[发明专利]激光远场聚焦异物清除装置

说明书

本发明属于输电线路异物清除装置领域，具体涉及一种激光远场聚焦异物清除装置，其特征在于，包括机架，机架内部设有消相干混沌激光器、控制系统、可见光相机、可见光镜头、指示激光器、激光准直镜，可见光镜头、指示激光器和激光准直镜位于机架内前端，可见光镜头与可见光相机组成可见光成像系统，激光准直镜与激光器组成激光切割光路，控制系统与激光器、可见光相机、指示激光器信号连接。本发明具有结构合理、工作稳定可靠、使用灵活方便、适应范围广、安全性能高的优点。

技术领域

本发明属于输电线路异物清除装置领域，具体涉及一种激光远场聚焦异物清除装置。

背景技术

在日常生产生活中，时常有塑料薄膜、编织网、风筝线、气球线等异物缠绕在输电线路上,导致绝缘故障发生，威胁着正常供电安全。

传统的异物清理方式可以分为两种，一是停电后人工高空清除；二是带电条件下人工清理。由于异物侵入发生故障具有随机性，停电清理，必然要影响线路的正常供电运行，同时也影响用户的连续用电需求。给供电企业和电力用户带来较大损失。而带电条件下的人工清理,尽管不会影响输电线路正常运行，但是电力工人带电在高空作业,具有较高的危险性,清理时间长，易于受到现场条件的限制，实际效果并不理想。统计数据表明，随着塑料制品越来越广泛的密集使用，架空高压线路异物侵入逐渐成为导致线路非计划性停运的主要原因之一。传统人工异物清除手段越来越难以满足实际工作的需求，如何远距离直接清除异物成为该领域迫切的技术需求。为了满足上述需求，本领域技术人员研制了一些通过可操控的机器人或自动化装置实现清障的专用设备,但这些设备均具有结构复杂、故障率高、须多人配合协作的问题,特别是在使用前需要先把装置挂在架空的输电线路上,存在附加的安全隐患,完成清障需要时间更长,效率较低。

现有的清障专用设备大部分采用激光进行清障，激光由于具有高能量、极佳的方向性、单色性等特点，在远距离定向操控方面具有巨大优势。利用高功率激光远场聚焦技术，将激光束定向传输并聚焦到线路异物上，瞬间将异物接触部分融化甚至汽化，进而操控激光束空间扫描，对异物进行有效切割，最终与线路分离，实现对高压线异物的快速、安全、带电作业清除。这种方法无需线路停电和人员攀爬杆塔，可以直接远距离及时、快速、定向、安全地清除导线上异物，操作方便，省时省力。然而，由于通常采用的激光具有较好的相干性，在经过远场聚焦光学系统后易于发生衍射和干涉，同时，在自由空间中传播时受大气湍流影响导致激光光束展宽、抖动和弯曲，致使远场目标点位置的激光光斑出现分布不均匀、能量不集中、甚至闪烁和漂移，最终导致被切割异物不能被激光稳定均匀照射，影响切割效果，甚至无法完成异物的有效清除。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术的激光异物清除装置存在异物清楚效果不好的缺陷，提供一种激光远场聚焦异物清除装置，其采用消相干混沌激光，有效克服衍射、干涉和大气湍流等的不利影响，通过远场聚焦光学系统实现激光的远距离稳定传输和聚焦，使被照射的异物温度均匀升高熔化和汽化，再配合瞄准装置与光束空间位置微动扫描装置实现对异物的稳定连续移动照射，进而形成切割轨迹，完成异物的切割清除。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

即一种激光远场聚焦异物清除装置，其特征在于，包括机架，机架内部设有消相干混沌激光器、控制系统、可见光相机、可见光镜头、指示激光器、激光准直镜，可见光镜头、指示激光器和激光准直镜位于机架内前端，可见光镜头与可见光相机组成可见光成像系统，激光准直镜与激光器组成激光切割光路，控制系统与激光器、可见光相机、指示激光器信号连接。

本发明的控制系统作为系统的控制中心负责接收控制信息，对各部分完成控制操作，并输出系统的各种工作信息，其为深圳研祥科技生产的研祥MEC-5071型工控计算机。

本发明的可见光相机、可见光镜头和指示激光器组成瞄准系统。

本发明的可见光相机为深圳京航科技生产的JHSM300f型高清工业相机。