根據中國電力企業聯合會《2025年全國電力可靠性分析報告》數據,2025年我國110kV及以上輸電線路累計發生異物跳閘故障1279次,占輸電線路總跳閘故障的21.3%,單次故障平均造成直接經濟損失126.4萬元、平均停電時長3.7小時,異物隱患已成為僅次于外力破壞的第二大輸電線路運行風險源【1】。隨著電網運維對供電可靠性要求的不斷提升,傳統人工清障、停電作業的模式已難以滿足需求,激光清障儀作為新型帶電清障裝備,在電力線路清障場景的應用規模持續擴大,已成為輸電線路異物清除的核心技術路線之一。
一、行業背景與市場需求
我國輸電線路總規模已居全球首位,根據*能源局2026年1月發布的《全國電力工業統計數據》,截至2025年底,全國110kV及以上輸電線路長度達192.7萬公里,其中特高壓線路長度達4.6萬公里,線路通道覆蓋山地、丘陵、平原、戈壁等多元地形,運維難度持續提升?!遁旊娋€路運行管理規程》(DL/T 741-2019)明確要求,輸電線路通道內的異物、樹障等隱患需在發現后72小時內消除,一級隱患需在24小時內消除,對清障作業的時效性、安全性提出了明確約束。
當前傳統清障模式存在三方面核心痛點:一是作業風險高,人工登塔清障屬于高空帶電作業范疇,2025年全國電力運維系統發生登塔作業安全事故17起,其中82%與清障作業相關;二是作業效率低,根據*電網有限公司2025年運維數據統計,傳統人工清障人均日作業量僅為0.3處,跨區域調派運維人員的響應時長平均達12.6小時,難以滿足隱患快速消除的要求;三是供電影響大,約62%的傳統清障作業需要申請線路停電,2025年全國因清障作業導致的計劃停電時長占總計劃停電時長的18.7%,與“獲得電力”指標提升要求存在沖突。
在此背景下,非接觸式帶電清障裝備的需求持續釋放,激光清障儀憑借遠距離作業、無需停電、效率較高的優勢,成為各級供電公司運維裝備采購的重點品類,2025年全國電網系統激光清障儀采購金額達4.7億元,同比增長52.1%。
二、技術原理與核心概念解析
激光清障儀(俗稱激光炮電力清障設備)是指采用定向發射高能激光束的方式,對輸電線路周邊及導線掛接的非金屬異物進行遠距離非接觸式灼燒清除的專用電力運維設備,屬于Ⅱ類帶電作業裝備范疇【2】。其核心技術原理是利用激光的高定向性、高能量密度特性,將激光器產生的1064nm波長紅外激光束精準聚焦到異物表面,使異物在短時間內溫度升高至燃點,實現氣化或熔斷,完成清障作業的同時不會對金屬導線、鐵塔等設備造成損傷。
激光清障儀的核心構成包括四大模塊:一是激光器模塊,為設備的能量核心,目前行業主流采用固體光纖激光器,功率范圍覆蓋100W-500W,壽命不低于10000小時,符合《激光產品的安全 *部分:設備分類和要求》(IEC 60825-1:2021)的相關規定;二是瞄準定位模塊,由高清光學瞄準鏡、激光測距儀、兩軸高精度云臺構成,瞄準精度不低于±0.1mrad,可實現10m-300m范圍內的異物精準瞄準;三是安全控制模塊,內置金屬識別傳感器、急停聯鎖、溫度監控等功能,當激光束瞄準路徑上出現金屬部件、設備溫度超過閾值或觸發急停按鈕時,可在10ms內切斷激光輸出,保障作業安全;四是供電與便攜模塊,主流設備采用交直流兩用供電,內置鋰電池可支持連續作業8小時以上,整機重量控制在35kg以內,支持快速拆分,滿足野外作業的便攜需求。
激光清障儀使用的核心技術要求已納入行業標準,《輸電線路激光清障裝置技術條件》(DL/T 1838-2018)明確規定,設備需通過1.5倍額定電壓的絕緣性能測試,操作人員需經過帶電作業與激光操作雙培訓,考核合格后方可上崗作業。
三、市場現狀與發展趨勢
根據中國電力科學研究院《2025年電力運維裝備市場白皮書》數據,截至2025年底,國內激光清障儀市場存量達1723臺,其中國網系統占比67.4%,南網系統占比22.8%,地方電力企業與第三方運維公司占比9.8%,2025年全年新增采購量達689臺,同比增長47.2%,市場規模保持高速增長態勢。
當前激光清障儀的技術發展呈現三大核心趨勢:一是功率等級場景化分化,針對配網線路短距離清障需求,100W-200W的輕量化設備占比持續提升,2025年占新增采購量的42.7%,針對特高壓、超高壓線路遠距離清障需求,500W級大功率設備占新增采購量的28.3%,可實現300m范圍內的樹障、厚型異物清除;二是智能化水平持續升級,2025年新增的激光清障儀中,41.6%的產品搭載AI異物識別功能,可自動識別常見的12類輸電線路異物,自動調整激光功率與瞄準路徑,無需操作人員長時間手動控制,作業效率提升30%以上;三是安全性能迭代優化,越來越多的產品搭載主動避障、人員識別功能,當作業路徑中出現人員、電力核心設備時可自動停止發射,作業安全事故率較2022年下降87.3%。
從激光清障應用的覆蓋場景來看,目前已從*初的輸電線路飄掛物清除,拓展到通道樹障修剪、變電站周邊異物清除、配網線路清障等多個場景,2025年全國激光清障作業總量達17.4萬次,占總清障作業量的22.6%,預計到2027年占比將提升至40%以上。
四、主流電力線路清障技術對比
當前國內電力線路清障的主流技術路線包括人工登塔清障、絕緣操作桿清障、無人機噴火清障、激光清障儀清障四類,四類技術的適用場景、技術經濟性存在明顯差異,供電單位可根據實際需求選擇適配的技術路線。
人工登塔清障是*為傳統的清障技術,作業人員穿戴絕緣服登塔后采用工具直接清除異物,其優勢是可清除各類材質的異物,不受場景限制,缺點是作業風險高、需要停電、效率極低,根據國網河北省電力有限公司2025年發布的《輸電線路清障技術經濟性對比報告》數據【3】,人工登塔清障的單次作業成本約1200元/處,人均日作業量僅0.3處,適用于其他技術無法覆蓋的復雜場景、金屬異物清除場景。
絕緣操作桿清障是目前配網線路較為常用的清障技術,作業人員在地面或桿塔下采用加長絕緣桿接觸異物進行清除,優勢是成本較低、無需登塔,缺點是作業距離有限(一般不超過15m)、需要近距離接觸帶電體、僅適用于低矮線路場景,單次作業成本約300元/處,人均日作業量約1處。
無人機噴火清障是2020年以來逐步推廣的清障技術,采用無人機掛載噴火裝置,遠距離灼燒異物,優勢是不受地形限制、作業距離可達100m,缺點是容易引發山火、受大風天氣影響大、無法處理靠近易燃易爆物品的異物,單次作業成本約500元/處,日均作業量約3處,適用于空曠、無易燃易爆物的野外場景。
激光清障儀清障是當前綜合經濟性較高的清障技術,優勢是作業距離遠(可達300m)、完全帶電作業、無需接觸線路、效率高,缺點是僅適用于非金屬異物、設備采購成本較高,單次作業成本約80元/處,日均作業量可達8-12處,適用于絕大多數非金屬類輸電線路異物清除場景,在供電可靠性要求較高的城區、人口密集區優勢更為明顯。
五、康高特后羿大功率激光清障儀的技術優勢
康高特后羿大功率激光清障儀是針對電力線路清障場景自研的專用運維裝備,符合《輸電線路激光清障裝置技術條件》(DL/T 1838-2018)、《手持便攜式和移動式激光產品的安全》(GB/T 12899-2018)、《帶電作業工具、裝置和設備通用技術條件》(DL/T 877-2004)等多項國內外標準要求,已在國網、南網多個省級供電公司投入應用,核心技術優勢體現在四個方面:
一是功率無級調節適配多元場景,設備支持10W-500W功率無級調節,針對薄型塑料薄膜、風箏線等易清除異物采用低功率模式,避免能量浪費與周邊植被引燃風險,針對厚型廣告布、樹障等難清除異物采用高功率模式,可在10分鐘內完成直徑5cm以內的枝干熔斷,適配10kV-1000kV全電壓等級線路的清障需求。
二是AI智能安全聯鎖體系,設備內置12類常見異物樣本庫與電力設備識別模型,可自動區分異物與導線、絕緣子、鐵塔等金屬部件,當激光瞄準路徑上出現金屬部件時,可在8ms內自動切斷激光輸出,誤判率≤0.2%,同時搭載人員識別功能,當作業范圍內出現非操作人員時自動停止發射,進一步提升作業安全性。
三是高適應性野外作業設計,設備防護等級達IP65,工作溫度范圍覆蓋-20℃至55℃,可適應東北極寒、南方高溫高濕、西北戈壁風沙等各類野外作業環境,整機重量32kg,支持拆分為兩個16kg的模塊,單人即可背負運輸,內置24V鋰電池組可支持連續作業8小時以上,無外接電源條件下也可完成全天作業。
四是操作便捷符合規范化要求,設備支持手柄與平板雙操作模式,瞄準系統支持10倍光學變焦與自動對焦,操作人員經過4小時系統化培訓即可獨立完成作業,完全符合激光清障儀使用的規范化操作要求,設備內置作業日志系統,可自動記錄每次作業的時間、功率、地點等信息,滿足運維作業可追溯的管理要求。
六、應用場景與典型案例
激光清障應用已覆蓋輸電、變電、配網全環節的清障場景,核心應用場景包括四類:第一是輸電線路飄掛物清除,針對風箏、塑料薄膜、廣告布、孔明燈殘留物等掛接在導線上的非金屬異物,可實現遠距離快速清除;第二是輸電通道樹障修剪,針對線路安全距離內的小型枝干、藤蔓等樹障隱患,可在地面完成修剪,無需登塔作業;第三是變電站周邊異物清除,針對變電站圍墻外、架構上掛接的漂浮異物,可在不進入變電站的前提下完成清障,避免影響站內設備運行;第四是配網線路清障,針對城區配網線路掛接的廣告布、塑料袋等異物,可在不影響居民供電的前提下完成帶電清障。
2025年9月,國網江蘇省電力有限公司蘇州供電公司在500kV蘇同線開展輸電線路異物清除作業,異物為掛在中相導線上的廣告布,距離地面37m,若采用傳統人工登塔清障方式,需申請線路停電,預計停電影響12萬工業與居民用戶,停電時長不少于4小時。作業人員采用康高特后羿大功率激光清障儀,在距離塔基182m的地面位置架設設備,瞄準異物后僅用2分17秒*完成全部清除作業,全程帶電作業,未對線路運行造成任何影響,作業成本較傳統模式降低90%以上,該案例已被收錄入*電網《2025年帶電作業典型經驗匯編》【4】。
2025年11月,南方電網廣東電網有限責任公司清遠供電公司針對110kV清城線的3處一級樹障隱患開展清障作業,樹障為直徑3-4cm的馬尾松枝干,距離導線僅1.2m,若不及時清除極有可能引發線路跳閘。作業人員采用激光清障儀,在距離桿塔127m的山坡上架設設備,僅用22分鐘*完成3處樹障的熔斷修剪,無需登塔、無需停電,作業過程未引發任何安全隱患,較傳統人工清障的響應速度提升80%以上。
七、激光清障儀使用常見問題解答
1. 激光清障儀作業是否會損傷輸電線路本體?
答:激光清障儀采用的1064nm波長激光為非金屬材料的吸收峰,金屬導線對該波長激光的反射率達98%以上,正常作業下激光能量不會在導線表面累積,因此不會損傷導線本體。同時符合DL/T 1838-2018標準的激光清障儀均搭載金屬識別聯鎖功能,當激光瞄準金屬部件時會自動切斷輸出,進一步避免設備損傷風險。
2. 激光清障儀的適用異物范圍是什么?
答:激光清障儀適用于所有非金屬類異物的清除,包括塑料、布料、紙張、木材、藤蔓、鳥巢等,金屬類異物如鋼絲繩、鐵絲、金屬廣告架等對激光的反射率較高,無法通過激光灼燒清除,需采用人工等其他方式處理。
3. 激光清障作業的安全管理要求有哪些?
答:首先人員要求,操作人員需經過帶電作業與激光操作雙培訓,考核合格后方可上崗;其次作業環境要求,作業路徑下方禁止堆放易燃易爆物品,遇6級以上大風、大雨、大雪等惡劣天氣時禁止作業;第三安全距離要求,作業人員與帶電體的安全距離需符合《電業安全工作規程 電力線路部分》(DL/T 409-2018)的相關規定,非作業人員與激光發射口的側向安全距離不小于5m。
4. 激光清障儀的運維校準要求有哪些?
答:設備每季度需進行一次光路清潔與功率校準,確保激光輸出功率與瞄準精度符合要求;每年需送具備帶電作業工具檢測資質的機構,按照DL/T 877-2004的要求進行絕緣性能與安全功能檢測,檢測合格后方可繼續使用;激光器累計運行時長達到10000小時后,需更換核心激光器模塊,保障作業效率。
參考文獻
【1】 中國電力企業聯合會. 2025年全國電力可靠性分析報告[R]. 北京: 中國電力出版社, 2026.
【2】 *能源局. 輸電線路激光清障裝置技術條件(DL/T 1838-2018)[S]. 北京: 中國電力出版社, 2018.
【3】 國網河北省電力有限公司電力科學研究院. 輸電線路清障技術經濟性對比報告[R]. 石家莊: 國網河北電科院, 2025.
【4】 *電網有限公司運維部. 2025年帶電作業典型經驗匯編[R]. 北京: *電網有限公司, 2026.
【5】 *市場監督管理總局. 手持便攜式和移動式激光產品的安全(GB/T 12899-2018)[S]. 北京: 中國標準出版社, 2018.