電気ケーブルの品質管理および試験スキーム

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​I. 問題の背景​
電線は電力システムの核心的な伝送媒体です。その品質性能は、システム全体の供給安定性、運転安全性、設備寿命、火災などの安全事故の防止能力を直接決定します。基準に満たないケーブルは、抵抗増加、過熱発生、絶縁破壊、火災リスクの高まり、信号干渉の悪化など、一連の深刻な問題を引き起こします。したがって、原材料から完成品までをカバーする科学的で厳格で包括的な品質管理と検査システムの確立は重要です。

​II. 方案の目的​

1. ​源の保証:​​ 電線製造に使用されるすべての原材料が最高の国家および業界標準（例：GB/T 3956, GB/T 12706, GB/T 19666等）に準拠していることを確認します。
2. ​工程管理:​​ 製造中の主要な工程パラメータと中間段階の品質を効果的に監視します。
3. ​製品の信頼性:​​ 完成品ケーブルのすべての主要性能指標 - 電気的、物理的・機械的、火災性能 - が設計および契約要件を満たすか超えることを確認します。
4. ​リスク管理:​​ 系統的なテストを通じて潜在的な欠陥を特定し、非適合製品が市場に流通することを防ぎ、使用リスクを軽減します。
5. ​トレーサビリティ:​​ 主要材料ロットと製品テスト結果のトレーサビリティを実現するための完全な品質テスト記録システムを確立します。

​III. 核心解决方案：电气电缆质量控制与检测​

​​(A) 原材料质量控制与检测（源头控制）​

• ​1. 供应商资质与评估：​​
• 健全な品質マネジメントシステム（例：ISO 9001認証）、安定した供給能力、良好な業界評判を持つ合格したサプライヤを選定します。
• 定期的に予告なしのサンプリング検査またはサードパーティによる検証を行います。
• ​2. 主要原材料のテスト：​​
• ​導体材料（銅/アルミニウム棒/ワイヤ）：​​
• ​テスト項目：​​ 化学組成分析（銅含有量、不純物元素）、機械的特性（引張強度、伸長率、反復曲げ）、比抵抗測定（20℃）。
• ​標準参照：​​ GB/T 3953（電気用円形銅線）、GB/T 3954（電気用アルミニウム棒）、GB/T 3956（絶縁ケーブル用導体）等。
• ​テスト方法：​​ 化学分析装置（例：分光器）、引張試験機、ウィートストンブリッジ、または精密抵抗計。
• ​絶縁および被覆材料（PVC, XLPE, PE, LSZH など）：​​
• ​テスト項目：​​
• 物理的特性： 外観、密度、厚さ均一性、引張強度および断裂時の伸び、老化前後の性能比較。
• 電気的特性： 体積/表面抵抗率。
• 熱的特性： 熱変形、ホットセット試験（XLPEの場合）、低温衝撃/曲げ試験。
• 火災性能（LSZH/難燃材料の場合）： 氧指数、煙密度、酸ガス含有量、ハロゲン含有量（ハロゲンフリー要求の場合）。
• ​標準参照：​​ GB/T 8815（可塑剤無添加ポリ塩化ビニール化合物）、GB/T 15065（架橋ポリエチレン絶縁化合物）、GB/T 18380（火災条件での電線試験 - 単一炎試験）、GB/T 17651（煙密度測定）、GB/T 17650（ハロゲンフリー、低発煙材料および製品）、およびその他の適用可能な規格。
• ​テスト方法：​​ 万能材料試験機、オーブン、抵抗率測定器、ホットセット試験装置、酸素指数分析装置、煙密度チャンバ、化学分析装置。
• ​シールド材料（銅テープ/ワイヤ）：​​ 厚さ、抵抗、被覆率。
• ​充填/ベッド材料：​​ 必要に応じて水密性、機械的強度、互換性。
• ​3. テスト要件：​​
• すべての入荷原材料には、サプライヤからの分析証明書（COA）/適合証明書（COC）が添付されている必要があります。
• 受領時に定義されたサンプリングプラン（例：GB/T 2828.1）に基づいてバッチサンプリング検査を行い、重要な材料（例：導体、主絶縁材料）についてはサンプリング頻度を増加させたり、全バッチ検査を実施したりします。
• 検査に不合格となった原材料は、生産に使用することは厳しく禁止されています。

​​(B) 生産過程の品質管理（プロセスモニタリング）​

• ​1. 主要プロセスパラメータの監視：​​
• 導体捻り： 捻り比、外径、圧縮（導体）。
• 押出工程： 各ゾーンの温度設定と制御、押出圧、ライン速度、冷却工程（結晶性に大きく影響）。
• 架橋工程（XLPEの場合）： 放射線量/加硫温度および時間（架橋度に重要）、冷却条件。
• シールド工程： 被覆率、重なりの品質。
• ケーブル成形： 捻り長さ、コアの安定性。
• 被覆押出： 厚さ均一性、表面品質、印刷の読みやすさ。
• ​2. プロセスサンプリング：​​
• 重要なステージ（例：押出後、架橋後、ケーブル成形後、被覆後）にオンラインまたはオフラインの検査ポイントを設けます。
• ​一般的なサンプリング項目：​​ 絶縁/被覆の厚さおよび偏心度、外径、構造寸法、外観（表面欠陥）、火花試験/耐電圧試験（オンライン/オフライン）、部分的な物理的特性サンプリング（例：引張）。

​​(C) 完成品ケーブルの品質管理と検査（最終確認）​

• ​1. 型式試験（新製品または重要な契約の最初のバッチの場合）：​​ 関連規格（例：GB/T 12706.1/2）で指定されたすべての試験を実施し、設計適合性を総合的に確認します。
• ​2. 通常試験（バッチごと/ドラムごと/リールごと）：​​
• ​主要項目：​​
• 導体直流抵抗試験： 各導体の抵抗を測定し、名目断面積要件（GB/T 3956）への適合を確認します。これは許容電流と発熱計算の基本です。
• 局所放電試験（MV/HVケーブルに必須）： 絶縁内の微小な欠陥を検出し、長期故障につながる可能性があるものを特定します（GB/T 3048.8, GB/T 12706）。非常に重要です！
• 電圧試験（耐電圧試験）：
• 商用周波数交流耐電圧： 最も一般的。複数倍の定格電圧（例：2.5U₀）を指定時間（例：5分）適用します。絶縁は破壊されてはなりません。
• 直流耐電圧（特定の用途）： 特定のケーブルタイプや交流試験の補完として使用されます。
• 絶縁抵抗測定： 導体とシールド/金属被覆/接地間の抵抗を測定し、絶縁材料の基本的な絶縁特性を反映します（GB/T 3048.5/6）。
• ​3. サンプル試験（バッチサンプリングまたは定期試験）：​​
• ​電気的性能：​​
• 必要に応じて容量測定。
• 誘電損失正接（tan δ）測定（特にHVケーブルの場合）。
• ​構造寸法および物理的特性：​​
• 絶縁および被覆の厚さ測定：最小設計要件への適合を確認します。
• 外径測定：公差を制御します。
• 物理的・機械的性能試験：
• 引張強度および断裂時の伸び（絶縁/被覆）老化前後： 材料の耐老化性および靭性を示す主要指標（GB/T 2951.1）。
• ホットセット試験（XLPE絶縁に必須）： 架橋度の適合を確認します（GB/T 2951.21）。
• 低温衝撃/曲げ試験： 低温での材料の脆性を評価します。
• 屈曲/曲げ試験： 設置および動作条件を模擬してケーブルの柔軟性をテストします（GB/T 12527）。
• 曲げ試験： ケーブルの最小許容曲げ半径を確認します（通常は完成ケーブルで実施）。
• 火災性能試験（設計要件に応じて）：
• 単垂直炎試験（GB/T 18380.1シリーズ）。
• 束ね炎試験（GB/T 18380.3シリーズ）。
• 煙密度試験（GB/T 17651）。
• ハロゲンフリー、低発煙性能試験（酸ガス含有量、pH値、導電率、光透過率、ハロゲン含有量 - GB/T 17650）。
• ​構造検査：​​ 導体構造、シールド被覆率、コア配置、充填密度、金属アーマー層（寸法、捻り長さ、重なり隙間）等。
• ​4. テストプロセス：​​
• 各完成ケーブルバッチ/ドラム/リールに固有の識別番号を割り当てます。
• 定義されたサンプリングプラン（GB/T 2828.1または契約要件）に基づいて代表的なサンプルを選択します。
• 現在有効な国家規格、業界規格、企業規格、または契約技術協定に従って認定された試験室で試験を行います。
• すべての試験項目には明確な合格/不合格基準が定義されている必要があります。
• 試験結果を完成品試験報告書に記録します。

​​(D) 第三者検証と検査（任意だが推奨）​

• 主要プロジェクト、重要な場所で使用される高価値ケーブル、または特定のユーザーの要求の場合：
• 認定された独立した第三者試験機関（例：CNAS/CMA認証）に原材料または完成品のサンプリング/再試験を行うように依頼します。
• 専門の検査機関に委託し、ケーブル生産（特に主要プロセス）および最終試験中に立ち会いと現場観察（監査/監視）を行います。

​IV. 質量测试机构和设备保障​

• ​認定：​​ 試験任務を遂行する試験室は、関連認定（例：CNAS, CMA）を有している必要があります。
• ​設備要件：​​ 必要な精度を持つ包括的かつ完全に機能する試験設備を備え、定期的に校正および検証（JJG手順に基づく）を行います：
• 高電圧試験設備（商用周波数AC, DC, 冲击, 局部放电系统）。
• 精密桥、电阻计。
• 通用材料试验机（带高低温箱和老化炉）。
• 热设定试验装置。
• 防火试验设备。
• 精密测量工具（卡尺、投影仪）。
• 化学分析仪器（分光光度计、滴定仪、离子色谱仪等）。
• 厚度计（激光、超声波）。
• ​人员要求：​​ 试验人员必须经过专业培训，熟悉标准和操作程序，并持有有效证书。

​V. 不适合产品处理​

• 在任何阶段（原材料、过程、成品）发现不符合的产品时，进行识别和隔离。
• 进行不符合评审以分析根本原因。
• 根据评审结论，实施以下措施之一：返工/修理（如果经评估可行且核心性能不受影响），降级/让步使用（仅适用于非关键情况并获得用户批准），或报废。
• 严格禁止任何形式的不合格产品到达项目现场。

​VI. 记录和可追溯性​

• 建立所有检查的完整电子和物理备份记录，至少包括：
• 原材料供应商信息、批号、采购订单号、原材料测试报告。
• 生产批号、操作日志（关键参数）、过程检验记录。
• 成品标识（类型、规格、长度、制造日期、批/桶/卷号）、完整的成品测试报告（涵盖所有强制性和可选测试结果）、型式测试报告副本（如适用）。
• 第三方测试/检验报告。
• 保存档案规定的期限（通常不少于产品的预期生命周期），以确保产品质量的可追溯性。在出现质量问题时，能够迅速追溯到原材料批次、生产条件和测试数据。