Esquema de Controlo de Qualidade e Teste de Cabos Elétricos

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​I. Contexto do Problema​
Os cabos elétricos são o meio de transmissão central dos sistemas de energia. O seu desempenho de qualidade determina diretamente a estabilidade da alimentação de energia, a segurança operacional, a vida útil do equipamento e a capacidade de prevenir acidentes de segurança, como incêndios. Cabos substandard levam a uma série de problemas graves, incluindo aumento da resistência, geração excessiva de calor, quebra da isolação, risco elevado de incêndio e interferência de sinal agravada. Portanto, estabelecer um sistema de controlo de qualidade e teste científico, rigoroso e abrangente, que abranja desde matérias-primas a produtos acabados, é crucial.

​II. Objetivos do Esquema​

1. ​Garantia de Origem:​​ Assegurar que todas as matérias-primas utilizadas na produção de cabos cumprem os mais elevados padrões nacionais e de indústria (por exemplo, GB/T 3956, GB/T 12706, GB/T 19666, etc.).
2. ​Controlo de Processo:​​ Monitorizar eficazmente parâmetros de processo-chave e a qualidade das fases intermédias durante a produção.
3. ​Fiabilidade do Produto:​​ Assegurar que todos os indicadores de desempenho-chave dos cabos acabados - incluindo elétrico, físico & mecânico, e desempenho em caso de incêndio - atendem ou excedem os requisitos de design e contrato.
4. ​Gestão de Riscos:​​ Identificar defeitos potenciais através de testes sistemáticos para prevenir a entrada de produtos não conformes no mercado e mitigar riscos de utilização.
5. ​Rastreabilidade:​​ Estabelecer um sistema completo de registo de testes de qualidade para alcançar a rastreabilidade de lotes de matérias-primas-chave e resultados de testes de produto.

​III. Soluções Nucleares: Controlo de Qualidade e Teste de Cabos Elétricos​

​​(A) Controlo de Qualidade e Teste de Matérias-Primas (Controlo de Origem)​​

• ​1. Qualificação e Avaliação de Fornecedores:​​
• Selecionar fornecedores qualificados com um Sistema de Gestão de Qualidade sólido (por exemplo, certificação ISO 9001), capacidade de fornecimento estável e boa reputação na indústria.
• Realizar inspeções de amostragem periódicas sem aviso prévio ou verificação por terceiros das matérias-primas do fornecedor.
• ​2. Teste de Matérias-Primas-Chave:​​
• ​Material Condutor (Barra/Fio de Cobre/Alumínio):​​
• ​Itens de Teste:​​ Análise da composição química (teor de cobre, elementos impuros), propriedades mecânicas (resistência à tração, alongamento, dobramento repetitivo), medição de resistividade (a 20°C).
• ​Referência de Padrão:​​ GB/T 3953 (Fio de Cobre Redondo para Fins Elétricos), GB/T 3954 (Barras de Alumínio para Fins Elétricos), GB/T 3956 (Condutores de Cabos Isolados), etc.
• ​Métodos de Teste:​​ Analisadores químicos (por exemplo, espectrômetro), máquina de ensaio de tração, ponte de Wheatstone ou medidor de resistência preciso.
• ​Materiais de Isolamento e Revestimento (PVC, XLPE, PE, LSZH, etc.):​​
• ​Itens de Teste:​​
• Propriedades Físicas: Aparência, densidade, uniformidade de espessura, resistência à tração & alongamento na ruptura, comparação de desempenho antes/depois do envelhecimento.
• Propriedades Elétricas: Resistividade de volume/superfície.
• Propriedades Térmicas: Deformação térmica, teste de fixação quente (para XLPE), teste de impacto/flexão a baixa temperatura.
• Desempenho contra Incêndio (para Materiais LSZH/Retardantes de Chama): Índice de oxigênio, densidade de fumo, conteúdo de gás ácido, teor de halogénio (para requisito sem halogénio).
• ​Referência de Padrão:​​ GB/T 8815 (Compostos de Polivinil Cloro Não Plasticizados), GB/T 15065 (Compostos de Isolamento de Polietileno Reticulado), GB/T 18380 (Testes em Cabos Elétricos sob Condições de Incêndio - Teste de Chama Única), GB/T 17651 (Medição de Densidade de Fumo), GB/T 17650 (Materiais e Produtos Sem Halogénio, Baixo Fumo), e outros padrões aplicáveis.
• ​Métodos de Teste:​​ Máquina de ensaio de materiais universal, forno de envelhecimento, medidor de resistividade, dispositivo de teste de fixação quente, analisador de índice de oxigênio, câmara de densidade de fumo, analisadores químicos.
• ​Material de Blindagem (Fita/Fio de Cobre):​​ Espessura, resistência, taxa de cobertura.
• ​Materiais de Preenchimento/Acolchoamento:​​ Resistência à água (se aplicável), resistência mecânica, compatibilidade.
• ​3. Requisitos de Teste:​​
• Todas as matérias-primas recebidas devem ser acompanhadas pelo Certificado de Análise (COA)/Certificado de Conformidade (COC) do fornecedor.
• Realizar inspeção de amostragem por lote na recepção com base em planos de amostragem definidos (por exemplo, GB/T 2828.1). A frequência de amostragem pode ser aumentada ou implementada a inspeção de lote total para matérias-primas críticas (por exemplo, condutor, material de isolamento principal).
• As matérias-primas que falharem a inspeção estão estritamente proibidas de serem usadas na produção.

​​(B) Controlo de Qualidade do Processo de Produção (Monitorização de Processo)​​

• ​1. Monitorização de Parâmetros de Processo-Chave:​​
• Trefilação do Condutor: Razão de torção, diâmetro exterior, compactação (condutor).
• Processo de Extrusão: Configurações e controlo de temperatura por zona, pressão de extrusão, velocidade da linha, processo de arrefecimento (impacta significativamente a cristalinidade).
• Processo de Reticulação (para XLPE): Dose de irradiação/temperatura & tempo de vulcanização (crucial para o grau de reticulação), condições de arrefecimento.
• Processo de Blindagem: Taxa de cobertura, qualidade de sobreposição.
• Cablagem: Comprimento de torção, estabilidade do núcleo.
• Extrusão de Revestimento: Uniformidade de espessura, qualidade de superfície, legibilidade da impressão.
• ​2. Amostragem de Processo:​​
• Estabelecer pontos de inspeção online ou offline em etapas críticas (por exemplo, após a extrusão, reticulação, cablagem, revestimento).
• ​Itens de Amostragem Comuns:​​ Espessura e excentricidade de isolamento/revestimento, diâmetro exterior, dimensões estruturais, aparência (defeitos de superfície), teste de faísca / teste de tensão (online/offline), amostragem de propriedades físicas parciais (por exemplo, tração).

​​(C) Controlo de Qualidade e Teste de Cabos Acabados (Verificação Final)​​

• ​1. Teste de Tipo (para novos produtos ou primeiro lote de contratos importantes):​​ Realizar todos os testes especificados nos padrões relevantes (por exemplo, GB/T 12706.1/2) para verificar integralmente a conformidade do design.
• ​2. Testes Rotineiros (Por Lote / Por Tambor / Por Bobina):​​
• ​Itens Principais:​​
• Teste de Resistência DC do Condutor: Medir a resistência de cada condutor para verificar a conformidade com os requisitos de seção nominal (GB/T 3956). Este é fundamental para cálculos de capacidade e aquecimento.
• Teste de Descarga Parcial (Essencial para cabos MV/HV): Detectar pequenos defeitos dentro do isolamento que podem levar a falhas a longo prazo (GB/T 3048.8, GB/T 12706). Extremamente Importante!
• Teste de Tensão (Teste de Resistência à Tensão):
• Tensão AC de Frequência de Rede: Mais comum. Aplicar múltiplas tensões nominais (por exemplo, 2,5U₀) por um período especificado (por exemplo, 5 min). O isolamento não deve romper-se.
• Tensão DC (Aplicações específicas): Usado para certos tipos de cabos ou como complemento aos testes AC.
• Medição de Resistência de Isolamento: Medir a resistência entre o condutor e a blindagem/revestimento metálico/terra, refletindo as propriedades básicas de isolamento do material (GB/T 3048.5/6).
• ​3. Testes de Amostra (Amostragem por Lote ou Testes Periódicos):​​
• ​Desempenho Elétrico:​​
• Medição de capacitância (se aplicável).
• Medição do ângulo de perda dielétrica (tan δ) (especialmente para cabos HV).
• ​Dimensões Estruturais e Propriedades Físicas:​​
• Medição de espessura de isolamento e revestimento: Garantir a conformidade com os requisitos mínimos de design.
• Medição de diâmetro exterior: Controlar tolerâncias.
• Testes de Desempenho Físico & Mecânico:
• Resistência à Tração e Alongamento na Ruptura (isolamento/revestimento) antes/depois do envelhecimento: Indicadores-chave, refletindo a capacidade de anti-envelhecimento e tenacidade do material (GB/T 2951.1).
• Teste de Fixação Quente (Essencial para isolamento XLPE): Verificar a conformidade do grau de reticulação (GB/T 2951.21).
• Teste de Impacto/Flexão a Baixa Temperatura: Avaliar a fragilidade do material a baixas temperaturas.
• Teste de Flexão/Dobra: Simular condições de instalação e operação para testar a flexibilidade do cabo (GB/T 12527).
• Teste de Dobra: Verificar o raio mínimo de dobra permitido (geralmente realizado no cabo acabado).
• Testes de Desempenho contra Incêndio (Conforme requisitos de design):
• Teste de chama vertical única (GB/T 18380.1 series).
• Teste de chama agrupada (GB/T 18380.3 series).
• Teste de densidade de fumo (GB/T 17651).
• Testes de desempenho sem halogénio, baixo fumo (conteúdo de gás ácido, valor de pH, condutividade, transmissão de luz, teor de halogénio - GB/T 17650).
• ​Exame Estrutural:​​ Estrutura do condutor, taxa de cobertura da blindagem, arranjo do núcleo, densidade de enchimento, camada de armadura metálica (dimensões, comprimento de torção, lacuna de sobreposição), etc.
• ​4. Processo de Teste:​​
• Atribuir identificação única por lote/tambor/bobina de cabo acabado.
• Selecionar amostras representativas de acordo com planos de amostragem definidos (conforme GB/T 2828.1 ou requisitos contratuais).
• Realizar testes em laboratórios acreditados, seguindo padrões nacionais, de indústria, empresariais, ou acordos técnicos contratuais atualmente válidos.
• Todos os itens de teste devem ter critérios de aprovação/reprovação claramente definidos.
• Registrar os resultados dos testes no relatório de teste do produto acabado.

​​(D) Verificação e Inspeção por Terceiros (Opcional mas Recomendado)​​

• Para projetos importantes, cabos de alto valor utilizados em locais críticos, ou mediante solicitação específica do usuário:
• Contratar instituições de teste independentes acreditadas (por exemplo, com acreditação CNAS/CMA) para realizar amostragem/reteste de matérias-primas ou produtos acabados recebidos.
• Contratar agências de inspeção profissionais para observar e realizar auditoria/supervisão no local durante a produção de cabos (especialmente processos-chave) e testes finais.

​IV. Agência de Teste de Qualidade e Garantia de Equipamentos​

• ​Acreditação:​​ Laboratórios que realizam tarefas de teste devem possuir acreditação relevante (por exemplo, CNAS, CMA).
• ​Requisitos de Equipamento:​​ Equipados com equipamentos de teste completos e totalmente funcionais de precisão necessária, calibrados e verificados regularmente (conforme procedimentos JJG):
• Equipamento de teste de alta tensão (AC de frequência de rede, DC, impulsos, sistemas de descarga parcial).
• Pontes Precisas, Medidores de Resistência.
• Máquinas de Ensaios de Materiais Universais (com câmaras de alta/baixa temperatura e fornos de envelhecimento).
• Dispositivo de Teste de Fixação Quente.
• Equipamento de Teste de Fogo.
• Ferramentas de Medição Precisas (Paquímetros, Projetores).
• Instrumentos de Análise Química (Espectrômetro, Titulador, Cromatógrafo de Íons, etc.).
• Medidores de Espessura (Laser, Ultrassônico).
• ​Requisitos de Pessoal:​​ O pessoal de teste deve ser profissionalmente treinado, proficiente em padrões e procedimentos operacionais, e detentor de certificação válida.

​V. Tratamento de Produtos Não Conformes​

• Identificar e isolar qualquer produto encontrado não conforme em qualquer etapa (matéria-prima, processo, mercadorias acabadas).
• Realizar revisão de não conformidade para analisar a causa raiz.
• Com base na conclusão da revisão, implementar uma das seguintes ações: Reparo/Reparação (se viável após avaliação e desempenho nuclear não afetado), Rebaixamento/Utilização como Concessão (apenas para cenários não críticos com aprovação do usuário), ou Descarte.
• Proibir estritamente que produtos não conformes cheguem ao local do projeto em qualquer forma.

​VI. Registros e Rastreabilidade​

• Estabelecer registros eletrônicos e físicos completos de todos os inspeções, incluindo pelo menos:
• Informações do Fornecedor de Matéria-Prima, Número de Lote, Número de Pedido de Compra, Relatórios de Teste de Matéria-Prima.
• Número de Lote de Produção, Registos de Operação (Parâmetros-Chave), Registos de Inspeção de Processo.
• Identificação do Produto Acabado (Tipo, Especificação, Comprimento, Data de Fabricação, Número de Lote/Tambor/Bobina), Relatório Completo de Teste do Produto Acabado (abrangendo todos os resultados de testes obrigatórios e opcionais), Cópia do Relatório de Teste de Tipo (se aplicável).
• Relatórios de Teste/Inspeção de Terceiros.
• Manter arquivos pelo período definido (geralmente não inferior ao ciclo de vida esperado do produto) para garantir a rastreabilidade da qualidade do produto. Em caso de problemas de qualidade, permitir o rastreamento rápido de volta aos lotes de matérias-primas, condições de produção e dados de teste.