Quelles sont les étapes clés dans la production de VCB

La production d'un disjoncteur à vide (VCB) implique une série intégrée d'étapes combinant la précision de la fabrication mécanique industrielle, la finesse de l'ingénierie électronique ainsi qu'un équilibre minutieux entre assurance qualité et conformité aux normes. Chez GPSwitchgear, un fabricant d'équipements électriques, chacune des étapes du processus de production des VCB est optimisée pour assurer la fiabilité des VCB, la durabilité de leur production et la sécurité de ce processus, depuis l'achat initial des matières premières jusqu'au dernier achat des matières premières, en passant par les tests finaux de production. La production des VCB s'organise en phases où s'imbriquent ingénierie mécanique de précision et ingénierie électronique, tests qualité intégrés, ainsi que conformité aux normes internationales IEC et ANSI relatives à la production des VCB. Nous examinerons ci-après les étapes de la production des VCB afin de mieux comprendre les différentes phases de leur fabrication.

Sélection des matières premières et des composants : La base de la production de VCB de haute qualité  

La première étape critique de la production des disjoncteurs à vide (VCB) consiste à identifier et à acquérir des matières premières et composants de qualité. En effet, les composants et matériaux influencent directement les performances et la durée de vie du VCB. Pour la chambre à vide (élément central du VCB), on sélectionne du cuivre sans oxygène (pour les contacts), de la céramique de haute pureté et de la résine époxy (pour le boîtier de la chambre) en raison de leur conductivité électrique, de leur isolation et de leur résistance à la corrosion particulières. Pour le mécanisme de commande (chargé de la séparation des contacts), des aciers à haute résistance et des alliages résistants à l'usure sont nécessaires afin d'assurer des performances mécaniques stables sur des milliers de cycles d'opération. En outre, les composants auxiliaires, tels que les manchons isolants, les câbles de commande et les relais de protection, doivent répondre aux normes industrielles en matière de fiabilité. Dans le processus de production des VCB, GPSwitchgear applique un contrôle d'entrée rigoureux. Par exemple, des tests de conductivité pour les contacts en cuivre et des tests d'isolation pour les boîtiers en céramique. Ce contrôle permet d'éliminer les pièces défectueuses et garantit que seuls les matériaux de la plus haute qualité passent à l'étape suivante de la production des VCB, afin d'éviter tout risque lié à la qualité des composants médiocres.

Fabrication de composants principaux : Production de précision de la chambre à vide et du mécanisme d'opération

En ce qui concerne la production des interrupteurs à vide (VCB), la fabrication des composants essentiels, et notamment de l'enceinte sous vide et du mécanisme de fonctionnement, représente un défi technique. Pour l'enceinte sous vide, les contacts en cuivre sont d'abord réalisés à l'aide de tours CNC afin d'obtenir des formes et dimensions précises, avec une tolérance de planéité de 0,01 mm. Cette précision est cruciale pour l'extinction de l'arc électrique. Le boîtier en céramique ou en époxy est ensuite fabriqué, traité en surface par polissage, puis recouvert d'un revêtement pour améliorer l'isolation et la résistance à la corrosion de surface. L'ensemble des contacts est intégré dans l'enceinte, puis celle-ci est mise sous vide élevé (10⁻⁶ Pa ou plus) à l'aide d'une pompe à vide. Un test d'étanchéité sous vide est essentiel afin de garantir qu'aucun air (même par de minuscules fuites) ne pénètre dans l'enceinte, compromettant ainsi son efficacité d'extinction de l'arc. Pour le mécanisme de fonctionnement, les composants sériels du mécanisme de commande et de la chambre de l'interrupteur à vide, tels que les ressorts, les bielles ou les arbres, sont fabriqués par emboutissage, suivis de forgeage et de traitement thermique afin d'améliorer leur résistance et leur tenue à l'abrasion. Des vis de pré-assemblage sont ajoutées avec précision (tolérance d'assemblage de 0,05 mm) afin de contrôler le mouvement des contacts. À cette étape de production, l'automatisation est utilisée pour réduire les incohérences dues aux erreurs humaines.

Ensemble du VCB : Comment les composants intégrés créent un système entièrement fonctionnel  

À l'étape d'assemblage du disjoncteur à vide (VCB) dans le processus de production, toutes les pièces principales et auxiliaires sont combinées pour former un ensemble entièrement fonctionnel. Cette étape débute par la fixation de la chambre sous vide et du mécanisme opérationnel sur le bâti métallique, qui est galvanisé pour résister à l'érosion. Une fois cette étape terminée, des manchons isolants sont fixés sur la chambre sous vide afin de la relier à la haute tension externe, et le mécanisme de commande est câblé au tableau de contrôle par des câbles de commande, permettant une opération locale ou à distance. Ensuite, des composants de sécurité sont ajoutés pour améliorer les performances de sécurité du VCB. Des éléments protecteurs tels que des parafoudres et des transformateurs de courant sont intégrés par la suite. Lors de l'assemblage, le positionnement précis des composants est crucial : les contacts de la chambre sous vide doivent s'aligner parfaitement avec les liaisons du mécanisme opérationnel pour assurer un fonctionnement fluide. De plus, le risque de connexions électriques desserrées est réduit grâce à l'utilisation d'une clé dynamométrique. Toutes les connexions électriques sont serrées selon le couple spécifié, éliminant ainsi tout risque de surchauffe ou de mauvaise conductivité dû à un desserrage. Switchgear GPS met en œuvre une chaîne d'assemblage en « flux unitaire » pour la production des VCB. Cette méthode attribue un numéro de série unique à chaque VCB, permettant aux opérateurs de documenter les étapes d'assemblage et de retracer rapidement tous les détails afin de garantir le contrôle qualité.

Tests et inspections de qualité : Vérification des normes de performance et de sécurité

Tester la qualité d'un VCB vise à garantir que le VCB assemblé respecte les normes spécifiées et est conforme aux standards de sécurité établis. Divers tests sont inclus : 1) Le test de performance électrique comprend l'essai de tenue diélectrique en courant alternatif, l'essai d'isolation et l'essai d'interruption du courant, qui détermine si le VCB peut interrompre les courants de défaut nominaux. 2) Le test de fonctionnement vérifie si le VCB peut s'ouvrir et se fermer pendant plus de 1000 cycles consécutifs. Le test de couple détermine si les connexions électriques sont correctement serrées. 3) L'adaptabilité environnementale comprend l'essai de température élevée (fonctionnement à 60 °C pendant 24 heures), l'essai de basse température (fonctionnement à -40 °C pendant 24 heures) et l'essai d'humidité (95 % pendant 48 heures), qui évaluent le comportement en conditions sévères. 4) Le test des dispositifs de verrouillage de sécurité vérifie si les fonctions de verrouillage (mécanique et électrique) du VCB fonctionnent correctement afin d'éviter toute mauvaise manipulation. Tout VCB ayant échoué aux tests fait l'objet d'une retouche, nécessitant son démontage pour identifier le problème, le corriger, puis le retester jusqu'à conformité. GPSwitchgear est doté d'un laboratoire d'expédition ; GPSwitchgear possède un laboratoire dédié à la production de VCB, équipé des équipements de test les plus avancés, notamment des systèmes d'essai à fort courant et des détecteurs de décharges partielles, conçus pour assurer la précision et la fiabilité des résultats.

Inspection finale et emballage : Préparation pour la livraison

La dernière étape de la production des interrupteurs à vide (VCB) est l'inspection finale et l'emballage, afin de garantir que le VCB est en parfait état avant sa livraison au client. Pour l'inspection finale, un contrôle visuel est effectué afin de s'assurer qu'il n'y a aucune rayure, aucune pièce desserrée ni aucune étiquette manquante, et tous les rapports de test sont examinés pour vérifier que le VCB répond aux exigences spécifiques du client, notamment en ce qui concerne la tension nominale et la capacité de courant. Ensuite, le VCB est nettoyé pour éliminer la poussière ou les débris accumulés pendant l'assemblage, afin de maintenir le VCB en bon état avant le transport, et des protections sont placées sur les bornes pour éviter tout dommage durant le transport. Pour l'emballage destiné au transport, le VCB est placé dans un carton solide ou une caisse en bois. Un rembourrage en mousse amortisseur et un film imperméable sont ajoutés dans la caisse afin d'éviter la corrosion dans les conditions humides et d'absorber les chocs éventuels pendant le transport. À l'usage du client, le colis contient un manuel d'utilisation, un rapport de test et un kit de pièces détachées comprenant des éléments tels que des fusibles de rechange ou des joints. Chaque colis est également marqué d'une « étiquette d'inspection d'expédition » indiquant le nom de l'inspecteur et la date. Cela garantit la qualité du VCB et assure au client de recevoir un appareil techniquement conforme et sûr pour l'installation et l'utilisation sur site.