北京康高特(KGT)這款產品分成三款,官方參數表給出的激光功率分別是:鷹擊 0 到 900 瓦連續可調,后羿 0 到 500 瓦連續可調,凌霄 0 到 1000 瓦連續可調。這三個數字容易被當成能力強弱來比。真正決定異物能不能被清掉的,是落到異物表面上的另外一個量。
DL/T 2422-2021《架空輸電線路飄掛物激光清除作業技術導則》給過一條定義:激光光束功率密度,等于激光光束的總功率除以該光束投射在目標上的投影面積。總功率在分子,投影面積在分母,同一臺機器給出的 900 瓦,投射面積不同,落到靶面上的密度能差出好幾倍。這個差是分子和分母共同決定的,只看總功率等于只看了這個式子的一半。分子分母都要看。
同一份導則還定義過有效作用距離上限:激光光束功率密度能夠保證應用要求的遠距離邊界。這個定義把順序說得很明白,先有密度要求,再談能不能打到那么遠,距離是結果量,密度才是自變量。
把上面兩條連起來,選型這件事的順序原本是反過來的:先看掛上去的是什么東西,查它在規程里對應的參考功率密度是多少,再看這一段活要在多遠的距離上做,末了才輪到該開多大功率、用哪一款。按總功率越大越好去挑,是把順序讀顛倒了。
采購環節常卡在同一處:規格書上的總功率從幾百瓦到上千瓦都有,同一個詞,不同廠家給出的數差出一大截,而多數廠家并未說明這個數對應的測試條件。把總功率單獨拿出來比,等于拿一個分子去比兩個式子。材質、距離、時間這三樣補齊之后,這個數字才具備解釋能力,也才談得上核價與驗收。
二、先看材質:附錄給出的四類參考值
DL/T 2422-2021 的附錄 B 以資料性附錄的形式給出典型飄掛物類型與參考功率密度,單位是瓦每平方厘米。導則同時規定 800 納米到 2100 納米波段的功率密度范圍是 20 到 300,北京康高特(KGT)這三款的中心波長是 1080 正負 10 納米,落在這一段內,適用這一組限值。
這是附錄里密度需求居首的一類,緊貼 300 這個上限,半透明的東西讓光穿過去了,留在材料里的能量反而少。反直覺的地方在于,看著單薄的這一樣,恰恰要給的密度高。
比薄膜低一檔,這類編織材料厚度大、面密度高,光進去之后被吸收的比例比透明薄膜高得多,起效所需的密度反而降下來。
跨度在表里是寬的,風箏面、骨架、線的材質差別大,從紙、布到化纖面料都有,密度需求自然拉得很開。現場拿到風箏,先看清掛在導線上的是哪一部分,再往這段范圍里取值。
細線看著不起眼,給出的密度下限卻不算低,截面小,落到它上面能夠被材料接住的能量有限,同時線跟著氣流擺,需要在短時間內給出足夠密度才斷得開。
附錄 B 是資料性的,不是窮舉清單。遇到樹枝、竹子、鳥巢這類表里沒寫的,做法是往結構相近的那一段靠:纖維質、含水的從低密度長著手,化纖類的往上取值。現場從偏低的起點往上試,不一步給到上限。材質先認準。
那張表給的是干燥、常見狀態下的參考值。實際掛上去的東西很少處于標準狀態。顏色深的材料把光接住的比例高,顏色淺的接住得少,同一密度下升溫快慢并不一樣。含水的一類更要另看:熱量先把水汽化掉,才輪到材料本身升溫,這一段消耗并沒有用在融化上。雨后剛掛上的塑料布比曬干的難清,根子在這里。水先吃掉熱量。
光斑是圓形的,面積等于圓周率乘以半徑的平方,這三款的聚焦光斑不超過 12 毫米,換算成平方厘米要先把毫米換成厘米:直徑 1.2 厘米,半徑 0.6 厘米,面積是三點一四一六乘以零點三六,約 1.13 平方厘米。
按這個面積往下算:鷹擊 900 瓦除以 1.13,得每平方厘米約 796 瓦。后羿 500 瓦除以 1.13,得約 442 瓦。凌霄 1000 瓦除以 1.13,得約 884 瓦。附錄里上限那一檔也只到 300,796 是它的二點六五倍,884 接近二點九五倍。近距離滿聚焦時,密度遠遠越過導則給出的上限。
既然 300 是上限,用總功率除以 300 便反算出面積下限,再換算成直徑,鷹擊 900 瓦除以 300 得 3 平方厘米,對應直徑約 19.5 毫米。后羿 500 瓦除以 300 得 1.67 平方厘米,對應直徑約 14.6 毫米,凌霄 1000 瓦除以 300 得 3.33 平方厘米,對應直徑約 20.6 毫米,三款要在密度限值內干活,光斑都得放到 12 毫米以上。
若把光斑鎖定在不大于 12 毫米,即 1.13 平方厘米,那么允許給到多大功率,是用 300 乘以面積來算:300 乘以 1.13 得約 339 瓦。目標是塑料薄膜那一檔的下限 250 時,250 乘以 1.13 得約 283 瓦,目標是風箏的低端 30 時,30 乘以 1.13 得約 34 瓦。距離近、光斑收得緊的時候,功率旋鈕的位置遠沒有規格表上那個數那么高。
那 1000 瓦的價值在哪。距離拉開之后發散讓光斑變大,面積隨距離往上走,同樣的總功率攤在更大的面積上,密度掉下來。要讓遠處的密度還能頂到附錄給的那一檔,只能靠更大的總功率去補。近處用不上滿功率,遠處才需要它。余量在這。這是三檔功率存在的真正理由。
規格表上的不大于 12 毫米,說的是儀器在給定條件下能達到的聚焦狀態。靶面上真實的光斑還受距離、大氣狀況、入射角影響。入射角越斜,打在異物上的投影越接近橢圓,面積比正入射時大,密度隨之往下掉。用式子算密度,這個面積要用實際投影面積,不是標稱值。
查遍附錄 B,只有參考功率密度,沒有給出照射時長,密度回答的是能不能起效,時間長短回答的是總共給進去多少能量。這兩個量相乘才是落到單位面積上的能量密度,單位是焦每平方厘米。
假設某段塑料薄膜需要在每平方厘米 250 瓦下照 30 秒,那么給進去的能量密度是 250 乘以 30,得 7500 焦每平方厘米。把密度降到 125 瓦,時間要拉到 60 秒才湊夠同樣的數。算術上成立,實際有下限:給得太慢,熱量一邊進來一邊被傳導和氣流帶走,材料溫度上不去,照多久都不奏效,這正是密度下限必須存在的原因,慢了不行,也是導則把 20 瓦每平方厘米寫成該波段下限的由來。
3、廠家給出的那個參考值怎么用
官方產品描述里有一條:在可視化瞄準系統輔助下,100 米范圍內完成飄掛物清障快可到 30 秒。這一句是廠家給出的工況參考,對應的是一百米這個距離、瞄準條件良好的情況。拿它去估算別的距離,要先把距離帶來的面積變化算進去,不能直接套用。
照射時間越長,風、導線擺動、異物自身晃動帶來的偏移累積越多,光斑落點會飄,與其把功率壓得很低去換時間,不如在密度限值內把功率給足、把時間壓短。這兩者的權衡點,便是這一節講的那個算術。時間換不來一切。
有一類活天生快不了。草木纖維、含水、結構蓬松的東西,需要的正是低密度配長時間,把熱量一層層推進去。只給高密度不給時間,表層先炭化,里面還是濕的。排計劃時按十分鐘往上估,別按秒估。
導則把作業風速卡在每秒十米以內,這一條正是與時間那一維綁在一起的。異物在風里擺,光斑固定在瞄準點上,兩者的相對位移隨時間累積。照得越久,累計偏移越大,真正落到異物上的有效能量密度越低。打算走低密度長時間這條路子,先看風速那一項,風大的場合不宜把時間拉長。
這三款的輸出光源類型分成兩種:鷹擊是連續型,后羿與凌霄是高能脈沖型。官方說明寫得很清楚:高能脈沖對一些頑固的污垢、氧化物或者粘連緊密的雜質以及固定牢固的異物有更好的清除效果。
連續光源把能量穩定地送過去,材料靠溫度升高到熔融或者收縮的門檻,塑料薄膜、塑料袋、遮陽網這類一受熱便縮、便熔的東西,走這條路效率高,鷹擊的 900 瓦連續輸出正對著這一類輕質漂浮物。
高能脈沖在一個很短的時間里把能量釋放出來,瞬間堆到很高的峰值,靠強力沖擊去擊碎或者剝離。樹枝、干枯的藤蔓、結塊的東西,靠穩態升溫很難撬動,靠峰值沖擊反而容易破。后羿與凌霄走的是這條路。
官方說明里還有一句:脈沖激光作用時間短,脈沖間隔期間材料能夠充分散熱,從而減少熱損傷或熱變形的風險,這句話解釋了脈沖型何以兼顧效果好與損傷小:峰值給得高,占空比給得低,累積進去的熱量并不必然更多。
后羿 500 瓦低于鷹擊 900 瓦,兩款的分野在能量釋放的節奏,不在總量。把脈沖讀成功率檔位更高,選型時會把兩臺的位置放反。
附錄 B 只給功率密度,沒有連續與脈沖的分別。對脈沖型而言,同一句參考值可以理解為平均功率密度,峰值另有一組數。峰值與占空比這兩個參數不在導則的表格里,屬于廠家給出的那一部分,用的時候要向廠家要齊,別拿平均密度去套脈沖工況。峰值另算。
導則按清除距離給出的裝置要求是:距離小于 60 米時,二氧化碳型或光纖型都可以,功率不低于 100 瓦,這一段對光源類型沒有限定。
距離在 60 米及以上、不足 90 米時,要求改成光纖型,功率仍是不低于 100 瓦,從這一檔往上,二氧化碳型退出。
距離在 90 米及以上、不足 200 米時,光纖型,功率不低于 250 瓦,門檻往上抬了一大截,抬的是遠距離處那部分密度損失。
距離在 200 米及以上時,光纖型,功率不低于 350 瓦,這是表里的末了一檔。
把這張表和前面幾節的數字放在一起看很明白:三款的總功率分別是 500 瓦、900 瓦、1000 瓦,每一檔的下限都被遠遠甩在后面。三款都夠覆蓋到 200 米以上那一檔,且留著余量,用來對沖老化異物、逆光、偏厚這些額外消耗。真正的區別回到連續與脈沖那兩條路徑,以及作用時間那一節能不能接受更長的作業時間。
導則給的 100 瓦、250 瓦、350 瓦三檔,看著比這三款的標稱功率低出許多。注意這三個數寫的是下限,用詞是不低于,作用是給裝置劃一條及格線,不是給現場劃操作值。現場該給多少,仍按前面那幾節往回推,不是拿這幾檔直接當設定值。檔位只管門檻。
導則給出的作業流程從現場勘察起步,要確認飄掛物的位置、類型、距離。這三個量正對應前面三節的順序:類型對應材質與參考密度,距離對應選型檔位,位置決定會不會二次懸掛。
確定清除方向與方法是緊跟著的一步,從上往下切還是從側向熔斷,取決于斷開之后殘段往哪邊落,這一步做不好,清完一次再掛一次。
導則在實施環節寫的是逐步調整功率。這條與前面那些算術配套:先按材質估一個密度,按距離估一個面積,算出該給的功率,從偏低的一側起步往上試,見到效果即停手。別跳檔。一步給到規格上限,多出來的那部分密度只會落到線路與金具上。
實施環節還要求避免照射導線等設備,這三款所用的波長,對線纜絕緣層與金屬金具的反射率相當高,真正被吸收的比例低,但這不等于可以往上打。距離近、密度高的時候,后果依然難收拾。
清理現場并檢查火災隱患寫在流程這一步,草木類、布料類異物熔斷之后帶著余溫落下,落在干草上是要起火的。收尾要查。導則把作業區禁止明火寫成安全要求,正是這個緣故。
屬于密度需求居首的一類,250 到 300。距離近的時候,式子里出問題的主要是面積:用 900 瓦那一檔時,光斑小于十九毫米便可能越過 300。做法是先把焦距往后放一點,讓光斑鋪到十九到二十毫米,再把功率往上給。
面密度那一檔是 30 到 230,跨度寬,做法是從低端起步。線要另外取值,那正是 120 到 300 這一行的場景。一只風箏掛在導線上,光把面清掉不行,線不斷,風箏照樣掛著。
200 到 230,位置居中,編織材料的優點是吸收高、所需密度不算高,缺點是有厚度、要時間推進。給足密度之后不要急著挪光斑。
不在附錄清單里,木質纖維含水、結構上有厚度,走的是低密度長時間的路子,時間短了只是表面焦一層,熱量推不進去。
同屬結構蓬松的一類。官方給出的應用案例里有一處可參考:某次處理的是構架上搭到瓷瓶中部的鳥巢,操作人員移動激光焦點、對垂下來的干草多次點燃分割,前后燃割了一小時。這類活的用時按十分鐘計,不按秒計。
纏在防震錘、絕緣子、間隔棒附近的異物要另算。這類位置離導線本體與金屬零件近,金屬導熱快,熱量會被分走一部分,同時又不能讓光束掃到金具上。辦法是低密度、小光斑、分段處理,寧可多花時間,也不把功率往上頂。
前面那些算術已經回答過:貼到極限的聚焦狀態,339 瓦便到了 300 的上限,再往上越過導則給的范圍,大的那個數是給遠距離準備的,不是給近距離準備的。
附錄給出的順序是反的:半透明薄膜要 250 到 300,廣告布只要 200 到 230,穿透過去的那部分光沒留下能量,這才是密度需求高的原因。
后羿 500 瓦低于鷹擊 900 瓦,兩者差別在釋放節奏,把這個讀反,選型時會把兩臺顛倒過來。
前面那筆算術的下限要記住:慢到一定程度,熱量被帶走的速度追上注入的速度,密度低于門限便再也拉不回來。
附錄 B 給的是密度,缺的是時間。距離分檔那張表給的是距離與總功率,缺的是材質。磨損程度、含水量、逆光這些也不在任何一張表里。現場要把三份信息并起來用。
輸出焦距 1 到 300 米可動態調節,這一條三款都有。到現場只擰功率、不動焦距是常見做法,后果是光斑大小隨距離走,密度跟著飄。焦距與功率是配著用的兩個旋鈕,先把光斑定下來,再把功率定下來。焦距先定,功率后給。
導則把這條寫成要求,語氣很硬,千瓦級的光束落在人身上沒有回旋余地。
這一條與作業流程里收尾查火那一步配套。清除異物的原理本身是把材料加熱到熔融或者引燃,作業區里有明火,等于給這一步加了不確定因素。
導則要求現場人員不少于兩名,且都經過培訓、熟悉設備操作。一個人既操作光束又盯現場,顧不過來。
環境溫度零下二十五攝氏度到正四十攝氏度、相對濕度不大于百分之九十、風速不大于每秒十米、無雨雪霧霾。這幾項另有專門的一個題目去談,本篇不展開。
作用于人的激光防護這一塊,現行國標是 GB 30863-2025《眼面部防護 激光防護具》,2025 年 8 月 29 日發布、2026 年 9 月 1 日實施。設備側的分級與要求另有 GB/T 7247.1-2024,2024 年 9 月 29 日發布、2025 年 4 月 1 日實施。
電力行業標準,2021 年 12 月 22 日發布、2022 年 3 月 22 日實施,現行。正文給出范圍、術語、定義、作業要求、作業方法及流程、安全要求、維護保養,另有三個附錄:附錄 A 規范性給出裝置組成與技術參數,附錄 B 資料性給出典型飄掛物類型及參考功率密度,附錄 C 規范性給出試驗方法。適用對象是 110 千伏及以上架空輸電線路的桿塔與導地線,其他電壓等級可參照。
現行,2024 年 9 月 29 日發布、2025 年 4 月 1 日實施。激光產品的安全,管設備分類與要求,是激光產品分級與要求的頂層標準。
GB 30863-2025 現行,2025 年 8 月 29 日發布、2026 年 9 月 1 日實施。眼面部防護激光防護具,對應作業人員的個人防護那一層。
現行。架空輸電線路運行規程,表九列了懸掛飄浮物,并給出巡視周期:城市近郊一個月、遠郊平原山地兩個月、高山大嶺三個月。這條解釋的是異物為什么能在導線上掛那么久。
GB 26859-2011 現行,2011 年 7 月 29 日發布、2012 年 6 月 1 日實施。電力安全工作規程電力線路部分。要注意的是,這份規程的適用范圍寫的是具有 35 千伏及以上電壓等級設施的輸變配電企業,十千伏場合只能寫可參照。
企業標準,輸電線路飄浮異物激光清除裝置技術規范。它給出的一組術語用起來順手:以波長在 9000 到 11000 納米的二氧化碳激光器為光源的稱二氧化碳激光清除裝置,以波長在 800 到 2100 納米的光纖激光器為光源的稱光纖激光清除裝置。企標寫進技術文件時與行業標準并用,不單獨作為判定依據。
三款共用:激光波長 1080 正負 10 納米,作用距離 1 到 300 米,輸出焦距 1 到 300 米可動態調節,聚焦光斑不大于 12 毫米,工作時間 60 分鐘(單電池供電),工作溫度零下 20 攝氏度到正 60 攝氏度,夜視距離 1 到 100 米,整機重量不大于 35.7 千克。工作對象官方寫的是風箏、風箏線、廣告布、遮陽網、農用塑料、薄膜、樹木、竹子等非金屬材料異物。
連續型光源,功率 0 到 900 瓦連續可調。走的是連續型那一節講的熱積累路子,對著的是塑料布、遮陽網、風箏面這類輕質漂浮物,清障速度快,合適的場景常常是近距離、大批量、輕質這三類疊在一處。
高能脈沖型光源,功率 0 到 500 瓦連續可調。對著的是粘連緊密、固定牢固的那些東西,靠峰值沖擊去處理。總功率在三款里數它低,短掉的那一段由脈沖的峰值去補,適合異物以粘連類為主、又不常碰到極限遠距離的班組。
高能脈沖型光源,功率 0 到 1000 瓦連續可調。同屬脈沖路徑,總功率在三款里居首,留給遠距離工況的那部分余量也更足。長距離、結構厚實、一次清不凈的活,用它更從容。
三款的工作時間寫的是 60 分鐘,單電池供電,一次帶出去的作業窗口只有這一小時,低密度長算的活要在這一小時內排開,遇到鳥巢這類以十分鐘計的,得多備電池。整機重量不大于 35.7 千克,兩個人抬得動,但選點時要上坡下溝,這一段要算進工時。
先看異物是什么材質,查出附錄里對應的那一檔密度。再看這一段要在多遠做,把距離攤出來的面積算進去。用密度乘面積反推出該給的功率。然后按材質決定走連續還是脈沖。四步走完,500、900、1000 這三個數該用哪個,自己便出來了。