基于激光技術(shù)清除超高壓架空輸電線路異物分析

張謙

摘? 要：由于超高壓架空輸電線路遭遇因異物問題而引發(fā)故障的情況正在呈上升趨勢，因此，如何利用激光技術(shù)將超高壓架空輸電線路異物予以清除已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)長期關(guān)注的主要內(nèi)容。本文簡要闡述清除超高壓架空輸電線路異物采用的傳統(tǒng)和新型技術(shù)以及如何通過性能參數(shù)、應(yīng)用測試、技術(shù)優(yōu)化、存在問題實現(xiàn)對基于激光技術(shù)清除超高壓架空輸電線路異物的有效分析，以期為保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定性提供參考。

關(guān)鍵詞：超高壓架空輸電線路;激光技術(shù);清除異物

引言：盡管超高壓架空輸電線路處于較高的位置，但是線路上有異物的問題仍然長期存在，已經(jīng)在超高壓架空輸電線路故障問題中占有較高比例，不僅會引起電力供應(yīng)中斷，帶來較高的經(jīng)濟損失，也必須采用較高的運維成本才能予以解決，由此可見，將激光技術(shù)應(yīng)用于清除超高壓架空輸電線路異物中顯得尤為重要，如何有效分析基于激光技術(shù)清除超高壓架空輸電線路異物也成為應(yīng)當首要關(guān)注的問題。

一、清除超高壓架空輸電線路異物的相關(guān)方法

（一）傳統(tǒng)技術(shù)

超高壓架空輸電線路作為電力系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，能夠?qū)崿F(xiàn)為大范圍輸送電力的目的。然而，異物的出現(xiàn)會導致線路產(chǎn)生短路等故障，影響正常電力輸送。對于該問題，傳統(tǒng)技術(shù)通常利用大型機械和設(shè)備，在不同情況下采取停電或帶電處理的方式予以解決。前者具備較高的安全性，能夠在停止輸送電力的情況下進行處理，只是這種方式需要投入大量運維成本，也會給電力用戶帶來不便。后者能夠避免出現(xiàn)此類問題，但是存在較高的危險性，容易給維護人員的生命帶來威脅。

（二）新興技術(shù)

為了能夠解決傳統(tǒng)超高壓架空輸電線路異物清除技術(shù)運維成本較高的問題，許多新興技術(shù)應(yīng)運而生，例如，無人機、機器人以及激光技術(shù)等。相比之下，前兩者的成本并不低，而且后期還需要額外投入。激光技術(shù)則要低很多，只需要根據(jù)實際情況研發(fā)特定的裝置且能夠具備發(fā)射激光、角度可調(diào)等功能即可，而且使用與攜帶也更加方便。由此可見，運用激光技術(shù)清除超高壓架空輸電線路異物是最佳的選擇。

二、基于激光技術(shù)清除超高壓架空輸電線路異物的主要內(nèi)容

（一）性能參數(shù)

激光技術(shù)能夠應(yīng)用于清除超高壓架空輸電線路異物中，主要依賴于激光技術(shù)的各項性能參數(shù)才能予以實現(xiàn)。目前，常用的激光清除超高壓架空輸電線路異物裝置按照激光介質(zhì)主要分為CO2激光和光纖激光兩種。不同介質(zhì)的激光在性能參數(shù)方面也存在較大差異，主要體現(xiàn)在光束質(zhì)量、波長兩個方面。其中光束質(zhì)量主要為兩者的光束發(fā)散角度不同，即光纖激光的光束發(fā)散角小于0.7mR，CO2激光則為5.2mR，兩者對比之下，光纖激光在光束質(zhì)量方面更具優(yōu)勢。至于波長方面，CO2激光的波長為10.6μm，光纖激光則為1.06μm，引起兩者波長差距的主要原因為光纖激光未能處于大氣窗口區(qū)，導致光纖激光傳輸時引起大量的大氣分子散射、氣溶膠散射等[1]。因此，在波長方面，CO2激光更具優(yōu)勢。

（二）應(yīng)用測試

超高壓架空輸電線路異物主要包括風箏線、防塵網(wǎng)以及塑料薄膜等，這些物質(zhì)會隨著氣候環(huán)境的變化附著于線路表面，導致線路出現(xiàn)短路、接地故障等問題，嚴重影響電力系統(tǒng)的正常運行。然而，激光技術(shù)由于其自身特性，容易產(chǎn)生散射現(xiàn)象，所以，確定使用哪種激光介質(zhì)前，進行應(yīng)用測試顯得尤為重要，便于能夠找出當中存在的不同問題。從理論的角度來看，運用試驗的方式是比較合適的選擇，例如，對于激光照射效果的驗證，可以在通過利用CO2激光裝置與光纖激光裝置對不同的物體進行照射，對比效果后可以發(fā)現(xiàn)，在將相同功率的兩種激光裝置照射白色的A4紙時，大氣環(huán)境下紙張對CO2激光的吸收率較高，可以通過照射燒穿紙張，光纖激光則未能做到，同理，照射的物體為透明的塑料膜時，也是如此。如果將紙張的顏色換成黑色時，兩種激光均能達到燒穿效果，而且用時幾乎相同，換作黑色塑料袋時，也同樣具備該特點。根據(jù)上述的試驗結(jié)果不難看出，從理論的角度出發(fā)，光纖激光在應(yīng)用過程中的性能要低于CO2激光。然而，實際的超高壓架空輸電線路異物清除過程中，外部環(huán)境會存在許多變化因素，導致激光照射環(huán)境發(fā)生改變，所以，實際應(yīng)用效果與試驗結(jié)果仍然存在著差距，必須要以具體運用為準，比如，在實際環(huán)境中，超高壓架空輸電線路上的透明塑料膜表面并非是完全干凈的，當中多數(shù)沾有污漬，導致整體顏色、形態(tài)發(fā)生變化，或者對于一些纏繞在電線上的異物，因其橫截面較大，整體看上去極為明顯，也會對激光技術(shù)的運用產(chǎn)生影響。同時，試驗使用的激光裝置會設(shè)置比較低的功率，實際使用過程中，由于超高壓架空輸電線路高度均在60m以上，必須通過加大功率才能實現(xiàn)。綜合這些情況，還應(yīng)當以實際的使用效果為準。然而，不同的激光清除超高壓架空輸電線路異物裝置也會因其自身特性產(chǎn)生較多的限制，例如，CO2激光裝置在散熱性能方面要遜于光纖激光，在不依賴水冷系統(tǒng)的情況下最大功率可達100W。相比之下，光纖激光裝置在功率方面能夠超過200W，顯然對于超高壓架空輸電線路與地面相距較遠的情況，光纖激光裝置是更為合適的選擇對象[2]。另一方面，由于超高壓架空輸電線路與地面距離較遠的特性也能夠避免在運用激光技術(shù)時，產(chǎn)生破壞輸電線路的問題。

（三）技術(shù)優(yōu)化

雖然運用激光技術(shù)清除超高壓架空輸電線路異物能夠在維護成本方面予以大幅縮減，但是，由于我國幅員遼闊，電力系統(tǒng)覆蓋范圍廣泛，超高壓輸電線路的架設(shè)區(qū)域也存在著較大差異，需要依照具體情況采用合適的激光清除裝置。想要實現(xiàn)該項目的，必須對激光技術(shù)進行優(yōu)化，才能滿足不同的需求，比如，對于復(fù)雜的情況，對激光器瞄準能力要求更高，可以在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上，融入激光準直擴束變焦鏡頭，不僅可以改變裝置發(fā)射激光的光束半徑，也能根據(jù)實際需要調(diào)整鏡頭焦距，如此便能夠讓激光器的實用性得到顯著提升?；蛘邽榱四軌驗楝F(xiàn)場維護人員作業(yè)提供便利，也需要在激光器的體積、重量等方面不斷進行優(yōu)化，促使能夠以更加合適的形態(tài)應(yīng)用于實際維護工作中，便于工作人員攜帶，也能避免因體積過大而必須依靠車載的問題，增強裝置的適應(yīng)能力[3]。此外，由于清除超高壓架空輸電線路異物作業(yè)需要應(yīng)對不同的情況，對人員的專業(yè)能力要求較高。針對該方面，還應(yīng)當將信息技術(shù)、通信技術(shù)等融入其中，確保能夠在現(xiàn)場作業(yè)人員無法處理的情況下利用遠程操控的方式開展作業(yè)，便于真正實現(xiàn)利用非接觸的方式合理解決帶電作業(yè)危險性高的問題。

（四）存在問題

運用激光技術(shù)是通過激光制造局部高溫促使異物快速氣化、熔化，從而達到將異物予以清除的目的。只是這種方式在實際使用的過程中依舊存在著許多安全隱患問題，比如，輸電線路上的異物被燒毀后，會隨著風向進行脫離，其間不僅會加速異物的燃燒，還會出現(xiàn)因異物落在樹林、大棚等易燃區(qū)域，引發(fā)更大的火災(zāi)問題，特別是在春、秋季節(jié)，不僅風力較高，而且氣候干燥，此時一旦出現(xiàn)此類情況，勢必會產(chǎn)生許多問題。因此，在使用激光技術(shù)清除超高壓架空輸電線路異物時，還應(yīng)當將該方面予以考慮，采取切實可行的異物回收措施。

結(jié)論：綜上所述，由于傳統(tǒng)技術(shù)清除超高壓架空輸電線路異物需要投入大量的維護成本，所以，必須要對應(yīng)用激光技術(shù)予以更多重視，也要對性能參數(shù)、應(yīng)用測試、技術(shù)優(yōu)化、存在問題等方面擁有進一步認知，才能確保激光技術(shù)能夠在清除超高壓架空輸電線路異物環(huán)節(jié)中得以合理運用，提升故障處理效率的同時，也能顯著降低運維成本，保障企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]姜淑華，殷立豪.架空線路電網(wǎng)電線清潔裝置的研制[J].電子制作，2018，（Z2）：138-139.

[2]樓平，岳靈平，李龍.新型激光除異物技術(shù)在特高壓輸電線路的應(yīng)用[J].浙江電力，2018，37（6）：6-9.

[3]吳弟友.特高壓輸電線路新型激光除異物技術(shù)的應(yīng)用[J].通訊世界，2018（11）：211-212.