[發明專利]一種基于脈沖激光處理架空線異物的方法

在審

• 申請號: 201710939554.1
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107658779A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 張貴新;陳誠;謝宏;張鋒;鄧磊;李亮;劉程;李大雨;張博雅;高文強;侯易岑
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02G1/02
• 分類號: H02G1/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發明屬于輸電安全領域，尤其涉及一種基于脈沖激光處理架空線異物的方法。

背景技術

隨著社會的不斷發展，居民生活水平不斷提高，工業生產水平也有了長足的進步，社會對電力的需求也逐漸加大，因此，保障供電的穩定性在電力部門的重要性也越來越大。要保障供電的安全穩定，其中最為重要的一環便是保障輸電線路的安全。輸電線路在我國一般指的是架空線，過去架空線通常盡量架設在偏僻的郊外，但是由于近幾十年來城鄉建設速度的加快，很多原本是農田或是曠野的地方現在變成了開發區或者是居民區，人類活動的增加使得架空線路所在的環境有了非常重大的變化。而架空線異物正是當前對于供電穩定和電網安全威脅最大的一種因素，也是目前造成線路跳閘重要因素之一。架空線異物指纏繞懸掛在架空線上的諸如風箏、塑料膜、廣告布等物體，這類異物的存在極易引發短路進而引起電網跳閘等事故，威脅電網運行穩定。

傳統的架空線異物處理方法是通過人工攀爬架空線、斗臂車、絕緣繩等對架空線上的異物進行處理，費時費力。如果停電作業，則會帶來一定的經濟損失；如果帶電作業，則又增加了施工人員的危險性。

激光作為一種全新的手段，得益于激光器的小型化，激光高能量密度，高準直的特性，逐漸在架空線異物的清除中得到應用。目前在架空線異物安全領域主要使用的是連續激光，當巡檢部門發現架空線異物后，在異物下方附近較為空曠的地面使用以連續激光器為核心的相關異物清除設備發出連續激光，使用該激光持續照射異物，直到異物被清除為止。使用連續激光清除架空線異物時，激光器會連續發出相同功率激光。

目前在輸電安全領域內普遍認為由于連續激光持續出光的特性，更利于熱量在架空線異物材料上的積累，因而材料溫度升高較快，更利于材料的熔穿。而傳統理論認為，脈沖激光在使用的過程中，由于是間歇性發出激光，在不發出激光期間，在材料上積累的熱量會損失，材料溫度會呈現出一個小范圍內先升后降，整體波浪狀上升的趨勢，不利于熱量的快速積累。然而，架空線異物往往不是靜止不動，而是隨風飄動，此時激光不可能一直照射到同一處，不利于熱量的積累。如果熱量無法迅速積累時，異物的溫度就無法上升到熔穿所需的數值，因此，要想使用連續激光快速高效清除異物，其功率必須到達一個較高的水平。而當激光器的功率較高時，其體積、重量也將會更大，對于散熱方面的要求更高，甚至只有水冷才能滿足其冷卻的要求。水冷方式會使得整體裝置的重量和體積大幅增加，極不利于設備的便攜設計和輕量化要求。

以激光為核心的異物清除儀目前已經存在，激光遠程異物清除儀便是其中一種。該儀器包括：連續激光器、瞄準鏡、三腳架、云臺、電源和相關的控制組件。使用時需要將激光遠程異物清除儀放置在架空線異物附近地面開闊處，激光遠程異物清除儀與異物直線距離不超過其最遠作用距離，瞄準后打開連續激光器并操作云臺讓激光進行來回掃射，達到熔穿切割，清除異物的目的。

發明內容

本發明的目的是為克服已有技術的不足之處，提出一種基于脈沖激光處理架空線異物的方法。本發明使用脈沖激光處理架空線異物，可以通過較小的激光功率實現高效地清除架空線上的異物，并達到更優的清除效果。

本發明提出一種基于脈沖激光處理架空線異物的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)發現架空線異物后，將激光遠程異物清除儀擺放在架空線異物附近開闊的地面，其中，激光遠程異物清除儀所采用激光器為脈沖激光器；

(2)使用望遠鏡測距儀測量激光遠程異物清除儀與異物間的距離，使得激光遠程異物清除儀與異物的直線距離在激光遠程異物清除儀的工作距離以內；

(3)通過激光遠程異物清除儀上的瞄準鏡瞄準異物，打開電源，發出脈沖激光，脈沖激光的頻率大于1kHz；

(4)調整激光遠程異物清除儀的云臺，讓脈沖激光在異物上來回掃射，直至異物被激光熔穿，處理結束。

本發明方法的特點及有益效果在于：

本發明的一種基于脈沖激光處理架空線異物的方法，所述脈沖激光與連續激光相對，指激光器開啟后只在一個很短的時間間隔內有能量輸出，其余時間均無激光；或者每隔一定時間輸出一束激光，并形成一串脈沖；前者稱為單脈沖輸出，后者則稱為重頻輸出。

相較于現有方法，本發明方法具有以下優點：

其一，與人工攀爬，使用斗臂車，使用絕緣操作桿等傳統處理方式相比，使用激光處理架空線異物可以在不接近架空線的情況下進行處理，遠距離非接觸，節省人力；完全可以在帶電的條件下進行處理。