilisées dans la production des câbles répondent aux normes nationales et industrielles les plus élevées (par exemple, GB/T 3956, GB/T 12706, GB/T 19666, etc.).
2. ​Contrôle du Processus:​​ Surveiller efficacement les paramètres clés du processus et la qualité des étapes intermédiaires pendant la production.
3. ​Fiabilité du Produit:​​ Assurer que tous les indicateurs de performance clés des câbles finis - y compris les performances électriques, physiques et mécaniques, ainsi que la résistance au feu - répondent ou dépassent les exigences de conception et contractuelles.
4. ​Gestion des Risques:​​ Identifier les défauts potentiels par le biais de tests systématiques pour empêcher les produits non conformes d'entrer sur le marché et atténuer les risques d'utilisation.
5. ​Traceabilité:​​ Établir un système complet de registres de tests de qualité pour assurer la traçabilité des lots de matières premières clés et des résultats de tests de produits.

​III. Solutions Clés: Contrôle et Test de la Qualité des Câbles Électriques​

​​(A) Contrôle et Test de la Qualité des Matières Premières (Contrôle de la Source)​​

• ​1. Qualification et Évaluation des Fournisseurs:​​
• Sélectionner des fournisseurs qualifiés dotés d'un Système de Gestion de la Qualité solide (par exemple, certification ISO 9001), d'une capacité d'approvisionnement stable et d'une bonne réputation dans l'industrie.
• Effectuer des inspections d'échantillonnage inopinées périodiques ou des vérifications par tiers des matériaux des fournisseurs.
• ​2. Tests des Matières Premières Clés:​​
• ​Matière Conductrice (Barre/Fil de Cuivre/Aluminium):​​
• ​Éléments de Test:​​ Analyse de la composition chimique (teneur en cuivre, éléments impurs), propriétés mécaniques (résistance à la traction, allongement, flexion répétée), mesure de la résistivité (à 20°C).
• ​Référence aux Normes:​​ GB/T 3953 (Fil de cuivre rond pour usages électriques), GB/T 3954 (Barres d'aluminium pour usages électriques), GB/T 3956 (Conducteurs de câbles isolés), etc.
• ​Méthodes de Test:​​ Analyseurs chimiques (par exemple, spectromètre), machine de traction, pont de Wheatstone ou mètre de résistance précis.
• ​Matières d'Isolation et de Gaine (PVC, XLPE, PE, LSZH, etc.):​​
• ​Éléments de Test:​​
• Propriétés Physiques: Apparence, densité, uniformité de l'épaisseur, résistance à la traction & allongement à la rupture, comparaison des performances avant/après vieillissement.
• Propriétés Électriques: Résistivité volumique/superficielle.
• Propriétés Thermiques: Déformation thermique, test de mise en place chaude (pour l'XLPE), test de choc/baisse à basse température.
• Performances au Feu (pour les matériaux LSZH/rétardateurs de flamme): Indice d'oxygène, densité de fumée, teneur en gaz acides, teneur en halogènes (pour les exigences sans halogène).
• ​Référence aux Normes:​​ GB/T 8815 (Composés de polyvinyle chlorure non plastifiés), GB/T 15065 (Composés d'isolation en polyéthylène réticulé), GB/T 18380 (Essais sur les câbles électriques en conditions de feu - Test de flamme unique), GB/T 17651 (Mesure de la densité de fumée), GB/T 17650 (Matériaux et produits sans halogène, faible fumée), et autres normes applicables.
• ​Méthodes de Test:​​ Machine d'essai de matériaux universelle, four de vieillissement, testeur de résistivité, dispositif de test de mise en place chaude, analyseur d'indice d'oxygène, chambre de densité de fumée, analyseurs chimiques.
• ​Matière de Blindage (Ruban/Fil de Cuivre):​​ Épaisseur, résistance, taux de couverture.
• ​Matières de Remplissage/Couche de Lit:​​ Résistance à l'eau (si applicable), résistance mécanique, compatibilité.
• ​3. Exigences de Test:​​
• Toutes les matières premières entrantes doivent être accompagnées du certificat d'analyse (COA)/certificat de conformité (COC) du fournisseur.
• Effectuer un échantillonnage par lots à la réception selon des plans d'échantillonnage définis (par exemple, GB/T 2828.1). La fréquence d'échantillonnage peut être augmentée ou un contrôle total du lot peut être mis en œuvre pour les matières premières critiques (par exemple, conducteur, matière principale d'isolation).
• Les matières premières ne répondant pas aux critères d'inspection sont strictement interdites d'utilisation en production.

​​(B) Contrôle de la Qualité du Processus de Production (Surveillance du Processus)​​

• ​1. Surveillance des Paramètres Clés du Processus:​​
• Filage du Conducteur: Rapport de torsion, diamètre extérieur, compaction (conducteur).
• Processus d'Extrusion: Réglages et contrôle de la température par zone, pression d'extrusion, vitesse de ligne, processus de refroidissement (impact significatif sur la cristallinité).
• Processus de Réticulation (pour l'XLPE): Dose d'irradiation/température & temps de vulcanisation (critique pour le degré de réticulation), conditions de refroidissement.
• Processus de Blindage: Taux de couverture, qualité de chevauchement.
• Cablage: Longueur de torsion, stabilité du noyau.
• Extrusion de la Gaine: Uniformité de l'épaisseur, qualité de surface, lisibilité de l'impression.
• ​2. Échantillonnage du Processus:​​
• Établir des points d'inspection en ligne ou hors ligne à des étapes critiques (par exemple, après extrusion, réticulation, cablage, gainage).
• ​Éléments d'Échantillonnage Communs:​​ Épaisseur et excentricité de l'isolation/gaine, diamètre extérieur, dimensions structurelles, apparence (défauts de surface), test de scintillement / test de tenue à la tension (en ligne/hors ligne), échantillonnage partiel des propriétés physiques (par exemple, traction).

​​(C) Contrôle et Test de la Qualité des Câbles Finis (Vérification Finale)​​

• ​1. Essais de Type (pour les nouveaux produits ou le premier lot de contrats importants):​​ Effectuer tous les essais spécifiés dans les normes pertinentes (par exemple, GB/T 12706.1/2) pour vérifier de manière complète la conformité de la conception.
• ​2. Essais Routiniers (Par Lot / Par Tambour / Par Bobine):​​
• ​Éléments Clés:​​
• Test de Résistance DC du Conducteur: Mesurer la résistance de chaque conducteur pour vérifier la conformité aux exigences de section nominale (GB/T 3956). Ceci est fondamental pour les calculs de charge admissible et de chauffage.
• Test de Décharge Partielle (Essentiel pour les câbles MV/HV): Détecter de minuscules défauts dans l'isolation qui peuvent conduire à une défaillance à long terme (GB/T 3048.8, GB/T 12706). Extrêmement Important!
• Test de Tension (Test de Tenue à la Tension):
• Tension Alternée Fréquence Secteur: La plus courante. Appliquer plusieurs fois la tension nominale (par exemple, 2.5U₀) pendant une durée spécifiée (par exemple, 5 min). L'isolation ne doit pas se rompre.
• Tension Continue (Applications Spécifiques): Utilisée pour certains types de câbles ou comme complément aux tests CA.
• Mesure de la Résistance d'Isolation: Mesurer la résistance entre le conducteur et le blindage/gaine métallique/terre, reflétant les propriétés d'isolation de base du matériau d'isolation (GB/T 3048.5/6).
• ​3. Essais d'Échantillon (Échantillonnage par Lot ou Essais Périodiques):​​
• ​Performance Électrique:​​
• Mesure de la capacitance (si applicable).
• Mesure du facteur de perte diélectrique (tan δ) (particulièrement pour les câbles HV).
• ​Dimensions Structurelles et Propriétés Physiques:​​
• Mesure de l'épaisseur de l'isolation et de la gaine: Assurer la conformité aux exigences de conception minimales.
• Mesure du diamètre extérieur: Contrôler les tolérances.
• Tests de Performance Physique et Mécanique:
• Résistance à la Traction et Allongement à la Rupture (isolation/gaine) avant/après vieillissement: Indicateurs clés, reflétant la capacité de résistance au vieillissement et la robustesse du matériau (GB/T 2951.1).
• Test de Mise en Place Chaude (Essentiel pour l'isolation XLPE): Vérifier la conformité du degré de réticulation (GB/T 2951.21).
• Test de Choc/Baisse à Basse Température: Évaluer la fragilité du matériau à basse température.
• Test de Flexion/Pliage: Simuler les conditions d'installation et de fonctionnement pour tester la flexibilité du câble (GB/T 12527).
• Test de Pliage: Vérifier le rayon de pliage minimal autorisé (généralement effectué sur le câble fini).
• Tests de Performance au Feu (Selon les exigences de conception):
• Test de flamme verticale simple (GB/T 18380.1 série).
• Test de flamme groupée (GB/T 18380.3 série).
• Test de densité de fumée (GB/T 17651).
• Tests de performance sans halogène, faible fumée (teneur en gaz acides, valeur pH, conductivité, transmittance lumineuse, teneur en halogènes - GB/T 17650).
• ​Examen Structurel:​​ Structure du conducteur, taux de couverture du blindage, arrangement des cœurs, densité de remplissage, couche d'armure métallique (dimensions, longueur de torsion, espace de chevauchement), etc.
• ​4. Processus de Test:​​
• Affecter une identification unique par lot/tambour/bobine de câble fini.
• Sélectionner des échantillons représentatifs selon des plans d'échantillonnage définis (selon GB/T 2828.1 ou les exigences contractuelles).
• Effectuer les tests dans des laboratoires accrédités, conformément aux normes nationales, industrielles, d'entreprise ou aux accords techniques contractuels actuels et valides.
• Tous les éléments de test doivent avoir des critères de passage/échec clairement définis.
• Enregistrer les résultats des tests dans le rapport de test du produit fini.

​​(D) Vérification et Inspection par Tiers (Facultatif mais Recommandé)​​

• Pour les projets majeurs, les câbles de haute valeur utilisés dans des emplacements critiques, ou sur demande spécifique de l'utilisateur:
• Engager des institutions de test indépendantes accréditées (par exemple, avec accréditation CNAS/CMA) pour effectuer des prélèvements/retests des matières premières entrantes ou des produits finis.
• Confier à des agences d'inspection professionnelles la mission de témoigner et de réaliser des observations sur site (audit/surveillance) pendant la production des câbles (en particulier les processus clés) et les tests finaux.

​IV. Garantie de l'Organisme de Test de Qualité et de l'Équipement​

• ​Accréditation:​​ Les laboratoires effectuant les tâches de test doivent posséder les accréditations pertinentes (par exemple, CNAS, CMA).
• ​Exigences d'Équipement:​​ Dotés d'un équipement de test complet, pleinement fonctionnel, d'une précision requise, régulièrement calibré et vérifié (selon les procédures JJG):
• Équipement de test haute tension (CA Fréquence Secteur, CC, Impulsion, Systèmes de Décharge Partielle).
• Ponts Précis, Mètres de Résistance.
• Machines d'essai de matériaux universelles (avec chambres de hautes et basses températures et fours de vieillissement).
• Appareil de Test de Mise en Place Chaude.
• Équipement de Test au Feu.
• Outils de Mesure Précis (Calibres, Projecteurs).
• Instruments d'Analyse Chimique (Spectromètre, Titrimètre, Chromatographe Ionique, etc.).
• Jauges d'Épaisseur (Laser, Ultrasons).
• ​Exigences de Personnel:​​ Le personnel de test doit être formé professionnellement, compétent dans les normes et procédures d'exploitation, et détenir une certification valide.

​V. Gestion des Produits Non Conformes​

• Identifier et isoler tout produit trouvé non conforme à n'importe quelle étape (matière première, processus, produits finis).
• Effectuer un examen de non-conformité pour analyser la cause racine.
• Sur la base de la conclusion de l'examen, mettre en œuvre l'une des actions suivantes: Réparation/Réfection (si faisable après évaluation et si la performance centrale n'est pas affectée), Réduction/Utilisation sous Accord (uniquement pour des scénarios non critiques avec l'approbation de l'utilisateur), ou Mise au rebut.
• Interdire strictement les produits non conformes de parvenir sur le site du projet sous quelque forme que ce soit.

​VI. Registres et Traçabilité​

• Établir des registres électroniques et physiques complets de toutes les inspections, incluant au moins:
• Informations sur le Fournisseur de Matières Premières, Numéro de Lot, Numéro de Commande, Rapports de Test des Matières Premières.
• Numéro de Lot de Production, Journaux d'Opérations (Paramètres Clés), Registres d'Inspection du Processus.
• Identification du Produit Fini (Type, Spécification, Longueur, Date de Fabrication, Numéro de Lot/Tambour/Bobine), Rapport de Test Complet du Produit Fini (couvrant tous les résultats de tests obligatoires et optionnels), Copie du Rapport de Test de Type (le cas échéant).
• Rapports de Test/Inspection par Tiers.
• Conserver les archives pour la période définie (généralement pas moins que le cycle de vie prévu du produit) pour assurer la traçabilité de la qualité du produit. En cas de problèmes de qualité, permettre une traçabilité rapide vers les lots de matières premières, les conditions de production et les données de test.