用“激光大炮”保护高压线这个创新如何“烧脑”

“瞄准，启动。”蔡晓峰下达口令４０秒后，一只缠绕在距地约３０米的高压线上的风筝飘落下来。

　　这是今年来蔡晓峰带领“激光大炮”项目团队的第１３次野外作业。“停电风险得到了及时解除。”他说。

　　蔡晓峰是南方电网广东东莞供电局输电线路４班副班长。东莞用电需求量大，保障输电线路安全责任重大。

　　然而，广告条幅、农用薄膜、风筝、“孔明灯”、钓鱼线等却时常成为高压输电线路的“破坏王”。大风天，这些物体很可能被刮到高压线上缠绕；如遇下雨，飘挂物就会形成导体，引起对地短路或者相间短路，引发停电或烧毁变压器，危害性很大。

　　“尤其是相间短路造成变压器烧毁最麻烦，重新更换变压器的时间长、停电成本巨大。”蔡晓峰说。

　　清除飘挂物并非易事。电力部门一般会采用高空作业车、在高压线上搭“飞车”等方式进行清理。然而，一方面，这给电力工人带来坠落、触电的风险；另一方面，停电修护手续繁琐、经济成本高，影响居民生活和生产用电。

　　蔡晓峰的同事沈志明，曾多次爬过高压线“擒拿”风筝和广告飘带。为练就高空作业的本领，他用了半年多时间。“爬高压线说不害怕是假的。高温天作业衣服都是湿透的，而且上面风大的话，会造成高压线的横摆，跟玩杂技走钢丝一样，心也跟着颤。”沈志明说。

　　问题催逼变革，缺陷激发创新。２０１２年的一天，作为军事迷的蔡晓峰突然萌发了一个念头：当今各类激光技术已如此发达，能不能把激光技术应用到电力领域，在地面上用激光把高压线上的飘挂物打下来？

　　这是个大胆的想法，当时看来甚至有点异想天开：不懂激光原理，没有激光设备，匹配清除飘挂物的激光物理参数“蒙查查”。

　　于是，白天忙检修，晚上蔡晓峰就带着几个同事利用搜资料、搞研究。几经周折，他们找到了一个激光设备研发公司，并多次进行技术交流。

　　功夫不负有心人。一个“激光大炮”的雏形和制作思路逐渐清晰了。通过研究激光特性和飘挂物的材质特点，团队决定使用二氧化碳激光。其具有良好的指向性，光束紧密且能量极高，通过调节功率可有效熔化切割非金属物质，对高压线的铝材质本身却不会造成损害。

　　“金属会反射掉该激光的大部分能量，而风筝、广告飘带等非金属物质对能量的吸收可达到９０％以上，也就是说可以通过高温熔断飘挂物。”蔡晓峰说。

　　２０１６年，“激光带电清除架空线路飘挂物研究”被南方电网广东东莞供电局作为职工创新项目立项，蔡晓峰在资金、团队和技术等方面得到了更大的支持。作为项目负责人，蔡晓峰的工作就是通过不断测试以获取应用激光的技术参数，并反馈给激光设备生产公司。

　　“在激光打印、激光手术刀等民用领域，激光设备的安装位置都是固定的，激光发射距离也很短。”蔡晓峰说，用激光清除高压线飘挂物，射击距离是随时变动的，焦距不固定，激光发射器的温度变化会对功率产生影响，发电机功率的大小会影响激光射程。种种问题，都需要数不清的数学计算和实地测试。

　　试验过程充满挑战。蔡晓峰说，他们几经改进，过程中不断积累经验、总结教训，攻克了激光功率、瞄准、温度控制等多个难题。

　　今年６月份，他们和激光设备公司合作研制出了“４．０版”的“激光大炮”。在试验场，研发团队对木板、气球、塑料线等多种非金属物体进行了３０米外的“远程打击”测试。记者现场看到，测试物体在几秒内均被高温熔断或打穿。“激光点的温度可达到６００摄氏度。”蔡晓峰说。

　　东莞供电局介绍，该科研项目已在多条输电线路的清理飘挂物作业中应用，节省经济成本１千万元以上。

　　“激光大炮”项目孵化于东莞供电局输电管理所夏云峰工作室。目前，南方电网已形成４２９个这样的创新工作室。

　　创新仍在持续。蔡晓峰说，目前，“激光大炮”装置正进行小型化、一体化改进，未来该设备的拆装速度会更快，操作更智能。同时，正研究扩展其他作业方式，例如，用无人机搭载激光器，进行短距离的高空切割等。

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