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(shì)，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(zhǎng)期關(guān)注的主要內(nèi)容。本文簡(jiǎn)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(cè)試、技術(shù)優(yōu)化、存在問題實(shí)現(xiàn)對(duì)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(zhǎng)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(huì)引起電力供應(yīng)中斷，帶來較高的經(jīng)濟(jì)損失，也必須采用較高的運(yùn)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(dāng)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(huì)導(dǎo)致線路產(chǎn)生短路等故障，影響正常電力輸送。對(duì)于該問題，傳統(tǒng)技術(shù)通常利用大型機(jī)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(jìn)行處理，只是這種方式需要投入大量運(yùn)維成本，也會(huì)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(xiǎn)性，容易給維護(hù)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(yùn)維成本較高的問題，許多新興技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，例如，無人機(jī)、機(jī)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(shí)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(yùn)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(xiàng)性能參數(shù)才能予以實(shí)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(zhǎng)兩個(gè)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(duì)比之下，光纖激光在光束質(zhì)量方面更具優(yōu)勢(shì)。至于波長(zhǎng)方面，CO2激光的波長(zhǎng)為10.6μm，光纖激光則為1.06μm，引起兩者波長(zhǎng)差距的主要原因?yàn)楣饫w激光未能處于大氣窗口區(qū)，導(dǎo)致光纖激光傳輸時(shí)引起大量的大氣分子散射、氣溶膠散射等[1]。因此，在波長(zhǎng)方面，CO2激光更具優(yōu)勢(shì)。

（二）應(yīng)用測(cè)試

超高壓架空輸電線路異物主要包括風(fēng)箏線、防塵網(wǎng)以及塑料薄膜等，這些物質(zhì)會(huì)隨著氣候環(huán)境的變化附著于線路表面，導(dǎo)致線路出現(xiàn)短路、接地故障等問題，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)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(jìn)行應(yīng)用測(cè)試顯得尤為重要，便于能夠找出當(dāng)中存在的不同問題。從理論的角度來看，運(yùn)用試驗(yàn)的方式是比較合適的選擇，例如，對(duì)于激光照射效果的驗(yàn)證，可以在通過利用CO2激光裝置與光纖激光裝置對(duì)不同的物體進(jìn)行照射，對(duì)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(shí)，大氣環(huán)境下紙張對(duì)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(shí)，也是如此。如果將紙張的顏色換成黑色時(shí)，兩種激光均能達(dá)到燒穿效果，而且用時(shí)幾乎相同，換作黑色塑料袋時(shí)，也同樣具備該特點(diǎn)。根據(jù)上述的試驗(yàn)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(shí)際的超高壓架空輸電線路異物清除過程中，外部環(huán)境會(huì)存在許多變化因素，導(dǎo)致激光照射環(huán)境發(fā)生改變，所以，實(shí)際應(yīng)用效果與試驗(yàn)結(jié)果仍然存在著差距，必須要以具體運(yùn)用為準(zhǔn)，比如，在實(shí)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(dāng)中多數(shù)沾有污漬，導(dǎo)致整體顏色、形態(tài)發(fā)生變化，或者對(duì)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(huì)對(duì)激光技術(shù)的運(yùn)用產(chǎn)生影響。同時(shí)，試驗(yàn)使用的激光裝置會(huì)設(shè)置比較低的功率，實(shí)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(shí)現(xiàn)。綜合這些情況，還應(yīng)當(dāng)以實(shí)際的使用效果為準(zhǔn)。然而，不同的激光清除超高壓架空輸電線路異物裝置也會(huì)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(dá)100W。相比之下，光纖激光裝置在功率方面能夠超過200W，顯然對(duì)于超高壓架空輸電線路與地面相距較遠(yuǎn)的情況，光纖激光裝置是更為合適的選擇對(duì)象[2]。另一方面，由于超高壓架空輸電線路與地面距離較遠(yuǎn)的特性也能夠避免在運(yùn)用激光技術(shù)時(shí)，產(chǎn)生破壞輸電線路的問題。

（三）技術(shù)優(yōu)化

雖然運(yùn)用激光技術(shù)清除超高壓架空輸電線路異物能夠在維護(hù)成本方面予以大幅縮減，但是，由于我國(guó)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(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目的，必須對(duì)激光技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，才能滿足不同的需求，比如，對(duì)于復(fù)雜的情況，對(duì)激光器瞄準(zhǔn)能力要求更高，可以在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上，融入激光準(zhǔn)直擴(kuò)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(shí)際需要調(diào)整鏡頭焦距，如此便能夠讓激光器的實(shí)用性得到顯著提升。或者為了能夠?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)維護(hù)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(jìn)行優(yōu)化，促使能夠以更加合適的形態(tài)應(yīng)用于實(shí)際維護(hù)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(qiáng)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(duì)不同的情況，對(duì)人員的專業(yè)能力要求較高。針對(duì)該方面，還應(yīng)當(dāng)將信息技術(shù)、通信技術(shù)等融入其中，確保能夠在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員無法處理的情況下利用遠(yuǎn)程操控的方式開展作業(yè)，便于真正實(shí)現(xiàn)利用非接觸的方式合理解決帶電作業(yè)危險(xiǎn)性高的問題。

（四）存在問題

運(yùn)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(dá)到將異物予以清除的目的。只是這種方式在實(shí)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(huì)隨著風(fēng)向進(jìn)行脫離，其間不僅會(huì)加速異物的燃燒，還會(huì)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(fēng)力較高，而且氣候干燥，此時(shí)一旦出現(xiàn)此類情況，勢(shì)必會(huì)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(shí)，還應(yīng)當(dāng)將該方面予以考慮，采取切實(shí)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(hù)成本，所以，必須要對(duì)應(yīng)用激光技術(shù)予以更多重視，也要對(duì)性能參數(shù)、應(yīng)用測(cè)試、技術(shù)優(yōu)化、存在問題等方面擁有進(jìn)一步認(rèn)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(yùn)用，提升故障處理效率的同時(shí)，也能顯著降低運(yùn)維成本，保障企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[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.

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[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.