架空輸電線路作為電力輸送的核心載體，常年暴露在室外環(huán)境，風(fēng)箏、廣告布、塑料薄膜等漂浮異物以及線下樹障是引發(fā)線路跳閘、供電中斷的主要誘因。傳統(tǒng)人工清障需要辦理停電申請、登塔作業(yè)，單次清障平均耗時超過2小時，還存在高空墜落、觸電的安全風(fēng)險，這一背景下，大功率激光清障儀憑借遠(yuǎn)程非接觸、無需停電的優(yōu)勢，逐漸成為電網(wǎng)運(yùn)維的標(biāo)配設(shè)備。

一、技術(shù)背景與發(fā)展歷程

根據(jù)中國電力科學(xué)研究院2023年架空輸電線路故障統(tǒng)計數(shù)據(jù)，漂浮異物、樹障引發(fā)的線路故障占總故障量的35%以上，部分亞熱帶、平原地區(qū)占比可達(dá)47%【1】，運(yùn)維端對高效清障設(shè)備的需求持續(xù)提升。

激光清障技術(shù)*早在2015年左右引入國內(nèi)電力運(yùn)維領(lǐng)域，早期產(chǎn)品功率多在300W以下，僅能清除50米以內(nèi)的輕質(zhì)塑料異物，適用場景有限。隨著激光器技術(shù)的迭代，2018年之后1000W以上的大功率激光清障儀逐步落地，可覆蓋100-300米的清障距離，支持清除細(xì)樹枝、帶鋁箔的風(fēng)箏等硬質(zhì)異物，目前已經(jīng)在電網(wǎng)、光伏電站、風(fēng)電場、軌道交通供電系統(tǒng)等多個場景廣泛應(yīng)用。

二、核心工作原理解析

大功率激光清障儀的核心工作機(jī)制是利用定向發(fā)射的高能連續(xù)激光束，通過光學(xué)系統(tǒng)聚焦到待清除異物表面，短時間內(nèi)使局部溫度上升至材料熔點或燃點，實現(xiàn)熔斷、燒蝕的效果，全程無需接觸線路本體，可在帶電狀態(tài)下操作。

輸出功率是大功率激光清障儀的核心技術(shù)參數(shù)，直接決定設(shè)備的清障能力：在相同聚焦精度下，輸出功率越高，焦點處的功率密度越大，有效清障距離越遠(yuǎn)，可清除的異物厚度、硬度越高，燒蝕速度也越快。比如1000W功率的設(shè)備，在100米距離內(nèi)燒蝕0.5mm厚的塑料布僅需3秒，2000W功率的設(shè)備在同等距離下可燒蝕2cm厚的樹枝。

三、技術(shù)優(yōu)勢與局限性

大功率激光清障儀的核心優(yōu)勢十分突出：首先可實現(xiàn)帶電清障，無需申請線路停電，大幅降低對供電可靠性的影響；其次遠(yuǎn)程操作無需登塔，消除高空作業(yè)安全風(fēng)險；另外操作流程簡單，單人經(jīng)過培訓(xùn)即可上手，單次清障大多在1分鐘以內(nèi)完成，運(yùn)維效率較傳統(tǒng)方式提升10倍以上。

同時該類設(shè)備也存在一定局限性：高功率激光在雨霧、沙塵天氣下的功率衰減可達(dá)30%以上，不適用于極端惡劣天氣作業(yè)；輸出功率超過2000W的設(shè)備整機(jī)重量通常在15kg以上，便攜性相對弱于小功率款；操作過程中需做好人員防護(hù)，避免激光直射皮膚或眼睛。

四、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求

目前國內(nèi)大功率激光清障儀的生產(chǎn)、檢驗需符合DL/T 2369-2021《架空輸電線路激光清障裝置技術(shù)條件》要求，明確規(guī)定設(shè)備輸出功率的誤差不得超過±5%，連續(xù)工作時間不低于4小時【2】。激光安全等級需符合IEC 60825-1:2014的相關(guān)要求，設(shè)備必須配備急停按鈕、安全聯(lián)鎖、人員識別自動閉鎖等防護(hù)功能，防止誤操作引發(fā)安全事故【3】。

除此之外，部分省級電網(wǎng)還提出了額外的技術(shù)要求，比如南方電網(wǎng)要求應(yīng)用于主網(wǎng)的大功率激光清障儀需配備線路本體識別功能，激光焦點靠近導(dǎo)線時自動降功率或閉鎖，避免損傷線路絕緣層。

五、應(yīng)用場景與選型要點

功率選擇是大功率激光清障儀選型的核心環(huán)節(jié)，用戶可結(jié)合自身運(yùn)維場景的需求匹配對應(yīng)功率段的設(shè)備：

第一類是城網(wǎng)10kV配網(wǎng)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)架空線路運(yùn)維場景，清障距離大多在50米以內(nèi)，常見異物為塑料袋、廣告布等輕質(zhì)異物，選擇500W-1000W的設(shè)備即可滿足需求，這類設(shè)備重量大多在8kg以內(nèi)，便攜性好，適合單人攜帶巡檢或者車載作業(yè)。

第二類是110kV-500kV主網(wǎng)輸電線路運(yùn)維場景，清障距離多在50-200米，常見異物包括帶鋁箔的風(fēng)箏、農(nóng)用遮陽網(wǎng)、直徑1cm以內(nèi)的細(xì)樹枝，建議選擇1500W-2000W的大功率激光清障儀，能夠保證足夠的作用距離和燒蝕效率。

第三類是特高壓線路、山區(qū)林區(qū)跨山線路運(yùn)維場景，清障距離多在200米以上，常見異物包括直徑3cm以內(nèi)的樹障、大型風(fēng)箏、牽引繩等硬質(zhì)異物，建議選擇2500W及以上的大功率款，可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離快速清障。

除了功率之外，選型要點還包括光束質(zhì)量、聚焦調(diào)節(jié)范圍、安全防護(hù)等級等核心技術(shù)參數(shù)，盡量選擇符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、有成熟落地案例的產(chǎn)品。比如康高特自研的后羿系列大功率激光清障儀，覆蓋1000W-3000W全功率段，符合DL/T 2369-2021標(biāo)準(zhǔn)要求，搭載AI人臉識別自動閉鎖功能，已在*電網(wǎng)、南方電網(wǎng)多個省市的運(yùn)維項目中投入使用，2024年累計幫助運(yùn)維團(tuán)隊完成超過3000次帶電清障作業(yè)。

六、技術(shù)發(fā)展趨勢與展望

未來大功率激光清障儀將向兩個方向迭代：一是高功率密度小型化，通過優(yōu)化激光器結(jié)構(gòu)、提升散熱效率，在提升輸出功率的同時降低整機(jī)重量，兼顧清障能力和便攜性；二是智能化，結(jié)合AI圖像識別技術(shù)，實現(xiàn)異物自動識別、自動聚焦、自動清障的全流程無人操作，降低對操作人員的技能要求。此外，搭載在無人機(jī)、巡檢機(jī)器人上的機(jī)載激光清障產(chǎn)品也在逐步落地，將進(jìn)一步拓展清障作業(yè)的適用場景。

參考文獻(xiàn)

【1】 中國電力科學(xué)研究院. 2023年全國架空輸電線路故障統(tǒng)計分析報告[R]. 北京: 中國電力科學(xué)研究院, 2024.

【2】 中華人民共和國*能源局. DL/T 2369-2021 架空輸電線路激光清障裝置技術(shù)條件[S]. 北京: 中國電力出版社, 2021.

【3】 國際電工委員會. IEC 60825-1:2014 激光產(chǎn)品的安全 *部分: 設(shè)備分類和要求[S]. 日內(nèi)瓦: IEC, 2014.