“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。
這是今年來蔡曉峰帶領(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。
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(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(shí)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(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(gè)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(gè)大膽的想法，當(dāng)時(shí)看來甚至有點(diǎn)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(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(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(shí)變動(dòng)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(jì)算和實(shí)地測試。
試驗(yàn)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(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，研發(fā)團(tuán)隊(duì)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(diǎn)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(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，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(shí)，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。
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