大电流封闭铝母线金具端子现场修复装置及其修复方法制造方法及图纸

一种大电流封闭铝母线金具端子现场修复装置及其修复方法，包括惰性气体源、冷却装置、激光器、自动送粉器和电源，惰性气体源用于给激光熔覆头提供保护气体；冷却装置用于冷却激光器和激光熔覆头；激光器通过光纤连接到激光熔覆头上，激光器用于传输激光能量束到激光熔覆头；电源用于给激光器、自动送粉器和三轴运动机构提供电源。本发明专利技术解决了封闭母线金具端子无法现场修复，只能通过周期长的返厂修复的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
大电流封闭铝母线金具端子现场修复装置及其修复方法


[0001]本专利技术属于封闭母线金具修复装置领域，特别涉及一种大电流封闭铝母线金具端子现场修复装置及其修复方法。

技术介绍

[0002]封闭母线是由外壳、导体、绝缘材料及有关附件组成的母线系统，主要包括防护屏蔽外壳、母线导体和支持绝缘子三部分。导体和外壳均采用铝管结构。广泛用于发电厂、变电所、工业和民用电源的引线。封闭母线通常分为多段，用于连接发电机、变压器、断路器等电力设备。在两段封闭母线之间，需要采用金具端子及金属软连接连通。
[0003]封闭母线导体和金具端子常采用导电性能较好、重量轻、价格较低的导电铝材料。金具端子与金属软连接的接触部位，有较高的接触电阻，在大电流条件下容易发热，造成设备过热损伤。为了提高导电效率，一般在金具端子表面镀有银层。由于镀银层结合强度有限，且发电机出口电流较大，在长期高温的运行环境中，镀银层与铝材之间会易出现局部起皮剥离的现象，这将导致金具端子发热持续加重，进一步加速镀银层与铝材的脱离，严重威胁发电机的安全稳定运行。
[0004]现有的技术无法在电站对封闭母线金具端子进行现场修复，只能将金具端子从封闭母线上切割下来，并运送到电镀厂家重新进行电镀，再运回电站现场，通过焊接的方式回装。此种方法的最大缺点就是耗时长。若故障发生在发电期，将导致电能无法输送至电网，而造成巨大的经济损失。
[0005]另外，由于在铝材表面进行电镀银比较困难，工艺质量不容易控制，修复后的金具端子仍然存在再次损坏的风险。
专利技术内容
[0006]鉴于
技术介绍
所存在的技术问题，本专利技术所提供的大电流封闭铝母线金具端子现场修复装置及其修复方法，解决了封闭母线金具端子无法现场修复，只能通过周期长的返厂修复的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采取了如下技术方案来实现：一种大电流封闭铝母线金具端子现场修复装置及其修复方法，包括惰性气体源、冷却装置、激光器、自动送粉器和电源，惰性气体源用于给激光熔覆头提供保护气体；冷却装置用于冷却激光器和激光熔覆头；激光器通过光纤连接到激光熔覆头上，激光器用于传输激光能量束到激光熔覆头；电源用于给激光器、自动送粉器和三轴运动机构提供电源。
[0008]优选的方案中，所述的惰性气体源为惰性气体瓶，冷却装置为水冷机，电源为电气控制柜，惰性气体瓶通过保护气管连接到激光熔覆头上；惰性气体瓶通过送粉气管连接到自动送粉器上；水冷机通过激光器冷却水管连接到激光器上；激光器通过光纤连接到激光熔覆头上，激光器用于传输激光能量束到激光熔覆头；水冷机通过激光熔覆头冷却水管连接到激光熔覆头上；电气控制柜通过激光器控制电缆控制激光器输出激光能量束能量大小
和开关；激光熔覆头安装在三轴运动机构上。
[0009]优选的方案中，所述的激光熔覆头包括熔覆喷嘴、激光熔覆头聚焦模块和激光熔覆头准直模块；激光熔覆头准直模块用于使光纤输送的激光光束进行扩束和准直，保证光束直径与激光熔覆头聚焦模块直径匹配；激光熔覆头聚焦模块用于使激光光束聚焦在金具端子表面，以熔化金具端子局部并形成熔池；熔覆喷嘴用于使金属银粉末流汇聚在金具端子工件表面被激光光束熔化后所形成的熔池中。
[0010]优选的方案中，所述的三轴运动机构包括三轴运动机构Z轴、三轴运动机构Y轴和三轴运动机构X轴；激光熔覆头通过激光熔覆头连接板安装在三轴运动机构Z轴上。
[0011]优选的方案中，所述的三轴运动机构Z轴、三轴运动机构Y轴和三轴运动机构X轴构成了三维坐标系结构，且三轴运动机构Z轴、三轴运动机构Y轴和三轴运动机构X轴分别为一个直线模组；直线模组包括伺服电机、直线导轨、连接块、滑动块和限位开关，伺服电机用于驱动滑动块能在直线导轨上进行直线运动。
[0012]优选的方案中，所述的电气控制柜通过三轴运动机构控制电缆连接到三轴运动机构上，电气控制柜用于给三轴运动机构提供电源。
[0013]本专利可达到以下有益效果：1、本装置采用了激光熔覆工艺替代原电镀银工艺，绿色环保，无环境污染。
[0014]2、本装置采用了激光熔覆工艺，可以在现场对铝封闭母线金具端子进行修复，不需要对封闭母线切割和焊接，不需要运回封闭母线生产厂家采用电镀工艺进行修复，节省了修复时间。
[0015]3、本装置采用激光熔覆工艺制备的银涂层厚度大于电镀银工艺，结合强度也更高，因此可以延长金具端子使用寿命，减少故障发生率。
[0016]4、本装置为模块化、移动式设计，可以方便存储和运输，可以在需要进行现场修复时，迅速部署到封闭母线现场，节省检修时间。
[0017]5、本装置采用特制小型化激光熔覆头，并且激光熔覆头为折弯型结构，这种特殊设计可以保证激光熔覆头插入到金具端子与封闭母线外壳之间，而不发生碰撞和干涉。
[0018]6、本装置采用三轴运动机构，可以实现高精度空间直线插补运动和圆弧插补运动，满足金具端子激光熔覆工艺需要的运动要求。并且由于运动方式简单，不容易与封闭母线发生碰撞和干涉，编程方式更为简单，可以节省现场修复时间。
[0019]7、本装置采用特制轻量化三轴运动机构，现场操作人员可以不借助助力工具就安装到封闭母线上，安装简单方便，可以节省现场修复时间。
附图说明
[0020]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术使用布置图；图2为本专利技术接线示意图;图3为本专利技术三轴运动机构安装效果图；图4为本专利技术三轴运动机构三维结构图；图5为本专利技术直线模组三维结构图；图6为本专利技术熔池效果图。
[0021]图中：1
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封闭母线，2
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金具端子，3
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激光熔覆头，4
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三轴运动机构，5
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夹持底座，6
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软连接安装板，7
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惰性气体瓶，8
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水冷机，9
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激光器，10
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自动送粉器，11
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电气控制柜，12
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保护气管，13
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送粉气管，14
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激光器冷却水管，15
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激光熔覆头冷却水管，16
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光纤，17
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送粉管，18
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激光器控制电缆，19
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送粉器控制电缆，20
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三轴运动机构控制电缆，21
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封闭母线外壳，22
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封闭母线内筒，23
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熔覆喷嘴，24
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激光熔覆头聚焦模块，25
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激光熔覆头准直模块，26
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激光熔覆头连接板，27
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三轴运动机构Z轴，28
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三轴运动机构Y轴，29
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三轴运动机构X轴，30
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激光熔覆层，31
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伺服电机，32
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大电流封闭铝母线金具端子现场修复装置，包括惰性气体源、冷却装置、激光器（9）、自动送粉器（10）和电源，其特征在于：惰性气体源用于给激光熔覆头（3）提供保护气体；冷却装置用于冷却激光器（9）和激光熔覆头（3）；激光器（9）通过光纤（16）连接到激光熔覆头（3）上，激光器（9）用于传输激光能量束到激光熔覆头（3）；电源用于给激光器（9）、自动送粉器（10）和三轴运动机构（4）提供电源。2.根据权利要求1所述的大电流封闭铝母线金具端子现场修复装置，其特征在于：惰性气体源为惰性气体瓶（7），冷却装置为水冷机（8），电源为电气控制柜（11），惰性气体瓶（7）通过保护气管（12）连接到激光熔覆头（3）上；惰性气体瓶（7）通过送粉气管（13）连接到自动送粉器（10）上；水冷机（8）通过激光器冷却水管（14）连接到激光器（9）上；激光器（9）通过光纤（16）连接到激光熔覆头（3）上，激光器（9）用于传输激光能量束到激光熔覆头（3）；水冷机（8）通过激光熔覆头冷却水管（15）连接到激光熔覆头（3）上；电气控制柜（11）通过激光器控制电缆（18）控制激光器（9）输出激光能量束能量大小和开关；激光熔覆头（3）安装在三轴运动机构（4）上。3.根据权利要求2所述的大电流封闭铝母线金具端子现场修复装置，其特征在于：激光熔覆头（3）包括熔覆喷嘴（23）、激光熔覆头聚焦模块（24）和激光熔覆头准直模块（25）；激光熔覆头准直模块（25）用于使光纤（16）输送的激光光束进行扩束和准直，保证光束直径与激光熔覆头聚焦模块（24）直径匹配；激光熔覆头聚焦模块（24）用于使激光光束聚焦在金具端子（2）表面，以熔化金具端子（2）局部并形成熔池；熔覆喷嘴（23）用于使金属银粉末流汇聚在金具端子（2）工件表面被激光光束熔化后所形成的熔池中。4.根据权利要求3所述的大电流封闭铝母线金具端子现场修复装置，其特征在于：三轴运动机构（4）包括三轴运动机构Z轴（27）、三轴运动机构Y轴（28）和三轴运动机构X轴（29）；激光熔覆头（3）通过激光熔覆头连接板（26）安装在三轴运动机构Z轴（27）上。5.根据权利要求4所述的大电流封闭铝母线金具端子现场修复装置，其特征在于：三轴运动机构Z轴（27）、三轴运动机构Y轴（28）和三轴运动机构X轴（29）构成了三维坐标系结构，且三轴运动机构Z轴（27）、三轴运动机构Y轴（28）和三轴运动机构X轴（29）分别为一个直...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙昕，王宏，熊浩，肖荣，严天明，董晓英，付海涛，叶华松，韩波，刘代军，朱君，覃鹏，李万峰，蔡国双，
申请(专利权)人：南京辉锐光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：