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Câble d'enroulement d'excavateur à roue-pelle pour une mine polonaise : (N)TSCGECEWÖU 12/20 kV avec essais en usine en présence de l'acheteur

Une société minière polonaise avait besoin d'un câble d'enroulement d'excavateur à roue-pelle : une alimentation 12/20 kV qui s'enroule sur l'enrouleur de câble motorisé de l'excavateur et relie la machine au transformateur de la mine. TEBAOFLEX a fabriqué deux tourets, de 500 m et de 480 m, de (N)TSCGECEWÖU 12/20 kV 3×35+3×25/3 avec conducteurs en cuivre étamé, isolation EPR, un écran individuel en fils de cuivre étamé sur chaque âme et une gaine extérieure rouge en caoutchouc. Le 27 septembre 2026, l'inspecteur qualité de l'acheteur a assisté aux essais de réception en usine dans notre usine : 29 kV en courant alternatif pendant 5 minutes sans claquage, décharges partielles de 2.0 pC pour une limite de 10 pC, et une résistance du conducteur de 0.529 Ω/km. Les deux tourets ont ensuite été expédiés.

Le projet en bref

Quel câble d'enroulement faut-il pour un excavateur à roue-pelle ?

Un câble d'enroulement d'excavateur à roue-pelle est un câble en caoutchouc moyenne tension, souple et écranté, qui s'enroule et se déroule sur l'enrouleur de câble motorisé de l'excavateur. La machine se déplace sur chenilles le long du gradin de la mine, de sorte que le câble qui l'alimente depuis le transformateur de la mine est dévidé et réenroulé chaque fois que la machine se déplace, sous traction, flexion et torsion, dans la boue, le gel et le soleil. Pour cette mine polonaise, l'acheteur a spécifié le (N)TSCGECEWÖU 12/20 kV 3×35+3×25/3, une construction en référence à la DIN VDE 0250-813.

À 12/20 kV, le câble doit maîtriser le champ électrique tout en résistant aux sollicitations de l'enrouleur. Chaque âme de puissance comporte donc une couche semi-conductrice de part et d'autre de son isolation EPR et, autour d'elle, un écran en fils de cuivre étamé mis à la terre, le tout dans des gaines en caoutchouc qui maintiennent l'assemblage des âmes rond et souple. Les lettres d'une désignation comme celle-ci sont expliquées, dans la mesure où la légende VDE les définit, dans notre guide de lecture des désignations de câbles VDE. La même désignation est également réalisée en câble pour pompe submersible, avec des âmes de terre séparées et une gaine 5GM3 noire, décrit sur la page du câble submersible (N)TSCGECEWÖU.

(N)TSCGECEWOEU 12/20 kV 3×35+3×25/3 : construction et dimensions mesurées

Le câble (N)TSCGECEWÖU 12/20 kV de cette commande comporte trois âmes de puissance de 35 mm² en cuivre étamé de classe 5, chacune avec des écrans semi-conducteurs sur conducteur et sur isolant, une isolation EPR de type 3GI3 et son propre écran en fils de cuivre étamé ; les trois écrans forment le conducteur de protection de 25 mm². Une gaine intérieure GM1b et une gaine extérieure rouge 5GM5 le complètent. Les essais de réception en usine ont mesuré 5.5 mm d'isolation sur chaque âme et un diamètre extérieur de 60.57 mm.

Les valeurs de spécification sont celles du rapport d'essais de réception en usine de cette commande, à l'exception de la classe du conducteur et de la qualité d'isolation 3GI3, qui proviennent de la fiche de construction de la commande. La raison pour laquelle les câbles d'enroulement souples utilisent une isolation EPR plutôt que XLPE est expliquée dans notre guide de l'isolation EPR.

Que signifie 3×35+3×25/3 sur ce câble d'enroulement moyenne tension ?

Le marquage 3×35+3×25/3 signifie trois âmes de puissance de 35 mm² plus un conducteur de protection de 25 mm² divisé en trois parties égales. Dans ce câble (N)TSCGECEWÖU, chaque partie est l'écran en fils de cuivre étamé qui entoure une âme de puissance, de sorte que le câble n'a pas d'âmes de terre séparées : chaque âme porte son propre écran mis à la terre, et les trois écrans constituent ensemble le conducteur de protection.

Cette disposition est importante à 12/20 kV. Chaque âme de puissance est entourée de son propre écran en fils, mis à la terre, de sorte que le champ électrique reste à l'intérieur de l'isolation de cette âme et qu'un défaut d'isolement s'écoule directement à la terre par l'écran qui l'entoure. Le conducteur de protection est réparti à parts égales entre les trois âmes, et la gaine intérieure comble les interstices entre elles pour donner l'assemblage d'âmes rond et compact dont un enrouleur a besoin. À titre de comparaison, le câble d'enroulement basse tension commandé par le même acheteur porte son conducteur de protection sous forme de trois âmes vert-jaune séparées dans les interstices extérieurs, comme décrit dans le dossier de cas (N)SHTÖU-J du gerbeur-repreneur.

Comment les trois âmes de puissance moyenne tension sont-elles identifiées côté excavateur et côté transformateur ?

Chaque âme de puissance de 35 mm² du câble (N)TSCGECEWÖU 12/20 kV de cette commande polonaise pour excavateur à roue-pelle porte le numéro 1, 2 ou 3 sur son isolation. L'acheteur a demandé comment l'installateur distinguerait les âmes lors du raccordement de l'excavateur et du transformateur ; les numéros permettent d'affecter chaque âme à la même phase aux deux extrémités sans avoir à la suivre dans le câble.

Essais de réception en usine du câble 12/20 kV : essai de tension à 29 kV, décharges partielles, résistance et dimensions

Le rapport d'essais de réception en usine de cette commande de (N)TSCGECEWÖU 12/20 kV couvre les deux tourets, de 500 m et de 480 m, avec un seul jeu de résultats : un essai de tension alternative à 29 kV pendant 5 minutes sans claquage, une mesure de décharges partielles de 2.0 pC pour une limite de 10 pC, une résistance du conducteur de 0.529 Ω/km pour une limite de 0.565 Ω/km, la résistance d'isolement, la continuité, les épaisseurs des couches, le diamètre extérieur, le marquage et la longueur des tourets. L'inspecteur qualité de l'acheteur a assisté aux essais le 27 septembre 2026.

Essai de tension alternative : 29 kV pendant 5 minutes

Le câble a été raccordé à une installation d'essai à résonance et maintenu à 29 kV en courant alternatif pendant 5 minutes, la tension d'essai fixée dans le rapport pour cette commande 12/20 kV. Il n'y a eu aucun claquage. Un claquage révélerait un point faible situé n'importe où dans l'isolation, sur toute la longueur du touret.

Résistance d'isolement et continuité

Le contrôleur d'isolement applique une tension d'essai continue, indiquée sur son afficheur numérique (ici 2.54 kV) ; la résistance se lit sur l'échelle analogique, où l'aiguille se trouvait à environ 5 000 MΩ. La résistance d'isolement par kilomètre est la valeur lue multipliée par la longueur en kilomètres, de sorte qu'une lecture de 5 000 MΩ satisfait au minimum de 20 MΩ·km du rapport sur toute longueur supérieure à 4 m. La continuité a été contrôlée sur chaque âme de puissance aux extrémités des tourets.

Dimensions : isolation, écrans et diamètre extérieur

Des tranches découpées à l'extrémité du touret ont été mesurées pour déterminer l'épaisseur de l'isolation, des écrans et de la gaine ; les photos montrent une tranche d'isolation sur le projecteur de mesure et un comparateur d'épaisseur à cadran sur l'écran sur isolant, et le rapport indique les relevés au micromètre et au pied à coulisse. L'isolation a mesuré 5.5 mm sur chaque âme, les deux écrans semi-conducteurs 0.5 mm, la gaine extérieure 4.31 mm et le diamètre extérieur 60.57 mm.

Essai de décharges partielles sur un câble d'enroulement moyenne tension : ce que signifient 2.0 pC

La décharge partielle est une décharge électrique localisée qui ne court-circuite que partiellement l'isolation, généralement dans une cavité gazeuse, au niveau d'une impureté ou d'une aspérité, ou dans un interstice entre l'isolation et un écran semi-conducteur. Mesurée en charge apparente en picocoulombs (pC), elle révèle des défauts qui peuvent passer un essai de tenue en tension mais qui érodent l'isolation au fil des années. Sur le câble 12/20 kV de cette commande, la valeur mesurée a été de 2.0 pC pour une limite de 10 pC indiquée dans son rapport d'essais de réception en usine.

La mesure a été effectuée dans une salle d'essai blindée, qui empêche les perturbations électriques extérieures d'affecter une lecture de quelques picocoulombs. La photo est un instantané du pupitre pris pendant l'essai, avec 1.2 pC sur l'indicateur de décharges et 19.6 kV sur l'indicateur de tension ; le résultat consigné dans le rapport est de 2.0 pC.

Que doit contenir un rapport d'essais en usine pour un câble d'enroulement moyenne tension ?

Un rapport d'essais en usine pour un câble d'enroulement moyenne tension doit indiquer les valeurs mesurées en regard de chaque exigence, et pas seulement un résultat réussi/échoué. L'acheteur polonais de ce câble 12/20 kV a demandé les essais sur chaque touret, la résistance du conducteur et du conducteur de protection corrigée à 20 °C, le résultat de l'essai de tension, la résistance d'isolement, les dimensions vérifiées ainsi que les résultats des décharges partielles et du contrôle des écrans, transmis pour acceptation avant l'expédition, avec une déclaration de conformité dans les documents de livraison.

1. Tous les tourets ou longueurs de production couverts, avec indication des longueurs, afin que l'acheteur puisse voir à quels tourets les relevés s'appliquent.
2. Valeurs mesurées en regard de chaque exigence : résistance du conducteur et du conducteur de protection corrigée à 20 °C, tension et durée d'essai, résistance d'isolement, niveau de décharges partielles, épaisseurs des couches et diamètre extérieur.
3. Contrôle des écrans pour les câbles moyenne tension : écrans semi-conducteurs et écran métallique ou tresse contrôlés quant à leur continuité et à leur construction.
4. Méthodes et équipements d'essai, afin que l'acheteur puisse voir comment chaque valeur a été obtenue.
5. Le rapport avant l'expédition, pour vérification et acceptation, et une déclaration de conformité avec les documents de livraison.

Le rapport de cette commande couvre les deux tourets, de 500 m et de 480 m, dans un seul tableau : il donne des valeurs mesurées pour les écrans semi-conducteurs, l'isolation, la gaine extérieure, le diamètre extérieur, la résistance d'isolement, la résistance du conducteur et les décharges partielles, et des résultats « réussi » pour les autres points, notamment l'essai de tension alternative, la continuité, le marquage et la longueur.

L'acheteur avait d'abord reçu un modèle présentant les essais prévus. Ce modèle ne reprenait pas tous les points couverts par ses exigences, et l'acheteur a demandé l'ensemble complet. TEBAOFLEX a marqué en jaune les essais clés sur ce modèle afin que l'acheteur puisse vérifier que ses exigences étaient couvertes, et a envoyé le rapport final avec les valeurs mesurées après les essais réalisés en sa présence. La norme, l'édition et les documents de réception à indiquer dans une demande de câble minier moyenne tension sont traités à l'étape 7 de notre guide de sélection des câbles miniers moyenne tension.

FAT en présence de l'acheteur : ce qu'a vu son inspecteur qualité à l'usine

Le 27 septembre 2026, l'inspecteur qualité de l'acheteur s'est rendu à l'usine TEBAOFLEX et a assisté aux essais de réception en usine des tourets de (N)TSCGECEWÖU 12/20 kV : les essais de tension alternative et de décharges partielles dans la salle d'essai blindée, les contrôles de résistance d'isolement et de continuité, la découpe d'échantillons, les mesures d'épaisseur et les contrôles par dénudage du conducteur et des écrans.

Comment vérifier que le conducteur et les fils d'écran sont en cuivre étamé ?

Dénudez l'âme et regardez le long des brins du conducteur et des fils d'écran : le cuivre étamé est gris argenté sur toute sa longueur, le cuivre nu est rouge cuivré. L'essai de résistance montre ensuite que le conducteur respecte la limite correspondant à sa section : pour le conducteur de 35 mm² de cette commande, le rapport d'essais de réception en usine indique 0.529 Ω/km, dans la limite du maximum de 0.565 Ω/km à 20 °C que l'IEC 60228 fixe pour un conducteur étamé de classe 5 de 35 mm².

Regardez la surface des brins après dénudage, et non une face sciée, qui montre le cœur en cuivre de chaque brin même sur un fil étamé. La résistance seule ne permet pas non plus de distinguer le cuivre étamé du cuivre nu : pour les conducteurs de classe 5 de 35 mm², les limites de l'IEC 60228 sont de 0.554 Ω/km pour le cuivre nu et de 0.565 Ω/km pour le cuivre étamé, soit un écart d'environ 2 % seulement, et la valeur mesurée sur un conducteur de l'un ou l'autre type est généralement inférieure aux deux, comme pour celui-ci.

Comment confirmer qu'un câble d'enroulement moyenne tension ne présente aucun conducteur rompu ?

Les essais de continuité et de tension sur le touret complet confirment qu'un câble d'enroulement moyenne tension ne présente aucun conducteur rompu. La continuité de chaque âme de puissance de ce câble 12/20 kV a été contrôlée d'un bout à l'autre, et toute la longueur du touret a tenu 29 kV en courant alternatif pendant 5 minutes et satisfait à la mesure de décharges partielles. Un conducteur entièrement rompu fait échouer le contrôle de continuité, et une isolation suffisamment endommagée pour claquer ou produire des décharges fait échouer l'essai de tension ou de décharges partielles. Un câble présentant des brins individuels rompus ou une réparation bien faite peut néanmoins réussir ces essais ; les essais montrent donc que le touret ne présente ni conducteur interrompu ni défaut d'isolement, mais ne prouvent pas qu'il n'a jamais été réparé.

Les tourets de cette commande ont été fournis en longueurs continues, sans jonctions.

Pourquoi un touret a été expédié avec 480 m : les 20 premiers mètres ont été coupés

La commande polonaise pour excavateur à roue-pelle portait sur deux tourets de 500 m de câble (N)TSCGECEWÖU 12/20 kV. Sur une longueur de production, les 20 premiers mètres environ de gaine rouge sont sortis de la ligne de vulcanisation avec une couleur irrégulière, car du pigment du lot précédent se trouvait encore dans la tête d'extrusion ; après ce tronçon, la couleur était uniforme. TEBAOFLEX a estimé que la différence était d'ordre esthétique, mais a coupé les 20 m plutôt que de les expédier, et le touret est parti avec 480 m après avoir réussi les mêmes essais de réception en usine.

L'acheteur a demandé une explication au sujet du touret plus court, et la voici. TEBAOFLEX a expliqué par écrit à l'acheteur la cause, la coupe et la longueur restante, et le rapport d'essais couvre les deux tourets, de 500 m et de 480 m.

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Questions sur le câble d'enroulement d'excavateur à roue-pelle

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