Quali sono i passaggi chiave nella produzione di VCB

La produzione di un VCB (interruttore in vuoto) prevede una serie integrata di passaggi che combinano la precisione della lavorazione meccanica industriale e la perizia dell'ingegneria elettronica, insieme a un attento bilanciamento tra controllo qualità e conformità agli standard. Nel caso di GPSwitchgear, un produttore di apparecchiature elettriche, ogni singolo passo del processo di produzione del VCB è ottimizzato per garantire affidabilità del VCB, durata della produzione del VCB e sicurezza della produzione del VCB, partendo dall'acquisto iniziale delle materie prime fino all'ultimo acquisto delle materie prime, per arrivare alla fase finale di collaudo. Il flusso produttivo del VCB si sviluppa attraverso fasi in cui si integrano ingegneria meccanica di precisione ed ingegneria elettronica, controlli qualitativi integrati e conformità agli standard IEC e ANSI per la produzione di VCB. Di seguito esamineremo i passaggi della produzione del VCB per comprendere le fasi coinvolte nella realizzazione dei VCB.

Selezione delle materie prime e dei componenti: la base della produzione di VCB di alta qualità  

Il primo passo fondamentale nella produzione di VCB consiste nell'identificare e reperire materie prime e componenti principali di qualità. Questo perché i componenti e i materiali influiscono direttamente sulle prestazioni e sulla durata del VCB. Per la camera a vuoto (la parte centrale del VCB), vengono selezionati rame senza ossigeno (per i contatti), ceramica ad alta purezza e resina epossidica (per l'involucro della camera) a causa delle loro specifiche caratteristiche di conducibilità elettrica, isolamento e resistenza alla corrosione. Per il meccanismo di manovra (responsabile della separazione dei contatti), sono necessari acciai ad alta resistenza e leghe resistenti all'usura per garantire prestazioni meccaniche stabili per migliaia di cicli operativi. Inoltre, componenti ausiliari come i supporti isolanti, i cavi di controllo e i relè di protezione devono rispettare gli standard del settore in termini di affidabilità. Nel processo di produzione del VCB, GPSwitchgear applica un rigoroso controllo in entrata. Ad esempio, prove di conducibilità sui contatti in rame e prove di isolamento sugli involucri in ceramica. Questo controllo elimina le parti difettose e garantisce che solo materiali della massima qualità proseguano alla fase successiva della produzione del VCB, assicurando l'assenza di rischi qualitativi derivanti da componenti scadenti.

Produzione di Componenti Principali: Produzione Precisa della Camera a Vuoto e del Meccanismo di Funzionamento

Nella produzione di interruttori in vuoto (VCB), la realizzazione dei componenti principali, e in particolare della camera a vuoto e del meccanismo di manovra, rappresenta una sfida tecnica. Per quanto riguarda la camera a vuoto, i contatti in rame vengono realizzati inizialmente mediante torni CNC per ottenere forme e dimensioni precise con tolleranze di planarità di 0,01 mm. Questa precisione è fondamentale per l'estinzione dell'arco elettrico. Successivamente viene realizzata la carcassa in ceramica o in resina epossidica, trattata superficialmente mediante lucidatura e rivestita per migliorare l'isolamento e la resistenza alla corrosione superficiale. L'insieme dei contatti viene inserito all'interno della camera, che viene quindi evacuata fino a raggiungere un alto vuoto (10⁻⁶ Pa o superiore) mediante una pompa da vuoto. Il collaudo di tenuta all'aria è essenziale per garantire che nessun'aria (nemmeno piccole perdite) entri nella camera, compromettendone le prestazioni di estinzione dell'arco. Per il meccanismo di manovra, componenti seriali come molle, leve o alberi del Meccanismo di Controllo e della Camera dell'Interruttore in Vuoto vengono realizzati mediante stampaggio, seguito da forgiatura e trattamento termico per migliorare resistenza e durezza. Vengono quindi aggiunte viti di preassemblaggio con precisione (tolleranza di assemblaggio di 0,05 mm) per controllare il movimento dei contatti. In questa fase produttiva si ricorre all'automazione per ridurre le imprecisioni dovute all'errore umano.

Assemblaggio VCB: come i componenti integrati creano un sistema completamente funzionante  

Nella fase di assemblaggio del VCB, tutti i componenti principali e ausiliari vengono combinati per creare un'unità completamente funzionale. Si inizia fissando la camera a vuoto e il meccanismo operativo al telaio metallico, che è zincato per resistere all'erosione. Al termine di questo passaggio, vengono montati i bocchelli isolanti sulla camera a vuoto, collegandola alla tensione esterna alta, e il meccanismo di controllo viene cablato al pannello di controllo mediante cavi di comando, per un funzionamento remoto o locale. Successivamente, vengono aggiunti componenti di sicurezza per migliorare le prestazioni di sicurezza del VCB. In seguito vengono installati componenti protettivi come parafulmini e trasformatori di corrente. Durante l'assemblaggio, il posizionamento preciso dei componenti è fondamentale: i contatti della camera a vuoto devono essere perfettamente allineati con le connessioni del meccanismo operativo per garantire un funzionamento senza intoppi. Inoltre, il rischio di connessioni elettriche allentate viene ridotto mediante l'uso di chiavi dinamometriche. Tutte le connessioni elettriche vengono serrate con la coppia specificata, eliminando così il rischio di surriscaldamento o di scarsa conducibilità causati da connessioni non strette correttamente. Switchgear GPS implementa una linea di assemblaggio 'one-piece flow' nella produzione dei VCB. Questo metodo assegna a ogni VCB un numero di serie univoco, consentendo agli operatori di documentare i passaggi di assemblaggio e di rintracciare rapidamente qualsiasi dettaglio relativo all'assemblaggio per confermare il controllo qualità.

Verifica e Ispezione della Qualità: Verifica delle Prestazioni e degli Standard di Sicurezza

Verificare la qualità di un VCB ha lo scopo di garantire che il VCB assemblato rispetti gli standard specificati e sia conforme alle norme di sicurezza stabilite. I vari test includono: 1) Il test sulle prestazioni elettriche, composto dal test di tensione di tenuta in corrente alternata; il test di isolamento; e il test di interruzione della corrente, che determina se il VCB è in grado di interrompere le correnti di guasto nominali. 2) Il test di funzionamento verifica se il VCB può aprire e chiudere per oltre 1000 cicli continui. Il test della coppia verifica se i collegamenti elettrici sono stati serrati correttamente. 3) L'adattabilità ambientale include il test ad alta temperatura (funzionamento a 60 °C per 24 ore), il test a bassa temperatura (funzionamento a -40 °C per 24 ore) e il test di umidità (95% per 48 ore), che verifica le prestazioni in condizioni difficili. 4) Il test del dispositivo di sicurezza a interblocco verifica se le funzioni di interblocco del VCB (meccanico ed elettrico) funzionano correttamente per prevenire manovre errate. Ogni VCB che non supera i test viene sottoposto a riparazione, smontato per individuare il problema, corretto e nuovamente testato fino al raggiungimento della conformità. GPSwitchgear è dotata di un laboratorio di spedizione; l'azienda dispone di un laboratorio per la produzione di VCB equipaggiato con le apparecchiature di prova più avanzate, tra cui sistemi di prova per correnti elevate e rilevatori di scariche parziali, progettati per verificare accuratezza e affidabilità dei risultati.

Ispettione Finale e Imballaggio: Preparazione per la Consegna

L'ultimo passaggio nella produzione di un VCB è l'ispezione finale e l'imballaggio, per garantire che il VCB sia in condizioni perfette prima della consegna al cliente. Per l'ispezione finale, viene effettuato un controllo visivo per assicurarsi che non ci siano graffi, parti allentate o etichette mancanti, e vengono revisionati tutti i rapporti di prova per verificare che il VCB soddisfi i requisiti specifici del cliente, che potrebbero includere la tensione nominale e la capacità di corrente. Successivamente, il VCB viene pulito per rimuovere polvere o detriti accumulatisi durante il montaggio, al fine di mantenerlo in buone condizioni prima del trasporto, e vengono applicati dei tappi protettivi sui terminali per evitare danni durante il trasporto. Per l'imballaggio destinato al trasporto, il VCB viene collocato in una scatola robusta di cartone o legno. All'interno della scatola vengono inseriti materiali imbottiti in schiuma antishock e pellicole impermeabili per prevenire la ruggine in condizioni di umidità e assorbire eventuali urti durante il trasporto. A uso del cliente, il pacco contiene un manuale d'uso, un rapporto di prova e un kit di ricambi comprensivo di elementi come fusibili di ricambio o guarnizioni. Ogni pacco è inoltre contrassegnato da un'"etichetta di ispezione spedizione" che riporta il nome dell'ispettore e la data. Questo garantisce la qualità del VCB e assicura al cliente di ricevere un prodotto tecnicamente qualificato e sicuro per l'installazione e l'uso in loco.