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用“激光大炮”保護(hù)高壓線 這個創(chuàng)新如何“燒腦”
新華社廣州7月28日電(記者田建川)“瞄準(zhǔn),啟動。”蔡曉峰下達(dá)口令40秒后,一只纏繞在距地約30米的高壓線上的風(fēng)箏飄落下來。
這是今年來蔡曉峰帶領(lǐng)“激光大炮”項目團(tuán)隊的第13次野外作業(yè)。“停電風(fēng)險得到了及時解除。”他說。
蔡曉峰是南方電網(wǎng)廣東東莞供電局輸電線路4班副班長。東莞用電需求量大,保障輸電線路安全責(zé)任重大。
然而,廣告條幅、農(nóng)用薄膜、風(fēng)箏、“孔明燈”、釣魚線等卻時常成為高壓輸電線路的“破壞王”。大風(fēng)天,這些物體很可能被刮到高壓線上纏繞;如遇下雨,飄掛物就會形成導(dǎo)體,引起對地短路或者相間短路,引發(fā)停電或燒毀變壓器,危害性很大。
“尤其是相間短路造成變壓器燒毀最麻煩,重新更換變壓器的時間長、停電成本巨大。”蔡曉峰說。
清除飄掛物并非易事。電力部門一般會采用高空作業(yè)車、在高壓線上搭“飛車”等方式進(jìn)行清理。然而,一方面,這給電力工人帶來墜落、觸電的風(fēng)險;另一方面,停電修護(hù)手續(xù)繁瑣、經(jīng)濟(jì)成本高,影響居民生活和生產(chǎn)用電。
蔡曉峰的同事沈志明,曾多次爬過高壓線“擒拿”風(fēng)箏和廣告飄帶。為練就高空作業(yè)的本領(lǐng),他用了半年多時間。“爬高壓線說不害怕是假的。高溫天作業(yè)衣服都是濕透的,而且上面風(fēng)大的話,會造成高壓線的橫擺,跟玩雜技走鋼絲一樣,心也跟著顫。”沈志明說。
問題催逼變革,缺陷激發(fā)創(chuàng)新。2012年的一天,作為軍事迷的蔡曉峰突然萌發(fā)了一個念頭:當(dāng)今各類激光技術(shù)已如此發(fā)達(dá),能不能把激光技術(shù)應(yīng)用到電力領(lǐng)域,在地面上用激光把高壓線上的飄掛物打下來?
這是個大膽的想法,當(dāng)時看來甚至有點異想天開:不懂激光原理,沒有激光設(shè)備,匹配清除飄掛物的激光物理參數(shù)“蒙查查”。
于是,白天忙檢修,晚上蔡曉峰就帶著幾個同事利用搜資料、搞研究。幾經(jīng)周折,他們找到了一個激光設(shè)備研發(fā)公司,并多次進(jìn)行技術(shù)交流。
功夫不負(fù)有心人。一個“激光大炮”的雛形和制作思路逐漸清晰了。通過研究激光特性和飄掛物的材質(zhì)特點,團(tuán)隊決定使用二氧化碳激光。其具有良好的指向性,光束緊密且能量極高,通過調(diào)節(jié)功率可有效熔化切割非金屬物質(zhì),對高壓線的鋁材質(zhì)本身卻不會造成損害。
“金屬會反射掉該激光的大部分能量,而風(fēng)箏、廣告飄帶等非金屬物質(zhì)對能量的吸收可達(dá)到90%以上,也就是說可以通過高溫熔斷飄掛物。”蔡曉峰說。
2016年,“激光帶電清除架空線路飄掛物研究”被南方電網(wǎng)廣東東莞供電局作為職工創(chuàng)新項目立項,蔡曉峰在資金、團(tuán)隊和技術(shù)等方面得到了更大的支持。作為項目負(fù)責(zé)人,蔡曉峰的工作就是通過不斷測試以獲取應(yīng)用激光的技術(shù)參數(shù),并反饋給激光設(shè)備生產(chǎn)公司。
“在激光打印、激光手術(shù)刀等民用領(lǐng)域,激光設(shè)備的安裝位置都是固定的,激光發(fā)射距離也很短。”蔡曉峰說,用激光清除高壓線飄掛物,射擊距離是隨時變動的,焦距不固定,激光發(fā)射器的溫度變化會對功率產(chǎn)生影響,發(fā)電機(jī)功率的大小會影響激光射程。種種問題,都需要數(shù)不清的數(shù)學(xué)計算和實地測試。
試驗過程充滿挑戰(zhàn)。蔡曉峰說,他們幾經(jīng)改進(jìn),過程中不斷積累經(jīng)驗、總結(jié)教訓(xùn),攻克了激光功率、瞄準(zhǔn)、溫度控制等多個難題。
今年6月份,他們和激光設(shè)備公司合作研制出了“4.0版”的“激光大炮”。在試驗場,研發(fā)團(tuán)隊對木板、氣球、塑料線等多種非金屬物體進(jìn)行了30米外的“遠(yuǎn)程打擊”測試。記者現(xiàn)場看到,測試物體在幾秒內(nèi)均被高溫熔斷或打穿。“激光點的溫度可達(dá)到600攝氏度。”蔡曉峰說。
東莞供電局介紹,該科研項目已在多條輸電線路的清理飄掛物作業(yè)中應(yīng)用,節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本1千萬元以上。
“激光大炮”項目孵化于東莞供電局輸電管理所夏云峰工作室。目前,南方電網(wǎng)已形成429個這樣的創(chuàng)新工作室。
創(chuàng)新仍在持續(xù)。蔡曉峰說,目前,“激光大炮”裝置正進(jìn)行小型化、一體化改進(jìn),未來該設(shè)備的拆裝速度會更快,操作更智能。同時,正研究擴(kuò)展其他作業(yè)方式,例如,用無人機(jī)搭載激光器,進(jìn)行短距離的高空切割等。
編輯:梁霄
關(guān)鍵詞:激光 大炮 高壓線 燒腦