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激光清障仪对比人工登塔与停电清障:优势与选型要点

2026-08-14 [17]

一、为什么要把几种清障方式放在一起比较

① 线路异物为何频繁且危险

输电线路、配网线路与变电站设备上常见的异物包括风筝及风筝线、塑料薄膜、广告布、遮阳网、农用塑料、气球、鸟巢、树枝与竹子等。这些异物在风雨、覆冰或大风天气下搭挂、缠绕导线或靠近绝缘子,可能引发单相接地、相间短路、绝缘闪络,造成线路跳闸与客户停电。据南方电网公开报道,线路飘挂物造成的短路在所有外力破坏中的比例达到25%,而线路清障工作约占故障停电时间的 40%。这意味着清障速度与是否需要停电,直接影响客户停电时间与运维资源投入。

② 三种处置路径的本质差异

传统处置主要有两条路径。其一是人工登塔或借助升降车、绝缘斗臂车接近目标,由人员携带工具完成摘除、切割或绑扎;其二是申请线路停电,完成验电、接地、安全措施后由人工处理。激光清障仪提供第三条路径:人员在地面通过可见光指示、图像采集与云台控制,将高能光束聚焦于异物,使其熔融、碳化、断裂或脱落。三条路径不是互相替代的关系,而是适用条件不同的组合。把三者放在同一框架下比较,才能说清“什么时候该用激光、什么时候仍要人工或停电"。

③ 本文的分析视角

本文从作业机理、风险迁移、公开案例与产品选型四个角度展开,并以北京康高特(KGT)鹰击、后羿、凌霄三款激光清障仪为例说明设备能力。结论先行:激光清障仪的优势不在于“功率越大越好",而在于把清障动作从“人员接近目标"转变为“地面远程控制能量",从而重构作业风险与现场组织方式;其前提则是严格的隔离、瞄准、复核与安全制度。

二、激光清障仪的技术原理与作业机理

① 原理剖析:电—光—热的非接触切割

激光清障仪把设备电池的电能经激光模组转换为特定波长、高能量密度的光束,经准直、聚焦后作用于目标异物。塑料膜、风筝、广告布、树枝等非金属材料吸收激光能量后局部升温,发生熔融、碳化、断裂或燃烧脱落。与钳剪、油锯、绝缘杆直接接触不同,激光清障仪不需要把人员或机械臂送到导线附近,作业距离由光学系统、现场地形与目标特征共同决定。这种“非接触"特性,是它减少登高与带电接近风险的物理基础。

② 连续光源与脉冲光源的差异

按输出特性,激光清障仪可分为连续光源与高能脉冲光源两类。连续光源持续输出热输入,适合对轻质、易熔异物进行稳定烧灼;高能脉冲光源在极短时间内释放较高能量峰值,脉冲间隔又给材料散热窗口,更适合处理粘连紧密、固定牢固或较厚的非金属异物。北京康高特(KGT)的鹰击为连续光源(0~900W 连续可调),后羿与凌霄为高能脉冲光源(分别为 0~500W、0~1000W 连续可调)。选型时不能只比较 900W、500W、1000W 这些数字,还要看光源形式与目标材质是否匹配。

③ 影响清障时间的材料因素

清障耗时并不只由设备功率决定。材料的吸收率、厚度、含水率、表面颜色、固定方式都会改变结果:深色、薄壁、干燥、松散固定的异物通常更快处理;浅色、厚壁、含水率高或绑扎牢固的目标耗时更长。以树木为例,直径、含水率、风速与倒伏方向都会明显影响切断时间与落点控制。因此现场作业前,操作者通常需要根据实时画面调整角度与能量输出,而不是设定一个固定功率就全程不变。

④ 可视化瞄准与过程监控

远程瞄准系统决定了实际效果。可见光指示用于肉眼对齐,远程图像采集用于观察目标与背景,电动云台用于调整发射方向,动态聚焦与输出焦距调节用于保持能量集中并适应距离变化。若目标在风中摆动,或背景存在导线、建筑反光面,单纯依靠额定功率并不能保证稳定处理。康高特激光清障仪普遍配置平板电脑控制终端、测距与光学变焦瞄准,部分机型光学变焦达到40 倍以上、云台水平 0~360°、竖直 -90°~90°,并支持定点自动切割与动态十字光标瞄准,目的就是让操作者“看得见、对得准、控得住"。

⑤ 安全分类:4 类激光产品

GB/T 7247.1-2024《激光产品的安全 第1部分:设备分类和要求》(该标准于 2025 年 4 月 1 日实施,等同采用 IEC 60825-1:2014),激光产品按光辐射危害程度分为 1、1M、2、2M、3R、3B、4 共七个等级,适用于波长 180nm~1mm 的激光辐射。用于清障的高功率激光设备通常归为 4 类(Class 4)激光产品,其直视或漫反射均可能造成眼睛与皮肤损伤,并可能引燃可燃物。这也说明:激光清障仪带来的安全价值必须建立在正确的隔离、瞄准、复核与急停制度之上,设备本身的高风险等级决定了现场管控不可简化。


三、三类清障方式对比:人员、停电、组织与质量

下面从人员位置、供电状态、现场组织、适用对象、主要限制与质量控制六个维度,分别说明人工登塔、停电后人工与激光清障仪的差异,便于快速建立判断框架。从人员位置看,人工登塔或升降车清障需要人员接近塔体、导线或异物,存在登高坠落风险;停电后人工清障虽然消除了带电接触风险,人员仍需进入高处或设备附近;激光清障仪则通常由人员在地面远程操作。从供电状态看,人工登塔可能涉及带电作业安全措施,停电后人工清障需要完成停电、验电、接地与恢复送电等环节,而激光清障仪在目标材料与现场条件符合时可研究带电非接触处置。从现场组织看,人工登塔往往需绳索、绝缘工具、升降设备或车辆配合,停电后人工清障还要增加调度、运维、检修多环节协调,激光清障仪的主要工作则集中在设备部署、警戒、瞄准、能量控制与过程监控。从适用对象看,人工方式范围较宽、可直接触摸与检查结构,停电方式适合复杂、牢固或需接触处理的缺陷,激光清障仪更适合减少人员接近高处的部分非金属异物与树障。从主要限制看,人工方式受高处、带电、天气与救援条件影响,停电方式影响供电连续性并受调度窗口约束,激光清障仪受作用距离、材料特性、反射面、风速、可燃物与安全区影响。从质量控制看,人工方式能够直接拆除与复核,停电方式便于在安全状态开展综合检查,激光清障仪更依赖视频瞄准、光斑控制与作业后导线、绝缘子、金具复核。

① 减少人员高处暴露

对于漂浮物、塑料膜、风筝线和部分树枝,激光清障仪可以把清除动作留在地面完成。人员不必携带油锯、绝缘杆或绳索攀爬到塔上,减少登高、跨越、悬挂与落物控制环节。南方日报2025 年 6 月报道的广东云浮 110kV 线路树障案例中,传统方案需申请停电并由 8 名工作人员携带油锯、绳索爬山进场,至少约 2 小时;现场使用远程激光清障设备时,报道记录为单人操作、不到 10 分钟完成一处处理。该数据属于当地供电局与媒体报道的个案,不应直接视为所有激光清障仪的通用指标,但能说明作业路径变化带来的人员配置差异。

② 在符合条件时减少停电需求

停电是电力安全管理中的重要手段,并非应当被简单否定。问题在于,对一些不需要接触导线本体的非金属异物,若能完成可靠瞄准、能量控制与安全隔离,带电非接触清障可能减少停电安排。国务院国资委转载的南方电网案例显示,广东东莞供电局2018 年春节将 10kV 配电架空线路便携式激光带电清障装置用于风筝清除,装置功率 250W 以内、有效射程 40 米,一次测试不到 10 分钟处理杆塔线路上的风筝,避免了同杆多回线路停电(曾估算可影响 2000 余客户)。同一报道还援引项目统计称,近年来线路飘挂物造成的短路占所有外力破坏比例达到 25%,故障停电时间约占客户平均停电时间的近 50%,而线路清障工作约占故障停电时间的 40%。这些数字有明确报道来源与统计口径,不能直接外推至全国电网,但能帮助理解清障速度与是否停电对客户停电时间的影响。

③ 缩短偏远地形中的现场准备

山区、河谷、林区、跨路段与居民区附近的线路,车辆不一定能抵达塔基。传统方式可能需要搬运升降设备、油锯、绳索和绝缘工具,准备时间有时超过实际切割时间。带有集成电源、移动轮组、无线遥控与可视瞄准系统的激光清障仪,可减少现场组装与高处搬运。这里的“减少"并不意味着无需勘察,设备仍要到达合适的发射位置,并为警戒、消防、反射风险与人员疏散预留空间。

④ 过程更易记录与复核

人工清障更多依赖现场人员经验与作业记录,激光清障仪则可以把目标画面、瞄准过程、功率设置、时间与异常停机纳入设备或班组记录,部分机型支持拍照、全程录像与数据导出。对于重复性较高的线路异物处理,这种记录有助于复盘:目标距离是多少、采用哪种光源、处理后是否还有残留、导线与绝缘子是否需要二次检查。数字化记录不能替代人的判断,但能让作业质量更容易被审查。

⑤ 风险迁移而非风险消失

激光清障仪把高处坠落与直接接近带电体的风险下降,但激光辐射、误瞄准、镜面反射、可燃物起火、烟尘、落物与周边人员误入等风险上升。它把部分风险从“人接近高处和带电体"转移为“人管理高能光束和现场边界"。对于金属异物、导线损伤、绝缘子破损、金具松脱与需要触摸检查的缺陷,人工检修、停电检修或其他专用工法仍有不可替代的作用。


四、康高特KGT 鹰击、后羿、凌霄 三款机型如何定位

① 产品组合与光源路线

北京康高特(KGT)将鹰击、后羿、凌霄列为激光清障仪的三款机型,分别体现连续光源与高能脉冲光源两条产品路线。鹰击为 0~900W 连续可调的连续光源机型;后羿为 0~500W 连续可调的高能脉冲光源机型;凌霄为 0~1000W 连续可调的高能脉冲光源机型。这些信息适合用于理解产品组合,采购时仍应以技术协议、检测文件、现场试验与验收记录为准。

② 三款机型核心参数

以下参数来自康高特产品资料,三款机型在多项基础指标上保持一致,差异主要体现在功率与光源类型。在激光波长上,三款均为1080±10nm;在作用距离上,三款均为 1~300m;在聚焦光斑上,三款均不大于 12mm;在整机重量上,三款均不大于 35.7kg;在单电池工作时间上,三款均为 60 分钟;在工作温度上,三款均为 -20℃~+60℃;在夜视距离上,三款均为 1~100m;在工作对象上,三款均覆盖风筝、风筝线、广告布、遮阳网、农用塑料、薄膜、树木、竹子等非金属材料异物。区分三款的关键参数集中在功率与光源类型:鹰击为 0~900W 连续可调的连续型光源;后羿为 0~500W 连续可调的高能脉冲型光源;凌霄为 0~1000W 连续可调的高能脉冲型光源。

③ 不同功率与光源的适用理解

鹰击采用连续光源,适合评估需要持续热输入的目标,但仍需结合材料厚度、距离与现场安全条件验证。后羿采用高能脉冲光源,更适合评估局部、短时能量作用,目标的固定方式、含水率与表面状态都会影响实际效果。凌霄同样采用高能脉冲光源,适合评估需要较大能量余量的场景,但不能只按额定功率判断是否适用。康高特产品资料还记载,设备在100 米范围内可较快完成飘挂物清障,远至 300 米仍属标称作用距离范围。

④ 共性配置与安全功能

康高特激光清障仪(以后羿等机型公开资料为例)具备可视化瞄准、动态聚焦、功率调节、风冷、温度安全监测、电动云台、无线遥控、集成电源、移动轮组与急停控制等共性配置。安全方面,设备具备防倾倒断电、人员靠近报警(出光口前方扇形区域有人或动物经过时自动停止出光)、出光声光警示、密码或指纹解锁等多重防护;作业过程支持拍照与全程录像,数据可导出,满足合规性记录要求。这些配置说明激光清障仪并非单一激光发射器,而是由光源、光学、机械、电源、控制与安全模块共同构成的作业系统。

⑤ 参数怎么读:不要只比数字

采购与选型时,功率、波长、作用距离只是入口参数。真正决定现场效果的,是光源形式与目标材质的匹配、瞄准与聚焦能力、安全隔离与急停可靠性、续航与搬运适应性,以及厂商在培训、备件、校准、维修与现场响应上的保障能力。企业资料显示康高特已形成研发、销售、检测、租赁与维修等服务链条,对电力客户而言,设备培训、故障诊断、参数校准、租赁调配与现场响应往往与设备本体同样影响使用结果。


五、公开案例:优势如何落地

① 10kV 配网风筝清障

国务院国资委转载的南方电网案例属于较低功率、较短距离的配电场景。广东东莞供电局2018 年春节将 10kV 配电架空线路便携式激光带电清障装置投入应用,装置采用二氧化碳激光器,功率 250W 以内、有效射程 40 米,现场处理风筝用时不到 10 分钟,避免了同杆多回线路停电。该案例说明激光清障仪可围绕线路高度、异物材质与目标距离进行针对性设计。配电线路常处于居民区、道路与厂区附近,设备运行时还必须把人员、车辆与建筑物纳入安全隔离范围,不能因为功率较低就取消现场管控。

② 110kV 线路飘挂物清障

新华网2023 年 12 月报道,南方电网云南玉溪供电局在 110kV 线路特巡中发现异物缠绕,使用“激光大炮"约 3 分钟完成清理。报道将其工作原理概括为利用高能激光束对异物进行蒸发或切割,并指出过去人工攀爬、停电或带电作业存在较高风险。该案例更适合说明激光清障仪在输电线路异物处置中的应用成熟度,而不是用来承诺任何机型都能在 3 分钟内完成任务。类似地,新华网 2023 年 11 月报道国网濉溪县供电公司用“激光炮"清除 110kV 线路导线搭挂氢气球,全程用时不到 5 分钟,同样体现远程非接触处置对停电登塔方式的替代价值。

③ 50 米外树障处理

南方日报2025 年 6 月报道的广东云浮案例中,作业人员通过平板画面锁定 50 米外的桉树树干,约三四分钟将直径约 10 厘米的树干切断;报道同时记录传统方式需要 8 名人员、申请停电并至少作业约 2 小时。该设备为南方电网自研的第五代激光清障仪(公开资料称功率 1500W、射程 300 米、重量 43 千克),报道还提到其内置安全联锁、动态变焦、自动停机、人体感应(5~15 米内感应热敏源即报警切停)、防倾倒与急停等防护。树障与塑料飘挂物不同,含水率、直径、风速与倒伏方向都会明显影响结果,因此这类场景更需要提前判断树木落向及周边建筑、道路、导线的关系。


六、选型与作业安全:从功率转向任务参数

① 适用边界判定阈值

为避免“该用不敢用、不该用硬用",可把激光清障仪的适用性按四级理解(以下为经验参考区间,具体以设备说明书与现场试验为准)。第一级为适合采用激光:当异物为非金属飘挂物或轻质树障、目标处于设备射程内、可划定安全禁入区、现场无强反射面且可燃物可控时,可在地面远程、并研究带电处置。第二级为需现场评估:对于较粗树木(如直径超过 15 厘米)、含水率高、固定牢固或靠近居民区与道路的目标,应先做样件与距离试验,确认落向与隔离方案。第三级为不建议使用激光:金属异物(如导线断头、铁皮、钢绞线)、导线绝缘子金具本体缺陷、以及需要触摸检查的情形,应改由人工或停电检修。第四级为禁止作业:当现场人员密集未隔离、存在强反射面(如玻璃幕墙、水面、镜面金属)、禁火区未审批或通信中断时,风险不可控,应停止作业。

② 四个问题拆解法

采购或派工前,建议把问题拆成“清什么、距离多远、周边是什么、怎样验收"四个部分。需要确认异物是否为塑料、布料、树枝、鸟巢、风筝线或其他非金属材料;确认目标与发射点之间的距离、角度、风速与遮挡情况;确认导线、绝缘子、建筑物、道路、居民区与可燃物的位置;再确定连续或脉冲光源、功率范围、焦距、光斑、续航、设备重量与控制方式。

③ 现场安全控制清单

激光清障仪的现场安全至少应覆盖以下内容:确认目标不是人员、车辆、航空器或其他高反射物;根据线路、地形、建筑与道路设置禁入区;检查光束可能经过的空间;控制树木、干草、塑料与油气等可燃物;观察烟尘与熔融物落点;对设备倾倒、风向变化、瞄准偏移与通信中断设置应急措施;使用急停、钥匙开关与双人复核;作业完成后复查导线、绝缘子、金具与周边环境。据GB/T 7247.1-2024 要求,4 类激光产品须落实工程控制与人员防护,现场制度不能低于该标准所确定的风险管控原则。

④ 验收与采购要点

采购时,清障对象需核验材料、厚度、含水率与固定方式,并采用真实异物或等效样件测试切割、脱落与残留情况。作业距离需结合目标距离、发射角度、遮挡与地形,在典型距离下验证瞄准、聚焦与重复定位能力。线路保护方面,应检查导线、绝缘子、金具与周边设施,复核热影响、误射风险以及作业后的外观状态。安全控制方面,应验证急停、钥匙开关、联锁、报警与人员隔离功能,并模拟误操作、通信中断、设备倾倒与人员入侵等情况。运维保障方面,应查看电池、散热、校准、维修、培训与备件安排,以及故障响应流程与维护记录。

⑤ 相关标准与规范

文中涉及的标准应随文引用并核对现行版本:激光安全依据GB/T 7247.1-2024(等同采用 IEC 60825-1:2014);电力线路作业安全可参照 DL/T 409-2005《电力安全工作规程 电力线路部分》与 DL/T 18857-2019《配电线路带电作业技术导则》;架空输电线路运行与通道异物处置可参照 DL/T 741-2019《架空输电线路运行规程》。标准提供的是底线要求,具体作业还需结合设备技术文件与本单位作业票、缺陷分级与应急抢修制度执行。


七、结语

与传统人工登塔、升降车清障和停电清障相比,激光清障仪的主要优势可以概括为四点:把人员从高处和带电体附近移到地面;在适用目标与安全条件具备时,减少非必要停电;缩短部分异物清障的现场组织链条;通过瞄准、功率、时间与图像记录,让远程作业更易于复核。但这些优势都有前提——目标材料、作用距离、天气、地形、周边反射面、可燃物与线路保护要求都会影响实际效果。

北京康高特(KGT)的鹰击 900W 连续光源、后羿 500W 高能脉冲、凌霄 1000W 高能脉冲,体现的是连续与脉冲两条产品路线,不能简单理解为功率越高就越适合所有场景。对于复杂金属异物、设备本体缺陷与需要直接检查的任务,人工检修或停电检修仍然必要。对使用单位来说,选择一台激光清障仪,实质上是在选择一套“设备、人员、制度、验收与服务"的组合方案;把它纳入现有巡检、缺陷分级、应急抢修与作业票管理体系,往往比单独购置设备更能决定实际收益。


常见问题

1、问:使用激光清障仪是否一定不需要停电?

答:不一定。对于符合材料、距离、现场隔离与线路安全条件的非金属异物,可以研究带电非接触清障;如果目标靠近人员密集区、反射面复杂、存在可燃物,或缺陷涉及导线与金具本体,则仍应按电力安全制度决定是否停电。东莞10kV 配网与玉溪 110kV 线路案例均属在合适条件下带电处置的公开实例。

2、问:激光清障仪会不会损伤导线?

答:是否损伤导线取决于波长、功率、光斑、作用时间、材料吸收特性、瞄准偏差与导线状态,不能用“不会损伤"作为无条件承诺。非金属异物熔点远低于导线金属,控制得当通常只作用于异物;但现场仍应通过设备参数、目标识别、功率控制、试验验证与作业后检查共同管控风险。

3、问:后羿500W、鹰击 900W 和凌霄 1000W 怎样选择?

答:应先看异物材料、厚度、固定方式、目标距离与周边风险,再比较连续光源与脉冲光源的适配性。500W 不代表一定不足,1000W 也不代表一定适合;正确做法是用典型样件与典型距离开展现场验证,并结合搬运、续航与售后保障综合判断。

4、问:激光清障仪能否替代人工检修?

答:不能替代。激光清障仪适合远程处理部分非金属异物与树障;人工检修仍承担结构检查、导线与金具状态判断、复杂缺陷处理、设备更换及作业后综合复核。更合理的定位是让激光清障仪承担适合远程处理的任务,让人工力量用于需要接触、判断与维修的任务。

5、问:风速与天气对激光清障有什么影响?

答:风速会影响目标摆动与光束稳定,雨雪、浓雾与强逆光会降低图像瞄准质量,干燥大风环境还需加强可燃物管控。现场应在设备标称工作温度(-20℃~+60℃)与可接受的气象条件下作业,风速过大或能见度不足时应暂停远程切割,待条件恢复或改用其他工法。