“瞄準(zhǔn)，啟動(dòng)。”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(lái)。
這是今年來(lái)蔡曉峰帶領(lǐng)“激光大炮”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的第１３次野外作業(yè)。“停電風(fēng)險(xiǎn)得到了及時(shí)解除。”他說(shuō)。
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(zhǎng)。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(yú)線等卻時(shí)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(huì)形成導(dǎo)體，引起對(duì)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(shí)間長(zhǎng)、停電成本巨大。”蔡曉峰說(shuō)。
清除飄掛物并非易事。電力部門(mén)一般會(huì)采用高空作業(yè)車(chē)、在高壓線上搭“飛車(chē)”等方式進(jìn)行清理。然而，一方面，這給電力工人帶來(lái)墜落、觸電的風(fēng)險(xiǎn)；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(guò)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(shí)間。“爬高壓線說(shuō)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(huì)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(shuō)。
問(wèn)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(gè)念頭：當(dāng)今各類(lèi)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(lái)？
這是個(gè)大膽的想法，當(dāng)時(shí)看來(lái)甚至有點(diǎn)異想天開(kāi)：不懂激光原理，沒(méi)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(gè)同事利用搜資料、搞研究。幾經(jīng)周折，他們找到了一個(gè)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(gè)“激光大炮”的雛形和制作思路逐漸清晰了。通過(guò)研究激光特性和飄掛物的材質(zhì)特點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)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(guò)調(diào)節(jié)功率可有效熔化切割非金屬物質(zhì)，對(duì)高壓線的鋁材質(zhì)本身卻不會(huì)造成損害。
“金屬會(huì)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(duì)能量的吸收可達(dá)到９０％以上，也就是說(shuō)可以通過(guò)高溫熔斷飄掛物。”蔡曉峰說(shuō)。
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(xiàng)目立項(xiàng)，蔡曉峰在資金、團(tuán)隊(duì)和技術(shù)等方面得到了更大的支持。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，蔡曉峰的工作就是通過(guò)不斷測(cè)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(shuō)，用激光清除高壓線飄掛物，射擊距離是隨時(shí)變動(dòng)的，焦距不固定，激光發(fā)射器的溫度變化會(huì)對(duì)功率產(chǎn)生影響，發(fā)電機(jī)功率的大小會(huì)影響激光射程。種種問(wèn)題，都需要數(shù)不清的數(shù)學(xué)計(jì)算和實(shí)地測(cè)試。
試驗(yàn)過(guò)程充滿挑戰(zhàn)。蔡曉峰說(shuō)，他們幾經(jīng)改進(jìn)，過(guò)程中不斷積累經(jīng)驗(yàn)、總結(jié)教訓(xùn)，攻克了激光功率、瞄準(zhǔn)、溫度控制等多個(gè)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(yàn)場(chǎng)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)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(cè)試。記者現(xiàn)場(chǎng)看到，測(cè)試物體在幾秒內(nèi)均被高溫熔斷或打穿。“激光點(diǎn)的溫度可達(dá)到６００攝氏度。”蔡曉峰說(shuō)。
東莞供電局介紹，該科研項(xiàng)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(wàn)元以上。
“激光大炮”項(xiàng)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(gè)這樣的創(chuàng)新工作室。
創(chuàng)新仍在持續(xù)。蔡曉峰說(shuō)，目前，“激光大炮”裝置正進(jìn)行小型化、一體化改進(jìn)，未來(lái)該設(shè)備的拆裝速度會(huì)更快，操作更智能。同時(shí)，正研究擴(kuò)展其他作業(yè)方式，例如，用無(wú)人機(jī)搭載激光器，進(jìn)行短距離的高空切割等。
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